Amplificateur à tube non canon

Bonne journée à tous!

D'une manière ou d'une autre, par une soirée froide et morne, j'ai lu un article sur un amplificateur de classe D de haute qualité avec Aliexpress . Et l'idée m'est venue à l'esprit de parler de mon bricolage. Et maintenant, les mains ont atteint. Ce qui suit est un journal de travail sur la fabrication de l'amplificateur à tube suivant (et pas seulement). L'article est rempli de frivolité et de pétrosianisme, mais vous pouvez trouver ici quelques schémas peut-être utiles.

Avertissements:

1. ATTENTION, trafic! Beaucoup de photos.
2. ATTENTION Les circuits présentés utilisent des tensions mortelles. En reproduisant les schémas ci-dessus, vous le faites à vos risques et périls. L'auteur n'est pas responsable des conséquences résultant de la duplication de l'ensemble du dispositif et de ses parties individuelles.

Je précise tout de suite:

• L'amplificateur n'est ni Hi-End ni Hi-Fi, car pas un gramme de peinture en poudre n'a été utilisé dans sa production!
• Je ne suis pas partisan de la confession du son de tube thermique spirituel. Mais les lampes brillent tellement cool ...
• Aux questions possibles de la classe "Pourquoi pas du tout?" réponse préparée "Parce qu'un hobby."

Je le répète: tout le projet a été lancé non pas pour obtenir un son "à lampes", mais à cause de l'esthétique particulière des amplificateurs à lampes de bonne facture. C'est l'esthétique qui est devenue la base de la grande majorité des problèmes qui se sont posés. Elle a déterminé le coût final, dépassant largement le budget initial: la production de pièces (dans ce cas, lisez le prototypage) est toujours beaucoup plus chère qu'il n'y paraît à première vue. Je tiens également à noter tout de suite que la tâche consistait à développer un amplificateur à partir de zéro, ne pas tout réduire au banal "J'ai acheté un ensemble sur Internet, je l'ai soudé et l'ai inséré dans une boîte sous mes chaussures." Au final, c'est toujours un projet de bricolage, il doit y avoir un défi, une souffrance et une envie de tout jeter en enfer! Cependant, aller à l'extrême n'en vaut pas la peine. En théorie, vous pouvez tout faire complètement sans utiliser de produits achetés, mais dans ce cas, vous avez besoin des outils appropriés (lire des machines-outils), sinon le résultat peut, pour le moins, décevoir.
La seule question est le but ultime. Commençons donc!

La pièce est en quatre actes. Épopée héroïque

Acte un. Planification

Une bonne planification est la clé pour moins d'itérations, de «comment aurais-je pu faire cela» à «cela aurait pu être mieux, mais cela fonctionnera de cette façon». L'amplificateur était à l'origine destiné à remplacer les haut-parleurs standard par un ordinateur. Pour être honnête, regarder vidyashek avec des chats touchants sous le tapis à travers un amplificateur à tube chaud, bien sûr, peut compléter l'image, mais ce n'est pas rationnel. Ce qui conduit à une idée tout à fait logique de piloter un amplificateur sur de vieux semi-conducteurs à l'état solide à l'intérieur. Et selon son humeur, Monsieur sera libre de choisir lequel des amplificateurs utiliser pour écouter Dire Straits et lequel pour 2Pac. En conséquence, les circuits sont devenus un peu plus compliqués, mais nous nous souvenons du défi, des tests et de tout cela. Le résultat est 4 cartes de circuits imprimés: une source d'alimentation, un amplificateur à tube, un amplificateur à semi-conducteurs et une carte de brassage. Il semble que tout soit simple, nous allons de l'avant.

Acte deux. La conception

En fait, pour le plaisir dont tout le tapage. Mes talents visuels se limitent aux lignes droites conditionnelles exclusivement sur du papier quadrillé. Mais il y a une formation d'ingénieur, donc armé de CAO et d'une grande patience, il a lentement et avec un craquement visualisé ce que j'aimerais obtenir en conséquence. Et oui, ne soyez pas surpris que la conception du boîtier vienne en premier, et non les circuits, comme c'est la coutume.

