Wzmacniacz NP-100v12 jest prostym wzmacniaczem słuchawkowym pozwalającym początkującym konstruktorom złożyć swój własny wzmacniacz, a następnie cieszyć się jego lampowym brzmieniem. Słowo konstruktor zostało użyte nie bez przyczyny – budowa takiego wzmacniacza to nie tylko samo zmontowanie płytki, ale także wykorzystanie starych urządzeń jako „dawców” obudów czy elementów do nowej konstrukcji. Celem autora było również utrzymanie kosztów całości na jak najniższym poziomie – konstrukcja ma na celu także poznanie teorii tego typu urządzeń i cieszenie się muzyką z własnego wzmacniacza.
Sercem wzmacniacza jest lampa ECC82 (w USA znana jako 12AU7). Teorię dotyczącą działania lamp elektronowych autor zdobywał dzięki szóstej części szkoleń US Navy NEETS (do pobrania tutaj).
Wykorzystana we wzmacniaczu lampa ECC82 jest podwójną triodą i jest bardzo popularna w świecie urządzeń audio, ponieważ jest relatywnie wytrzymała i może działać w zakresie niskich napięć. Lampy tego można znaleźć w starego typu wzmacniaczach i organach; były nawet wykorzystywane w konstrukcjach lampowych woltomierzy – czas ich poprawnego funkcjonowania liczony jest w dekadach. Wzmocnienie lampy ECC82 (µ) wynosi ok. 17, co jest średnią wartością w porównaniu z jej kuzynką – lampą 12AX7, dla której wzmocnienie wynosi 100. W proponowanym rozwiązaniu wzmacniacza lampa ECC82 będzie pracowała w układzie wspólnej katody, a podawany sygnał będzie wzmacniany o ok. 10 dB. Lampy ECC82 pracowały zwykle pod napięciem anodowym wynoszącym 120 V lub więcej, ale na szczęście, z przyzwoitym wynikiem, działają również w układach niskonapięciowych.
Jak pokazano na poniższej charakterystyce, lampa będzie pracowała w obszarze 6 woltów, co pozwala osiągnąć sygnał wyjściowy w zakresie od 12 do 0V. Ponieważ wzmacniacz pracuje w konfiguracji single-ended, nie będzie stosowane napięcie ujemne.
Sama lampa ECC82 posiada 9 wyprowadzeń zgodnych ze standardem EIA 9A. Poniżej można zobaczyć ich rozkład na rysunku. Doskonałą cechą lampy jest fakt, że są to naprawdę dwie „lampy” – triody – zamknięte w jednej obudowie. Ponadto, żarzenie lampy może być zasilane napięciem 6,3 bądź 12,6V, prądem stałym bądź zmiennym. We wzmacniaczach niskonapięciowych żarzenie zasilane jest prądem stałym, aby zredukować brum.
W proponowanym wzmacniaczu źródłem zasilania jest akumulator SLA o napięciu 12V i wydajności prądowej 1,3 Ah. Jako że pobór prądu wzmacniacza wynosi 400 mA, można oczekiwać stabilnego działania urządzenia przez kilka godzin bez ponownego ładowania akumulatora. Dodatkowo, akumulatory są dobrymi źródłami zasilania dla wzmacniaczy słuchawkowych – ze względu na brak szumów i skoków napięcia, które mogłyby wpływać na jakość sygnału wyjściowego.
Sam układ wzmacniacza składa się z dwu stopni – pierwszy, wzmacniacz oparty o lampę elektronową, i drugi – wtórnik źródłowy na tranzystorze MOSFET, ze źródłem stałoprądowym opartym o układ LM317. Schemat pokazano poniżej (dla jednego kanału). Jako że większość słuchawek ma opór mniejszy niż 50Ω, niewielki płynący prąd jest niezbędny do ich prawidłowego działania. Tranzystor MOSFET może być zastąpiony zwykłym tranzystorem bipolarnym, ale wpłynie to negatywnie na stabilność pracy wzmacniacza.
Sygnał wejściowy podawany jest poprzez kondensator sprzęgający do lampy elektronowej i pojawia się na anodzie wzmocniony i o zmienionej o 180° fazie. Taki sygnał podawany jest bezpośrednio na bramkę tranzystora MOSFET, a następnie trafia na wyjście słuchawkowe, sprzężone kondensatorem elektrolitycznym. Tranzystor MOSFET pracuje w klasie A i przewodzi ciągle prąd o wartości ok. 125 mA. Układ LM317 pracuje jako źródło stałoprądowe o wartości prądu ustalonej właśnie na 125 mA.
Autor zaprojektował również płytkę drukowaną dla wzmacniacza – do pobrania na stronie źródłowej, jako plik PDF lub w formacie Eagle’a.
Na wejściu wzmacniacza może zostać dodany potencjometr służący do kontroli głośności – jak miało to miejsce w prototypie przygotowanym przez autora.
Po uruchomieniu urządzenia powinno być widoczne żarzenie się żarników. Następnie, potencjometrem P1 należy wyregulować napięcie polaryzujące, dopóki napięcie na źródle tranzystora MOSFET nie będzie równe połowie napięcia zasilania. Regulację należy powtórzyć po kilku godzinach pracy. Następnie należy sprawdzić offset napięcia stałego na wyjściu słuchawkowym, nie powinien on przekraczać 10 mV.
Źródło
Fajne? Ranking DIY
