Lampowy korektor audio.pdf

Lampowy korektor audio

Prezentowany w†artykule

lampowy przedwzmacniacz-

procesor düwiÍku moøe

stanowiÊ modu³, ktÛry moøna

wstawiÊ w†³aÒcuch modu³Ûw

systemu stereo. Zapewnia on

ìlampoweî brzmienie düwiÍku

przy niskim napiÍciu

zasilania.

Wielu audiofili lubi ìlampoweî

brzmienie düwiÍku, ale od kupna

lampowego wzmacniacza audio od-

strÍcza ich jego cena, a†od w³as-

norÍcznej budowy stosowane

w†nim wysokie napiÍcie. Opisany

w artykule uk³ad lampowy jest

rodzajem procesora efektÛw

düwiÍkowych (w³aúciwie ogranicz-

nikiem sygna³u przy przestero-

waniu) i†przedwzmacniaczem, na-

daj¹cym systemowi audio brzmie-

nie lampowe. Zastosowano w†nim

lampy elektronowe pracuj¹ce przy

napiÍciu nie przekraczaj¹cym

±12V. Uk³ad ten moøe przybliøyÊ

nam technikÍ lampow¹.

Uk³ad charakteryzuje siÍ nastÍ-

puj¹cymi cechami:

- poziom ograniczania ustala siÍ

jednym potencjometrem dla obu

kana³Ûw stereo,

- wyjúciowe kondensatory sprzÍ-

gaj¹ce nie s¹ potrzebne,

- symetria kaødej z†lamp jest do-

bierana indywidualnie,

- napiÍcie wyøsze od ±12V nie

jest potrzebne,

- uzyskujemy autentyczne brzmie-

nie lampowe,

Elektronika Praktyczna 12/2001

mu ca³oúci. NastÍpstwa tych

praktyk s¹ znane z†dyskusji

w†prasie technicznej (m.in.

w†Elektor Electronics) o†prze-

sterowywanych nagraniach CD

i†tego konsekwencjach.

Celem stosowania przed-

wzmacniacza, spe³niaj¹cego

jednoczeúnie funkcjÍ obcina-

cza lampowego, jest ogranicza-

nie sygna³u przy okreúlonym

poziomie maksymalnym. Lam-

py dokonuj¹ tego w†sposÛb

³agodny, nie obcinaj¹ napiÍcia

tak ostro jak wprowadzane

w†nasycenie tranzystory.

W†miarÍ wzrostu napiÍcia lam-

pa stopniowo zaczyna ograni-

czaÊ sygna³. DziÍki temu otrzy-

muje siÍ poø¹dan¹, ³agodn¹

i†g³adk¹ krzyw¹ ograniczania.

Z†analizy obcinanego w†ten

sposÛb sygna³u wynika, øe

powstaj¹ jedynie harmoniczne

o†ca³kowitych wielokrotnoú-

ciach czÍstotliwoúci podsta-

wowej. Dla muzyka jest oczy-

wiste, øe takie harmoniczne

nie wywo³uj¹ dysonansÛw.

Natomiast powstaj¹ce przy os-

trym obcinaniu widmo har-

monicznych o†nieca³kowitych

wielokrotnoúciach wywo³uje

zupe³nie odmienny skutek.

Obcinacz lampowy modyfiku-

je, co prawda düwiÍk nagraÒ

CD, ale dokonuje tego w†spo-

sÛb nie raø¹cy dla ucha s³u-

chacza, rÛønica w†stosunku do

orygina³u jest subiektywnie mniej

zauwaøalna. Zapytajcie gitarzys-

tÛw, dlaczego trzymaj¹ siÍ swoich

wzmacniaczy lampowych. Przeste-

rowanie wrÍcz poprawia jakoúÊ

düwiÍku gitary elektrycznej.

Rys. 1. Schemat elektryczny przedwzmacniacza lampowego z lampami

pracującymi z prądem siatki przy bardzo niskim napięciu anodowym.

Opis uk³adu

Na rys. 1 pokazano schemat

przedwzmacniacza-ogranicznika

lampowego. G³Ûwnymi elementa-

mi w†kaødym z†kana³Ûw stereo s¹

podwÛjna trioda ECC83 i†poczwÛr-

ny wzmacniacz operacyjny TL074.

Trzeci TL074 s³uøy do kontroli

napiÍÊ siatkowych lamp i†do ste-

rowania wskaünikami LED.

Sygna³ audio jest najpierw do-

prowadzany do wtÛrnika napiÍ-

ciowego (bÍd¹cego w istocie prze-

twornikiem impedancji: duøej wej-

úciowej na ma³¹ wyjúciow¹) U1.A,

a†z jego wyjúcia do siatki pierw-

szej triody B1.A. Lampa ta pra-

cuje w†uk³adzie wtÛrnika katodo-

- optyczna sygnalizacja obcinania

sygna³u wejúciowego.

technika lampowa staje siÍ po-

nownie popularna?