Un peu sur le boîtier lui-même et le look "classique" d'un ampli à lampes. Je n'ai jamais compris la passion d'éteindre toute l'électronique. Les lampes, oui, elles sont belles, chaudes et les éteindre (même en sacrifiant un peu d'immunité au bruit) n'est pas une si mauvaise idée, mais visser d'énormes transformateurs avec un noyau en forme de W sur le couvercle du boîtier supérieur est une décision plutôt douteuse. Certains vont encore plus loin: et, en plus de tout ce qui précède, ils mettent une batterie de condensateurs au-dessus! Terminer Il semble que vous ne regardiez pas l'appareil fini, mais une sorte de maquette. Bien que le goût et la couleur de tous les marqueurs soient différents ...

J'ai choisi d'utiliser un boîtier en aluminium anodisé et brossé avec des garnitures décoratives en acajou (Jarrah). De plus, pour réduire la taille, il a été décidé d'utiliser des transformateurs toroïdaux. La base métallique du boîtier, les boutons de l'interrupteur, les pieds - achetés chez Aliexpress, le reste devait être fabriqué seul. Presque tous les détails ont été dessinés, après quoi tout s'est magnifiquement mis en place ...



Et puis ils ont envoyé un corps. Inutile de dire que les tailles données par les Chinois dans la documentation sont assez médiocres pour le vrai appareil. Je me suis toujours demandé: "En Chine, tout se fait à l'œil?". Quel est le problème de la fixation des bons dessins selon lesquels vous fabriquez la pièce? Je comprends que s'ils n'avaient pas été attachés du tout, alors non, ils étaient là, mais pas les bons! Apparemment, protection contre les concurrents.

Lorsque les dimensions approximatives du boîtier sont devenues claires, ce fut le tour des circuits. Pourquoi exactement dans cette séquence? Par souci de compacité. Avec un poids de plus de 10 kg, les dimensions sont de 40x30x20 cm (avec tous les éléments décoratifs). A l'intérieur c'est assez serré (voir photo ci-dessous). En conséquence, la taille des composants sur les cartes, ainsi que les dimensions des cartes elles-mêmes, sont d'une grande importance. Les dimensions des circuits imprimés, les hauteurs des composants, le placement des éléments, tout a été sélectionné, dessiné en 3D et vérifié sur l'ensemble. Si les détails se rapportent les uns aux autres, nous revenons en arrière de deux pas, et ainsi de suite au vainqueur. Les premières fois, c'est même amusant: je suis un si bon gars, j'ai tout vérifié, évité les problèmes. Quelque part après la troisième fois, la pensée vient à boire pour la santé des développeurs de systèmes de CAO paramétriques. Je recommande fortement à tous ceux qui ne l'ont pas encore, d'apprendre les bases de l'un des systèmes et de ne pas négliger l'étape de la modélisation, même pour l'artisanat domestique. D'après le grand que j'ai identifié: il s'est avéré que le transformateur de réseau de 90 W, qui au départ se tenait parfaitement bien, ne rentre pas dans le boîtier (bonjour aux dessins chinois). J'ai dû remplacer par deux 60 W chacun (ce sont ceux à l'intérieur sur les parois latérales).

Agissez en troisième. Circuits

Je n'ai jamais rien eu à voir avec la technologie des lampes, et c'est tout. Techniquement, je peux faire des analogies avec les transistors et, en général, tout est assez simple, mais pas sans nuances. Après quelques jours de recherche sur le réseau, j'ai opté pour l'utilisation d'étages de sortie à cycle unique sur des lampes 6V6GT. Si quelqu'un est très intéressé par la comparaison des différentes options pour les étages de sortie, ainsi qu'en général différentes classes d'amplificateurs, je vous conseille de lire ici . J'ai choisi ce que j'ai choisi et je ne veux pas surcharger le texte d'informations inutiles.

