Самодельный гибридный ламповый усилитель для наушников

Представляю вниманию обзор на самодельный гибридный лампово-транзисторный усилитель для наушников.

Предисловие

Прошёл почти год с момента покупки интегрального лампового усилителя Fosi Audio T20. За это время аппарат показал себя с наилучшей стороны, по-прежнему продолжает работать и радовать хорошим звуком.

Однако первые эксперименты с лампами были начаты задолго до его появления. Изучались разные схемы, подбирались детали и материалы. В предисловии к обзору на Fosi «засветился» прототип гибридного лампово-транзисторного усилителя для наушников в виде «ЛУТовая плата и клубок проводов»:

Тогда его сборка так и не была завершена. И вот намедни во время инспекции шкафов снова наткнулся на этот несчастный заброшенный забытый проект. Решил что так дело не пойдёт и нужно добить его до победного финала, причём чтобы внешний вид непременно был «лакшери хай-энд».

Выбор схемы

Чего я вообще хотел от усилителя изначально? Не так уж много:

1. 1. Мощность, достаточная для наушников Beyerdynamic DT 990 Pro, 250 Ом.;
2. 2. Максимально простая схема, не требующая сложной утомительной настройки;
3. 3. Отсутствие высоковольтных (>= 200 В) анодных цепей ламп в пользу низковольтных (<= 100 В);
4. 4. Полное отсутствие любых трансформаторов (выходных и/или питания);

После некоторых изысканий подходящий вариант был найден в этой статье. На её основе с учётом имеющихся в наличии деталей сделана своя слегка модифицированная схема:

В цепь анода лампы добавлен RC-фильтр в виде R9 и C5 для фильтрации возможных помех от источника питания. Для цепи накала применён готовый модуль DC/DC-преобразователя на XL4015.

Схема и плата опубликованы здесь.

Детали и материалы

Цены приведены исключительно для справки. Для позиций которых нет в наличии взята примерная средняя цена какую удалось найти.

1. 1. Корпус алюминиевый, длина 150 мм.: $7.31;
2. 2. Ножки для аудиоаппаратуры, размер «S» (⌀ 30 мм.), чёрные: $2.04 (за 12 штук);
3. 3. Разъёмы питания круглые, 5.5х2.1 мм.: $1.19 (за 10 штук);
4. 4. Гнездо стерео 3.5 мм.: $1.37 (за 5 штук);
5. 5. Гнездо RCA («тюльпан»): $0.88 (за одну пару чёрный/красный);
6. 6. Потенциометры сдвоенные ALPS 50 кОм: $10.50 (за 2 штуки);
7. 7. DC/DC-преобразователь на XL4015: $1.34;
8. 8. Ручка потенциометра: $14.42 (за 2 штуки);
9. 9. Лампа 6Н23П: ~$8 (отсутствует в продаже);
10. 10. Панель керамическая под лампу: $1.25;
11. 11. Источник питания Mean Well GS25E24-P1J, 24 В 1.04А: ~$15 (отсутствует в продаже);
12. 12. Все радиодетали (резисторы, конденсаторы и пр.): ~$10;

Итого: ~$74 = 5’142 ₽.

Изготовление

Распаиваем детали на плату. На транзисторы ставим радиатор, греются они прилично. В радиаторе сверлим отверстия и нарезаем резьбу М2. Прикручиваем радиатор через термопрокладки. На DC/DC-преобразователе выпаиваем разъёмы под винт и все светодиоды. Получаем:

Корпус заклеиваем малярным скотчем, размечаем отверстия. Керним их, засверливаем сначала центровочным сверлом, затем сверлом в размер. Проходимся зенковкой. Отверстие под лампу сверлим ступенчатым сверлом до ⌀ 28 мм., фаску снимаем риммером. Результат:

Изготавливаем комплект кабелей. Используем для этого экранированный двухжильный провод LCM-18. На потенциометр навесным монтажом навешиваем резистор 1 Ом между корпусом и «минусом» схемы, чтобы усилитель не трещал при касании ручки регулировки громкости. Готовый комплект кабелей:

На днище прикручиваем ножки с одной стороны и латунные стойки для платы — с другой:

И собираем всё вместе:

Финальный вид:

Настройка

Не устанавливая лампу, подаём на плату питание. На DC/DC-преобразователе настраиваем напряжение 6.3 В и ограничиваем ток 500 мА.

Выключаем питание, устанавливаем лампу, включаем питание. Даём лампе хорошо прогреться в течение 30~40 минут для стабилизации и входа в рабочий режим.

На вход подаём синусоидальный сигнал частотой 1 кГц. Его можно сгенерировать на ПК или смартфоне.

К выходу левого/правого канала поочерёдно подключаем мультиметр (в режиме измерения переменного напряжения). Вращением винта подстроечного резистора VR1 добиваемся одинакового напряжения на обоих каналах.

Измерения

Результаты измерений с помощью программы RMAA получились неоднозначными…

С одной стороны, в статье-первоисточнике заявлены хорошие характеристики.

С другой стороны, по результатам измерений фактической реализации схемы — всё плохо.

С третьей стороны, чисто на слух всё отлично, ничем не хуже заводского усилителя от Fosi Audio.

С четвёртой стороны, если кому-то медведь на ухо наступил, то на моих ушах он явно отплясывал джигу — даже в аудиофильском тесте Александра Щербины на «слепое» определение КНИ обнаружить наличие искажений я смог только когда они перевалили за 5%.

С пятой стороны, схема настолько проста, что ошибиться в ней просто негде (это одна из причин почему выбрана именно она). Все детали проверены на исправность и соответствие номиналам ещё до пайки.

Чисто субъективно звук меня более чем устраивает. И не потому что это моя поделка, которой только за это можно всё простить. А как раз-таки с точностью до наоборот — прототип почти два года провалялся в шкафу потому что был недостаточно хорош. В общем, смотрите графики и делайте свои собственные выводы.

Заключение

В силу серьёзной профдеформации и рабочей специализации меня редко тянет создавать что-то привлекающее эстетически. Работает исправно, характеристики нужные выдаёт? Вот и ладненько!

Этот же усилитель радует в первую очередь своим внешним видом — «лакшери хай-энд» каким я его себе вижу: минималистичный дизайн, чёрный цвет с золотом и серебром, цепляющая глаз асимметрия расположения лампы и неимоверно приятная, холодная, тяжёлая с грубой накаткой цельнометаллическая ручка регулировки громкости. Плюс ко всему этому — ещё и звук на уровне не хуже заводского Китая.

На этом всё, благодарю за внимание! Вопросы и конструктивная критика — приветствуются.