Y-конденсатор.

(Конденсатор малой емкости для ламповой аудиоаппаратуры.)

Существует мнение, что трансформаторные усилительные и корректирующие каскады предпочтительнее конденсаторных. Мнение это базируется на результатах сравнительного прослушивания, когда чаще всего звучание усилителей с трансформаторными каскадами признается более основательным¹, «сочным», и поэтому предпочтительным. Однако при ближайшем рассмотрении трансформаторный каскад оказывается не лишенным недостатков. Внимательный слушатель обязательно заметит, что основательность звучания индуктивных каскадов сопровождается меньшей ясностью, что заставляет напрягать слух, испытывая при этом определенный дискомфорт.

Ценность ясности по сравнению с другими субъективными характеристиками звучания непостоянна и варьируется как минимум по трем причинам: во первых она зависит от изначальной сосредоточенности слушателя на прослушивании, во вторых – от стиля музыки и в третьих – от качества записи. Опустив пункт первый, обратим внимание на сами записи и их качество. Здесь можно сказать, что при воспроизведении фоновой или ритмичной музыки, ясность оказывается не принципиальной. Более того, если музыка записана в стандартной современной студии, излишняя ясность при воспроизведении вообще противопоказана, поскольку ясный тракт будет выводить на передний план музыкальный мусор. То есть, когда тракт предназначен для воспроизведения развлекательной музыки, трансформаторные каскады явно предпочтительнее конденсаторных. Ситуация меняется, когда дело касается музыки классической, особенно при воспроизведении оригинальных грампластинок на 78 оборотов в минуту. В данном случае недостатки ясности аудиотракта уже ощутимо затрудняют прослушивание, не давая слушателю насладиться реалистичностью звучания старых пластинок.

Меня давно занимала проблема, как практически совместить ясность конденсаторов и основательность трансформаторов. В конце концов, мной была разработана конструкция конденсатора, способного звучать одновременно и ясно и основательно. Конденсатор был назван «Y-конденсатор», поскольку его рабочая емкость - не что иное, как паразитная межвитковая емкость катушки индуктивности.

Экспериментальные Y-конденсаторы, представленные на фотографии №1, намотаны на точеных каркасах из старой, сухой древесины. В процессе разработки мной были опробованы два варианта намотки, различно формирующие конечное звучание конденсатора.

1 – Прецизионный Y-конденсатор.

В случае, когда от Y-конденсатора требуется максимальная ясность и точность звучания (например, для использования в тестовом тракте), а габариты не имеют значения, каркас вытачивается в виде цилиндра высотой 10-15 см и диаметром 3-4 см, поверхность цилиндра полируется. Вверху и внизу цилиндра, в определенных местах¹ сверлятся по два отверстия диаметром 0.9 мм, в которые затем вставляются медные, луженые выводы диаметром 1 мм. Входные выводы располагаются на одном торце каркаса и ориентируются снаружи внутрь дерева, выходные выводы располагаются на противоположном торце, и ориентируются изнутри каркаса наружу (направленность выводов необходимо определить заранее). Далее необходима катушка провода диаметром около 0.1 мм, свободный конец которой является началом провода. Этот конец соединяется с одним из входных выводов каркаса, и затем виток к витку, по часовой стрелке мотается первая обкладка конденсатора, конец которой по завершении припаивается к одной из выходных клемм. Вторая обкладка мотается аналогично первой, поверх предыдущей и соединяется с оставшимися клеммами (на рис.1 у прецизионного Y-конденсатора на заднем плане слева и справа видны две входные клеммы). Входом прецизионного Y-конденсатора является входная клемма внутренней обмотки, выход берется с выходной клеммы внешней обмотки. Емкость конденсатора получается порядка 7 нФ, индуктивность каждой обмотки - примерно 9 мГ.

2 - Компактный Y-конденсатор

Когда от Y-конденсатора требуется относительная компактность, необходим каркас высотой 3-4 см с бортиками высотой 3 - 10 мм. Обкладки мотаются сразу в два провода внавал (предварительно необходимо убедиться, что у обеих сматываемых катушек свободный конец является началом провода). Компактная модель имеет несколько худшую ясность, чаще всего не принципиальную, при этом 750 витков сдвоенного провода диаметром 0.1 мм на каркасе диаметром 2-3 см. дают емкость 10 нФ, 1100 витков – 15 нФ. Мотается и соединяется с клеммами по тем же правилам, что и предыдущий вариант. В компактном Y-конденсаторе после его сборки необходимо опытным путем выбрать пару выводов с наилучшим звучанием.

Обе конструкции Y-конденсатора обладают ярко выраженной направленностью.

