Усилитель JLH часть 12 — подбор транзисторов 1

Подбор транзисторов, короткие рассказы авторов

Поддельные транзисторы

К большому сожалению в современном мире подделываются не только известные бренды одежды, алкоголя, парфюмерия и т.д. Электроника столкнулась с этим что называется «в полный рост». Всем известны подделки литий ионных аккумуляторов для мобильных телефонов, фонариков и ноутбуков. Внешне как правило определить подделку почти невозможно, она прекрасно упакована, снабжена качественной инструкцией и с виду — вроде настоящая. А вот сниженную емкость или значительно меньший срок службы покупатель обнаруживает только через некоторое время после того, как попользуется купленным девайсом…

Электронные компоненты: в особенности активные полупроводниковые приборы, транзисторы, диоды и микросхемы подделываются наиболее часто. Связанно это с тем, что при серийном выпуске стоимость их зависит в основном от качественного кристалла. Кристаллы наши «китайские» друзья обычно не делают, т.к. это все-таки наукоемкое производство, а покупают в готовом виде. А вот операцию установки кристалла на нехитрую подложку, разводку тоненьких проводников на толстые выводы и заливку этого всего пластиком они освоили в совершенстве. Плюс последняя операция – нанесение лазерной маркировки на готовое изделие не стоит практически ничего.

В результате имеем практически неотличимый от оригинала транзистор или микросхему, реальные возможности которых можно выяснить, только впаяв их в реальную схему. Поэтому для самостоятельной, либо мелкосерийной сборке усилителей проблема поддельных деталей сейчас является «основной головной болью». В итоге сборка действительно высококачественного усилителя на оригинальных комплектующих, которые нужно еще и тщательно отбирать по параметрам превращается в весьма затратное по деньгам и трудоемкости мероприятие.

 Дмитрий Гриценко = 2015

Недавно на меня снизошло весеннее обострение, и я решил собрать тот самый усилитель по первой схеме 1969 года, на наших родных советских транзисторах. Но разум меня уберег поставить в него советские электролитические конденсаторы… и как оказалось не зря. Все-таки немцы это – немцы, что в машинах что в электролитах они оказались на высоте, здесь будет уместно сравнение жигулей с мерседесом (ИМХО). Была перелопачена куча лучших по уверению форумчан для этой схемы транзисторов КТ90. Найти среди них сколь ни будь подходящих пар по коэффициенту усиления мне не удалось и пришлось перейти на некошерные 2Т903б с бетой около 70. В драйверный каскад были установлены кт630д со статическим коэффициентом усиления 110, а на вход (сенкс Тонни!) германиевые уникумы AC125 с бетами 470 и 480.

БП собрал на торе мощностью около 400 Вт с электронным фильтром, напряжением на выходе 28 Вольт под нагрузкой при токе покоя в каждом канале 1,15 А. Если ставить ток больше, выходные транзисторы начинают дюже сильно греться, поэтому я на 1,15 А и остановился. При таком токе транзисторы выше 60 градусов не греются и держат эту температуру стабильно. Резистор 100 кОм пришлось уменьшить до 60 кОм, только тогда выходной сигнал на полной мощности начал симметрично ограничиваться. Печатные платы разводил самостоятельно, презрев коллективный опыт, сами мы с усами, к тому же габариты деталей у меня ни в один из опубликованных вариантов печатной платы не влезали. Небольшой возбуд погасил емкостью 180 пФ между базой и коллектором транзистора кт630. На выход каждого канала поставил по пять электролитов ROЕ по 3300 мкФ зашунтировав их советскими К73-16 по 10 мкФ. В цепь обратной связи и вольтодобавки поставил по электролиту ROE на 470 мкФ, в БП по четыре штуки тех же ROE номиналом 4700 мкФ.

Из-за того, что макет JLh2969 собирал на работе включить пришлось в акустику S90 восьмиомную (других колонок не было). Прогревал часа два.. ну что сказать… Играет по первому впечатлению весьма недурно., с преобладанием баса… S-90 раскачал очень легко и это не смотря на 20 Ватт выхода. По мид-басу и басу мой старый фолловер этот аппарат уделал однозначно, чего я никак не ожидал от столь простой  и допотопной схемы. На средних правда все было хуже… Как-то грязновато… Высокие тоже выражены заметно слабее, чем у того же фолловера. Шумов и фона нет вообще. Поищу дома возбуд, может из-за этого с серединой и верхом не получилось. Транзисторы вроде все высокочастотные, так что причина неуда во ВЧ должна быть очень простой. Прогоню макет через RMAA и поищу возбуд на досуге, т.к. я его при первом включении осциллографом не нашел. Поиграю с уровнем второй, третьей и т.д. гармоники, опыта других форумчан начитавшись, попробую их выставит в убывающий ряд.

Для себя я уяснил, что схема JLh2969 имеет большой потенциал и должна быть внедрена в нормальный корпус с нормальными радиаторами охлаждения. Я бы оставил этот аппарат как ежедневный домашний усилитель, а не что-то переходящее, естественно, после того как его тщательно «вылижу». Вообще-то «вылизывание» должно производится для любого самопального устройства, а не только — усилителя.

Потом заменил кт630 на импортный BD139 и емкость 180 пФ между коллектором и базой убрал… BD139 оказался намного интереснее по звуку и стабильнее по уходу тока покоя. Германиевый транзистор на входе тоже поменял на кремниевый с бетой больше 400. Вообще, идея собрать этот аппарат на советских транзисторах тает как дым. Вот германиевый транзистор на входе меня конечно зацепил, с ним был таааакой БАААСССС!!!! Но при тааких искажениях (((, посему пока его заменил на кремний. Если у меня не получится вживить в первый каскад германиевый транзистор, то проект можно будет закрывать, так как без германия JLh2969 получается просто хорошим усилителем, но без изюминки. И если сравнивать полностью кремниевый JLH в сравнении с фолловером, то фолловер погораздее будет. Если у кого-нибудь есть опыт вживления в Линсли Худа германия, поделитесь плизз, уж очень он меня зацепил.

Slava66 = 2014

Всем здравствуйте! Для любителей звука и аудио техники, как я и обещал — опишу свои соображения насчет усилителя JLh2969. Неприятный недостаток у моего аппарата это – фон. Правда он небольшой и его слышно только в 1 -1,5 метра от колонок, ноя его слышу (Я его связываю с неудачной разводкой печатных плат усилителей, наделал земляных петель и теперь мучаюсь). Думаю, что платы придется разводить заново. Блок питания у меня с тороидальным трансом мощностью 480 Ватт и двумя вторичными обмотками на 20 Вольт. Вокруг трансформатора сооружен экран из железа 2 мм. Напряжение застабилизированно в каждом канале отдельно. Корпус от эстрадного усилителя «Фоманта» ум-2523 с его же радиаторами. Температура на радиаторах выходных транзисторов около 47 градусов и почти стабильна. Радиатор, на котором стоят мощные импортные мосты (они на одной плате с фильтрами) около 65 градусов, что-то я с ним промахнулся, нужно поставить больше.

Сигнал осциллографом проверял, возбудов никаких не увидел. Качеством звука очень доволен, хоть мощность больше 12 Ватт в канал у меня не получается. Колонки 6 Ом HECO Victa – немецкие, им уже 10 лет. Этой мощности вполне хватает на комнату 16 кв. м.

По транзисторам: На входе стоит малошумящий ВС212В с маленьким обратным током коллектора (параметры: Uкэ 50 В, 0,1 А, Р 0,35 Вт, 280 мГц, 6 пФ, коэфф передачи Iб около 200). В драйверном каскаде филлипс BD139 тоже с малым обр. током коллектора (параметры: Uкэ 80 В, Iк 1,5 А, Р 8 Вт, 190 мГц, коэфф передачи 120). Выходные транзисторы моторолла MJ15003 в железных корпусах (параметры: Uкэ 140 В, Iк 20 А, P 250 Вт, 2 МГц, коэфф передачи 100). Питание — стабилизированное +-18 В с током покоя 2 А в каждом канале. Рассеивается на радиаторах 2 х 70 Вт, площадь радиаторов 2 х 3000 кв.см.

В общем я своим усилителем доволен. Транзисторы разные по звучанию не перебирал, а поставил сразу те, которые рекомендуют форумчане. Правда предварительный отбор по бете все же делал.

And4841 = 2014

Ну вот, нашла коса на камень, начитался хвалебных отзывов и собрал данный девайс на наших транзисторах. Просто ради интереса собрал, хотел удостовериться в радости соплеменников. Последний раз транзисторный усилитель я собрал 18 лет назад, а потом перешел на лампы окончательно и бесповоротно… С тех пор на них и сижу, и тут последние пару лет на форумах начали возникать темы транзисторных ультралинейных однотактников по схеме Худа. И темы сопровождаются такими восторженными словами, что дальше некуда. И качество у него супер и простота невозможная и поет он не хуже лампы. Вот это последнее меня и задело… На работе сложилось так, что было лето, а работы летом у меня почти нет вот я и приступил к оному девайсу. Нашел подходящий силовой транс мощностью ватт 200 зеленый военный ТАН. В кассе нашел приснопамятные кт805 выпуска 1991 года и жменьку германиевых МП42б… Ну и собрал его за день. Принес его в дом, и включил один канал на лампе 6П43П однотактный (есть у меня такой), другой канал JLh2969 с кт805 на выходе, кт801 в раскачке и МП42б на входе.

