Підсилювач для навушників на радіолампах, частина 2. Розбір помилок

Схема працювала, це дуже тішило, але робочим чи завершеним цей прилад назвати було важко. То ж (тільки тепер) я сів штудіювати проблеми, які сам і наробив.

Проблема №1. Гул в навушниках

Літератури я не мав, тож треба гуглити. Бінго! За першим же запитом в гугл було описано і проблему, і найтиповіші методи її усунення. Природа цього явища полягає у наявності ripple voltage в анодному живленні лампи (високій напрузі). Така змінна напруга є наслідком роботи діодного моста, а згладжуючий конденсатор ставлять щоб її мінімізувати. За формулою величина ripple voltage залежить від сили струму в схемі і величини ємності згладжуючого конденсатора.

В моєму випадку ємність конденсаторів була 660 мкФ, а струм – 10 мА, то отримане значення напруги – 0.15 В. Враховуючи той факт, що весь змінний струм в анодному живленні лампи і був тим корисним посиленим сигналом, що передавався на навушники, ці 0.15 вольта були явною проблемою. Найпростіше вирішення цієї проблеми – використання CRC-фільтра, але такий вже був наявний в схемі і явно не справлявся. До того ж такий фільтр недостатній для фільтрування високочастотних перешкод, які проникають в прилад через електромережу. Іншим рішенням є використання дроселів (LC-фільтр) по анодному живленні – досить старе і ефективне рішення, але займає багато місця, а тому не підходить мені. І тут мені на очі попав “електронний дросель” – схему на польовому транзисторі (MOSFET), з мінімумом компонентів, компактними розмірами і гарантованим результатом. Саме те, що потрібно!

В інтернеті наявно багато схем, але я вирішив не брати першу, яку знайду, а трохи розібратись з принципом роботи “електронного дроселя”. І знайшов ось таку статтю (рос.). Там докладно розжована схема, яку часто можна знайти в інтернеті, а в кінці запропонована інша схема, яку я і взяв на озброєння. А наведені результати моделювання додавали впевненості в результаті.

Знайти потрібні деталі не було проблемою, спаяти їх теж, але зразу ж посипались нюанси. Перш за все, тоді я ще не знав що основа транзистора в корпусі типу TO-220 з’єднана з другою ніжкою. А потім ще виявилось, що така схема взагалі не захищена від коротких замикань. Як результат я “успішно” спалив декілька транзисторів просто закоротивши десь по схемі мультиметром.

Проте результат був вражаючий – гул пропав повністю. Ба більше з’явилась рівномірне зростання анодної напруги при включенні і, як результат, пропав хлопок у навушниках.

Сигнал 1 кГц до використання “електронного дроселя”

Сигнал 1 кГц **після** використання “електронного дроселя”

Тут варто зазначити що я перепаяв всю схему з новими дротами, поставив гніздо на 6,3 для підключення навушників, і крутий великий тумблер. Нутрощі почали виглядати набагато гарніше.

Проблема №2. Шурхіт, шум і писк в навушниках

Та не все так просто – почав чутись новий шум, явно іншої природи. Ну що ж, копаємо дальше. Новий шум мав дві складові – перша змінювалась від положення змінного резистора, інша – була постійною. Подальші пошуки привели мене спершу до вирішення другої складової. Тут все просто – змінний струм у дротах розжарювання створював електромагнітне поле, яке впливало на інші компоненти підсилювача, особливо звуковий тракт. А дуже давно відомим методом боротьби з цим явищем є сплетення тих дротів у виту пару.

Проте цього недостатньо – потрібно ще “заземлити” до спільного нуля живлення розжарювання і робиться двома способами. Перший – використання центрального відводу з обмотки трансформатора. Але використаний мною ТАН-14 такого відводу не мав, то для такого випадку є схема “штучної центральної точки”, яка створюється двома резисторами номіналом 100-200 Ом (один кінець обох резисторів з’єднуємо із землею, інший – з дротами розжарювання) або одним змінним резистором (2-гу ніжку із землею, 1-шу і 3-тю – з розжарювання). То ж я впаяв по 2 резистори 100 Ом (2 Вт) для кожної лампи. Вуаля – постійна складова шуму повністю зникла.

Подальші пошуки дали зрозуміти що інша складова – змінна – виникає через (само)збудження лампи, а причини зачасту десь дуже глибоко. Та є декілька правил, які застосовують щоб мінімізувати збудження, а саме:

Земля (нуль) має сходитись в одному місці (топологією зірки), бажано на згладжуючому конденсаторі
Проектується мінімальна довжина сигнальних дротів, а самі дроти мають бути екранованими
Будь-яке екранування приєднується до землі одним кінцем
Металевий корпус змінного резистора повинен бути заземлений
Відсутність “земляних петель”
Силова частина схеми має бути віддалена від звукової
До сітки лампи мають бути припаяні резистори, які в англомовній літературі подаються як grid stoppers (в російськомовній – антизвонные резисторы). Зазвичай номіналом 1 кОм. Принцип їх роботи розкажу в іншій публікації
Номінал змінного резистора має бути максимально (допустимо) низьким, бажано 10 кОм
Металеве шасі (корпус) має бути зазелменим тільки в одному місці

Як видно з фото, все це в мене було невірно виконано. Ну, це було тільки третє повне перепаювання, тому ентузіазму в мене було ще дуже і дуже багато.

А результат, результат був шикарним. Ні шуму, ні гулу, ні збудження – все запрацювало на ура! Це насправді перший успіх!

Проблема №3. Різний рівень сигналу в обох каналах навушників

До цього часу я і далі використовував випадково підібрані лампи, а значить працювали вони по-різному і музика грала в обох каналах теж по-різному. Тут вирішив спробувати інші лампи – 6Н2П-ЕВ, які брав як нові і тримав до моменту запуску робочої схеми. Щасливий вставив їх в панельки, вони заграли, але тихо, дуже тихо. Щось було не так, а тому я вставив старі 6Н23П, які працювали як потрібно, і намагався ігнорувати тихіший звук у лівому вусі.