Mais je ne peux pas m'empêcher de préciser que les amplificateurs asymétriques de classe A ont une chaleur et une profondeur de son spéciales, surtout sur les médiums souvent ... tfu, je n'y croyais presque pas! Mais sérieusement: en plus de l'absence de distorsion de type "step" au niveau de la sortie, elles sont juste chaudes. Non, ils sont vraiment très chaleureux, car l'efficacité des amplificateurs de classe A ne dépasse pas 10-15%, le reste va au chauffage de la pièce. La puissance estimée de mon amplificateur est d'environ 4,5 watts. J'ai utilisé ce schéma comme base, mais j'ai fait quelques ajustements. Et, en plus de la puissance de la lampe, bien sûr, un indicateur luminescent tel que «l'œil magique». C'est très joli.

A partir de ce moment, l'hérésie parfaite commence, selon les vrais témoins du son du tube, je recommande fortement aux adeptes de cette foi de feuilleter le texte et de simplement s'en tenir aux photos du résultat. Je t'ai prévenu!

Pour commencer, je n'aime pas l'approche classique de la construction d'amplificateurs à tubes, qui implique l'utilisation de composants exclusivement passifs (résistances, condensateurs, transformateurs), à l'exception des lampes elles-mêmes. Les dispositifs à semi-conducteurs à semi-conducteurs ont un grand avantage (l'un des) sur les lampes - une variation significativement plus petite des caractéristiques. Deux lampes du même nom, même produites dans le même lot, peuvent varier considérablement. Pour cette raison, on peut souvent voir que les lampes de l'étage de sortie sont vendues paire assortie avec des caractéristiques similaires. Mais où est la garantie qu’après échauffement, ils resteront les mêmes? Et après certaines heures de fonctionnement? Trop d'incertitudes. Dans le même temps, des dispositifs semi-conducteurs peuvent être utilisés pour niveler la propagation des paramètres. Par exemple, au lieu d'une résistance standard qui règle le courant de cathode, vous pouvez utiliser une source de courant sur le LM317A. En même temps, cela n'affectera pas le chemin du son, mais le courant ne dépendra pas des paramètres de la lampe. Sur Internet, vous pouvez trouver des options pour de telles solutions, donc mon originalité particulière n'est pas différente.



L'amplificateur à semi-conducteurs est encore moins visible: la puce standard STA540 avec un cerclage minimal. Amplificateur classe AB, pour une utilisation quotidienne en conjonction avec un ordinateur - c'est tout. De plus, il est possible de souder un filtre actif sur la carte et de l'utiliser comme un système 2.1, c'est-à-dire avec un subwoofer. Cette option n'est pas utilisée.



Enfin, la chose la plus drôle est la source d'alimentation. Voici un hardcore complet.
Allant à l'encontre des dogmes, j'ai décidé non seulement de ne pas utiliser les kénotrons appréciés de toutes les lampes, mais, en principe, d'abandonner l'alimentation linéaire! Les alimentations à découpage sont meilleures, tant en termes d'efficacité que de taille. De plus, la conception s'est poursuivie jusqu'à une courbe. Le choix d'un microcircuit de contrôleur PWM et d'un transformateur flyback a été choisi selon le principe «pour un essai gratuit, pourquoi pas?». Le fait est que le contrôleur et les transformateurs spécialement conçus pour lui peuvent être commandés gratuitement comme échantillons (avec inscription, mais sans SMS!). Ce n'est pas la meilleure option, car il existe plus de contrôleurs standard et éprouvés, et donc un tas de circuits éprouvés. Vous trouverez ci-dessous un schéma des alimentations pour les amplificateurs à tube (+300 V, +285 V, +6 V) et à semi-conducteurs (+18 V).



La tension des transformateurs abaisseur de réseau est redressée, puis fournie aux convertisseurs d'impulsions. Un développeur expérimenté d'alimentations peut se demander: pourquoi de telles perversions? En effet, il serait possible de rectifier immédiatement la tension du secteur et de la mettre sur les convertisseurs, mais je voulais faire une isolation galvanique avec le réseau. Dans la version ci-dessus du circuit, il n'y a pas de filtres inductifs aux sorties des sources pulsées (ajoutés par montage en volume). Dans la prochaine version, le montant sera fixé.