В общем «я его слепила из того, что было» не отступая от схемы оригинала, и все заработало с пол тыка. Поставил половину напряжения питания на выходе, ток покоя 1,5 А и начал слушать.

Что могу сказать… Камни в сочетании германий на входе и кремний в драйвере и на выходе не ударили в грязь лицом, вопреки ожиданиям моей ламповой души. Теперь я понимаю восторженные описания челов. Все сыграло очень и очень достойно вровень с лампой, придраться то особо не к чему. Потом поменял выходные транзисторы кт805 на пластмассовые кт819, опять выставил ток покоя 1,5 А и стал слушать… Ну не знаю. Разницу я практически не услышал, как по мне, то 805 почище будут. Монтаж усилителя сделал навесом, а под все транзисторы для удобства быстрой замены поставил клемники. Сейчас буду втыкать все советские, какие у меня есть, потом перейду на импорт и слушать, слушать, слушать… По другому, с этим аппаратом никак. Получается, что для усилителя JLH выбор транзисторов — это самое главное.

Да! И пробовал я включать его в режиме экономичный А, спектр по осциллографу намного красивее вплоть до клиппинга, практически одна вторая гармоника, а третью вообще не видно. И на низкоомную нагрузку лучше работает, а схема та же, только нагрузка не на землю идет, а на верхний конец эмитерного резистора 0,3-0,7 ом нижнего выходного транзистора. Как в схеме Игоря Семынина «Экономичный А»

Ибуки = 2010

Выходные транзисторы рекомендую 2sc5198 или 2sc5200 с буквой О на корпусе, для устранения возбуда между коллектором и базой емкости 10…20 пФ как в любом усилке с обратной связью. Выходные транзисторы лучше подбирать с бетой от 120 и выше, в драйверный каскад лучше всего транзистор с бетой 300-800, но таких средней мощности мало. Сюда, например, можно поставить вс550 В или С. Очень хорошо показал себя вс109с и 2n2825 маломощный. Ток у него 8-15 мА максимум. Я их сравнивал по звуку с транзисторами в драйвере типов bd139, 2sc5171 и другими и получил на маломощных в три раза меньше искажений, чем на транзюках средней мощности. Плюс – качество меандра было намного лучше. На маломощном транзисторе в драйверном каскаде быстродействие было великолепным. Такого быстродействия и ровного меандра на транзисторах средней мощности мне не удалось достичь из-за их меньшей беты и больших межэлектродных емкостей. Но маломощный транзистор можно поставить в драйвер только, если бета выходных больше 120. С маломощным транзистором в драйвере нередко возникает возбуд, который я убираю кондером 10 пФ между его коллектором и базой. Коррекцию ввожу, зашунтировав резистор ООС 2,4 кОм конденсатором 10-16 пФ. Хорошо устраняет возбуд двухватный резистор 10 Ом с намотанными на него 10 витками провода 0,8 мм, включенный последовательно с нагрузкой.

Делал эксперимент и ставил на вход 2sa1015, bc546b и 2sa970м. В драйверный каскад вставлял уникальный транзистор средней мощности типа 2sd2165 с бетой более 1000. Я вообще таких транзисторов больше не встречал. Вроде он не составной и бета под 1000-1200… Это уникальный транзистор. Чуть хуже здесь работали 2sd965, 2sc5171.

На выход пробовал ставить 2sd1804 c буквой Т или S (у них бэта до 400), только их просто так на радиатор не закрепишь. Они SMD и их нужно сначала напаять на медные пластинки и потом крепить к радиатору. Если заморачиваться с СМД лень, тогда 2sc5198, 2sc5200 c буквой О но у них бэтта ниже. При напряжении питания до 30 В очень хороши 2sd1212-s.

Ссылки по теме

Усилитель JLH часть 17 — механический монтаж

Конструктив усилителя JLH от авторов

Печатная плата

Общие требования к печатной плате усилителя JLH не зависимо от версии: 1969, 1996 или 2005 года — не «красивость» и симметричность расположения на ней элементов, а минимально возможное расстояние между выводами контактирующих друг с другом деталей. И соответственно минимально возможная длина дорожек при их максимальной ширине. Дорожки, по которым идут силовые токи нужно отделять от слаботочных и по возможности ставить их не одну за другой, а параллельно. Известный способ разведения силовой и слаботочной земель «звездой» желательно применить и к питающим дорожкам входного и драйверного каскадов. Т.е. вести не одну дорожку, допустим (+) от выходного транзистора к драйверному потом к входному, а сделать две — три отдельные, и соединить их в одной точке подпайки выходного транзистора к мощной плюсовой шине питания, приходящей на плату. Способ соединение земли «Звезда» для усилителя JLH является обязательным.

До разводки печатной платы желательно испытать усилитель в макете, т.к. для коррекции в ВЧ или устранения возбуждения могут понадобиться небольшие блокировочные конденсаторы с базы на коллектор транзисторов. Если печатную плату сделать заранее и в готовом усилителе возникнет самовозбуждение, для блокировочных емкостей может не оказаться места. Кроме традиционного способа разводки плат дорожками с одной стороны есть вариант двухсторонней разводки. При двухсторонней разводке длину дорожек можно хорошо подсократить. Как вариант — на одной из сторон двухсторонней печатной платы можно расположить силовые цепи или «землю» звездой. Интересный вариант компоновки печатной платы, пришедший из СВЧ техники – сохранение почти нетронутым сплошного покрытия верхней стороны медной фольгой и создание т.н. земляного «полигона».

Земляной полигон

Показал я свою плату с разводкой земли «полигоном» специалисту по трассировке плат для цифро-аналоговых схем.

В случае низкочастотного сигнала, где еще не сказывается скин-эффект, ток по полигону распространяется по самому короткому пути (где наименьшее сопротивление и затухает в стороны от него экспоненциальному закону. Основная задача, чтобы на пути этого возвратного тока не оказались слаботочные цепи. В моем варианте «полигона» все сделано правильно, кроме того выходные – сильноточные транзисторы стоят максимально близко к входам питания и к драйверному транзистору. В моей конфигурации сильноточные цепи и земляные выводы элементов на полигоне стоят максимально близко к точкам подключения провода питания и земли к плате. И длина этих участков фольги получилась минимальной. Единственное замечание — между землей входного каскада и общей сильноточной желательно сделать по периметру вырез. Чтобы для входного транзистора и его обвязки образовался свой «мини полигон», отделяющий возвратный ток входного каскада и соединяемый с основным в точке подключения земляного провода к плате.

Плюсы полигона:

• Индуктивность сплошного слоя фольги меньше самых широких дорожек — трасс, которые можно проложить при одностороннем монтаже.
• Плата со сплошным слоем фольги, отведенным под «землю» более помехоустойчива. Если бороться за помехозащищенность то упрощенным полигоном может служить двухсторонняя плата с разводкой земли на одной из сторон.
• Земляной полигон ловит помех намного меньше, чем известная всем разводка «звездой».
• При разводке земли «звездой» нередко получается довольно большая по площади «земляная петля» которая как антенна ловит огромное количество современных импульсных электромагнитных помех. В полигоне такой петли нет.

Мне привели пример, когда схема с микропроцессором и АЦП работала неустойчиво и сбоила при разводке земли звездой дорожками шириной 2 мм, что для цифровой техники через-мерно много. Схема заработала без сбоев после «пересадки» ее на плату со сплошным земляным полигоном (В литературе по цифровой и СВЧ техник есть настоятельные рекомендации по разводке печатных плат с непрерывным земляным полигоном). В бытовой технике промышленной и самодельной сплошной полигон встречается очень редко т.к. односторонняя печатная плата проще и дешевле в производстве и монтаже.

По поводу опасений на счет проникновения наводок от выхода на вход было сказано:

Представь какой мощности должна быть помеха что бы навести в низкоомных цепях ощутимое напряжение на короткий проводник! И к тому же у тебя есть экран из сплошной земли. Входной каскад и входной конденсатор у тебя стоят на максимальном удалении от выхода в другом конце платы. Ничего страшного на таких частотах не произойдет даже стой они рядом. На низких частотах с их НЕ крутыми фронтами и из-за малости самого сигнала наводки по сравнению с полезным можно не брать во внимание.

Если усилитель возбуждается на ВЧ, то это другое дело, но это не штатный режим и его надо устранить. Когда рабочая частота превышает 200 — 300 Мгц, тем более на частотах около 2 ГГц — сигнал вообще не похож на прямоугольник, а прокладка трасс учитывает краевые эффекты и строение текстолита. Что бы нивелировать влияние сеточного строения стеклотекстолита такие трассы ведут зигзагом. Было еще много чего сказано, но последняя фраза меня успокоила. Если ты все сделал правильно, то усилитель заработает как надо. Практика — лучший учитель.

У полигональной земли площадь больше, индуктивность и сопротивление естественно меньше, а так как все сигналы в схеме используют ее как общую шину и потенциалы прилагаются относительно земли, то это хорошо. Опять же, что бы помеха создала заметную разность потенциалов на низкоомном полигоне — это какого уровня помеха должна быть! Если так думать, то вообще невозможно экранировать что-либо помещая его в тонкую заземленную оболочку типа оплетки микрофонного кабеля и т.д.

В моем JLH стоят ВЧ транзисторы на входе, а входное сопротивление при этом достаточно низкое. Для помехоустойчивости это хорошо, потому как наиболее подвержены наводкам и помехам как раз входы с высоким сопротивлением. Земля с полигона в нужные места подводится не через переходные металлизированные отверстия, а через ножку соответствующего компонента из меди диаметром 0.7 — 0.9 мм плюс слой олова в отверстии.

