Co Tygrys ma pod futrem
podejście nieco schematyczne

   Źródło siły (zasilacz anodowy)

Najtrudniej zacząć, ale samo się nie napisze...

Schemat, jak mówi tytuł ramki, przedstawia moduł zasilacza anodowego naszego wzmacniacza. Patrząc od lewej, mostek Graetza (B400) prostuje napięcie zmienne (~200V) dostarczane z wtórnego, wysokonapięciowego uzwojenia transformatora anodowego. Wyprostowane dwupołówkowo napięcie, podawane jest na filtr 3 x RC w celu wygładzenia tętnień. Napięcie do zasilania pentod wzmacniacza pobierane jest z punktu P12_UCC. Każda z triod ma swój "lokalny" filtr RC (R404,C404 i R405,C405), a jest on po to, aby zminimalizować wpływ chwilowych zmian obciążenia w głównym torze zasilacza na część triodową. Napięcia zasilające triody pobierane są z punktów T1_UCC oraz T2_UCC. Rezystor R400 (o sporo mniejszej wartości niż rezystory w filtrze) łagodzi nieco "uderzenie" prądowe podczas ładowania pojemności zaraz po włączeniu zasilania.
Istotnym elementem jest rezystor R406, odpowiedzialny za rozładowanie pojemności po wyłączeniu napięcia zasilającego.

  Napięcie +256V (na pierwszej /C400/ pojemności filtra), zostało zmierzone po około 30 minutach pracy wzmacniacza.

  rysunek PCB (odbicie lustrzane)

Elementy:
R400 15R, 5W
R401, R402,
R403
120R, 5W
R404, R405 33K, 1W
R406 470K, 1W
C400, C401,
C402
100uF, 400V
C403, C404,
C405
100uF, 400V
B400 mostek Graetza
1.5A, 1KV
   Lampowe sedno sprawy (wzmacniacz OTL)


Zajmiemy się lewym (górnym) kanałem, prawy prawdopodobnie działa tak samo.
Jak widać ze schematu, mamy do czynienia ze wzmacniaczem typu OTL (Output Transformerless), czyli wzmacniaczem nie posiadającym w stopniu wyjściowym transformatora głośnikowego. Układ składa się z dwóch stopni - przedwzmacniacza (lampa V1A) oraz stopnia końcowego (lampa V2).Przedwzmacniacz jest konieczny, ponieważ układ WA (wspólna anoda) w którym pracuje lampa V2 ma wzmocnienie mniejsze od jedności, wzmocnienie sygnału następuje wyłącznie w części przedwzmacniacza. Zaczynamy od lewej. Lampa V1A pracuje w układzie WK (wspólna katoda), gdzie rezystory R101,R102,R103 ustalają punkt pracy lampy. Napięcie polaryzujące siatkę triody (i względem katody ujemne) pochodzi z rezystora R103. Jest to układ tzw. polaryzacji automatycznej. Dla sygnałów zmiennych, rezystor R103 jest zwierany przez pojemność C101, co zwiększa wzmocnienie układu (brak sprzężenia dla składowych zmiennych), ale też zwiększa zniekształcenia sygnału i zawęża pasmo przenoszenia (pamiętajmy: "pasmo*wzmocnienie = const").
Lampa V2 pracuje jako stopień sterujący obciążenie (słuchawki). Punkt pracy lampy ustalają rezystory R104,R105,R106 i podobnie jak w przedwzmacniaczu, układ pracuje z automatyczną polaryzacją pierwszej (sterującej) siatki. Napięcie polaryzujące siatkę to napięcie na rezystorze R105. Głównym zadaniem R106 jest ograniczenie prądu płynącego przez lampę i na tym właśnie rezystorze wydziela się podczas pracy dość spora moc. Pojemności C103,C104 separują składową stałą sygnału pobieranego z katody lampy, użyteczny sygnał wyjściowy jest pobierany z rezystora R108.
Oczywiście, oba stopnie wzmacniacza są ze sobą sprzężone poprzez pojemność C102.

Dodatki na schemacie:

  Kondensator C100 to taki dodatkowy filtr dla triody, ponieważ napięcie zasilające jest doprowadzone z zasilcza przewodami, które mogą "łapać" jakieś zakłócenia. Rezystor R107 zapewnia polaryzację drugiej (ekranującej) siatki pentody wyjściowej.