При монтаже Y-конденсатор должен соединяться с соседними компонентами в соответствии со схемой контуров². Y-конденсатор так же имеет выраженную пространственную направленность, его необходимо устанавливать вертикально на торец, при этом вход конденсатора должен находиться вверху так, чтобы аудио сигнал проходит свой путь сверху вниз по часовой стрелке. Конденсатор крепится к шасси через центральное отверстие латунным болтом, направленность крепежного болта должна быть так же сверху вниз.

В случае, если необходим Y-конденсатор с хорошей основательностью, его необходимо мотать более толстым проводом на соответствующем большом каркасе.

Анализ конструкции Y-конденсатора и свойственного ему звучания позволил подтвердить несколько, как известных, так и не очень известных аудио-закономерностей. Мои суждения о свойствах звучания компонентов по возможности представлены «при прочих равных».

1) Основная причина, по которой среднестатистический трансформатор звучит приятнее среднестатистического конденсатора, состоит в том, что природная окраска материалов, из которых изготавливаются трансформаторы, более гармонична на слух. Действительно, трансформатор состоит из железа и меди в сопоставимых объемных пропорциях, а конденсатор состоит из алюминия и бумаги. Целенаправленное тестирование окраски звучания вышеупомянутых материалов показало, что приятнее всего звучит медь, затем идет железо, затем алюминий и хуже всех – бумага. Таким образом, стандартные конденсаторы, даже с медными обкладками всегда проигрывают трансформаторам.

2) Окраска старых материалов приятнее, гармоничнее современных. Это необходимо учитывать при оценке звучания различных по конструкции компонентов разных годов выпуска.

3) Основательность звучания (безотносительно к музыкальности) можно улучшить заменой отдельных компонентов на более массивные.

4) Ясность звучания выше у конструктивно более простого компонента. Это так же верно для каскада компонентов и всего аудиотракта в целом. По этой причине среднестатистический конденсаторный каскад звучит яснее трансформаторного.

5) Лак выполняет функцию диэлектрика лучше масляной бумаги и тем более лучше любых современных синтетических диэлектриков.

С точки зрения музыкальности звучания, наилучшие результаты получаются, когда обкладки Y-конденсатора намотаны старым проводом. Я использовал для этих целей межкаскадные трансформаторы «Ferranti» производства 1920х годов (фотография №2) с которых, благодаря удачной конструкции, можно смотать провод, не повредив изоляцию.

Y-конденсатор можно использовать не только в качестве проходного или корректирующего. Группа Y-конденсаторов с объединенными входами прекрасно подходит для пошаговой регулировки громкости в усилителе для проигрывания грампластинок пьезо-картриджем. Здесь Y-конденсаторы различной емкости последовательно подключаются параллельно клеммам картриджа с помощью переключателя, чем и обеспечивают изменение амплитуды выходного сигнала головки. Преимущества такой регулировки громкости заключаются в том, что из схемы исключается переменный резистор или многовыводной трансформатор, каждые из которых с моей точки зрения в той или иной степени выполняют свою функцию неудовлетворительно.

На практике мной был использован переключатель от детекторного приемника 1920х годов, как наиболее музыкально звучащий из всех имеющихся в наличии (фотография №3). Из другого похожего приемника был взят бакелитовый секционированный каркас от ВЧ катушки, на котором и были намотаны девять обмоток с емкостью от 400 пФ до 6 нФ c последовательным изменением емкости по экспоненте. Контакты переключателя, каркас и весь крепеж конструкции были правильно сориентированы, для чего неподходящие детали пришлось заменить направленными в нужную сторону, так же ради плавности регулировки были добавлены три дополнительных контакта. По причине повышенного фона переменного тока движок был заменен экранирующей латунной шайбой, вырезанной из отжившей свое древней посудины. Каркас был прикреплен к переключателю с помощью трех болтов и зубчатого колеса, изъятых из остатков фонографа для проигрывания валиков (фотография №4). Болты с необходимой направленностью пришлось точить и нарезать самому из стальной оси фонографа. Окончательный вариант регулятора громкости изображен на фотографии №5, а внешний вид деревянной панели проигрывателя с установленным заподлицо переключателем - на фотографии №6.

Антон Степичев,

02 марта 2010 г.

[1] - Подробно о точках на дереве и о других моментах, связанных со звуковой полярностью различных компонентов, которые будут упомянуты ниже, будет изложено в отдельной статье о направленностях.

[2] - А.Степичев «Построение усилителя с учетом направлений электрических компонентов», 28-06-2005, http://www.aml.nm.ru/articles2/amp.htm.