Site Loader

Содержание

Как работает усилитель класса «А», или Истинный High End и много тепла • Stereo.ru

У всего есть свое начало, и, если мы говорим о режимах работы усилителя, у истоков стоит конечно же класс А. Именно с него началась история усилителей в частности и электронного аудио в целом. Все, что было до — к электронике, да и вообще к электричеству отношения не имеет, а все что появилось после проще всего понять, зная как работают усилители класса А. Ну и самый удивительный факт: при том, что данная схемотехника уже успела справить свой столетний юбилей, она по-прежнему востребована и конкурирует на равных с самыми совершенными схемотехническими решениями XXI века.

Принцип работы

В далеком 1916 году шведский ученый Эрнст Александерсон, работавший в американской компании General Electric, получил патент на схему усилителя, которая известна всему миру как класс А. Принцип действия усилителя класса А предельно прост, а для создания усилителя такого типа достаточно одного транзистора или одной лампы. Для того, чтобы понять, как он работает, рассмотрим более классическое решение: лампу.

Непосредственно в процессе усиления звукового сигнала в радиолампе участвуют три конструктивных элемента: анод, катод и сетка. При подаче питания в схему между катодом и анодом возникает поток электронов, а сетка, располагающаяся между ними, выполняет роль регулирующего клапана.

При наличии на сетке электрического потенциала она препятствует свободному прохождению электронов, и, чем выше электрический потенциал на сетке, тем меньше электронов проходит от катода к аноду вплоть до полного закрытия лампы. Таким образом, включив полезную нагрузку (акустическую систему) между катодом и анодом и подав сигнал на управляющую сетку, мы получаем простейшую схему усилителя мощности.

Специфика усилителя, работающего с аудиосигналом, состоит в том, что звуковая волна имеет симметричную форму с положительной и отрицательной составляющими, равными по амплитуде.

При подаче такого сигнала на вход усилителя произойдет следующее: в момент прохождения положительной полуволны лампа будет открываться и закрываться так, что сигнал на выходе будет повторять форму звуковой волны на входе.

Но в тот момент, когда на вход поступит отрицательная часть полуволны, сетка уже будет полностью заперта, и вместо воспроизведения звука на выходе усилителя мы получим тишину.

Несмотря на то, что в статье мы говорим преимущественно о ламповом классе А, транзисторы так же способны работать соответствующим образом, и на картинке выше вы видите стандартную схему

Для того, чтобы дать лампе возможность воспроизводить обе половины сигнала, Эрнст Александерсон организовал смещение нулевой точки входящего сигнала относительно нулевой точки (полностью закрытого состояния) лампы примерно на середину ее рабочего диапазона. Таким образом, среднее положение звуковой волны соответствовало полуоткрытому состоянию лампы.

В момент прохождения положительной полуволны входящего сигнала лампа открывалась еще сильнее, а при воспроизведении отрицательной полуволны закрывалась, но частично, не доходя до минимальной отметки.

Плюсы

На первый взгляд, схема довольно симпатична и имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Во-первых, она проста, лаконична и является отличным примером предельно короткого звукового тракта. Во-вторых, лампа или транзистор, работающие в классе А, постоянно находятся в рабочем состоянии и мгновенно реагируют на изменения входящего сигнала — у них нет временных задержек, возникающих в момент выхода из полностью закрытого состояния.

В-третьих, середина рабочего диапазона электронного компонента — это та зона, в которой он работает максимально эффективно и без искажений. Значит, если не увеличивать амплитуду до предельных значений (не выкручивать особенно сильно ручку громкости и не подключать к усилителю тяжелую нагрузку), усилитель будет работать исключительно в комфортном режиме, и сигнал на выходе будет иметь практически идеальный вид.

К сожалению, все эти плюсы без побочных эффектов можно реализовать только в слаботочных цепях предварительного усилителя. А когда речь заходит о работе на мощностях, необходимых для взаимодействия с акустическими системами, класс А проявляет свои не менее очевидные минусы.

Минусы

Главные минусы класса А так же, как и плюсы, вытекают из выбранного создателем принципа работы. Нулевой уровень входного сигнала приходится на середину рабочего диапазона электронного компонента, а это значит, что, когда на входе тишина — транзистор или лампа уже открыты наполовину и работают вполовину своей мощности, расходуя вхолостую много энергии. Реальный же КПД усилителей класса А оказывается существенно ниже теоретических 50%. Из 100% энергии, потребляемой усилителем, акустика получает не более 20–25%, а вся остальная энергия преобразуется в тепло.

Повышение рабочей температуры может негативно сказываться на режиме работы усиливающего элемента, поэтому транзисторные усилители класса А, выдающие хоть сколько-нибудь существенную мощность, обладают огромными радиаторами.

Если же вы хотите получить на выходе не десятки, а сотни ватт мощности, сохранив при этом режим работы усилителя в классе А, готовьте комнату побольше и вентиляцию для отвода тепла помощнее, ведь вследствие низкого КПД сам усилитель будет огромным, а его блок питания и вовсе колоссальным.

За всем этим следует целый ряд сопутствующих проблем. Прежде чем счастливый обладатель усилителя класса А получит свой первый огромный счет за электричество, ему придется потратить немало денег на сам усилитель, ведь большие блоки питания, тяжелые выходные трансформаторы ламповых и массивные радиаторы транзисторных усилителей сами по себе стоят денег.

В ходе эксплуатации вслед за увеличившимися расходами на электроэнергию аудиофил рано или поздно столкнется с еще одной проблемой усилителей класса А — повышенным износом активных элементов схемы. Особенно эта проблема касается ламп. Работая в классе А, они постоянно находятся под большой нагрузкой, что сокращает их и без того малый ресурс работы.

Особенности

Понимая как работает усилитель в классе А, мы можем рассмотреть его и с аудиофильской точки зрения. Ситуация с искажениями на малых уровнях громкости вполне понятна: пока амплитуда сигнала не высока, усилитель работает в идеальных условиях и обеспечивает на выходе если не абсолютно совершенный сигнал, то что-то к нему максимально приближенное.

Но возникает вопрос: что же происходит когда мы делаем музыку погромче?