  Swoistą pozostałością po pewnych eksperymentach z brzmieniem wzmacniacza jest rezystor R100 na wejściu przedwzmacniacza. Do niego (równolegle) były dolutowywane małe (rzędu setek pF) pojemności aby nieco "podciągnąć" wysokie tony. Ostatecznie, pojemności nie ma, ale rezystor się został, więc dla porządku jest też na schemacie. Ale można go ewentualnie pominąć.

  Nietypowe jest zastosowanie rezystorów R100 o wartości aż 750kOhm. Pasmo przenoszenia takiego wysokooporowego dzielnika będzie zależeć od pojemności rozproszonych (montażowych). Zazwyczaj w takich dzielnikach audio stosuje się rezystory mniejsze o rząd wielkości (lub jeszcze mniejszej wartości, byle tylko taki dzielnik zanadto nie obciążył poprzedniego stopnia).

W przypadku (przed)wzmacniaczy bywa różnie - czasem konstruktorzy świadomie lub nieświadomie wprowadzają nietypowe rozwiązania i uzyskują specyficzne efekty.

[Piotr Górecki, EdW, 12-05-2005]

 Rezystor R106 (R206) z wartością 1.5K oznaczoną na liście elementów gwiazdką. Łatwo wyliczyć, że na nim wydziela się moc ~1W, stąd zalecana moc 2W. W docelowym układzie wstawiłam dwa rezystory 3K3 połączone równolegle o mocy 2W każdy i w efekcie one niezbyt mocno się nagrzewają. To jest o tyle ważne, że wnętrze wzmacniacza jest mocno upakowane i każdy element wydzielający zbyt dużo ciepła może stanowić pewien problem.

Elementy:
R100,R104,
R200,R204
750K, 0.25W
R101, R102,
R201, R202
100K, 0.25W
R103, R108,
R203, R208
5.1K, 0.5W
R107, R207 1K, 0.25W
R105, R205 240R, 1W
R106, R206 1.5K*, 2W
R109, R110 120R, 0.25W
C100, C200 2.2uF, 350V
C101, C201 330uF, 16V
C102, C202 330nF, 400V
C103, C203 470uF, 100V
C104, C204 470nF, 100V
V1 ECC83
V2, V3 EL84
   Pełna kontrola (układ sterowania przekaźników i zasilacz pomocniczy)

Nareszcie na znajomym gruncie - zaczynamy część cyfrową.
Na początek moduł zasilacza pomocniczego +5V do zasilania modułu procesora.
Konstrukcja jest jak widać banalna. Diody D300...D303 to mostek Graetza, wyprostowane napięcie jest filtrowane przez pojemności C300,C301 i podawane na wejście skądinąd znanego stabilizatora LM7805 (U300). Aby zabezpieczyć stabilizator przed ewentualnym wzbudzeniem, na jego wyjście zapięta jest dodatkowa pojemność C302.
Tyle o samym zasilaczu.
Góra schematu to dwa układy sterujące przekaźnikami. Pierwszy przekaźnik (P300) ma za zadanie załączanie wysokonapięciowego wyjścia transformatora anodowego do modułu zasilacza. Drugi (P301) załącza uzwojenie pierwotne tegoż transformatora do sieci energetycznej. Układ sterowania przekaźnikami jest bardzo prosty. Cewka przekaźnika włączona jest w kolektor tranzystora (T300/T301), diody (D304/D305) zabezpieczają tranzystor przed impulsem napięciowym podczas przełączania przekaźnika.