Отвод тепла

В схеме JLH греется фактически все, начиная от силового трансформатора и заканчивая выходными транзисторами. Основная проблема с которой сталкиваются авторы JLH это качественный отвод тепла от выходных транзисторов. В отличие от аппаратов класса АВ, в которых нередки десятки выходных транзисторов, в JLH этих транзисторов максимум по 4 на каждый канал. И работают они в отличие от аппаратов класса АВ в очень тяжелом режиме. Каждый транзистор в JLH работает не на пределе электрических возможностей (транзисторы способны работать с мощностями 200-300 Вт), а на пределе возможности передать непрерывно выделяющееся тепло радиаторам. Лучше применять транзисторы в металлических корпусах т.к. площадь контакта с радиатором у них больше чем у пластиковых, а тепловое сопротивление соответственно меньше. Однако у железных транзисторов вывод коллектора присоединен к корпусу и для электрической развязки приходится либо изолировать от радиатора сам транзистор, либо весь радиатор изолировать от корпуса. Транзисторы Q3 и Q8 необходимо устанавливать на свои радиаторы площадью 60-80 кв.см. На Q8 рассеивается в два раза большая мощность чем на Q3

Прокладки, какими бы они качественными не были, тепловое сопротивление транзистор – радиатор увеличивают. «Резиновые» изделия типа Номакон для JLH противопоказаны, т.к. у них большая толщина и низкая теплопроводность. Немного лучше слюда, но тонкая. Опять же для мощности передаваемой от транзистора радиатору больше 40 Вт слюда подходит плохо. Тут лучше применять керамику и потоньше (бериллиевую). Или укрепить транзистор (пару транзисторов одного плеча) на толстую медную пластину или алюминиевый уголок с шириной полки 40-50 мм и толщиной 8-10 мм безо всяких прокладок (площадь уголка или пластины должна превышать площадь контактной поверхности транзисторов в 4-6 раз). А уголок или пластину прикрутить к радиатору уже через широкую прокладку из слюды. Площадь теплового контакта в таком варианте увеличивается в 4-6 раз и соответственно снижается итоговое тепловое сопротивление. Лучший же вариант по теплоотводу – крепить транзисторы к радиаторам без прокладок, а сами радиаторы изолировать от корпуса. Не забывайте о термопасте.

Компоновка усилителя

Все усилители класса А имеют большое тепловыделение. В усилителе JLH с выходной мощностью всего 2х15 Вт приходится устанавливать радиаторы площадью не менее 2000 кв. см. на каждый канал. При чем радиаторы, по возможности, должны быть не внутри, а снаружи корпуса.

Площадь радиаторов при естественном охлаждении (без применения обдува) должна составлять от 1500 до 2000 кв. см на каждый транзистор при условии, что каждый транзистор рассеивает непрерывно от 30 до 60 Вт. При указанной площади температура транзисторов держится в районе 50-65 градусов, что для кремниевых приборов вполне допустимо. При применении в усилителе германиевых выходных транзисторов площадь радиаторов должна быть увеличена в 1,5 – 2 раза при той же рассеиваемой мощности.

Лучшая компоновка радиаторов для отвода тепла — на двух боковых стенках корпуса. Лучшая форма усилителя с точки зрения отвода тепла – вертикальная на манер системного блока компьютера с расположением двух больших по площади и высоких радиаторов на боковых стенках. В такой конфигурации усилитель может спокойно отдавать мощность до 50 Вт на канал, а в случае моноблоков до 80 Вт на каждый моноблок. При «дизайнерском подходе» к внешности усилителя JLH (в том случае, когда радиаторы вынужденно оказались внутри корпуса или он должен находиться в тесной стойке среди нескольких аппаратов) без активного охлаждения не обойтись.

Активное охлаждение

(… Граждане!!! Век конвекционного охлаждения ушёл в небытие! Зачем вы нагромождаете свои усилители много килограммовыми радиаторами? Купите кулер с радиатором от персонального компьютера и посадите на него ваши кипящие транзисторы. Работает годами – проверено на тысячах компов, выделяющих до полукиловатта и больше. С принудительным охлаждением усилитель будет раз в пять легче и меньше. Шум от карлсона можно легко изничтожить, подав на кулер напряжение в 1,5 – 2 раза ниже номинала, охлаждение при этом почти не пострадает. Соседу собрал за неделю с таким охлаждением, до сих пор не верит, что так тоже можно. Пещерный человек. Дышите, как говорится, в ногу со временем. Если четыре транзистора привинтить к штатному радиатору от пентиума, даже не самого тепловыделяющего и обдуть его кулером, то всё будет ок… )

Ошибки активного охлаждения:

• Площадь радиаторов берется намного меньше, чем при пассивном охлаждении.
• Для активного охлаждения применяются обычные радиаторы с широко расставленными ребрами
• Радиаторы устанавливаются внутри корпуса произвольно, а вентиляторы вытягивают воздух находясь на задней стенке усилителя, а не рядом с радиаторами.

Посмотрите, как устроено активное охлаждение у процессоров и видеокарт системных блоков. Несмотря на вентиляторы, площадь ребер процессорных радиаторов никак не меньше 800-1000 кв. см. ребра стоят очень часто, а расстояние между ними минимальное. При этом кулер стоит вплотную к ребрам. Для максимально качественной передачи тепла от поверхности процессора к ребрам охлаждения применяются тепловые трубки. Вот по таком принципу и должно работать активное охлаждение усилителя JLH, как у пентиума, только вместо процессора — транзисторы.

Если для активного охлаждения применять не процессорные радиаторы с частым расположением ребер, а обычные, то из них нужно собрать «аэродинамическую трубу» расположив ребрами друг к другу, и на эту трубу поставить кулер. (посмотрите в Гуггл, как организовано охлаждение внутри любого профессионального эстрадного усилителя).

P.S. Можем помочь в проектировании усилителя JLH и его комплектующих. В наличие имеются готовые корпуса с радиаторами и трансформаторами, а так же печатные платы (не китайские) распаянные, либо в виде КИТ. Имеются так же готвые аппараты разной мощности.

Ссылки по теме

Усилитель JLH часть 4 — апгрейд JLH-1969 и JLH-1996

Однотактный усилитель JLH из тех конструкций, в которых на звучание оказывает влияние практический каждый элемент конструкции и принципиальной схемы. Для достижения наивысшего качества звука от JLh2969 или JLh2996 радиолюбителю или меломану нужно уделить внимание подбору деталей и режимов работы очень тщательно. Если же у человека нет возможности скурпулезно подбирать каждый элемент схемы «под себя», можно прослушать готовые аппараты и выбрать по звуку именно тот, который больше всего подходит вашим ушам и колонкам.

Отслушивание проводов и радиоэлементов по направлению, перебор по звучанию резисторов, конденсаторов и транзисторов одного типа, но разных производителей слишком сложен и им обычно занимаются «аудиофилы-маньяки», поэтому данную процедуру в этой статье мы затрагивать не станем. Ограничимся немного сложным, но все-таки доступным большинству меломанов способом улучшить исходную схему в части повышения качества ее звучания.

Оригинальная конструкция Джона Линсли Худа 1969 года до сих пор пользуется популярностью и повторяется любителями практически в неизменном виде. Здесь «танцы с бубнами» строятся вокруг перебора разных типов транзисторов, режимов их работы и заменой пассивных элементов на аудиофильские современные или винтажные, снятые со старых ламповых аппаратов.

Во втором варианте JLh2996 поле для маневра чуть шире, здесь Джон Линсли Худ изменил схему цепей смещения входного и драйверного транзисторов, и сделал он это в первую очередь для повышения стабильности работы и повторяемости усилителя, а так же для облегчения его настройки.

Конденсаторы

Для расширения полосы пропускания в низкочастотной области желательно увеличить номинал входного конденсатора до 1 – 2,4 мкФ. На входе категорически нельзя устанавливать электролитический конденсатор. Наиболее гармоничный по звуку в этом месте конденсатор с диэлектриком бумага в масле и обкладками из алюминиевой или медной фольги, или сходный с ним металлобумажный с обкладками из напыленного на бумагу алюминия. Чуть хуже по звучанию показал себя полипропиленовый и полистирольный конденсатор, не зависимо от номинала и фирмы изготовителя.

Для снижения искажений в самом низу рабочих частот (график зависимости искажений от частоты приведен во 2-й статье) желательно увеличить емкость конденсатора в цепи отрицательной обратной связи. В этой схеме принцип «чем больше – тем лучше» не работает, и многими любителями, повторившими оба варианта конструкции — было «вычислено», что оптимальным значение этой емкости: 470 – 1000 мкФ и не больше.  При больших номиналах появляется избыток низких, теряется объем средних и ухудшается детальность высоких частот.

Варианты шунтирования этого электролитического конденсатора небольшим пленочными или бумажным в этих схемах не прижились. В других усилителях таким образом улучшают звучание на высоких частотах и быстродействие обратной связи. В этих двух схемах установка дополнительного конденсатора параллельно электролиту в обратной связи звук ухудшает… Многие радиолюбители, повторившие конструкцию — эту особенность отмечают однозначно. Правда здесь к самому конденсатору предъявляются очень высокие требования… Он должен быть максимально высококачественным и желательно аудиофильским от не вызывающей вопросов фирмы. Идеальные электролитические конденсаторы в недавнем прошлом выпускались под брендом Блэк Гейт. Сейчас их найти очень тяжело.