До определенного момента — ничего страшного, но, как только пики сигнала приближаются к пороговым значениям (максимально открытому и закрытому состоянию лампы или транзистора), искажения будут расти существенно, как и у любого другого усилителя, после чего произойдет компрессия с выходом искажений за все мыслимые границы нормы.

Кто-то заметит, что любой усилитель можно перегрузить и загнать в искажения. Это справедливо. Но тонкость момента состоит в том, что усилители класса А по определению маломощны, а значит довести их до предельной нагрузки не составляет труда. Именно это происходит в те моменты, когда усилитель, только что воспроизводивший тихую камерную музыку с невероятным уровнем детализации, вдруг сваливает в неразборчивую кашу более громкое звучание симфонического оркестра.

Следующая специфическая особенность схемотехники касается блока питания. Это, кстати, один из важнейших компонентов любого усилителя, ведь энергия поступающая в акустику — это энергия блока питания, модулированная входящим сигналом. Выражаясь в более понятной автомобильной терминологии, блок питания — двигатель, а схема усилителя — руль.

Так вот, низкий КПД усилителя класса А и высокий ток покоя загоняет блок питания в довольно сложные условия: он должен иметь солидный запас мощности, чтобы, выдавая постоянно высокий ток, быть готовым мгновенно отдать в разы больше. После резкого всплеска сигнала конденсаторам блока питания необходимо зарядиться, т. е. взять дополнительную энергию от трансформатора, который и без того постоянно озадачен тем, чтобы поддерживать высокий ток покоя усилителя.

Далеко не все блоки питания способны справиться с такой задачей без побочных эффектов, поэтому, если звучание мощного усилителя, работающего в классе А, кажется вам медлительным, быстрая музыка смазывается, а бас получается неизменно гулким и размазанным во времени, — не удивляйтесь и не спешите обвинять в этом акустику или ее неудачное расположение в помещении.

Практика

Несмотря на все недостатки и технические особенности, усилители класса А по-прежнему производятся разными производителями и образуют весьма заметную нишу на рынке Hi-Fi техники, а если быть точным — в сегменте High End, где габаритами, энергопотреблением, сложностью эксплуатации и даже ценой можно пренебречь в угоду его величеству звуку.

Кроме того, с 1916 года и по настоящий момент времени на свет родилось немало талантливых инженеров, которые нашли способы существенно компенсировать вышеупомянутые проблемы.

Отличным примером вышесказанному является ламповый усилитель Octave V 16 Single Ended. Слова Single Ended в названии переводятся как «однотактный», что является техническим описанием режима работы ламп и, фактически, выступает синонимом понятия «класс А».

Для того, чтобы взбодрить классическую схемотехнику и приблизить эксплуатационные характеристики усилителя к современным реалиям, разработчики Octave воплотили в жизнь сразу несколько оригинальных решений, корректирующих режим работы. Адаптивная трехступенчатая настройка режима работы усилителя управляет величиной тока смещения сообразно максимальной амплитуде входящего сигнала, чтобы не держать схему усилителя в режиме высокого энергопотребления без необходимости.

А когда сигнал на входе отсутствует более двух минут, включается режим Ecomode, который понижает энергопотребление до 35%. Таким образом, усилитель, оставленный без присмотра, не будет без толку греть помещение.

За качество звучания разработчики боролись не меньше, чем за энергоэффективность, поэтому использовали высокотехнологичные трансформаторы с компенсацией магнитного поля, усовершенствованные каскады предварительного усиления, расширяющие диапазон воспроизводимых частот, а также самые совершенные схемы стабилизации, избавляющие от шумов и гула, которые усилители класса А с удовольствием демонстрируют даже при небольшом отклонении от рабочих параметров.

В результате, усилитель можно использовать с совершенно различной нагрузкой: от низкоимпедансной акустики до высокоимпедансных наушников, — не боясь вывести их из строя или просто выйти за пределы рабочего режима. Следящие электронные схемы перенастраивают выходные каскады автоматически.

Читая это, самое время вдохновиться и решить, что абсолютно все проблемы уже решены современными инженерами. Но не спешите, ведь нужно заглянуть в паспортные данные. А там картина вырисовывается крайне специфическая. При низких показателях шумов и искажения, имея без малого два десятка килограмм живого веса и потребляя от сети до 200 Вт, Octave V16 Single Ended выдает на акустике импедансом 4 Ом не более 8 Вт на канал при использовании самых мощных ламп. Для наушников этого вполне хватит, но где искать подходящие колонки?

Звук

Поскольку данный текст является частью большого цикла публикаций, посвященного различным типам усилителей, в процессе его подготовки было проведено одно большое сравнительное прослушивание, в котором участвовали усилители различных классов. Для придания прослушиванию достаточной степени объективности было выбрано две модели напольных колонок.

Одна из них была заведомо тяжелой нагрузкой с низкой чувствительностью — крупным тугим басовиком, и требовала высокой подводимой мощности. Вторая же была призвана стать обратной стороной медали: предельно легкой нагрузкой, способной сработаться с любым, даже маломощным усилителем. И во всех случаях эта схема тестирования была вполне рабочей до того момента пока на сцене не появился Octave V16 Single Ended с его 8 Вт на канал.

На тяжелой нагрузке искажения были столь реальны, что их, казалось, можно было потрогать, а нагрузка, ранее известная как легкая, успешно справилась с ролью тяжелой. За неимением под рукой еще одной пары колонок мощностью в несколько ватт и с чувствительностью выше 100 дБ роль легкой нагрузки выполнили наушники.

С колонками, которым по паспорту требуется не менее 25 Вт, Octave V16 Single Ended сработался на удивление неплохо. Если не злоупотреблять громкостью, можно в полной мере оценить живой, открытый и чистый звук, который на спокойных аудиофильских записях просто превосходен.

Ситуация осложняется, когда дело доходит до более динамичной музыки, а на рок-композициях усилитель с удовольствием сваливает звучание гитар в кашу, давая в качестве бонуса вполне различимую на слух компрессию. Спасает лишь тот факт, что компрессия и искажения в исполнении ламп в отличие от транзисторов придает звучанию довольно приятную окрашенность.