  Zastosowane przekaźniki mają cewki dostosowane do napięcia sterującego 5V i w stanie załączonym prąd płynący przez cewkę wynosi około 90mA. Dlatego zostały użyte tranzystory BC337, o dopuszczalnym prądzie kolektora (Icmax) 500mA.

  rysunek PCB (odbicie lustrzane)

Elementy:
R300, R302 3.3K, 0.125W
R301, R303 50K, 0.125W
C300, C301 2200uF, 25V
C302 10uF, 16V
D300,D301,
D302,D303
BYP401/100
(lub podobne)
D304, D305 BAVP17
(lub inne, impulsowe)
T300, T301 BC337
(Ic max > 100mA)
U300 LM7805
P300, P301 przekaźnik
250VAC,5VDC
   Móżdżek (procesor sterujący także głośnością)

Za poprawne zachowanie się Tygryska odpowiada procesor AVR 90S2313 (U500) taktowany zegarem 8MHz. Diody LED (kontrolki) umieszczone na płycie czołowej (patrz schemat poniżej) są zasilane bezpośrednio z wyjść portu D procesora. Rezystor R505 ograniczający prąd LED-a sygnalizującego aktywność funkcji TIMER/AUTO-SLEEP ma nieco większą wartość niz pozostałe rezystory. Ta dioda, pracuje w sposób ciągły i jej zbyt jasne świecenie po prostu przeszkadza (ale to kwestia gustu...), można też wstawić 220R.

Pewnych wyjaśnień wymaga układ regulacji głośności.
Wykorzystałam układ DS1802 (U501) - cyfrowy potencjometr stereo. Kostka dość sympatyczna w użyciu, ale pewnym problemem jest maksymalny poziom sygnału podawanego na wejście. Układ ten w podstawowej konfiguracji nie radzi sobie z sygnałem wejściowym o zbyt dużej amplitudzie (obcina dolne połówki sinusoidy), więc zgodnie z zaleceniami mądrych głów z MAXIM-a (App Note 161) na sygnał m.cz. należy nałożyć składową stałą o wartości Ucc/2, co spowoduje, że potencjometr w miarę bez zniekształceń obsłuży sygnał o amplitudzie ~2.5V (dla zasilania kostki napięciem +5V). Składową stałą nakładamy wpinając końcówki H/L potencjometru w przekątną mostka Wheatstone-a (np. dla kanału lewego - R511,R512,R515,R516). Dane z ustawieniami dla "suwaka" potencjometru podawane są przez interface szeregowy, sygnały /RST, D, CLK dla układu DS1802 pochodzą z bitów 1,2,3 portu B procesora.

Układ załączania słuchawek to jak widać jeden przekaźnik (P500), którego kotwica w stanie niezałączonym zwiera wyjścia wzmacniacza OTL do masy przez rezystory R509,R510 i to one właśnie pracują jako "tymczasowe obciążenie", biorąc na siebie wszelkie "efekty specjalne" powstające w chwili załączenia napięcia anodowego. Gdy program uruchami przekaźnik - wyjście OTL-a zostanie przełączone z obciążenia zastępczego na te właściwe - czyli słuchawki.

  rysunek PCB (odbicie lustrzane)

Elementy:
R500, R501, R507,
R515, R516, R517,
R518
3.3K
R508 50K
R506, R511, R512,
R513, R514
56K
R502, R503, R504 220R
R505 560R
R509, R510 39R, 0.25W
C500, C507, C508,
C509, C510
10uF, 16V
C501, C502,
C503, C504
330nF
C505, C506 33pF
Q500 kwarc 8MHz
U500 AT90S2313
U501 DS1802
T500 BC337
D500 BAVP17
P500 przekaźnik
125VAC,5VDC
   Elementy wokół gałki

Te elementy są zamontowane na płycie czołowej wzmacniacza i połączone z wtykiem elastycznymi przewodami. Kolorystyka diod LED to sprawa własnych upodobań, ale jako diodę sygnalizującą aktywność obwodów żarzenia warto dać czerwonego LED-a. Reszta to sprawa względna. Ponieważ użyłam przycisku z poświetlaniem, na schemacie pojawiły się R1 i D5. Kolor tej diody zależy od koloru nakładki na przycisk. Rezystor powinien być tak dobrany aby świecący przycisk (a on świeci cały czas!) "nie dawał po oczach". Ja wstawiłam dla zielonego LED-a rezystor 560R i jest akurat.
Elementy:
D1 zielony LED, 5 mm
D2 czerwony LED, 5 mm
D3, D4 żółty LED, 5 mm
D5 zielony LED, 3 mm
POT1 potencjometr 100K (A)
R1 560R (dobrać)
SW1 przycisk zwierny

Natasza Biecek 2004-2017/~, e-mail