Дизассемблинг и приручение лампового гитарного звука

Как все начиналось


Порядка 5 лет назад, я начал свое шествие по миру ламповой техники. За это время было собраны десятки разных схем и прослушано порядка пяти десятков «оригинальных» ламповых усилителей. В результате, сформировалось четкое понимание «как должно звучать» и какой «гибкостью» должен обладать аппарат.
В процессе знакомства с разными гитарными усилителями, долгое время, меня не оставлял в покое звук «головы» от фирмы Krank. Но в тот момент, к сожалению, оценить его и попробовать — было невозможно. Продажи начались только-только в Штатах, а живых экземпляров в Санкт-Петербурге не было. Было принято решение во что бы то ни было, достать столь «лакомый кусочек». К счастью нашлись подходящие люди которые смогли купить и привезти его в Питер. Долгие 14 дней ожидания и моя прелесть стояла на пороге квартиры. Счастью не было предела. Чем больше я на нем играл, тем больше мною овладевала мысль: «Как же устроена эта штука».
В один прекрасный момент, собравшись с духом, я твердо решил: “Я должен узнать «тайну » этого чуда”.

Шли дни, летели недели. Кусочек за кусочком вырисовывалась схема.

image

На этом, казалось бы, стоило остановиться, но душа требовала продолжения. И так и родилась идея сделать портативный, легкий «krank» для игры вне реп. точки.
И тут понеслось…

Корпус


Корпус было решено брать в формате rackmount (для удобства хранения и перевозки). Плюсы решения:
Удобство инсталляции в рековую/студийную стойку, прочность, хорошее охлаждение, удобство расположения и разводки «внутрянки».
Использовался корпус фирмы Hammond 2U 19" Rack mount Case.
image

Транформатор


Оговорюсь сразу, что было испробовано много трансформаторов, но самым адекватным по цене и габаритам оказался Транслед (не сочтите за рекламу).
image
Выбирал силовой трансформатор по следующим параметрам:
3 лампы — 12ax7, коммутация и индикация.

Итого имеем:
1. Обмотка на 6-15 вольт для питания накала ламп и коммутации.
2. Обмотка высоковольтная, для питания анодов ламп.

Открываем даташит лампы 12ax7 EH и видим:
Накал (heater) — 150ma(12,6v) или 300ma(6,3v)
Анод (Anode) — 10ma.
Индикация и коммутация — 200ma.
Итого минимум:

Обмотка 6,3v — не менее 1,2A
Обмотка 260-300v — 30ma
С запасом:

Обмотка 6,3v — не менее 1,8A
Обмотка 260-300v — 50ma

Совет:

Ни в коем случае не используйте транформаторы «перевертыши» для питания. Крайне негативно сказывается на звуке и фоне.
Трансформатор берите с запасом, т.к работа на пределах оборачивается — перегревом. Быстрее рассыхается изоляция, что тянет за собой неприятности и потраченное время. Желательный запас по питанию ~ 20-25%. Бывали случаи когда из-за питания проявлялся очень сильный фон в звуке.

Блок питания


В ходе долгих исследований, пришел к выводу, что питание накала (для hi-gain) усилителей обязательно должно быть стабилизированным, выпрямленным. Для своего предусилителя, я использовал блок питания на основе регулируемого стабилизатора напряжения Lm317T.
image

image

Компоненты

Все компоненты покупал в интернет магазине (в Канаде). Хотя по большому счету, не важно где они куплены и у кого, главное придерживаться простых правил:
1. Конденсаторы электролитические noname и «совсем китай» — не брать.
(Советую фирмы типо Nichicon, Jamicon, Hitano, Vishay, Silver mica, Sprague.)
2. Нэ экономьте денег на проводах. Для коммутации и тембр. блока советую наш МГТФ, для силовых частей (питания) -можно использовать МГШВ.
3. В hi-gain предусилители и усилители не ставьте керамические конденсаторы. Чаще всего они вносят в звук «звон». Советую использовать Silver mica или наши, советские слюдяные конденсаторы (Очень хороши СГМ, КСО).
4. Проходные (конденсаторы по анодной цепи) и в катодные цепи лучше всего использовать с пленочным или полистироловым диэлектриком.(Очень хороши Wima, Rifa, Epcos).
5. Ну и конечно же все брать с запасом по напряжению 20-25%.