Если же попытаться уменьшить нагрузку на усилитель, понизить громкость, а затем подсесть поближе, чтобы не потерять в звуковом давлении — картина исправляется. И грязи нет, и деталей больше, и компрессия не ощущается. Здесь я замечу, что по габаритам этот усилитель совсем небольшой, его можно поставить не только в стойку, но даже на стол, для использования с наушниками и полочными мониторами ближнего поля.

В полной мере прочувствовать принадлежность усилителя к категории High End удалось в наушниках. Совершенно сумасшедшая детальность, открытое, объемное и тембрально богатое звучание, управляемый и четкий бас — все то, о чем можно мечтать. И, что характерно, даже на быстрой тяжелой музыке усилитель начал вести себя достойно. Никакой вальяжности, никакой каши, никакой гулкости в НЧ-диапазоне. Вот что значит — обеспечить усилителю класса А оптимальный режим работы.

Выводы

Усилитель класса А имеет немало плюсов. Проще говоря — его есть, за что любить. Но в современном мире он занимает особое место. Это тот краеугольный камень, вокруг которого придется выстраивать всю остальную систему и под который, в некотором смысле, даже придется подстраивать свой образ жизни.

В первую очередь, речь идет, конечно, о правильном подборе акустики. Тут самое время вспомнить о рупорной акустике с её высокой чувствительностью, да и о винтаже задуматься не грех. Все же в прошлом у разработчиков было больше понимания, как обеспечить много звука, имея на руках маломощные усилители. Ну и при всем вышесказанном надо понимать, что система неизбежно получится жанровой. Бороться с этим фактом бессмысленно, убеждать себя в обратном глупо. Остается просто получать от этого удовольствие.

Если же мы говорим о применении схемотехники класса А в схемах предусилителя или в усилителях для наушников — ситуация в корне меняется. Там, где от усилителя не требуется выделения высокой мощности, класс А показывает исключительно свои положительные стороны, не пытается заставить пользователя жить по своим правилам и не демонстрирует каких-либо жанровых пристрастий.

УМЗЧ А КЛАССА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Привет всем любителям хорошего аудио. Изучив несколько статей про разработку итальянского инженера-аудиотехника Андреа Чуффоли про усилитель Power Follower 99c, подумалось собрать тоже такую вещь. Были подобраны необходимые детали, прочитаны несколько статей и в путь… Первый канал оконечного усилителя на IRFP150N собран за пару часов неспешно, с перекурами и перерывами на общение с друзьями и парочку онлайн-игр. Тем более что схема совсем не сложная.

Схема принципиальная УМЗЧ Power Follower 99c

Сразу хочу предостеречь — включать это чудо без мало-мальских приличных радиаторов — это 100% убийство полевых транзисторов! Греется схема как небольшой масляный обогреватель. Всё-ттаки чистый А-класс.

Все три транзистора IRFP150N в каждом канале закрепил на один радиатор (один радиатор — один канал). Для этой цели использовал недавно удачно приобретенного донора «Кумир-001». Радиаторы меньших размеров, думается мне, не будут достаточно охлаждать схему.

   

Включил: вроде ничего не взорвалось, выставил половину напряжения на предохранителе. Подключил нагрузку (колонки S30), сигнал на вход подал со звуковой карты компьютера… И расстроился: звук хороший, активный, насыщенный, но максимум 4 Ватта на слух.

Как это часто бывает сыграла невнимательность. Огромное спасибо другу Сергею, который изучив оригинальную статью на английском языке подсказал, что схема этого оконечного усилителя не что иное, как, цитирую «усилитель тока, и коэффициент усиления по напряжению у него равен 1. Именно поэтому к нему делают специальные ламповые предусилители или на транзисторах с высоким питающим напряжением», конец цитаты.

Блок питания и преамп

Следовательно, нужен хороший предварительный усилитель — ламповый, транзисторный, любой. Выбрал вот такой вариант:

Ибо уж если полевики, то полевики до конца.

На входе диодного моста — 60 Вольт (трансформатор ТПП-235-220-50), на выходе БП — 58,8 Вольт, в обоих плечах. Резисторы R1 — 1К5; R2, R3 — 47 Ом. Все резисторы — 2 Ватта мощностью. Транзистор в БП — TIP29A. Стабилитроны Zener на 10 Вольт, 5 Ватт.

По поводу усилителя мощности, вот комментарии по результатам первых испытаний:

  1. Каждый канал собирается согласно первой схемы, и каждый канал должен питаться от отдельной вторичной обмотки трансформатора со своим диодным мостом и конденсатором.
  2. Радиатор и еще раз радиатор!
  3. Подстроечник 500 Ом за неимением заменил на многооборотный 1 кОм, следовательно 1.8 кОм резистор поменял на 1.2 кОм.
  4. Переключатель режимов (1.5А/3А) делать не стал, поскольку необходимость этого очень сомнительна, следовательно второй резистор 0,47 не нужен. Вместо трехватного 0,47 использовал три 2-омных двухватника параллельно (МЛТ-2, например).
  5. Питается от трансформатора из фирменного сабвуфера с двумя вторичными обмотками по 24 Вольта и одной 14 Вольт (это будет питание схемы индикации).
  6. Напряжение на истоке транзистора в блоке питания канала (правый верхний по схеме) — 22. 5 Вольта.
  7. Напряжение на предохранителе (относительно минуса питания) — 10.9 Вольт. Сколько не крутил подстроечные резистор, большего добиться не удалось.

Первый канал предварительного усилителя собран, протестирован, хотя и не без накладок. Вместо 22 Ом (R102) резистора сперва поставил на плюс питания 22 кОм и огорчился, когда конструкция начала издавать в колонке хрипы и стоны. Благо перепутал не наоборот, и вместо килоомов не впаял омы — могло бы кончиться плачевно и с дымком. Поменял резистор — выставил напряжения (по сути, достаточно выставить 20 Вольт на стоке полевика, остальные напряжения с небольшим допуском получились сами) подстроечным резистором. И вуаля — чистый, мягкий и в то же время насыщенный звук с виниловой пластинки играет в 8-омную колонку очень красиво!

В общем вот, стерео вариант фоловера + предусилитель + блок питания к преампу готовы, проверены, протестированы.