Стабилизатор напряжения первого транзистора JLH-1996

Радиолюбители замечали нередкое возбуждение микросхемы стабилизатора напряжения 7815. Вызвано оно было малым потребляемым током первого транзистора и конкретной фирмой производителем микросхемы. Устраняется возбуждение следующими мерами:

• Увеличение номинала электролитического конденсатора на выходе микросхемы до 100 – 200 мкФ;
• Для повышения рабочего тока интегрального стабилизатора нужно добавить резистор номиналом 3 – 4,7 кОм между выходом микросхемы и землей;
• Есть практически идентичные по параметрам версии микросхем: 7815 и 78L-15, автор не рекомендует ставить микросхемы второго типа, так как они склонны к самовозбуждению;
• Наилучшие результаты как по стабильности работы, так и по звуку дает замена интегральной микросхемы на стабилизатор напряжения, собранный на дискретных элементах по любой простейшей схеме: на двух транзисторах, транзисторе плюс светодиоде или стабилитроне, полевом транзисторе и т.д. Ток на выходе дискретного стабилизатора должен иметь величину 04 – 05 мА.

Обе схемы «любят» транзисторы с высоким значением статического коэффициента передачи тока базы. Номиналы и мощность задающих ток выходного каскада резисторов R1, R2 (JLh2969) и R1, Rv1 (JLh2996) указанные на схеме применимы при h31э выходных транзисторов не менее 100. При коэффициенте усиления выходных транзисторов ниже 100 в этих резисторах будет протекать повышенный ток, соответственно мощность — рассеиваемая ими будет больше. Проблемы могут возникнуть при поиске подстроечного резистора Rv1 нужной мощности для схемы 1996 года, т.к. подстроечные резисторы в основном имеют мощность рассеяния 0,25 – 0,5 Вт.

Выбор транзисторов

Сегодня крайне проблематично найти оригинальные транзисторы 90-ых годов выпуска для сборки схемы 1996 года, еще сложнее найти аутентичные транзисторы для схемы 1969 года. Если учитывать необходимость подбора близких по параметрам пар транзисторов для выходного каскада и транзисторов с высоким значением h31э для предвыходного и первого каскада, выбор этих активных элементов становится непростой задачей. Обе схемы предъявляют весьма жесткие требования к характеристикам и типу транзисторов, которые лучше всего для них подходят. Для облегчения этой задачи путем использования наработок «коллективного разума» тысяч людей, повторивших обе схемы, была составлена примерная таблица допустимых замен аутентичных транзисторов:

Примечания к таблице:

• Транзисторы типа 2N3055 должны иметь граничную частоту единичного коэффициента усиления не ниже 4 МГц. У разных производителей частота транзисторов может отличаться при идентичной марке прибора;
• Транзисторы типа 2-х TIP3055 имеют меньшую мощность и поэтому включаются параллельно. В цепи эмиттера каждого транзистора следует установить резистор номиналом 0,1 Ом;
• Для получения минимальных искажений транзистор драйверного каскада BD139 желательно подобрать с максимально возможным h31э (не ниже 150 – 200).

Применение в конструкции обоих усилителей современных высокочастотных транзисторов с граничной частотой свыше 150 – 300 МГц неоправданно. С такими транзисторами усилители JLH часто возбуждаются. Для устранения возбуждения приходится применять корректирующие цепи, которые приводят к росту искажений. При применении ВЧ транзисторов устойчивость усилителя заметно снижается. Лучше найти относительно не новые транзисторы с средней граничной частотой, тогда вы получите гарантированно качественный результат. Ниже приведены примеры замены низкочастотных транзисторов высокочастотными в схеме JLh2996:

• Простая замена транзисторов выходного каскада на современные MJL3281 приводила к самовозбуждению усилителя, с которым было крайне сложно бороться;
• Относительно новые транзисторы MJ21194 довольно заметно улучшают звучание усилителя по сравнению с оригинальными транзисторами версии 1996 года, но при их применении несколько раз наблюдалось возбуждение на низких частотах;
• Лучшее качество звучания получилось при применении транзисторов MJ15005 вместо оригинальных 2N3055 и без побочных эффектов, возникавших при применении MJ21194. MJ15003 дали более собранный и четкий бас, если сравнивать их с оригинальными 2N3055;
• Лучшими для выходного каскада транзисторами считаются MJ15003, но они должны быть оригинальными, а не перемаркированной подделкой. Они ставятся без какой-либо регулировки взамен оригинальных 2N3055 и всегда приводят к росту качества звучания.

Для замены предвыходного транзистора 2N1711 (Тr3) вариантов очень немного. Здесь нужен среднечастотный транзистор средней мощности, и очень высоким коэффициентом усиления. К тому же его коэффициент усиления должен быть максимально линейным и мало зависимым от тока коллектора. Приведенным параметрам удовлетворяет всего несколько типов транзисторов: это 2N3019 или 2sd2165 или более дешевый BD139.

Для первого каскада Tr4 можно применить BC212L, 2SA872, BC556 с максимальным коэффициентом передачи тока базы. В первый каскад лучше ставить малошумящий транзистор типа 2SA872, BC559 BC560 и т.д.

В таблице ниже приведены рабочие режимы транзисторов схемы JLH-1996 запитанной по двухполярной схеме с током покоя 2 А и напряжением ± 22В. В графах указаны максимальное напряжение, проходящий через транзисторы ток и рассеиваемая на них номинальная и максимальная мощность:

В двух таблицах ниже указаны рабочие напряжения на электродах транзисторов. В верхней таблице приведены значения для варианта схемы 1969 года при токе покоя выходного каскада 1,2 А и напряжении питания 27 вольт. В нижней для оригинальной версии 1996 года с током покоя 2 А, при двухполярном напряжении питания ±22 Вольта. Эти таблицы очень помогут для настройки усилителей или поиска в них неисправности:

Три последние колонки в обеих таблицах имеют значения для расчета усилителей под другие напряжения питания (Vs) и токи покоя (Iq).  Напряжение База-Эмиттер (Vbe) можно принять примерно равным 0,7 Вольт.

Модернизация усилителя от друга Джона Линсли Худа музыканта и аудиофила Тима Эндрю

Я предпочел не заниматься скурпулезным подбором режимов работы транзисторов, а менять детали в одном канале усилителя JLh2996 и сравнивать звучание обоих каналов. Тем самым я нашел для себя наиболее благозвучные сочетания радиодеталей в этой схеме.

Входной конденсатор

Заметное изменение звучания я услышал после замены дешевого входного конденсатора на полипропиленовый аудиофильский Мультикап номиналом 470 nF. Звук явно изменился в басу, он стал более собранным и хлестким. Но при этом струнные инструменты немного «потухли» и утратили былую яркость. После этого я заменил Мультикап на конденсатор фирмы Audio Note – бумага в масле такой же емкости 470 nF. Звучание второй раз разительно переменилось… Четкость и собранность баса сохранилась, но средние частоты явно потеплели, стали заметны самые мелкие нюансы музыки в плане текстуры и проработки партий инструментов. С бумаго-масляным конденсатором наблюдалась небольшая расфокусированность кажущихся образов на виртуальной сцене, они увеличились в размерах и стали не так привязаны к определенному месту. Потом был опробован конденсатор с диэлектриком из полистирола, который добавил звуку точности и быстроты и к сожалению — «синтетики». Шунтирование полистирольного конденсатора бумаго-масляным небольшой емкости снижало этот эффект, но не убирало его полностью. Если смотреть на звук в комплексе, то бумажному конденсатору он явно проиграл. Я перепробовал много разных конденсаторов — современных и раритетных, и для себя понял, что никакой тип полипропиленового или полистирольного конденсатора не дает той открытости и естественности звучания, которую можно получить от конденсатора с диэлектриком бумага в масле. Некоторые шероховатости в звучании бумаго-масляным конденсаторам можно простить за натуральную музыкальность, которую они дают.

Резисторы

В одном из каналов усилителя я пробовал заменять металлопленочные резисторы на углеродистые, проволочные и танталовые варианты. При этом проволочные резисторы я применял в низкоомных цепях, чтобы исключить влияние на звук их заметной индуктивности. Не вдаваясь в подробности — я скажу, что в моем варианте усилителя наиболее благозвучное звучание имели танталовые резисторы. Их я и оставил.

Стабилизатор напряжения первого транзистора

Микросхему стабилизатора напряжения 7815 я попробовал заменить источником тока, собранным по простейшей схеме на дискретных элементах. В результате я получил чистый, открытый и более взвешенный звук. При той же самой громкости деталей в звучании появилось гораздо больше. Честно говоря, я был поражен этим фактом. Я никогда не мог подумать, что на звучание такое сильное влияние может оказать тип стабилизатора напряжения какого-то первого транзистора.

Конденсатор в цепи обратной связи

Конденсатор в ООС я исключил из схемы и заменил перемычкой (ранее был установлен Oscon номиналом 470 мкФ). Постоянное напряжение на выходе усилителя пришлось скорректировать. Без конденсатора ООС увеличился дрейф постоянного напряжения на выходе усилителя до 135 мВ. При повторении этой рекомендации будьте осторожны. Так как дрейф напряжения сильно возрастает при повышении температуры радиаторов выходных транзисторов. Для защиты акустики при отсутствии конденсатора в обратной связи желательно применить отдельную схему, которая отключит колонки при появлении на выходе потенциала больше 0,5 В.

