9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Как расчитать ёмкость межкаскадного конденсатора в ламповом усилителе

Среди любителей лампового звука ходит множество легенд: о "звучании" проводов, о "тепле" углеродных резисторов и, конечно же, о волшебном влиянии конденсаторов. Межкаскадный конденсатор (он же разделительный, и его неверно называют проходным) - один из главных "виновников" споров на аудиофорумах о "звуке" бумажных, полипропиленовых или тефлоновых конденсаторов, которые не утихнут никогда.

Но давайте на время отложим в сторону субъективные факторы восприятия и признаем простой факт: чтобы любой, даже самый раритетный и дорогой конденсатор, мог работать правильно, он должен быть в первую очередь верно рассчитан. А это - уже не волшебство, а сухая инженерия. Сегодня разберемся, как не ошибиться с двумя ключевыми параметрами: ёмкостью и рабочим напряжением.

Задача разделительного конденсатора - пропустить переменный звуковой сигнал от анода лампы предварительного каскада на сетку лампы выходного, но при этом разделить постоянное высокое напряжение анода (десятки или даже сотни вольт) от постоянного отрицательного смещения на сетке следующей лампы. Проще говоря, он работает как "дверь" для переменного напряжения и как "стена" для постоянного.

Параметр №1: Рабочее напряжение (Uраб). Здесь всё относительно просто, но мелочиться нельзя. Правило железное: рабочее напряжение конденсатора должно как минимум в 1.5-2 раза превышать максимальное напряжение, которое на него может податься.

А какое напряжение на него подается? Фактически, напряжение анода предыдущего каскада. Допустим, у нас в схеме предварительного усилителя на триоде анодное напряжение составляет 150 В. С учетом возможных бросков и нестабильности питания, мы смело берем конденсатор с напряжением не менее 250-300 В. Для выходных каскадов, где анодные напряжения могут быть под 400-500 В, соответственно, нужно смотреть в сторону 600-630 В.

Вывод - лучше перестраховаться. Ставьте конденсатор с запасом по напряжению. Это вопрос не звука, а надежности и безопасности схемы.

Параметр №2: Ёмкость (C). А вот здесь начинается самое интересное и важное. Ёмкость конденсатора определяет нижняя граница частотной характеристики нашего усилителя. Слишком маленькая ёмкость - и мы срежем все басы, слишком большая - рискуем столкнуться с большей задержкой включения и прочими нелинейными искажениями (хотя обычно "перебор" по ёмкости менее критичен, чем "недобор").

Конденсатор образует вместе с сопротивлением входной цепи следующего каскада ВЧ-фильтр (ФВЧ). Нам нужно рассчитать его частоту среза.

Формула для расчета частоты среза (F): F = 1 / (2 * π * R * C)

Где:

• F - частота среза в Герцах (Гц), на которой сигнал ослабляется на -3 дБ.
• π - число «Пи» (~3.14)
• R - полное сопротивление цепи в Омах (Ω). Вот это - ключевой момент!
• C - ёмкость конденсатора в Фарадах (Ф).

Теперь разберемся, что такое это полное сопротивление R. Оно состоит из двух параллельных сопротивлений:

Выходное сопротивление предыдущего каскада (Rвых). Обычно это анодное сопротивление лампы (Ra), включенное параллельно анодному резистору (Rанод). Для приблизительного расчета часто берут просто значение анодного резистора, так как Ra лампы обычно значительно выше.

Входное сопротивление следующего каскада (Rвх). Это сопротивление между сеткой и землей для следующей лампы. Оно определяется резистором сеточного утечки (Rутечки). Важно: если на пути стоит аттенюатор или регулятор громкости, его сопротивление также включается в расчет.

Формула для расчета полного сопротивления (R): R = 1 / (1/Rвых + 1/Rвх)

На практике, если Rвх (резистор утечки) значительно меньше, чем Rвых (анодный резистор), то полное сопротивление R будет примерно равно Rвх.

Пример расчета для "классики":

Допустим, у нас предварительный каскад на половинке 12AX7, анодный резистор (Rанод) = 100 кОм. Следующий каскад - выходной на EL34, резистор сеточного утечки (Rутечки) = 220 кОм. Мы хотим, чтобы нижняя граница частоты (F) была не выше 5 Гц (чтобы не терять самые глубокие басы).

Находим R. Выходное сопротивление каскада на 12AX7 с Rанод = 100 кОм примерно равно 100 кОм (условно). Rвх = 220 кОм.

R = 1 / (1/100000 + 1/220000) ≈ 68.7 кОм (или 68700 Ом).
Преобразуем формулу для расчета ёмкости:

C = 1 / (2 * π * F * R)
Подставляем значения:

C = 1 / (2 * 3.14 * 5 * 68700) ≈ 1 / (2 155 180) ≈ 0.000 000 46 Ф
Переводим в микрофарады (μF): 0.00000046 Ф * 1 000 000 = 0.46 μF

Формула для привычных килоом и микрофарад:

C [μF] = 1000 / (2 * π * F [Гц] * R [kΩ])
Таким образом, для уверенного пропускания всех басов (при условии, что выходной трансформатор способен их передать, а акустика - воспроизвести) нам потребуется конденсатор емкостью не менее 0.47 μF (это ближайший стандартный номинал).

Подытожим:

Для большинства ламповых предусилителей номинал межкаскадного конденсатора находится в диапазоне 0.1 - 0.47 μF. Для драйверных каскадов, работающих на низкоомную нагрузку, ёмкость может потребоваться и больше.
Если сомневаетесь, можно смело ставить 0.22 или 0.47 μF. Такие современные пленочные конденсаторами найти несложно. Но помните, что низкие частоты также должен пропустить ваш выходной трансформатор и должна воспроизвести акустика.
Установка конденсаторов на 1-2 μF хоть и опустит частоту среза до долей герца, но может привести к неприятным эффектам при включении усилителя - долгому установлению режима и щелчкам.
Прежде чем слушать разницу между брендами и диэлектриками, убедитесь, что номинал конденсатора рассчитан правильно. Разница между верно и неверно рассчитанным конденсатором будет неизмеримо больше, чем разница между двумя "аудиофильскими" моделями одинаковой ёмкости.

Понравилась статья? Кащей говорит: поделись с друзьями!