По результатам могу сказать:

  • Для каждого канала УМЗЧ отдельная вторичка нужна и отдельный блок питания.
  • Греется этот усилитель по взрослому, посему радиаторы и еще раз радиаторы.
  • По звуку: чистый он, что-ли реальный какой-то, в общем приятный на слух.

На этом, пожалуй, все. Огромная благодарность моим друзьям Сергею и Игорю за идейное вдохновение, теоретическую и практическую помощь. Схему собрал и испытал — neo_work_tyumen.

   Форум по УНЧ

   Форум по обсуждению материала УМЗЧ А КЛАССА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Мощный УМЗЧ в режиме класса А (32 Вт 8 Ом)

Мощный УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А, обеспечивающий на 8-омной нагрузке 32 Вт при потрясающе высоком реальном КПД 45% Ричард Барфут обращает внимание, что в обычном резистивном усилительном каскаде с ОЭ и разделительным конденсатором (рис. 2.40) теоретически максимальный КПД в режиме класса А составляет всего 8,33%, а коэффициент использования напряжения питания Ки (отношение размаха выходного напряжения к напряжению питания) едва дотягивает до 67%.

 

 

Рис. 2.40. Варианты включения транзистора.

Простейшая и давно применяемая в радиочастотных усилителях модификация — применение индуктивности вместо резистора сразу же повышает КПД до 50%, а Ки — до 200%.

Ричард решил использовать это преимущество и разработал мощный УНЧ (рис. 2.41), который при напряжении питания 12 В и работе всех каскадов в режиме класса А обеспечивает на 8-омной нагрузке 32 Вт при потрясающе высоком реальном КПД 45%!

Входной дифкаскад на Тг2, Тг6 имеет индуктивную нагрузку L1. Она здесь (кроме не имеющих решающей роли во входном каскаде КПД и Ки) хороша тем, что падение постоянного напряжения на ней близко к нулю и, следовательно, исчезают проблемы с балансировкой «нуля». Даже при резком разбалансе плеч Тг2/Тг6 постоянное напряжение между базами эмиттерных повторителей второго каскада Tr1, Тг7 равно нулю.

Кроме того, индуктивная нагрузка дает гораздо больше свободы в выборе и управлении выходным постоянным напряжением этого каскада (коллектор Тг5). Это дало возможность организовать на Тг8, Тг9 и Тг5 схему стабилизации тока покоя выходной ступени.

Примечание. Принцип ее работы основан на том, что на сопротивлении обмоток реальной индуктивности L2 падает напряжение, пропорциональное току покоя Tr10, Tr11. Это падение сравнивается дифкаскадом Тг8, Тг9 с опорным на делителе R13/R14 и через Тг5 возвращается на базы Tr1, Тг7, управляющих смещением Тг10,Тг11 и таким образом замыкающих петлю автостабилизации.

 

Рис. 2.41. Схема мощного УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А

С эмиттеров Тг1 и Тг7 противофазные напряжения поступают на двухтактный выходной каскад на полевых Тг10 и Tr11, смещение на затворах обеспечивает постоянный ток стока каждого транзистора 3 А.

Индуктивность L2 на звуковых частотах представляет собой генератор тока (3 А), а на постоянном токе — короткое замыкание. Поэтому потенциал обеих клемм акустической системы LS и стоков Тг10, Tr11 в режиме покоя равен потенциалу «земли» — плюсовому зажиму аккумуляторной батареи В2. 2 / 2 = 36 Вт при теоретических КПД = 50% и Ки = 400%. В реальной схеме из-за неидеальной индуктивности L2 достигнуты Рн = 32 Вт, КПД = 45% и Ки = 377%.

Примечание. Интересно отметить, что благодаря индуктивности L2 и двухтактной схеме размах мгновенного напряжения на нагрузке достигает 48 В при 12-вольтовом питании без применения повышающих преобразователей напряжения.

В качестве L2 необходимо использовать катушку, способную пропускать ток 3 А, индуктивностью не меньше L2 > Rн/(2пи*FH), где FH — нижняя граничная частота, Rн — сопротивление нагрузки. Типовым Fн = 40 Гц и Rн = 8 Ом соответствует L2 > 32 мГн.

Автор Ричард Барфут применил в качестве L2 вторичную обмотку (2×15 В) 50-ваттного сетевого трансформатора, первичную оставив «в воздухе». В качестве L1 применена первичная обмотка выходного трансформатора Farnell 189-840 от маломощного двухтактного транзисторного УНЧ.

Входное сопротивление усилителя — 15 кОм, чувствительность — 750 мВ, потребляемый ток — 6 А. Измерение коэффициента гармоник не проводилось, однако звучание усилителя соответствует лучшим ламповым. Это объясняется:

  • наличием на его выходе индуктивности L2, эквивалентной по своей сути выходному трансформатору;
  • близостью характеристик полевых транзисторов и ламп.

Во всяком случае, свойственное ему «мягкое» ограничение при перегрузке точь-в-точь такое же, как и у ламповых УНЧ.

Источник: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби — 

 

Транзисторный биполярно-полевой УМЗЧ класса А (20

Колин Вонфор, занимающийся проектированием ламповых одно-тактных УНЧ с начала 70-х, отмечая высокое качество звучания, все же пришел к выводу, что они не вполне соответствуют идеалу меломана.

Примечание. Основная причина этого— недостаточная выходная мощность, обычно не превышающая 20 Вт, что не позволяет в полной мере ощутить динамику звука, особенно при использовании акустических систем с чувствительностью менее 90 дБ.

Наращивание мощности упирается в огромные (даже по сравнению с трансформаторами аналогичной мощности, но двухтактных ламповых УНЧ) габариты и массу выходного трансформатора, а также довольно короткий ресурс ламп, загнанных для получения сколь-нибудь приемлемой выходной мощности в весьма напряженный режим.

Принципиальная схема

Пятнадцатилетние эксперименты позволили ему создать транзисторный биполярно-полевой УНЧ класса А (рис. 1), свободный от перечисленных недостатков и в то же время обеспечивающий по уверениям автора «просто фантастический» звук. Без изменения схемы 5 вариантов выходного каскада позволяют создавать ряд УНЧ мощностью от 20 до 300 Вт.