Транзисторы

Транзистор драйверного каскада 2N1711 я заменил на транзистор 2SC3421. Звучание с ним стало очень прозрачным и открытым. Первый транзистор BC 212 я так же заменил на 2SA970. С ним звучание так же улучшилось, но не столь явно, как при замене драйверного транзистора.

Итог

Подавляющее число энтузиастов, повторивших обе версии схемы Джона Линсли Худа отмечают, что типы транзисторов очень заметно влияют на итоговое качество звучания усилителей. Универсальной формулы здесь нет и при применении разных типов полупроводниковых приборов без длительной настройки не обойтись. Наиболее часто встречается упоминание о транзисторах MJ15003 как самых предпочтительных. Их транзисторов производства СССР лучшими для выходных каскадов видятся кт908а. Лучшие для предвыходного и первого каскада транзисторы «коллективному разуму» вычислить не удалось.

С пассивными элементами в этой схеме намного проще: из резисторов на первом месте стоят танталовые, углеродистые и проволочные, за ними металлопленочные и объемные. Входной конденсатор в идеальном варианте должен быть бумажным в масле с медными обкладками. Чуть хуже звучит такой же с алюминиевой фольгой или напылением алюминия на бумагу (металлобумажный). Полистирол и полипропилен с лавсаном бумаге явно проигрывают. Электролиты только оригинальные известных фирм с низким внутренним сопротивлением, желательно разработанные для аудио.

С указанными типами резисторов, конденсаторов и транзисторами MJ15003 в выходном каскаде усилители обеих версий JLH-1969 и JLH-1996 звучат очень комфортно даже с современными колонками, имеющими высокочастотные динамики (пищалки) с металлическими мембранами. С этими усилителями у колонок пропадает жесткость в звучании высоких частот и синтетический призвук на СЧ и ВЧ.

P.S. Мы можем предложить Вам несколько готовых усилителей, собранных по схемам Джона Линсли Худа 1969 и 19996 года. Аппараты имеют разную мощность и предназначены для акустики с сопротивлением от 4 до 16 Ом. Для просмотра информации о готовых аппаратах перейдите по ссылке.

Ссылки по теме

Усилитель JLH часть 16 — электрический монтаж

Электрический монтаж усилителя

Провода питания

При монтаже таких усилителя john linsley hood радиолюбители стремятся применять медные провода большого сечения, в максимальном варианте из бескислородной меди. Я считаю, что это неоправданно т.к. наши СССР-овские провода или например — одесского кабельного завода по чистоте меди могут дать фору многим очень дорогим фирменным. Делать сечение кабеля от трансформатора к выпрямительным диодам и от диодов к фильтрующим емкостям больше, чем сечение провода вторичной обмотки в усилиетел джона линсли худа — смысла не имеет.

А вот уже от конденсаторов фильтра к выходным транзисторам сечение кабеля должно быть не менее 1-2 кв мм. у каждого плеча. Сечение общего провода в схеме john linsley hood должно превышать сечение проводов + и – в 1,5-2 раза. Опять же без фанатизма, обычно сечения общего провода 4-6 мм достаточно для любого усилителя имеющего выходную мощность 30-50 ватт на нагрузке 4 Ома. Перед электрическим монтажом усилителя джона линсли худа желательно прослушать провода, включив их последовательно с акустикой, и определить направление по более комфортному для вас звучанию. Провода нужно всегда ставить «по направлению» от источника тока к потребителю (от диодов к конденсаторам фильтров, от трансформатора к диодам и т.д.).

Провода непонятного состава и фирм аля «чайна» (типа – мягкого прозрачного акустического) лучше не применять т.к. в нем меди далеко не 0,999, а от силы — процентов 50… Хорошо работает и минимально окрашивает звук немецкий профессиональный кабель KLOTZ, стоит он кстати – по Божески. Монтаж усилителя john linsley hood кабелем Klotz обойдется Вам в копейки

Сигнальные провода

Сигнальные провода для внутреннего монтажа усилителя john linsley hood на качество звучания влияют не менее сильно чем межблочные или акустические. Сигнальные провода работают при низких напряжениях и мизерных токах, поэтому они подвержены внешним наводкам гораздо сильнее силовых. Сигнальные провода, если они имеют в усилителе джона линсли худа длину более 2-5 см ВСЕГДА !!! нужно свивать с земляным проводом. Тогда наводки в них компенсируются и можно избавиться от внешнего экранирования. Наибольшей защитой от внешних электромагнитных полей обладают свитые провода в экране. Увлекаться экранированными проводами я не советую, т.к. любые дополнительные внешние оболочки, устраняя наводки — звук почему-то ухудшают. Вместо экранированного провода настоятельно рекомендую применять витой, и для соединения в john linsley hood входных разъемов с регулятором громкости и регулятора громкости с платами самого усилителя. Для слаботочного монтажа усилителя лучше применять моно-жильный провод, либо многожильный с обязательной изоляцией каждой жилки (Литцендрат). Многожильные мягкие провода, применяемые в подавляющем количестве звукотехники и особенно усилителей уровня «Джон линсли худ», звучат по наблюдениям — хуже одножильных того же сечения. Слаботочные провода так же нуждаются в предварительном прослушивании.

Входные и выходные разъёмы

Самыми распространенными и применяемыми входными разъемами в усилителях являются терминалы RCA (Тюльпаны), менее распространены профессиональные симметричные XLR. RCA имеют один недостаток – в них сначала коннектится сигнальный штырь и только затем замыкается земля. В этот момент, при «горячем» переключении источника сигнала к усилителю нередко слышен хлопок, который способен «выжечь» пищалки в колонках. Для гарантированного избавления от такого несчастья рекомендую для межблочных кабелей применять фирменные разъемы Neutric, у которых наружный электрод конструктивно выполнен сдвижным и замыкается первым. Терминалы для усилителя высокого класса уровня john linsley hood должны быть фирменными (из латуни или меди) и покрытыми натуральным золотом, а не его подобием – типа нитрида титана. Проверять разъемы на качество нужно магнитом, если магнит не прилипает, значит разъем сделан не из железа и его можно покупать. В случае симметричных XLR входных разъемов проблем возникает меньше, т.к. их подделывают гораздо реже.

Выходные разъемы усилителя Джона Линсли Худа так же не должны магнититься и иметь покрытие из золота или редкоземельного родия. Качественные выходные разъемы для усилителей делает фирма WBT, правда стоят они весьма прилично. Для варианта john linsley hood «дешево и сердито» можно применить разъемы с старых советских измерительных приборов, они позволяют подключать акустические кабели типа «банан» и сделаны на 100% из латуни, правда без золотого покрытия.

Кабели к выходным разъемам john linsley hood можно как припаять, так и присоединить механически с помощью винтов или гайки. Я считаю, что механическое соединение для монтажа усилителя в этом важном месте для звука предпочтительнее, чем пайка. Идеальный способ соединения выходных проводов с выходными же разъемами внутри усилителя это сварка.

Силовой трансформатор

Мощность трансформатора блока питания усилителя JLH должна быть адекватной. Вдаваться в «аудиофильские крайности» и ставить трансформатор мощнее в 3-5 раз, чем общая потребляемая мощность усилителя не нужно. Можно ограничиться габаритной мощностью трансформатора на 50-100% больше общей потребляемой мощности. При мощности усилителя john linsley hood 2х30 Вт с его КПД 25 % в классе А, потребляемая мощность будет около 240 Вт. Мощность трансформатора должна находиться в пределах 320-500 Вт, что для современных тороидальных или Ш-образных сердечников не проблема.

Такой запас мощности необходим исключительно аппаратам, работающим в классе А, к которым и относится усилитель JLH. В случае реализации схемы, работающей в классе АВ мощность трансформатора может быть равной или чуть меньшей общей потребляемой мощности всего усилителя. В момент пиков сигнала емкости блока питания усилителя класса АВ «помогают» трансформатору отдавая свою энергию, в итоге в усилителе класса АВ на трансформаторе можно прилично «сэкономить» как по габаритам, так и по стоимости.

Напряжение на выходе трансформатора должно выбираться исходя из выходной мощности усилителя john linsley hood на конкретной нагрузке. У усилителя JLH оно стандартно и не велико – максимум 25 В переменки для каждого плеча в случае двухполярного питания и мощности 40-60 Вт в канал на 8-ми омной нагрузке. Ток же обмотки трансформатора должны отдавать большой, около 2,5 ампера для каждого канала, для чего сечение провода вторичной обмотки желательно делать не меньшим чем 1,5 мм. кв.

Промышленные трансформаторы для экономии меди делаются как правило с заниженным соотношением числа витков на вольт. При этом трансформатор имеет повышенный ток холостого хода и поля рассеяния. На полной мощности сердечник такого трансформатора частенько входит в насыщение. Рекомендую трансформатор в усилитель Джон Линсли Худ мотать самостоятельно с повышенным соотношением числа витков на вольт, либо указывать при заказе напряжение первичной обмотки не 220, а 250-260 вольт. Тогда его точно намотают с количеством витков на вольт не меньше минимально необходимого для исключения насыщения. Как боеус — ток холостого хода такого трансформатора будет минимальным. У завышенного соотношения витков на вольт есть два минуса: повышенная стоимость из-за большего количества меди и бОльшая просадка напряжения под нагрузкой из за возросшего сопротивления обмоток.