Przyczyn trzeba szukaÊ juø

w†studiu. DüwiÍk na p³ytach CD

rzadko jest zapisywany i†miksowa-

ny ze szczegÛln¹ starannoúci¹.

Zwykle wystÍpuj¹ce w†sygnale mu-

zycznym düwiÍkowe piki napiÍcio-

we nie s¹ obcinane dla osi¹gniÍcia

lepszego stosunku sygna³u do szu-

Zasada dzia³ania

Myúl, øe sygna³ audio mÛg³by

nie byÊ wiernie odtwarzany przez

g³oúniki, jest nie do przyjÍcia dla

kaødego audiofila. CÛø wiÍc moøe

robiÊ w†systemie hi-fi prezento-

wany procesor audio? Dlaczego

Elektronika Praktyczna 12/2001

Rys. 2. Charakterystyki przedwzmacniacza.

napiÍcia wyjúciowego jest poprzez

obwÛd ca³kuj¹cy U1.D podawana

na nieodwracaj¹ce wejúcie U1.C,

co powoduje kompensacjÍ tej sk³a-

dowej, sprowadzaj¹c j¹ w†ten spo-

sÛb do zera. Pozwala to unikn¹Ê

koniecznoúci stosowania wyjúcio-

wego kondensatora szeregowego.

Jeøeli sygna³ wejúciowy obcinacza

jest wolny od sk³adowej sta³ej,

ca³y uk³ad moøe dzia³aÊ bez kon-

densatorÛw sprzÍgaj¹cych. Drugi

kana³, z†B2 i†U2, jest skonstruo-

wany identycznie jak pierwszy.

Wzmacniacz operacyjny U3.D

tworzy niskoimpedancyjne ürÛd³o

zasilania katod lamp, o†napiÍciu

regulowanym za pomoc¹ poten-

cjometru. Dwa potencjometry do-

strojcze pozwalaj¹ zsymetryzowaÊ

uk³ad, kompensuj¹c rÛønice na-

piÍÊ w†kana³ach, wynikaj¹ce z†to-

lerancji wartoúci parametrÛw ele-

mentÛw biernych i†lamp. Sygna³y

wejúciowe i†wyjúciowe s¹ dostÍp-

ne w†punktach A†do D. S³uø¹ one

do wysterowania wskaünika z³o-

øonego ze wzmacniaczy operacyj-

nych U3.A, U3.B, U3.C i†podwÛj-

nej LED.

LED úwieci zielono, gdy sygna³

nie jest obcinany, øÛ³to, gdy ob-

cinanie zachodzi w†jednym tylko

kanale, a†czerwono, gdy obcinaj¹

obie lampy ECC83. Sygna³y wej-

úciowe i†wyjúciowe s¹ prostowane

przez diody i†wyg³adzane przez

kondensatory, ktÛre ³aduj¹ siÍ do

napiÍÊ szczytowych i†roz³adowuj¹

powoli. U3.A i†U3.B s¹ kompara-

torami, ktÛrych napiÍcia wyjúcio-

we staj¹ siÍ dodatnie lub ujemne,

w†zaleønoúci od tego czy napiÍcie

wejúciowe jest wyøsze od wyjúcio-

wego, czy nie (czyli gdy obcina-

nie zachodzi lub nie). NapiÍcia

wyjúciowe komparatorÛw s¹ re-

zystorowo sumowane i†steruj¹

czerwon¹ LED, a takøe s¹ poda-

wane na wejúcie inwertera U3.C,

steruj¹cym zielon¹ LED. Jeúli wiÍc

obcinanie nie zachodzi, úwieci

zielona LED. Jeúli zachodzi w†jed-

nym kanale, czerwona LED úwieci

takøe, co w†sumie wywo³uje úwie-

cenie øÛ³to-pomaraÒczowe. Jeúli zaú

obcinanie zachodzi w†obu kana-

³ach, zielona LED gaúnie i†pozo-

staje úwiat³o czerwone. Niewielkie

napiÍcie dodatnie w†punkcie E†po-

woduje, øe przy bardzo ma³ym

sygnale audio úwieci zielona LED.

Ogranicznik-przedwzmacniacz

lampowy moøna zasilaÊ z zasila-

cza stabilizowanego ±12V, z†ktÛ-

rego zasila siÍ takøe øarzenie

lamp ECC83 (ewentualnie ECC81

lub ECC88).

Po jego zmontowaniu i†spraw-

dzeniu oraz po ustawieniu zero-

wego poziomu obcinania, moøna

go w³¹czyÊ, sprawdziÊ napiÍcia

w†poszczegÛlnych wÍz³ach i†po-

rÛwnaÊ je z†podanymi na schema-

cie. Pozostaje jeszcze wyregulowa-

nie symetrii obu kana³Ûw za

pomoc¹ generatora napiÍcia sinu-

soidalnego i†potencjometrÛw na-

stawczych. Uk³ad bÍdzie wtedy

gotowy do uøytku.

ustala niewielkie wzmoc-

nienie (nieco ponad 1V/V) obu

wzmacniaczy operacyjnych, kom-

pensuj¹ce straty amplitudy

w†uk³adzie. Poziom sygna³u wyj-

úciowego (jeúli nie zosta³ obciÍty)

nie odbiega wiÍc od poziomu

sygna³u wejúciowego.