Первый каскад — дифференциальный на транзисторах ТгЗ, Тг4 с генератором тока Тг6, Тг8 в эмиттерной цепи. Второй каскад — усилитель напряжения на Tr1 — нагружен на усовершенствованное токовое зеркало Тг9—Tr11 и эмиттерный повторитель Тг2.

Tr11 и Тг10 одновременно выполняют функцию генератора стабильного тока для эмиттерной цепи Тг2, таким образом, все транзисторы работают в режиме класса А.

Выходной каскад также работает в классе А и выполнен на полевом транзисторе Тг1З с генератором стабильного тока на составном биполярном транзисторе Тг7 в цепи истока.

Транзистор Тг5 с сенсором тока R10 защищают Тг1З от токовых перегрузок при К.З. нагрузки, a Trl2-R15-R16 задают начальный ток выходного каскада.

В самом маломощном 20-ваттном варианте выходная ступень состоит из 5 соединенных параллельно выходных каскадов (каждый из них содержит «собственные» Тг5, Тг7, Тг12, ТгІЗ с соответствующим резисторным обрамлением), подключаемых к основной схеме в точках Lk3, Lk4, Lk5, Lk6, Lk7.

Рис. 1. Схема транзисторного биполярно-полевого усилителя мощности класса А, 20-300 Ватт.

При этом ток каждого из 5 транзисторов ТгІЗ устанавливается индивидуальным резистором R15, а резистор R3 — общий для каждой пятерки выходных каскадов. После установки токов выходных каскадов и получасового прогрева резистором R11 устанавливают «О» на выходе.

Детали

Примечание. Как и любой усилитель класса А, устройство требует высококачественного блока питания.

Для 300-ваттного варианта суммарная емкость конденсаторов фильтра основного (+ѵе НТ и -ѵе НТ) выпрямителя должна быть не менее 120000 + 120000 мкФ, а отдельный выпрямитель для питания каскадов раскачки (НТ +15 В, здесь обозначение +15 В означает не 15-вольтовое напряжение, а превышение напряжения питания оконечной ступени на 15 В) — 10000 мкФ.

Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени указаны в табл. 1. Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20, 50,100, 200 и 300 Вт указаны в табл. 2.

Таблица 1. Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени.

Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20,50, 100,200 и 300 Вт

Вариант 20 Вт 50 Вт 100 Вт 200 Вт 300 Вт
Tr1 BD140 BD140 BD956 2SA968 MJE350
Тг9 BD139 BD139 BD955 2SC2238 MJE340
Тг2 TIP29C TIP29C 2SC2238C 2SC2238 ТІР47
Тг10 TIP29C TIP29C 2SC2238C 2SC2238 ТІР47
ТгЗ 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг4 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг6,8,11 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг12,5 ZTX450 ZTX450 ZTX450 ZTX450 ZTX450
R6 feedback 18к 28к 39к 47к 47к
Коэфф.усил. 19 29 40 48 48
R16 0.42 0.83 0.94 1.02 1.24
R10 0.21 0.42 0.48 0.52 0.63
R3 Зк9 6к2 9к1 12к 15к
R3 (Вт) 0.103 0.145 0.223 0.300 0.375

Каждая пятерка транзисторов (Тг7, Тг1З) выходного каскада установлена на индивидуальном пластинчатом радиаторе размером 300×300 мм, расположенном на расстоянии 40 мм от других. АЧХ усилителя линейна в диапазоне от 10 Гц до 65 кГц, коэффициент гармоник 0,01% .

Литература: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Снова про УНЧ класса «А»

   После сборки высококачественного усилителя Линсли Худа (ультралинейный «А» класс) не могу пройти мимо усилителей этого класса и сегодня решил написать еще один ознакомительный обзор. 

   В отличии от усилителей других классов, А-класс имеет самый низкий КПД, который только в редких случаях доходит 30% (обычно от 15 до 25). Но не смотря на пониженный КПД, этот класс отличается очень высоким качеством выходного сигнала. Форма выходного сигнала синусоидальная. В ультралинейных схемах эта форма почти вообще не искажается, хотя КПД этого типа не превышает 25%. 

   УМЗЧ как известно, предназначен для усиления входного сигнала, но никто из нас не задумывался какой сигнал мы получаем на выходе. Дело в том, что форма выходного сигнала усилителя никак не может быть похожим на входной. Любой усилитель мощности — искажает форму начального сигнала, даже класс А! Но тут форма входного сигнала искажается очень незначительно. В результате мы получаем практически идеальную линейность каскада и отсутствие нелинейных искажений в сигнале. 

   Именно усилители этого класса служат основой для постройки супер качественных аудио систем, но из-за низкой эффективности нецелесообразно строить усилители с мощностью выше нескольких десяток ватт. Для Hi-End установок как право используют усилители именно этого класса. Усилители класса «А» предназначены для прослушивания на широкополосной акустике, и что очень странно — головки предпочтенны бумажного типа. 

   Не смотря на высокие потери, этот класс не уступает свое место другим собратьям. Сейчас усилители А — класса используются в достаточно дорогих аудиокомплексах, цена которых достигает до нескольких тысяч, а иногда до до нескольких десятков тысяч американских долларов. Не знаю, стоит ли платить столько за усилитель звука, но однозначно этот класс поражает своим качеством — в этом я убедился сам, собрав ультралинейный А класс знаменитого конструктора Джона Линсли-Худа (John Linsley-Hood).


Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

⚡️Транзисторный усилитель класса А | radiochipi.ru

На чтение 11 мин Опубликовано Обновлено

Предлагаемая автором концепция построения мощного выходного каскада УМЗЧ исключает большинство нелинейных искажений, присущих двухтактным выходным каскадам на лампах или транзисторах. Введение следящего питания позволяет достичь очень малых нелинейных искажений — на уровне тысячных долей процента! Такой выходной каскад (его мощность более 20 Вт) вполне пригоден для работы с АС чувствительностью не менее 90 дБ.

Назначение выходного каскада (ВК) усилитель низкой частоты — передать сигнал с выхода усилителя напряжения (УН) на низко-импедансную нагрузку (акустическую систему) с наименьшими искажениями. Очень часто такой усилитель тока выполняют в виде мощного повторителя напряжения на транзисторах.