Лампы


Абсолютно любые 12ax7. Лично я, предпочитаю 12ax7 EH для плотного, средне читаемого перегруза. 12ax7 Tung Sol для чистого канала или в миксе с EH для большей детализации в районе высокой середины и высоких частот на перегрузе.

Печатные платы и технология их изготовления


Сказать честно? Всю ламповую технику желательно изготавливать на turret board.Но в силу того, что мы изготавливаем не hi-end — сойдут и старые добрые печатные платы на основе фольгированного текстолита. Для ламповых схем я использую односторонний, полутора миллиметровый текстолит, с самым толстым слоем медной фольги.
Как правило заготовку (трафорет) печатной платы распечатываю на прозрачной пленке.
Зачищаю мелкой наждачкой текстолитовую пластину с фольгой, мою с мылой под проточной водой, обезжириваю, вытираю — насухо.
Распыляю на поверхность равномерным слоем POSITIVE 20 и укладываю в темное место сушиться.
Через часов 5-7 укладываю трафарет и засвечиваю через плексигласовое стекло 150 ваттным галогеновым прожектором 1,2-1,5 часа.
image
Далее развожу 7г гидроокиси натрия на литр теплой воды, перемешиваю. Кидаю туда нашу засвеченную плату и мешаю воду чтобы активнее происходило растворение засвеченного фоторезиста. В простонародии -проявляю плату.

image
Далее берем лоток, заливаем кипятком, кидаем хлорное железо и вытравливаем плату.
По окончанию процедуры, сверлим отверстия и проводим сеанс запаивания элементов.
image

Сборка в корпуcе и советы по настройке


Размечаем места под установку «стоек» для крепления платы. Просверливаем отверстия и закрепляем стойки.
Начинаем сборку. Как правило я начинаю сборку с тембр блока, так как предпочитаю его запаивать частично навесом.
Провода, как правило старайтесь скреплять стяжками.
image

image
Простые правила по сборке:

Не скрепляйте в один пучок сигнальные и силовые провода, иначе не избежать проблем с фоном.
Цепи накала ламп старайтесь проводить «косичкой».
Сетки ламп, всегда ведите в экранированных проводах.
Входные и выходные провода требуют экранировки.
Входной разъем (сигнальный контакт) при не воткнутой гитаре, желательно заземлить.
Сводите земли в одно место на корпусе. Следите, чтобы не образовывалось земляных петель.
Контакты накала через 100омные резисторы (0,5w) запаять на земплю.
Все приведенные «рецепты», при правильно разведенной плате и сборке без ошибок -дают тихий усилитель и звук радующий ваши уши.
Всем спасибо.

P.s

Надеюсь не сильно Вас уморил длинной статьей. Возникнут вопросы — пишите.
Чуть не забыл… Тайна заключалась в том, что новое — хорошо забытое старое. Krankenstein оказался 90% копией маршала, c почти не заметными изменениями в предусилителе и оконечником на 6L6 WGC.
Ссылки

Архив со схемами и печаткой сделанной в sprint layout 5
Видео (Distortion chanel) Играл и записывал — друг.
Видео (Clean chanel)
Аудио Писал в линию. Карта Focusrite saffire.
Поделиться публикацией
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама
Комментарии 60
  • 0
    Очень круто! Спасибо за статью!
    • +8
      Так в чем оказалась тайна? Что давало такой звук?
      И почему лучше turret board?
      • +15
        Во всех последних статьях так и не раскрыли «секрета» «теплого лампового звука».
        Я так понимаю, что дисциплины классов «Теория полупроводников» и «Теория усилителей» чужды нынешнему образованию в области электроники.
        «Теплый ламповый звук» получается потому, что при построении усилителя с использованием ламп используется прямая часть вольт-амперной характеристики последних. Благодаря этому в выходном сигнале практически не образуются нечетные гармоники. Именно эти гармоники и придают «режущую слух» «транзисторную» окраску звучания. В усилителях с биполярными транзисторами эти гармоники подавляют обратными петлями (насколько это возможно). Отсутствие нечетных гармоник также свойственно полярным транзисторам, что уже давно эффективно применяется в высококачественных усилителях.
        Вот и вся тайна.
        Забыл добавить. Эта тема была очень модной в конце 80-х прошлого века.
        • 0
          Вопрос относился к конкретному устройству, а не к ламповым усилителям в принципе.
          • +2
            А ничего, что «прямая часть» ВАХ у ламп ещё по короче чем у транзисторов будет, и менее крута…
            … секрет тёплого, лампового как раз в том что искажения наступают плавно, а в гитарном усилителе ещё акустическая обратная связь на сетки
            • +1
              искажения наступают плавно

              Вот за это вам наше большое, искреннее спасибо!

              Впрочем, и за акустическая обратная связь на сетки тоже.
              • 0
                А что не так с обратной акустической связью?
                • 0
                  Да все не множко не так. Но здесь долго объяснять. Если интересно, почитайте теорию усилителей. Хотя просто почитать не получится.
                  • 0
                    В том то и дело, что немножко не получится, а если говорить о лампах то одной только теории будет маловато…
                    … тут ещё практика нужна, причём весьма дотошная до измерений
                • –1
                  Именно так, к примеру реверберация на транзисторах сложна, а для лампы, одной единственной, достаточно просто сделать перегрузку по входу, и вуаля — получаем красивейший эффект, и фактически на халяву.
                  • 0
                    Искусственная реверберация нынче обычно получается 2 способами — первый это нормальная цифровая обработка отдельным устройством. Второй — с помощью пружины, обычно внутри самого усилителя. В последнем случае необходимо всего 2 каскада — раскачивающий пружину и усиливающий выходной сигнал с нее. Для лампы в данном случае перед пружиной понадобится небольшой дополнителный согласующий трансформатор, в полупроводниковой схеме он не нужен. Звук с пружины сам по себе весьма несовершенен, задача примешивать его к основному сигналу. Единственное преимущество у лампы в данном случае — это то что в схеме питания возможно не придется дополнительно городить +15 -15 постоянки (хотя дополнительный согласующий трансформатор возможно сводит это преимущество на нет), в остальном на операционниках схема также весьма проста, т.к. в этой части ничего не надо эмулировать, не надо гоняться ни за какими нюансами АЧХ и.т.п…
              • 0
                *полевым транзисторам, а не полярным. Ведь так?
                • +1
                  Да, здесь прошу извинить. оговорилря. Именно так — полярным. Спасибо.
            • 0
              Просто потому что так красивее, правильнее.
              • +1
                То есть дело только в эстетике?
                • +3
                  В наше время да.
            • 0
              Неделя «теплого лампового звука» на Хабре :)
              Спасибо, всегда интересно смотреть на такие творения.
              • +9
                Мне кажется, что подобная статья без звукового семпла как результата, несколько не полна.
                • +1
                  Верно! После статьи прям чувствуешь себя обманутым. Так хотелось послушать, что в итоге — а тут нету…
                  • +3
                    хм, а вы что хотите послушать, теплый ламповый звук как его понимает ваш совершенно транзисторный усилитель? :)
                    • +3
                      Звучание транзисторной головы от ламповой можно отличить даже на дешевых 2.0 колонках, воткнутых в интегрированную звуковую карту :)
                      • +1
                        Хм… записать через аналоговый микрофон, на магнитный ламповый катушечный магнитофон. В соседнем топике чувак собирается делать ламповую звуковую карту, вам надо ее собрать и записать ей файл сэмпла. Сэмпл выложить в интернет. Все желающие прослушать также у себя соберут ламповую звуковуху и воспроизведут ваш файл. Как-то так…
                        Черт, в середине цепочки будет бездушный АЦП, убивающий душу музыки! Все пропало!
                        • +5
                          надо кинуть прогретые кабели на подкладках из черного дерева от карты до карты.
                          • 0
                            Все гораздо хуже! Насколько я помню, функция записи на ленту имеет 27 параметров! Чего там только нет! Я уже и не помню. Там и «сабельность» и еще что-то. В общем после записи на ленте остается такое, что уж лучше оцифровать сразу. :)
                          • +4
                            Не путайте теплое с мягким. Здесь ламповый усилитель участвует в формировании звука, в усилении можно использовать что угодно.
                        • +1
                          А где схема стабилизированного БП на 286..322Вольт?
                          • –1
                            А он небось импульсный и не кошерный :-)
                            • +1
                              какая еще схема? Там трансформатор стоит, дальше все мостом выпрямляется.
                              • +2
                                А какой тогда смысл в лампах, если напряжение на аноде, а значит и выходной сигнал зависят от напряжения в сети?
                                • 0
                                  Боюсь сказать глупость, но в памяти всплывает, что блоки питания собирали тоже на лампах, и сигнал получался слегка под ламповой компрессией, видимо, за счет отсутствия стабилизаторов и проседания напряжения на бп. Интересно, насколько это верно?
                          • 0
                            Очень интересно! Скажите, а почему в итоге делалось устройство именно в формате головы, а не, например, напольного преампа?
                            • 0
                              И как звук в сравнении с оригиналом? Слышны какие-то заметные отличия?
                              • 0
                                Мужик! Мужичара!!!

                                А в условиях отсутствия, какой транс можно заюзать?
                                От ИБП пойдет с перемоткой?

                                Мне интересно, как работает педаль SS-20 с лампой 12ax7 с блоком питания на 12В? Откуда там берутся 260В и хороший звук?
                                • 0
                                  Я читал, что у SS-20 лампа только для красоты, звуковой тракт там полностью транзисторный. Но я не железячник, надеюсь что кто-нибудь опишет более полную картину :)
                                  • 0
                                    не, она работает даже не сразу после включения, пока прогреется
                                  • +1
                                    Откуда. Импульсник там стоит. Вон он, в левом нижнем углу:
                                    image
                                    Причем, по всей видимости еще и низкочастотный, на железе а не феррите, и с кучей электролитов для сглаживания анодного.
                                    • 0
                                      вроде как там импульсный преобразователь стоит внутри (а так обычно в такие штуки перевертыши лепят).
                                      Про лампы для красоты это неправда, но часть тракта там на полевиках (у SS-11 ситуация в этом плане лучше).
                                      • 0
                                        Перевертыши лепят туда, где есть низковольтная переменка. А сабж питается от DC 12V.
                                    • 0
                                      Погуглил про Крэнки — их есть несколько (как минимум) моделей, Revolution и Krankenstein. Это какая была модель?
                                      • 0
                                        Погуглил схему — вероятнее всего, это krankenstein.
                                      • 0
                                        Как-то 2U рэк — не слишком портативное решение, с другой стороны в мелкий преамп нормальный трансформатор не войдет.
                                        • +1
                                          Всем привет.Не думал, что статья вызовет такой резонанс. Всем спасибо за обсуждение.
                                          Gunya — Вы абсолютно правы.Это Krankenstein. Примеры звука могу скинуть. Записаны, правда давно.
                                          Данная тема так же со всеми подробностями раскрыта мною на ресурсе gtlab.

                                          • 0
                                            Было бы интересно услышать сэмплы данного аппарата или хотя бы подобных, собранных по этой схеме.
                                            • +1
                                              Готово.Семплы, какие нашел — прикрепил. Так что сильно не пинайте =)
                                              • 0
                                                Звук, по моему отличный. Мне вообще, нравится звучание кранков )
                                          • 0
                                            Схема БП питание анодов очень простое. Диодный мост, конденсатор электролитический на 220mfx450v, с плюча на землю 220к (2w) для разрядки конденсатора и 16Ком резистор на 2w для настройки нужного напряжения при подаче на лампы.
                                            • 0
                                              Не сочтите за критику, но почему у Вас абсолютно все надписи написаны по-английски латиницей?
                                              • +5
                                                кириллицей сложнее писать по-английски)
                                              • 0
                                                Чем turret board лучше pcb?
                                                • 0
                                                  Ламповая техника, сама по себе, имеет достаточно сложную структуру построения. В случае построения на туррет бордах, мы можем минимизировать перекрещивание силовых и сигнальных цепей. Объемный монтаж лучше сказывается на охлаждении схемы в целом. Элементы лучше разнесены и расположены в разных плоскостях. Меньше шанс получить фон. Сеточные входы-выходы получаются более короткими. Ну это в 3х словах и совсем обобщенно.
                                                  • 0
                                                    Ламповая техника, сама по себе, появилась существенно раньше и имеет достаточно простую структуру построения. Fixed. Исключение составляют силовые UHF/FHF устройства. Доведение лампового устройства до уровня high-end да, сродни искусству. Но это же можно сказать и о других типах устройств.

                                                    Сравнить ламповый усилитель с резонансным импульсным источником питания, UHF или СВЧ радиотрактом или современной микропроцессорной техникой — сложность совершенно разная.

                                                    Про улучшение охлаждения — непонятно в чем виноваты pcb. Особенно, если располагать компоненты с той же плотностью что на turret. Существенным будет отсутствие деградации соединений на местах установки ламп (которые претерпевают регулярные циклы нагрева-охлаждения). В случае turret board этой деградации нет.

                                                    Что мешает не «перекрещивать» силовые линии с сигнальными на pcb не понятно. И в том, и в том варианте необходимо грамотное проектирование для того, чтобы уменьшить паразитные обратные связи. Если на ptp накидать провода как попало несложно получить качественные паразитные обратные связи.

                                                    Про разнесение в разных плоскостях, если можно, поподробнее.
                                                  • 0
                                                    Ну согласитесь, что проектировать достаточно грамонто начинающему очень и очень сложно. При монтаже на турретах проще прикинуть куда какой провод пойдет.На счет циклов нагревания — абсолютно согласен.
                                                    Дорожки на платах имеют свойство окислятся, прогорать и отслаиваться.На турретах все более жестко, пайка крепче.
                                                    • 0
                                                      Отвечайте, пожалуйста, в ветку комментария (ссылка «ответить» под комментарием), то крайне неудобно читать.

                                                      Проектировать начинающему сложно в любом случае. Начинающий, как правило, копирует выложенную где-то кем-то схему, с известным расположением компонентов и инструкцией по настройке.

                                                      Чтобы дорожки не окислялись их следует пролудить и покрыть лаком. Если они прогорают и отслаиваются — это значит лишь то, что pcb спроектирована некорректно: не учтены максимальные токи и температуры работы.

                                                      Меня просто раздражают попытки выдать ламповую технику (имея ввиду низкочастотную: усилители, генераторы эффектов и т. п.) за rocket sciense и попытки выставить себя «илитой», присущие ценителям теплого и лампового. Очевидно, что лампы позволяют добиться звучания, как на старых ламповых усилителях. Но это не означает, что качественный транзисторный усилитель чем-то хуже, он просто другой и ждать от него характеристик лампового при перегрузке каскада как-то странно, если он не делался специально для подражанию ламповому.
                                                      • 0
                                                        Главное не мешать в одну кучу hi-fi и гитарные усилители. Звучание как на старых ламповых усилителях пытаются получить аудиофилы, там это религия, а здесь же все дело в том что адекватный high-gain перегруз получить от ламповой схемы тупо проще, да и скорее всего дешевле, и «илитность» тут непричем. Два встречно-параллельных диода хорошего результата не дадут. Так что вменяемых устройств для этих задач только на полупроводниках можно по пальцам пересчитать т.к. схемы на порядок сложнее, а результат сомнителен.
                                                        А turret-board-ы хороши тем что во-первых в домашних условиях проще изготовить аккуратно выглядящую схему, не надо возиться с фоторезистом или переводить тонер с глянцевой бумаги, ничего не надо лудить и лакировать. Ну и как бонус — гораздо проще экспериментировать с номиналами компонентов без боязни что от постоянного перепаивания дорожки в конце концов отвалятся.
                                                        • 0
                                                          здесь же все дело в том что адекватный high-gain перегруз получить от ламповой схемы тупо проще, да и скорее всего дешевле
                                                          Для мелкосерийного — наверняка, для больших партий — не знаю, но тоже возможно. Сильно зависит от того, какие компетенции есть у инженеров конкретной фирмы. Есть подозрение, что нормальный DSP вполне может качественно эмулировать ламповый тракт. Правда, это вполне может оказаться дороже, учитывая стоимость качественных ADC+DAC.

                                                          Не стоит считать мои высказывания камнем в огород тех, для кого ламповая техника проще и удобнее (как в упоминаемом вами случае с гитарными усилителями или в данном посте). Это был камень в огород фанатиков, которые «набигают» в топики типа этого или habrahabr.ru/post/213215/ с криками, что нормальный усилитель может быть только ламповый и т. п, что лампы, отслужившие в телевизоре 30 лет будут работать лучше современных полевых транзисторов в усилителе, что хороший ЦАП всё равно даёт плохой цифровой звук и можно ли сделать оптический вход на ламповом усилителе. Если будут делать на лампах — вместе посмеёмся.
                                                    • 0
                                                      Ребят.Предлагаю оставить баталии по поводу «кто правильнее» и больше знает.Я себя ни в коем случае не позиционирую, как супер гуру. Но в гитарном саунде скажу так. Из всего что я слышал я вам скажу, что модится лучше всего Кранк, Маршал и Пивей (5150 конкретно). Кто хочет по этому поводу подискутировать- в личку. Есть подборка прямого сравнения моденых усилков на очень серьезном уровне. Были смены выходных трансформаторов, глубокая переделка предусилительной секции.
                                                      • 0
                                                        Судя по всему это всеже не усилитель, а предусилитель (preamp)

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.