Выпрямительные диоды

В последнее время в усилителях JLH пошла мода на применение для монтажа усилителя ультрабыстрых диодов Шоттки, основные достоинства которых – малое падение напряжения в открытом состоянии и высокочастотность. Недостаток – большая цена по сравнению с обычными выпрямительными диодами и мостами. Влияет ли применение диодов Шоттки на звук положительно – достоверно НЕ известно, хотя те, кто их применяет за них «стоят горой». В усилитель john linsley hood роще и дешевле поставить мощные одиночные диоды производства СССР типов д242, д243 или винтажные германиевые д302, д305. Либо мощные импортные мосты на 20-50 А максимального тока. При применении обычных мостов и диодов не нужно беспокоиться о надежности. В отличие от низкочастотных диодов, Шоттки – приборы нежные и нередко вылетают. Это происходит в момент включения усилителя Джона Линсли Худа от больших зарядных токов фильтрующих конденсаторов. Шоттки в отличие от низкочастотных выпрямительных диодов дают заметный ВЧ спектр в момент своего переключения и требуют шунтирования конденсаторами малой емкости. В усилитель JLH диоды нужно устанавливать на индивидуальных теплоотводах. Для организации питания усилителя класса john linsley hood азумнее всего применить мощный мост. Он занимает намного меньше места, чем четыре диода шоттки или обычных — мощных и имеет металлический корпус, который удобно крепить на теплоотвод.

Точка земли и земляные петли

Здравствуйте соплеменники! Предлагаю отчет о монтаже усилителя JLH по первой схеме 1969 года с однополярным блоком питания.

Итак, при включении усилителя Джона Линсли Худа из акустики пошел заметный гул. Неоднократная переделка блока питания результатов не дала, делал много чего: увеличивал до неприличия емкость фильтра…, трансформатор менял…, пробовал разные схемы от простого С-фильтра до электронного на полевом транзисторе IRFZ44. Гул, то есть — фон не проходил (((. Лишь после скурпулезного исследования разных точек усилителя john linsley hood осциллографом С1-93 с его большим экраном заметил на выходе клыки с частотой 50 Гц и мизерной амплитудой 40 мВ. На выходе же блока питания их не видно было вообще. Зато на плюсах диодных мостов шоттки была явная гребенка (пила с удвоенной частотой сети 100 Гц и амплитудой около 1 Вольта). Этот эффект – нормальное физическое явление большинства НЧ выпрямителей — называется мультипликативным фоном и обычно к гулу в усилителях не приводит. Но у меня он был. Для устранения клыков пробовал поставить дроссели Д-167 и низкоомные резисторы последовательно с мостом. Потом пробовал параллелить диоды керамическими емкостями номиналом 0,068 мкФ – результатов все эти извращения не приносили. Много раз менял точку земли. Фон – не исчезал. А вот при закороченном входе усилителя этот фон пропадал.

Изначально минусовые выводы питания каналов усилителей john linsley hood были на плате объединены. Потом я их разделил и каждую из плат усилителей Джона Линсли Худа запитал от отдельных выходов источников питания (у меня их два). К минусовым выводам диодных мостов припаял резисторы 10 Ом, вторые выводы которых припаял к нижним выводам переменного резистора регулятора громкости, они же были припаяны к «массе» корпуса. От нижних точек переменного резистора подключился экранированными проводами к земляным шинам плат усилителей. Получается минус на каждой плате усилителя JLH дважды соединяется с минусом блока питания, но в разных точках, плюс повторно через резистор 10 Ом. Нужно было развести сигнальные и силовые земли john linsley hood, а они у меня по топологии были объединены. Земляные выводы входных гнезд пришлось заизолировать от корпуса и соединить с ним в точке подварки лепестка к «массе» корпуса. Минусовые клеммы для подключения акустики так же заизолированы от корпуса и подпаяны к земляной шине соответствующих плат усилителя джон линсли худ. Вот такая получилась «земляная петля» которая убрала мой фон. Я это так подробно описываю потому, что львиную долю времени в доведении john linsley hood до ума пришлось потратить именно на устранение фона. Умучил он меня капитально, но в итоге был полностью побежден!

Все детали в Джон Линсли Худ я поставил доступной стоимости и приличного качества, «золотые» конденсаторы типа Блэк Гейт не искал и не ставил. Резисторы подбирал с точностью до полу ома. Для регулятора громкости применил наш переменник СП3-30Г с несовпадением сопротивления всего 2%. Покупать фирменный ALPS за 50 долларов задавила жаба. В итоге, в готовом корпусе несколько раз переставлял емкости фильтра и трансформатор, все для минимизации длины силовых проводов.

При настройке john linsley hood вначале был слышен щелчок в колонках, после замены местами выходных транзисторов, щелчок пропал. Вероятно, это было связано с их разными коэффициентами усиления (Из-за того, что коэффициент усиления Т4 был меньше чем Т3 в обоих каналах). т.е. в первоисточнике по john linsley hood написано правильно: К усил. входного Т4 > К усил. Драйверного Т3. Выходные транзисторы так же подобрал с близким коэффициентом усиления 150+158 и 172+180, и поставил по рекомендации Джона Линсли Худа транзисторы с большим значением в парах на место нижнего Т1.

P.S. У нас Вы можете прослушать несколько готовых усилителей JLH либо заказать аппарат индивидуальной комплектации. John linsley hood — усилитель уникальный, послушайте его!

Ссылки по теме

Усилитель звука JLh3003 усилителе JLH-2003, усилители класс А Hood2003 транзисторы ток покоя

Усилитель мощности звука JLH версия 2003 года

Знаменитая схема усилителя мощности Джона Линсли Худа, придуманная и опробованная им в далеком 1969 году несколько раз модернизировалась как самим автором, так и тысячами его последователей. Что интересно, несмотря на зрелый возраст и огромное количество других усилителей эта разработка прекрасно дожила до наших дней и сейчас пребывает на пике своей популярности.

В 2003 году друг Джона Линсли Худа классический музыкант – пианист, аудиофил и истинный радиолюбитель Тим Берн провел большую работу по модернизации конструкции усилителя мощности JLH-1969 и JLH- 1996. Идея доработки: Увеличить выходную мощность, перевести усилитель на современную элементную базу, улучшить параметры и температурную стабильность, и по возможности – улучшить звучание.

В результате получился усилитель мощности JLH-2003 года Рис.1:

Регулировка выходного напряжения

Попробовав разные варианты схемы для питания входного каскада на транзисторе Q4: Интегральный стабилизатор на микросхеме, дискретный стабилизатор на двух транзисторах, просто RC цепочку Тим Берн пришел к выводам:

• Микросхема довольно сильно шумит, не зависимо от фирмы производителя;
• Нередко она возбуждается, и приходится вводить цепь постоянной подгрузки ее по току;
• Делая усилитель JLH стабильнее, и это подтвердили сотни последователей — стабилизатор на микросхеме портит звук.
• Стабилизатор напряжения на дискретных элементах работает устойчиво, но, как и интегральный стабилизатор, звук немного ухудшает.

В версии 2003 года Тим применил в первом каскаде источник тока на транзисторах Q5 и Q6. Звук не ухудшился, шум полностью пропал и при этом заметно уменьшился дрейф постоянного напряжения на выходе, который мучает многих любителей, собравших традиционную схему JLH-1969 или JLH-1996.

Ток покоя выходного каскада

Повторившие схемы 1969 и 1996 года радиолюбители часто писали, что авторский вариант усилителя мощности звука JLH-1969 (с неудобной регулировкой тока покоя) звучит лучше… В многочисленных симуляторах — искажения усилителя, собранного по схеме 1969 года, так же были меньше. Тим Берн собрал обе версии усилителя на одинаковых комплектующих и провел серию сравнительных прослушиваний. В его версии модель JLH-1996 звучала лучше, и он решил усовершенствовать дальше все же ее.

Джон Ли Худ предложил ему для регулировки тока покоя попробовать такой же источник тока, который он применил для питания первого каскада (На схеме это транзисторы Q7 и Q8). Предварительное моделирование в симуляторе показало уменьшение искажений по сравнению с вариантом 1996 года в 2 раза и явное уменьшение искажений на низких частотах, вызываемое влиянием конденсатора обратной связи. Как бонус, из-за увеличения размаха напряжения – выросла выходная мощность. Тим включил источник тока в цепь питания предвыходного транзистора и провел сравнительное прослушивание обоих вариантов усилителя. Обновленный усилитель с двумя источниками тока по звуку явно выиграл у обоих предыдущих концепций 1969 и 1996 годов.

Блок питания

Многие любители, собравшие обе схемы JLH отмечали, что усилитель питаемый от стабилизированного источника питания звучит лучше, хотя это не факт. Со стабилизатором напряжения усилитель А класса работает стабильнее – это неоспоримо, но по части звука мнения расходятся.  Тим заменил классический стабилизатор напряжения на микросхеме LM317 дискретным стабилизатором напряжения с умножителем емкости. Звучание усилителя с дискретным стабилизатором ему понравилось больше, но не кардинально. При питании каждого канала усилителя от отдельного стабилизатора напряжения звук прибавил в качестве довольно существенно. Итого, базовой стала схема с двухполярным источником питания без выходного конденсатора, с применением в каждом плече стерео усилителя — своего дискретного стабилизатора напряжения с умножителем емкости. Теме выбора лучшего блока питания для усилителя звука JLH будет посвящена следующая статья.

Конденсатор в цепи обратной связи

Многие радиолюбители, повторившие усилитель мощности звука JLH, пишут о значительном улучшении качества звучания при удалении электролита С4 из цепи отрицательной обратной связи. Это неудивительно, в ламповой звукотехнике последних лет активно пропагандируется отказ от отрицательной обратной связи, благотворно влияющий на итоговое качество звучания. При уменьшении ООС или ее выключении как ламповый, так и транзисторный усилители становятся неустойчивыми и подверженными температурному дрейфу. Они требуют намного более тщательной регулировки и периодической подстройки режимов во время эксплуатации. Зато звук по мнению отключивших обратную связь становится легким и открытым.

При повторении усилителя JLH к удалению электролитического конденсатора из ООС нужно подходить очень осторожно. Глубина отрицательной обратной связи по постоянному току без конденсатора заметно уменьшается (при наличии электролита она составляет 100% и жестко стабилизирует режимы транзисторов). При удалении электролита постоянное напряжение на выходе усилителя довольно заметно плывет в связи с изменением температуры транзисторов.

Тим выяснил, что снизить дрейф напряжения при разогреве усилителя до минимума можно разместив транзистор первого каскада Q4 в непосредственной близости от транзисторов стабилизатора тока Q5, Q6. В идеале их следует приклеить на общую металлическую пластинку или друг к другу. Для точной установки 0 напряжения на выходе усилителя в базовую цепь транзистора Q6 следует ввести подстроечный резистор Vr3. Этим резистором (после прогрева) Тиму удалось установить постоянку на выходе усилителя не более 50 мВ Рис.2.

При повторении конструкции с двухполяным питанием (без выходного разделительного конденсатора) и при удалении электролита из цепи обратной связи в схеме обязательно должна быть установлена быстродействующая защита акустики от аварийного появления постоянного напряжения на выходе. Иначе рискуем сжечь дорогостоящие динамики в колонках.

Для удержания нулевого постоянного напряжения на выходе можно применить интегратор напряжения, но многие любители, попробовавшие его у себя, отмечают ухудшение звучания. Поэтому данное решение применяется не часто.

При исключении электролитического конденсатора из цепи ООС увеличивается фон переменного тока, а усилитель очень чувствительным к конструкции блока питания. Победить фон с удаленным конденсатором ООС и обычным блоком питания практически невозможно, тут приемлем только стабилизатор напряжения. Заметно ослабить фон 50 Гц на выходе усилителя если общего стабилизатора напряжения нет можно введя дополнительный конденсатор в схему источника тока первого каскада Рис.3:

Повышение выходной мощности

Выходная мощность усилителя JLH с обычно применяемыми в выходном каскаде двумя транзисторами не превышает 10-20 Вт. Она ограничена низким КПД выходного каскада (не более 25%) и при выходной мощности — допустим в 20 Вт на выходных транзисторах рассеивается 2х40 Вт, а это очень много. Хотя существуют транзисторы с допустимой мощностью рассеяния и в 120 Вт, проблема возникает в качественном отводе выделяющегося тепла от транзисторов к радиаторам. Для усилителей класса А это — самое узкое место. К тому же далеко не у всех любителей качественного звука имеются высокочувствительные колонки.

Увеличение выходной мощности минимум в два раза дает запараллеливание выходных транзисторов, тогда рассеиваемая на них мощность, не выходит за область допустимых режимов. Схема усилителя мощности звука JLH-2003, отдающая в нагрузку от 40 Вт и выше представлена на Рис.4:

В таблицу сведены основные мощностные показатели усилителя JLH-2003 с параллельным включением двух пар выходных транзисторов. Мощность на выходе указана для резистивной нагрузки.

Конструкция

По уверению Тима Берна и других радиолюбителей в усилителе JLH-2003 рассчитанном на 40-60 Ватт выходной мощности греются абсолютно все элементы: Радиаторы выходных транзисторов, трансформатор и диоды в блоке выпрямителя, четыре стабилизатора напряжения в плечах питания, собранные на мощных транзисторах, прибавляют свои пять шесть градусов и т.д. В усилителе JLH конструкция и отвод тепла являются чуть ли не главной задачей. Если сюда добавить необходимость тщательной регулировки каждого собранного экземпляра усилителя и его низкий КПД, становится понятной причина того, что крупные компании, выпускающие электронику, обошли эту схему стороной.

При повторении усилителя отводом тепла нужно озаботиться в первую очередь. В ряде случаев разумнее применять активное охлаждение на примере радиаторов процессоров и кулеров системных блоков компьютера. При выходной мощности 2 х 40 – 60 Вт размеры обычных пассивных радиаторов выходных транзисторов в сумме должны быть не меньше 8-12.000 кв.см. а это очень много. В самое слабое место, между выходными транзисторами и радиатором необходимо устанавливать тонкие слюдяные прокладки или специальные термопроставки на основе оксида бериллия, которые обладают наилучшей теплопроводностью и существенной ценой.

По отзывам радиолюбителей нормальная «рабочая» температура усилителя мощности звука JLH-2003 около 55-60 Градусов Цельсия. Это если подходить к его конструкции стандартными методами и не применять для охлаждения кулеры и в максимальной комплектации жидкостное охлаждение, как это делается оверклокерами для разгона процессоров и видеокарт. Хотя с подобным охлаждением усилитель работает лучше всего, плюс мало весит…

«Улучшайзинг»

За 45 лет повторений конструкции была масса попыток кардинально ее улучшить и изменить. Одно из направлений – перевод всей схемы или ее части на полевые транзисторы, которых в 70 годах прошлого века еще не производилось. Самый яркий приверженец этой идеи, в результате развивший и основавший собственный бренд – Нельсон Пасс. Намного позже Джона Линсли Худа он увлекся созданием усилителей по минималистской идеологии работающим в классе А. Его увлечение и разработки переросли в устойчивый бизнес. Усилители Нельсона Пасса эдакая реинкарнация биполярной технологии JLH на современных полевых транзисторах. Изделия его фирмы однозначно попадают в категорию Hi-End и стоят особняком в ряду многих производителей дорогой аудио техники. Звучание усилителей на полевых транзисторах Нельсона Пасса сравнимо со звучанием JLH и стоит с ними на одной ступени. Преимущество полевых транзисторов – намного более высокая температурная стабильности и в итоге, повторяемость конструкций. Стабильность и повторяемость позволили фирме Пасс Лаб выпускать свои усилители класса А серийно, не особо заботясь о необходимости тщательной настройки каждого экземпляра, как это требуется в случае JLH.

На рис.5 показана принципиальная схема однотактного усилителя Нельсона Пасса, которую он назвал Полевой Линсли Худ – PLH:

Нельсон Пасс утверждает, что его схема по сравнению с оригинальным JLH имеет в четверо лучшую линейность при одинаковой с JLH выходной мощностью. Такое же как в JLH низкое выходное сопротивление в его конструкции на полевых транзисторах достигается при меньшей глубине отрицательной обратной связи. Его утверждение, что формальное улучшение параметров в сравнении со схемой на биполярных транзисторах JLH, так же улучшает звучание, далеко неоднозначно. Здесь нужно оба усилителя: Pass и JLH, и сравнивать по звуку, желательно вслепую.

P.S. Усилитель мощности звука JLH версии 2003 года на сейчас является наиболее продвинутым в техническом плане. Радиолюбителями он повторен тысячи раз по всему миру. Не утихают обсуждения этой схемы на специализированных русско и англоязычных форумах. Одно можно сказать однозначно – усилитель звука Джона Линсли Худа на сейчас один из уникальных транзисторных аппаратов обладающий ламповой теплотой и транзисторной динамикой звучания. А это очень редкое сочетание.

Ссылки по теме

Джон Линсли-Худ — класс А — Страница 9 — Полупроводники и гибридная схемотехника

Доброго всем дня!Для всех посетителей и любителей звукотехники. Как и обещал, пишу свои мнения,соображения по поводу усилителя Джона «JLH-69». Во-первых,недостаток: вблизи от акустики около 1-1,5м слышен небольшой фон,это связываю только с неудачной (самостоятельной)разводкой печатных плат оконечников. Я использую: на входе ВС212В (малошумящий,с низким обр.током коллектора, 50в, 0,1А, 0,35Вт, 6пф, ок.280 МГц, к-т пер.около или >200), драйвер — BD139 Philips (малый обр.ток коллектора, 80в, 1,5А, 8Вт, 190 МГц, к-т пер.ок.120),вых. MJ15003 – Motorola (к-т пер. более 100, 140в, 20А, 250Вт, 2 МГц). Ток покоя 2 А при питании от стабилизированного источника +-18 В. Рассеивается в данном случае мощности 70 Вт на канал (140 Вт на оба). Трансформатор тороидальный с габаритной мощностью около 400 Вт (две раздельные мощные вторичные обмотки по 20 в). Итак о звуке: достаточно упругий бас,средние и высокие на высоте.Идеально подходит для воспроизведения классической,симфонической музыки,джаза,блюза,прекрасно выделяет духовые, струнные инструменты,конечно же вокал.В целом сцену как бы переносит на ближний план непосредственно перед зрителем(слушателем). Стереопанорама замечательная и самое,что вообщем-то поразило это детальность каждого из инструментов,причем слышно даже на достаточно малой громкости.Ламповый мой такого не позволяет.Питание стабилизированное на каждый канал отдельно.Температура теплоотводов(радиаторов) выходных транзисторов +47 град.С (корпус из-под «Форманты У-100»), температура радиатора,на котором установлены два импортных диодных моста +64 град.С (оба канала питания на одной печатной плате). Чуть позже проверю сигнал с использованием генератора и осциллографа,постараюсь приложить и фото.Трансформатор огражден экраном вокруг.Качеством звука доволен,прилагаю свои готовые схемные решения(надеюсь прикрепятся). Акустика 6 ом, мощности в районе 10 Вт вполне достаточно для домашнего прослушивания в комнате.

Усилитель JLH часть 6 — правильный источник питания

Правильное питание дает правильный звук

Тысячи энтузиастов, повторивших конструкцию Джона Ли Худа за 45 лет ее существования, сейчас — в 2016 году не пришли к единому мнению, что же на самом деле лучше: Простой выпрямитель на качественных диодах и конденсаторах, СRC или CLC фильтр, электронный дроссель или стабилизатор напряжения… В одном они сошлись однозначно – качество элементов блока питания, не зависимо от схемы, по которой он собран должно быть максимально возможным, все они должны быть с запасом по мощности, емкости, току и так далее, и не работать в предельных режимах.

Усилитель мощности hood работает в классе А, что накладывает высокие требования на качество выпрямленного напряжения и отсутствие пульсаций 50 и 100 Гц. Схемы, работающие в классе А, как антенны ловят всевозможные наводки сильно нагруженных и излучающих в пространство трансформаторов, дросселей и диодов. В отличие от усилителей класса АВ, В и D, где приемлем простейший выпрямитель и емкостный фильтр, в усилителях топологии JLH желательно применять стабилизаторы напряжения, CRC, СLC или электронные фильтры для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения.

Варианты блоков питания JLH

Рис.1: Простейший С- фильтр. Схема С-фильтра максимально проста, она содержит диодный мост и батарею электролитических конденсаторов. Из-за того, что в момент включения усилителя разряженные фильтрующие конденсаторы представляют из себя практически короткое замыкание, нужно применять мост с максимально допустимым током 30-50А. Мост может быть либо интегральным, либо набранным из отдельных мощных диодов. Качество звучания от типа моста тоже зависит, как это ни странно. Лучше всего в этом узле показали себя быстродействующие диоды Шоттки. Проблема в том, что обычных мостов на 30-50 ампер очень много и стоят они не дорого, а вот найти диоды Шоттки с максимальным током в 30 и больше Ампер очень сложно и стоят они «как самолет». В любом случае, обычный это мост или сдвоенные диоды Шоттки, их нужно устанавливать на небольшие радиаторы, так как греются они в усилителе JLH весьма прилично. Емкость конденсаторов в простейшем C-фильтре блока питания должна быть не меньше 40 – 60.000 мкФ для однополярной версии усилителя и такой же емкости в каждом плече выпрямителя для двухполярной версии. Необходимую емкость фильтрующих конденсаторов лучше подбирать на работающем макете усилителя до его монтажа в корпус. Критерий достаточной емкости – полное отсутствие фона в колонках.

Рис.2: СRC – фильтр позволяет уменьшить пульсации напряжения в 5-10 раз по сравнению с простейшим C-фильтром при одинаковой с ним суммарной емкости фильтрующих конденсаторов. Либо при одинаковых с простейшей схемой пульсациях — прилично удешевить усилитель, установив в него емкости меньшего номинала. Плюс резистора R1 между фильтрующими емкостями в том, что он, понижая пульсации дополнительно снижает импульс зарядного тока второго конденсатора. В результате в момент включения диодный мост подвергается меньшим перегрузкам.

Минус этой схемы – увеличенное выходное сопротивление блока питания и дополнительная мощность, рассеивающаяся на резисторе, снижающая и так невысокий КПД усилителя. Резистор должен иметь номинал 0,2-0,7 Ом и мощность 10-20 Вт. Резистор, как и мост греется и его так же желательно установить на радиатор.

Для уменьшения импульсной нагрузки на диодный мост в усилителе с C и CRC фильтром желательно предусмотреть схему мягкого «софт» старта. С мягким стартом в момент включения усилителя напряжение с диодного моста подается на фильтрующую емкость через резистор сопротивлением 50-100 Ом. Своим сопротивлением резистор подменяет практически короткозамкнутый разряженный конденсатор, конденсатор за 3-4 секунды заряжается и далее контакты реле закорачивают этот резистор. Таким образом ни трансформатор, ни диодный мост не подвергаются воздействию ударного импульса зарядного тока.

 Электронный дроссель, или электронный фильтр

Более совершенный чем CRC цепь — сглаживающий фильтр строится по схеме так называемого «электронного дросселя». Он подавляет пульсации в десятки раз лучше, чем предыдущие схемы. Из явных минусов: Низкий КПД, сложность, повышенное выходное сопротивление и приличная мощность, которую рассеивает его силовой транзистор. Из плюсов – Суммарная емкость фильтрующих конденсаторов в случае электронного дросселя может быть намного ниже, чем в простейших C и CRC фильтрах, требования к качеству фильтрующих емкостей не такие жесткие как в простейшей схеме, они могут быть из более дешевых серий. Одна из применяемых в усилителе JLH схем электронного дросселя приведена на Рис.3:

Номинал первого конденсатора С4 может быть в пределах 10.000-22.000 мкФ, для тока покоя усилителя 1-3 А. Емкость конденсатора С1 поднимать не нужно, а вот C2 желательно увеличить до 1.000-2.000 мкФ. Конденсаторы С1 и С2 имеют относительно небольшую емкость и стоимость, качество их должно быть максимально возможным. Выходной конденсатор С3 может быть небольшого номинала 1.000-2.000 мкФ, т.к. основные пульсации гасятся транзистором. Качество этого конденсатора так же должно быть на высоте.На силовом транзисторе Vт2 рассеивается от 10 до 20 Ватт, и его обязательно нужно устанавливать на радиатор. Резистором R4 в пределах 0.5-1 В, подстраивается выходное напряжение электронного дросселя.

В таблицу ниже для сравнения сведены данные по пульсациям выходного напряжения разных схем сглаживающих фильтров. Приведены реально замеренные пульсации при резистивной нагрузке блока питания и токе 2 А.

Джон Линсли Худ для своего первого усилителя 1969 года так же применил электронный дроссель. Для него это была скорее вынужденная мера, так как в 70 годах прошлого века электролитические конденсаторы были весьма несовершенны. Набрав необходимую емкость для устранения фона в обычной схеме, он увидел, что размеры и цена этих конденсаторов превышают все разумные пределы. После серии экспериментов он предпочел по совокупности параметров стабилизатору напряжения и простейшему С-фильтру электронный дроссель Рис.4:

О разнице в звучании трех перечисленных выше типов фильтров сказать сложно, у повторивших JLH по этому поводу нередки прямо противоположные мнения. Первая – простейшая применяется все реже, а вот сторонники CRC и электронного дросселя разделились практически поровну. Но все же электронный дроссель задачу построения усилителя JLH значительно облегчает и поэтому электронный фильтр для него получил дальнейшее развитие.

Стабилизаторы напряжения

В 90 годах прошлого века появились интегральные стабилизаторы напряжения на микросхемах LM78XX и LM79XX. Они обладают высокими параметрами по стабилизации напряжения и сглаживанию пульсаций, но выходной ток их ограничен. Для безотказной работы усилителя, потребляющего много энергии эти микросхемы пришлось умощнить комплементарными силовыми транзисторами. Двухполярный вариант усилителя JLH-1996 имел именно такой блок питания с комбинированным стабилизатором напряжения на микросхемах и транзисторах Рис.5:

В двухтысячных годах появились более совершенные микросхемы стабилизаторов напряжения LM317/LM337 которые были применены другом Джона Линсли Худа в версии усилителя 2003 года. Микросхемы так же были умощнены транзисторами разной проводимости. Этот блок питания позволяет эксплуатировать его с версией усилителя JLH-2003 в каждом из которых применены по две пары выходных транзисторов.  В случае однополярного питания усилителя с применением выходного конденсатора достаточно собрать «половинку» стабилизатора напряжения. Резисторами Vr1, Vr2 регулируется выходное напряжение. Из недостатков стабилизаторов напряжения с микросхемами, качества звуку они особо не добавляют и довольно часто привносят в выходное напряжение помеху, с которой приходится бороться. Рис.6:

Мода последних нескольких лет — строить для усилителей JLH стабилизатор напряжения полностью на дискретных элементах. Для однополярной версии усилителя можно применить «половинку» дискретного стабилизатора напряжения. Без интегральных стабилизаторов схема получается практически такой же по сложности. Из плюсов – они есть у убежденных аудиофилов. В дискретном стабилизаторе напряжения по звуку возможно подобрать каждый его элемент, чем аудиофилы и пользуются, добиваясь максимально естественного звучания от каждого экземпляра усилителя. По отзывам — качество питающего напряжения интегрального стабилизатора выше, а вот звук лучше у дискретного Рис.7:

Компоновку блока питания, правильную разводку земли и подбор для него наиболее «музыкальных» элементов я рассмотрю в следующей статье. Так как здесь много нюансов. Усилитель JLH очень чувствителен к конструктиву, расположению и соединению элементов. Несмотря на кажущуюся простоту он требователен к деталям и настройке. Наверное, по этой причине на рынке не видно серийных устройств, сделанных по этой схеме, несмотря на ее выдающееся звучание.

P.S. С правильно выполненным источником питания, укомплектованным качественными диодами, электролитическими конденсаторами и оригинальными транзисторами усилитель JLH по качеству звучания на равных соперничает с элитными ламповыми усилителями в 3-5 раз его дороже.

Ссылки по теме