Sergei Klimanski

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.

**********************************************************************************************************************************************************************

У этого неплохо играющего усилителя есть одно слабое место – громкие щелчки из колонок при включении/выключении и отсутствие защиты акустики от постоянного тока – в случае пробоя выходных транзисторов или даже в случае  аварийсного отключения одной из полярностей блока питания выходного каскада. Поэтому как только я  приобрел  этот усилитель, первым делом после ремонта трансформатора ( см. статью тут ) я заказал на Aliexpress  вот такой  небольшой блочок защиты:

Этот блок выполняет сразу две функции – 1) делает около 5 сек задержку подключения  акустики к усилителю и 2) отключет колонки если на выходе появится постоянный ток.

По счастливой  случайности, монтажные отверстия в этой плате в точности совпадают с ушками на шасси, которые расположены как раз около выходных разъмов для подключения акустики и можно ничего не выдумывать с креплениями:

В отверстиях или есть резьба М3 или ее  ( как это было у меня ) надо нарезать.  Правда, получается консоль, и кому это не нравится, можно платку подкрепить с другой стороны  небольшим дополнительным кронштейником.

Но есть одна особенность – чтобы устройство работало исправно и надежно, его нужно запитать от отдельного трансформатора с примерно 15 вольт на вторичке.   Можно взять небольшой печатный трансформатор на 12 Вольт – он на нагрузке много меньше номинальной как раз выдает около 18 вольт. Вся плата  защиты в режиме standby потребляет 50 мА, то есть меньше одного ватта.

Как правильно подключить  к блоку защиты выводы колонки.   Один  плюсовой провод каждого канала можно взять от жгута проводов, которые идут к переднему разъему для наушников.  Этот жгут получается проходит прямо над платой защиты ( если ее прикрепить так, как я советую ), что делает подключение очень простым и удобным – остается только разрезать соответствующий провод  прямо над платой защиты посередине и образовавшиеся два свободных конца, предварительно зачистив от изоляции,  подключить к винтам платы защиты, обзначенным как R+  для правого канала и   L+ для левого.   Другой  контакт – это общий провод.   Его можно взять от выходного разъема для подключения колонок.  Причем нет необходимости  разрывать общий провод и вести оба конца к плате защиты – вполне достаточно просто подключить к корпусу один из винтовых контактов GND со стороны IN – все равно все отводы с надписью GND уже закорочены на самой плате.

Подражая стилю Радиотехники, крепежные винты я тоже замазал белой краской   🙂  🙂