Wzmacniacz U1.C wraz z in-

tegratorem U1.D s³uø¹ do stero-

wania nastÍpnym stopniem syste-

mu, ktÛrym moøe byÊ koÒcowy

wzmacniacz mocy. Sk³adowa sta³a

Rys. 3. Układ pomiarowy do

zdejmowania charakterystyk lamp.

Rys. 4. Przykładowe charakterystyki

Ia=f(Ua).

Elektronika Praktyczna 12/2001

wego, z†anod¹ zasilan¹ napiÍciem

+12V (bez rezystora w obwodzie

anodowym). Sygna³ na rezystorze

katodowym 6,8k

jest zatem w†fa-

zie z†sygna³em wejúciowym.

ObwÛd z†potencjometrem

i†wzmacniaczem U3.D tworzy bu-

forowane ürÛd³o napiÍciowe, po-

laryzuj¹ce ujemnie katodÍ w†sto-

sunku do siatki. Pierwsza trioda

obcina tylko dodatnie piki sygna-

³u wejúciowego, U1.B odwraca

sygna³, a†druga trioda w†taki sam

sposÛb obcina piki ujemne. Po-

dobnie U1.C odwraca sygna³,

a†stosunek rezystancji 39k

i†33k

Jego charakterystyki przy 8 rÛø-

nych poziomach obcinania (od

wykresu dla braku zniekszta³ceÒ

do przebiegu dla maksymalnego

obcinania) pokazano na rys. 2a .

Na rys. 2b przytoczono odpowia-

daj¹ce im charakterystyki znie-

kszta³ceÒ. Najmniejsze zniekszta³-

cenia, bez obcinania, wynosz¹ oko-

³o 0,02%. Przy maksymalnym ob-

cinaniu, jak moøna by³o oczeki-

waÊ, s¹ najwiÍksze, powyøej 30%.

memu wyznaczyÊ, aby zoriento-

waÊ siÍ w†ich przebiegu. Charak-

terystyki te moøna wyznaczyÊ

w†uk³adzie, jak na rys. 3 , maj¹c

do dyspozycji trzy multimetry

i†dwa zasilacze. Trzeba jednak

przy tym zachowaÊ duø¹ ostroø-

noúÊ przy zwiÍkszaniu dodatnie-

go, wzglÍdem katody, napiÍcia

siatki steruj¹cej, ³atwo bowiem

wtedy doprowadziÊ do jej prze-

grzania.

Mierz¹c pr¹d anodowy w†fun-

kcji napiÍcia siatki, przy sta³ym

napiÍciu anody, otrzymuje siÍ

charakterystyki wyjúciowe lampy,

jak na rys. 4 . Trzy krzywe wi-

doczne na rysunku, otrzymane

przy trzech rÛønych napiÍciach

siatki, wykazuj¹ pocz¹tkowo szyb-

ki, a†w†miarÍ wzrostu napiÍcia

anodowego coraz wolniejszy,

wzrost pr¹du anodowego. Zwi¹za-

ne jest to z tzw. nasyceniem, czyli

przechwytywaniem przez anodÍ

wiÍkszoúci elektronÛw emito-

wanych przez katodÍ.

Od t³umacza

Uk³ad w†bardzo pomys³owy

sposÛb wykorzystuje pr¹d siatki

triody, przy bardzo niskim napiÍ-

ciu anodowym, do ì³agodnegoî

obcinania i†wydaje siÍ poprawnie

wykonany.

W†opisie podano organolep-

tyczne uzasadnienie ìwyøszoúciî

lampowej techniki audio nad tran-

zystorow¹ - lampowe wzmacnia-

cze ìmilej zniekszta³caj¹î (bo ³a-

godnie) niø tranzystorowe. To

warto zapamiÍtaÊ.

Charakterystyki lamp

W†opisanym uk³adzie lampy

pracuj¹ w†bardzo nietypowy dla

nich sposÛb. Bowiem nie tylko

w†zakresie wyj¹tkowo niskich na-

piÍÊ (dopuszczalne dla nich na-

piÍcie anodowe wynosi 250V), ale

dodatkowo w†zakresie (bardzo

rzadko stosowanych) dodatnich

wzglÍdem katody napiÍÊ siatki,

a†wiÍc przy przep³ywie pr¹du

siatkowego (siatki steruj¹cej). Cha-

rakterystyki w†tym zakresie nie s¹

w†ogÛle specyfikowane w†danych

katalogowych, trzeba wiÍc je sa-

Artyku³ publikujemy na pod-

stawie umowy z wydawc¹ mie-

siÍcznika "Elektor Electronics".

Editorial items appearing on

pages 39..42 are the copyright

property of (C) Segment B.V., the

Netherlands, 1998 which reserves

all rights.

Elektronika Praktyczna 12/2001

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: