Сначала немного теории. Уже много лет обратно я обнаружил, что усилители аудиосигнала, сделанные по схеме включения триода с общей сеткой ( grounded grid – GG) звучат заметно лучше, чем аналогичная классика с общим катодом ( ОК ). Пользуясь строкой поиска вы на страницах моего блога найдете много информации по этого типа схематике. Первым мое внимание на GG обратил известный в аудио-кругах товарищ – John Broskie со страниц своего сайта https://www.tubecad.com/Patreon_Hall_of_Fame.htm . И я даже купил его плату GG Aikido, но увы – разочаровался в услышанном. Однако позднее я понял в чем была ошибка Джона. Все дело в том, что для того, чтобы как-то скомпенсировать один существенный недостаток схемы с общей сеткой – низкое входное сопротивление – он не придумал ничего лучшего, как поставить катодный повторитель ( КП ) на входе. Что полностью перечеркнуло все преимущества каскада с общей сеткой. Поэтому я пошел другим путем и вместо КП поставил эмиттерный повторитель ( ЭП ) на германиевом транзисторе. Вроде бы в принципе тоже самое. Но только вроде. На самом деле ЭП ( особенно на германии ) решает одну самую большую проблему КП в применении к усилению аудиосигнала – его огромное входное сопротивление. Да, да ! Не удивляйтесь, именно в этом и есть проблема КП для звука ! В других применениях – согласен – это преимущество. Дело в том, что аудиосигнал – это НЕ моночастотная тестовая синусоида, которую нам красиво рисуют на экране осциллографа. И те, кто строит усилители аудиосигнала используя это не совсем корректное и сильно упрощенное приближение – совершают ошибку и вместо аудиоусилителя у них всегда получается УНЧ – вы надеюсь понимаете в чем разница. Но есть и другое преимущество повторителя на полупроводнике ( ЭП ) перед КП – это то, что транзисторы бывают не только обратной NPN проводимости ( которые однако по полярности подключения выглядят также как и электронные лампы – плюс на аноде ) но и прямой – PNP, что в принципе невозможно в случае электронных ламп. А именно германиевые транзисторы чаще всего и бывают структуры PNP. То есть используя ЭП на PNP транзисторе можно его органично встроить в схему с общей сеткой ( схема ниже ) и при этом избежать дополнительного каскада с разделительными емкостями – получается своего рода “all included” с прямой гальванической связью полупроводниковой и ламповой части:
– минимум деталей, компактно и главное – эффективно. И поверьте мне, играет такого рода схема много лучше, чем классический каскад с ОК, ну а в сравнении с КП – разница просто огромная. Как “сладкое” – у него, назовем его для краткости ГОС ( Гибридный каскад с Общей Сеткой или если по английски, то HGG – Hybrid Grounded Grid stage), есть еще одно преимущество перед каскадом с ОК – он не инвертирует фазу. Это хорошо уже само по себе, но я еще называю такого рода схемы “триодом в пентодном включении” – потому что в ОС ( GG ) заземленная первая ( и единственная ) сетка триода является своего рода экраном и предотвращает влияние анода на управляющий лампой катод – у схем с GG нет внутренней ООС, которая имеется в случае схемы с ОК – ведь он инвертирует фазу ! Однако у каскада с ОС ( GG ) есть и минусы – низкое входное сопротивление – это как раз и решается эмиттерным повторителем, а другой минус – он усиливает только напряжение. И поэтому дополнение каскада ОС ( GG ) эмиттерным повторителем, который в свою очередь усиливает только ток и не усиливает напряжение – очень логично и эффективно – и поэтому такое сочетание выглядит гармонично. Для ламп с низким мю каскад с ОС имеет еще одно преимущество перед ОК – усиление каскада несколько выше на коэффициент ( (мю+1)/мю ) – понятно, что для ламп с высоким мю этот коэффициент практически не отличается от единицы, то для, скажем 2А3 – это уже довольно ощутимая величина ( 3.5 + 1)/3.5 = 1.29, то есть усиление каскада с ОС для этой лампы будет уже на 29 % ( то есть почти на треть ) выше !
Но к делу. Мне понадобилось сделать отдельные блоки усиления на ГОС и эта статья об изготовления универсальной стерео платы на транзисторах серии МП ( или современных в пластмассовом корпусе ТО-92 ) и на лампе 12AU7 ( ее европейский аналог Есс82 ) или, если усиление нужно повыше – то лампу можно поставить ECC81 ( 12AT7 ) . Все эти лампы имеют накал 12 вольт. Пришлось мне освоить KiCad для проектирования – бесплатная очень удобная программа ! Вот схема ( во избежание недоразумений хочу напомнить – а то многие путают – что приведенная ниже схема – это не каскод ! ) :
Транзисторов типа МП в KiCad конечно нет, поэтому я выбрал близкий по расположению отверстий германиевый АС188 или кремниевый BC559C ( который кстати можно фактически и поставить на самом деле хотя он и кремниевый – звук немного другой, но можете попробовать ). Резистор R2 нужен для термостабилизации полупроводниковой части. Рабочая точка транзистора ( а следовательно и лампы ) выставляется потенциометром RV1. Питание схемы – 200 – 240 вольт, желательно стабилизированные. Усиление схемы около 10 раз, в небольших пределах его можно менять номиналами резисторов R1 и R2 ( левый канал ), причем к увеличению усиления приводит уменьшение R2 и/или увеличение R1. В случае, если у вас есть только транзисторы с низким усилением, то их можно поставить два по схеме Дарлингтона.
Разработанная плата в 3D выглядит примерно так:
Некоторые характеристики схемы:
- входное сопротивление 50 КОм;
- выходное сопротивление 5 КОм;
- усиление – около 10 раз по напряжению;
- уровень второй гармоники при уровне 2 В ( 1 КГц ) RMS на выходе – минус 52 дБ;
- уровень третьей гармоники при уровне 2 В ( 1 КГц ) RMS на выходе – менее минус 70 дБ;
- полоса воспроизводимых частот на уровне -3дБ – от 3 Гц до 150 КГц;
Пусть не смущает вас относительно высокий ( 0.25 % ) уровень второй гармоники, это совершенно нормально для усилителей с заземленной сеткой и никак не портит звук – как раз даже наоборот – вторая гармоника маскирует высшие гармоники имеющиеся в звуковом тракте от других ( предыдущих и последующих ) элементов аудиосистемы. Замеры сделаны с лампой 12AU7 Electroharmonix EH 2006 года выпуска. С другими лампами вторая гармоника может быть другой. Я измерил уровень второй гармоники для ECC82 Tungsram, 12AU7A RCA и китайскую версию 12AU7 – отличия совсем небольшие, плюс минус 1- 2 дБ, но самой линейной все-таки оказалась китайская.
Дополнено 1 мая 2025 года. Позднее выяснил, что из всех мне доступных ламп самой линейной ( пусть и не очень компактной и не совсем экономичной ) оказалась …. можно сказать совсем древняя 56 National Union ( NU ), которую разработала и первой начала производить в 1932 году фирма RCA ! Вот после этого спросите в каком это направлении идет технический прогресс ? Только одни разговоры о линейности, на самом деле ради снижения расходов и размеров “развитие” привело ко много более кривой ЕСС82…. которая выпускается и поныне, а про 56 многие уже и вспомнить не могут … Где-то по середине по уровню второй гармоники между 56 и ЕСС82 находится 6Н8С ( 6SN7 ).
Транзистор нужно выбрать с максимальным коэффициентом передачи тока, минимум 80. Мне удалось купить на е-Бэе старый добрый гермениевый PNP транзистора АС188 с коэффициентом усиления около 350. Из советских подойдет любой из кремниевых КТ3107 и МП42Б если найдете германий. Как уже упоминалось, транзистор можно сделать составным ( Дарлингтон ) – к сожалению на данной плате место для второго транзистора не предусмотрено. Но скоро я опубликую вторую свою разработку – плату на 6Н8С с Дарлингтоном на входе и эмиттерным повторителем на выходе – для снижения выходного сопротивления ( для случаев когда это важно ).
Резисторы R1 и R11 – на 2 w, их, так же как и R2 с R10 надо бы взять покачественнее, Kiwame например, можно металлооксидные, но только избегайте МЛТ ( они шумят и мылят сигнал ) Остальные резисторы металлооксидные 0.4 w.
Платы заказывал в Китае www.pcbway.com.
Вот как она выглядит
Режимы работы при питании схемы 210 вольт- на катоде лампы 4.2 вольта, на аноде – 145 вольт, на анодном резисторе – 205 вольт, ток через лампу ( соответственно и через транзистор ) – 6 мА.
Если кто-то желает приобрести такую плату – пишите, в разделе About есть моя электронная почта, без пересылки платка стоит 10 Евро. Отправить в Россию и Беларусь возможности нет. Эти платы можно купить через e-Bay.
Дополнено 3 ноября 2025 года. Эта схема была немного доработана для повышения входного сопротивления и главное – для снижения выходного. Для этого был добавлен еще один транзистор на входе ( он стал составным с суммарным коэффициентом усиления около 2000, и на выходе добавлен эмиттерный повторитель на составном кремниевом транзисторе – теперь выходное сопротивление стало менее 50 Ом.
В ближайшее время будет более подробная информация.
**********************************************************************************************************************************************************************