Pour l'avenir, je dirai que la configuration de l'alimentation électrique a été la plus problématique de tous les travaux de débogage. Cela est dû en partie au fait que la dernière fois qu'il a été sérieusement engagé dans des circuits, c'était il y a environ 6 ans. Mais au final, en partie après avoir dansé avec un tambourin, en partie en posant des questions stupides sur des forums thématiques, j'ai trouvé une solution aux problèmes et tout a commencé!

Acte quatre, dernier. Assemblage

J'ai commandé des cartes de circuits imprimés aux Chinois chez FirstPCB. La qualité est acceptable: la sérigraphie a une épaisseur différente, les trous sont légèrement décalés par rapport au centre des patins. En général - pas mal, vu le coût.

La commande minimum est de 5 pièces, alors maintenant je les ai un peu plus que nécessaire ...

Planches après déballage:



et sous forme soudée:



Test d'ampli sans enceinte:



Eh bien, et où sans un œil magique:



Autre cas. Le fait est que dans notre région, pour une raison que je ne connais pas, il est très difficile de commander le traitement d'une pièce en bois sur une machine CNC à 5 coordonnées. Ils demandent soit fabuleusement cher, soit pas du tout. Et cela malgré le fait que, étant un peu dans le sujet, j'ai conçu avec un minimum de complexité. Les Chinois n'ont pas aidé non plus: après avoir envoyé une demande à 8 entreprises, seulement deux ont reçu une réponse positive. Les lots restants de moins de 10 pièces ne sont pas intéressés, bien que leurs sites parlent de services de prototypage. Mais les deux autres ont également décidé de ne pas se limiter dans le prix, et pour tout le reste, ils ont demandé des photos et un dessin complet de l'appareil! Je me demande pourquoi ils sont ...

En conséquence, j'ai dû simplifier les détails à près de 2,5D et les rectifier sur une machine CNC locale. D'une part, il s'est avéré, par rapport au reste, pas cher. D'un autre côté, si j'additionne à tous ces kilomètres carrés de papier de verre brut que j'ai dû chaux, en corrigeant ce que ces gars-là ont fait ... ils broient 99% de leurs commandes. Mais je ne suis pas gourmand, je leur ai en plus donné un morceau de matériel lourd pour la sélection des paramètres!



Plus de papier de verre au dieu du papier de verre:



Un merci spécial à eux pour le fait qu'ils ont d'abord promis de faire des trous dans les pièces en aluminium, puis ont déclaré qu'ils n'avaient jamais fait cela auparavant et avaient peur de casser la machine. Logique de fer, même inutile de discuter. En conséquence, le projet est passé d'un assemblage de tournevis lâche de pièces commandées à un bricolage hardcore, car travailler avec du métal, bien qu'avec de l'aluminium doux, dans un petit appartement sans équipement spécial fait horreur existentielle. Au début. Et puis vous atteignez le stade de l'adoption, prenez une perceuse à main, une scie à métaux pour le métal et avancez obstinément vers le but prévu.

Voici quelques photos avec les étapes de montage pour les amateurs de hikporn:


Ci-dessous, la séance photo finale d'un appareil entièrement assemblé. Il y a aussi des montres sur les indicateurs de décharge de gaz, qui en fait mettent en valeur la chaleur et la luminosité de toute la scène!

La fin

Il a fallu environ six mois pour achever l'ensemble du projet, de la conception à la mise en œuvre. Dans les coulisses, il y avait plusieurs révisions et frais de l'amplificateur afin d'apporter des changements et des améliorations, mais cela peut être fait à l'infini. En général, je suis satisfait du résultat. Comme prévu, dans la plupart des cas, un amplificateur à semi-conducteurs est utilisé et seulement occasionnellement un amplificateur à tube est lancé, principalement pour comparer. Cependant, l'objectif principal - faire revivre leur ancien passe-temps et creuser plus profondément dans l'électronique, a été pleinement atteint! Écrivez vos questions et commentaires dans les commentaires.

Bon week-end!