ВК присущи следующие основные виды искажений: тепловые, кроссоверные, переключательные и искажения, связанные со спадом статического коэффициента передачи тока базы с ростом тока нагрузки. Ну и в некоторой степени проявляются нелинейные искажения, связанные с эффектом Эрли в усилительных приборах.Тепловые искажения обусловлены мгновенным изменением температуры кристаллов и связанным с этим изменением в несколько раз (2…3 раза) статического коэффициента передачи тока базы, а также изменением падения напряжения на эмиттерном переходе.

Это проявляется в виде паразитной амплитудной модуляции полезного сигнала его собственной огибающей [I]. Кроссоверные искажения в ВК, работающем а режиме класса ЛВ, возникают вблизи переходов сигнала через ноль из-за неоптимального выбора тока покоя и нестабильности выходного сопротивления.

Переключательные искажения возникают из-за стабилизирующих режим резисторов, включённых в цепи эмиттеров: или истоков мощных транзисторов. Чем меньше сопротивление этих резисторов, тем меньше переключательные искажения. С ростом тока нагрузки (тока эмиттера, истока) pоcтет и необходимое напряжение на управляющем электроде: например, у биполярных транзисторов

(БТ) — с 0,5 до 2,5 В при изменении тока с 0,1 до 10 А, у полевых транзисторов (ПТ) с вертикальным каналом — с 4 до 6 В. а у транзисторов с горизонтальной структурой канала — с 0,6 до 8 В при изменении тока с 0.1 до 7 А. Это и определяет, наряду с изменяющимся выходным сопротивлением, основную ошибку (искажении) между входом и выходом простого повторителя.

Кроме того, в двухтактных повторителях на комплементарных транзисторах возникают дополнительные искажения из-за их неполной комплементарности, в том числе и на высоких частотах из-за разных частотных свойств. Неудивительно, что многие разработчики до сих пор отдают предпочтение квазикомплементарным ВК.

Транзисторный усилитель мощности без общей ООС, характеризующихся менее широким спектром гармоник по сравнению с усилителями с глубокой ООС, более высоки требования к ВК. Поэтому типовые выходные каскады класса АВ, обычно используемые в усилителях с глубокой ООС, не годятся. Исключением являются ВК с корректором Хаксфорда как на БТ [2], так и на ПТ. (3), а также более сложные повторители с использованием дифференциального каскада [4] или со структурой ОБ-ОK (ОЗ-ОС) [5]. Такие повторители, в том числе и с отрицательным выходным сопротивлением, были представлены и обсуждены на форуме [6].

На основании вышеизложенного в качестве ВК для усилителя мощности низкой частоты без общем ООС наиболее привлекательны всё же повторители на транзисторах в режиме класса А. Основное условие принадлежности к классу А отсутствие режима отсечки во всех режимах работы, т. е. ток сигнала через транзисторы каждого плеча ВК протекает в течение полного периода сигнала.

Однако это справедливо для нагрузки с постоянным импедансом. Акустические системы такой нагрузкой не являются, так как могут иметь существенную просадку импеданса, что неизбежно ведёт к выходу из режима класса А. В однотактных повторителях в качестве нагрузки нередко используют резистор (можно встретить даже дроссель или лампу накаливания), с помощью которого и задают необходимый ток покоя, а с него через конденсатор подают сигнал на акустическую систему.

Искажения такого ВК относительно велики, хотя и низкого порядка, так как нелинейность передаточной характеристики преимущественно квадратичная. Звучание с такими повторителями в усилитель мощности звуковой частоты напоминает звучание с однобитными ламповыми усилителями. Существенно улучшить параметры однотактного ВК можно, если в качестве нагрузки использовать генератор стабильного тока (ГСТ) [7].

По этому пути последовал Чиуффоли (Ciuffoli, его усилитель мощности звука Follower 99), а также разработчики усилителей Grimrni. Однако и это решение улучшает параметры однотакткого ВК недостаточно эффективно. Более высоких параметров (меньшие искажения, низкое выходное сопротивление) можно добиться, используя псевдодвухтактные каскады (8). Дальнейшее усовершенствование одного из повторителей на ВТ представлено на форуме.

В отношении двухтактных повторителей в ВК принято считать, что для достижения малых искажений достаточно взять типовой (например, “тройку” Дарлингтона на БТ или ВК на ПТ) и увеличить ток покоя до выхода в режим класса А. Однако, как показали исследования такого ВК [9], его нелинейные искажения и выходное сопротивление относительно велики и не могут в полной мере отвечать требованиям высококачественного звуковоспроизведения.

Более правильный подход к стабилизации тока покоя с помощью токового шунта был предложен Алисоном ещё в 1972 г., но и шунт не решает в полной мере проблему коммутационных искажений. Среди схем управлении транзисторами в плечах ВК можно встретить и трансформаторные с отдельными выходными обмотками. С помощью термокомпенсированных источников напряжения задают смещение для получения оптимального тока покоя, а через вторичные обмотки трансформатора управляют в противофазе транзисторами плеч ВК.

Преимуществом такого подхода является возможность использования в обоих плечах ВК транзисторов одинаковой структуры, что устраняет недостатки, связанные с неполной комплементарностью мощных транзисторов. Но и этот способ управления также не позволяет отказаться от резисторов в цепях эмиттеров (истоков) источника коммутационных искажений.

Двухтактный повторитель можно сделать на транзисторах одинаковой структуры с использованием отражателя тока [10]. Такое решение позволило существенно повысить параметры маломощных повторителей. Суть идеи состоит в том, чтобы сохранить режим А при максимальной амплитуде выходного напряжения и обеспечить ток транзистора, работающего в режиме повторителя, строго постоянным. С целью устранения тепловых искажений в предлагаемом здесь ВК, наряду со стабилизацией тока повторителя, стабилизировано и напряжение на нём посредством дополнительного следящего каскада, как показано на рис.1.

ВК выполнен на распространенных полевых транзисторах вертикальной структуры IRF9630, IRF64-0. Входной сигнал поступает на повторитель напряжения на транзисторе VT2 с каналом р-типа. Он же играет роль термокомпенсатора напряжения смещения для транзистора выходного каскада. С целью уменьшения нелинейных искажений повторитель нагружен на генератор стабильного тока (ГСТ) с током около 20 мА на транзисторах VT1, VT3. Выходной же повторитель выполнен на транзисторах VT5—VT7, примем VT5 обеспечивает следящее питание транзистора VT6, a VT7 входит в узел прецизионного масштабного отражателя тока.

Одновременно входной сигнал поступает на полевой транзистор VT4 — преобразователь напряжение—ток относительно плюсовой шины питания. Питание преобразователя повышено на 5 В с помощью изолированного стабилизированного источника напряжения U2. Теоретически надбавка напряжения питания должна быть равна напряжению затвор—исток транзистора VT4, в этом случае падение напряжения на резисторе R9 равно напряжению питания верхнего плеча ВК.

В практической реализации это напряжение принято равным 5 В, чтобы использовать интегральным стабилизатор на микросхеме. Питание ГСТ от этого же источника позволяет более полно использовать источник напряжения U3 (сделать ограничение максимальной амплитуды сигнала более симметричным и близким к напряжению питания).

На микросхеме DA1, транзисторе VT7 и резисторах RIO, R11, R13, R14 выполнен прецизионный масштабный отражатель тока. Подстроечным резистором R11 выставляют расчётный ток покоя. Резистор R14 должен иметь малый температурный коэффициент (ТКС), его можно сделать из константана или манганина.

В качестве транзистора VT7, кроме ПТ. можно использовать мощный транзистор Дарлингтона n-р-n структуры, в качестве ОУ необходимо использовать быстродействующие микросхемы с минимальным напряжением питания не более +/-5В, способные работать с единичным коэффициентом усиления, например, AD823, ОРА134, ОР275. ОР249. ОРА627. LT1122, AD845, AD843 и др.

Из ОУ более ранних разработок можно использовать LM318 (LM118, LM218). Для увеличения нагрузочной способности выходы сдвоенных ОУ можно объединять через резисторы сопротивлением 100…200 Ом. Все ПТ и диод VD1 должны быть закреплены на общем теплоотводе. Источник питания усилителя, стабилизированный на напряжение +/-20в, выполнен по схеме из [11], но выходное напряжение увеличено за счёт включения последовательно со стабилитронами светодиодов красного свечения.

Кроме того, добавлены изолированные источники питания с напряжением по 5В (на микросхемах стабилизаторов LM78L05, LM79L05 или аналогичных). Это позволило получить максимальную амплитуду выходного сигнала до ± 19,5 В (при общем суммарном напряжении питания ВК 40 В). Спектр гармоник при выходной мощности 14 Вт (амплитуда напряжения 15 В) на частоте 20 кГц показан на рис. 2.

Как видно из графика, спектр гармоник содержит в основном вторую и третью гармоники и носит спадающий характер. В качестве мощных транзисторов, кроме IRF640, можно использовать IRFP140, IRFP150. С транзисторами IRFP240 нелинейные искажения возрастают примерно на порядок, т. е. до 0,01 %.

Для минимизации искажений мощного повторителя (да и всего УМЗЧ) важна стабильность его выходного сопротивления, которое зависит как оттока ПТ. так и от температуры его кристалла. А так как ток стока и выделяемая на транзисторе VT6 мощность постоянны, то и все виды искажений, в том числе и тепловые, минимальны. Например, сопротивление канала исток—сток транзистора IRF640 при изменении температуры кристалла с 25 до 150 °С увеличивается в 2,5 раза.

Кроме того, нелинейные искажения минимальны при оптимальном импедансе нагрузки. Его отклонение (как в плюс, так и в минус), что имеет место для реальных АС, ведет к росту второй гармоники при сохранении всех остальных. Преимущества предлагаемого каскада наиболее заметно проявятся при полосовом усилении СЧ-ВЧ с современными динамическими головками (с постоянным импедансом).

Для полосы же НЧ более пригодны ВК с отрицательным импедансом, например, с корректором Хаксфорда или по структуре ОБ-ОК с охватом ОС. Что касается применимости для полосы НЧ выходных каскадов с токовым выходом (ИТУИ), который увеличивает отдачу АС в области основного резонанса НЧ-головки, для линеаризации результирующей АЧХ включают параллельно этой головке последовательный LC-фильтр оптимальной добротности.

Получаемый эффект, по моему мнению, напоминает работу АС с фазоинвертором (с теми же недостатками). На самом деле в этой области частот головка слабо контролируется самим ВК, и большая часть тока ВК уходит в LC-фильтр. Выравнивание АЧХ лучше делать с помощью корректора Линквица, а ВК с отрицательным выходным импедансом даёт эффект, похожий на действие ЭМОС.
Теперь о мощности, выделяемой в ВК. В отсутствие сигнала на выходных транзисторах выделяется суммарная мощность 100 Вт (40В х 2,5А = 100 Вт, по 50 Вт в пленах).

На рис. 3 показаны колебания мощности, рассеиваемой на выходных транзисторах VT5, VT6 и VT7 при амплитуде выходного напряжения 4В и 16B. Анализ показывает, что для верхнего плеча повторителя рассеваемая мощность на транзисторе VT6 равна примерно 9 Вт во всех режимах работы ВК. Остальные 41 Вт выделяются на транзисторе VT5, обеспечивающем следящее питание. Тепловые искажения транзистора VT5 могут сказываться только на эффекте Эрли транзистора VT6, но это ничтожно малые искажения по сравнению с другими видами искажений.

На нижнем плече ВК (VT7) в отсутствие сигнала выделяется мощность 50 Вт (20 В х 2,5 А = 50 Вт). По мере увеличения выходного напряжения средняя мощность, выделяемая этим транзистором, снижается примерно до 35 Вт при выходном напряжении 16 8 на нагрузке 8 Ом. Но гак как этот транзистор работает в режиме прецизионного масштабного отражателя тока с глубокой ООС, то и тепловые искажения этого транзистора существенно подавлены и не сказываются на точности работы отражателя. При увеличении напряжения питания до +/-25 В в качестве выходных транзисторов следует использовать спаренные транзисторы, в том числе и более мощные, например. IRFP140, IRFP240, IRFP150.

При этом неискаженная выходная мощность достигает 25 Вт при токе покоя 3А и средней рассеиваемой мощности на выходных транзисторах около 150 Вт (по 75 Вт на плече), что потребует принудительного охлаждения теплоотводов выходных транзисторов. В случае отсутствия для БП сетевого трансформатора с дополнительными отдельными обмотками для изолированных источников питания 2×5 В можно использовать автогенераторный конвертор с напряжений 20 В на 2×5 В (нестабилизированное) по схеме на рис. 4, а также с более сложным трансформатором на основе ГСП магнитофонов “Маяк-001”, “Электроника ТА1-003” или других, либо отдельными готовыми конверторами ТМА-1505D, MAU-151, VBTI-SI5-S5-SMT, PS1R5-12-5, SPS1 R5-12-5 и другими, снизив напряжение питания до оптимального
для входа конвертора.

Трансформатор Т1 выполнен в броневом магнитопроводе 22Б-22 из феррита М2000НМ1 или на кольце типоразмера «20x10x5». Обмотка I содержит 20 витков провода ПЭВ-2 0.33, обмотки II и III содержат по 11 витков того же провода. Достоинство такого конвертора в простоте трансформатора и отсутствии необходимости фазировки обмоток. Частота преобразования зависит от ёмкости конденсатора С6.

При использовании стабилизаторов LM78L05, LM79L05 число витков вторичных обмоток необходимо увеличить в 1.5 раза, т. е. до 16 витков. При этом дополнительное напряжение в нижнем плече может быть нестабилизированным от 5 до 8 В. Помехоподавляюший дроссель L1 намотан на металлопорошковом кольце (iron powder core) С12-Б4 (Т50-52В — кодировка Micrornetals) зелёного цвета и содержит две обмотки по 25 витков провода ПЭВ-2 0,22. За неимением кольца из альсифера можно использовать ферритовое М2000НМ типоразмера К12x6x4,5 или аналогичное.

О налаживании. Подстроенным резистором R1 выставляют ноль на выходе ВК при литании от источника с “заземлённой” средней точкой или половину напряжения питания (по 20 В на конденсаторах С8, С9) при питании от источника 40 В с “незаземлённой” средней точкой. Регулировкой подстроенным резистором R11 устанавливают расчётный ток покоя (2,5 А) или по минимуму нелинейных искажений при амплитуде выходного напряжения на 3…5В ниже напряжения питания одного плеча ВК.

Третье поколение микросхем УМЗЧ класса D от Texas Instruments — Компоненты и технологии

Усилители мощности звуковой частоты (УМЗЧ) класса D постоянно совершенствуются. Компания Texas Instruments занимается разработкой и производством микросхем для УМЗЧ класса D более 20 лет и выпускает уже третье поколение этих микросхем. Настоящая статья посвящена особенностям и принципам работы микросхем УМЗЧ класса D третьего поколения от Texas Instruments (TI).

Если проследить историю развития схемотехники микросхем УМЗЧ класса D, то можно заметить следующую тенденцию. Первые микросхемы для УМЗЧ класса D были, собственно, не усилителями мощности, а драйверами для управления выходным двухтактным УМ. Они содержали ШИМ (широтно-импульсный модулятор) и предоконечные каскады усиления. Современные микросхемы имеют такую структуру только для очень мощных усилителей, но и из этого правила тоже есть исключения. Примером тому может служить микросхема MP7781 [2], которая производится американской фирмой MPS (Monolithic Power Systems). Эта микросхема представляет собой монофонический УМЗЧ класса D с мостовым выходом и выходной мощностью 80 Вт.

После этого мощные биполярные и полевые транзисторы начали встраивать в микросхемы УМЗЧ и широко использовать мостовое включение этих транзисторов. В англоязычной литературе такое включение сокращенно обозначают аббревиатурой BTL (Bridge Tied Load — мостовое подключение нагрузки, то есть громкоговорителя). Использование BTL и некоторых ноу-хау, патентованных компанией Texas Instruments, о которых мы будем говорить ниже, позволило в ряде УМЗЧ класса D отказаться от одной из самых дорогих и громоздких деталей—дросселя выходного фильтра. Точнее — от всего выходного фильтра. Отсутствие фильтра низких частот (ФНЧ) на выходе — не единственное достоинство технологии и схемотехники мостовых УМЗЧ класса D третьего поколения от Texas Instruments. Чтобы разобраться в этих усилителях, рассмотрим вкратце те особенности традиционных УМЗЧ класса D с мостовым выходом, на которые не всегда обращают внимание как производители микросхем, так и разработчики устройств на этих микросхемах.

Особенности традиционных УМЗЧ класса D с мостовым выходом

Основные принципы работы УМЗЧ класса D, а также УМЗЧ класса A, B и AB с мостовым выходом относительно подробно рассмотрены автором ранее [1–2]. Кратко повторим основные моменты. В режиме работы класса D происходит преобразование входного сигнала в импульсы прямоугольной формы одинаковой амплитуды, длительность которых пропорциональна мгновенной амплитуде сигнала в каждый заданный момент времени (ШИМ — широтно-импульсная модуляция). Активные элементы выходного каскада при этом работают в ключевом режиме и имеют два состояния. Транзистор заперт или открыт до насыщения. Усилители класса D имеют большой КПД, так как основные потери энергии на выходных мощных ключах происходят только в момент переключения, при насыщении потери энергии минимальны и будут тем меньше, чем меньше сопротивление насыщенного ключа. Обычные усилители класса D имеют КПД более 90% и достаточно большой коэффициент нелинейных искажений (около 10%), но применение новых технологий (ноу-хау производителей) позволяет снизить коэффициент нелинейных искажений до долей процента. УМЗЧ класса D содержит генератор пилообразного напряжения, частота которого лежит значительно выше звукового диапазона, и широтно-импульсный модулятор (ШИМ). ШИМ преобразует «пилу» от генератора в прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от мгновенного значения напряжения НЧ-сигнала (сигнала звука). Эти импульсы управляют двухтактными выходными ключами, которые нагружены на громкоговоритель через ФНЧ. ФНЧ пропускает на громкоговоритель звуковую составляющую выходного сигнала и подавляет импульсные составляющие, имеющие более высокие частоты [1–2].

УМЗЧ с мостовым выходом имеет два одинаковых комплементарных или квазикомплементарных выходных усилителя (канала), которые работают в противофазе. Нагрузка (громкоговоритель) включается между выходами этих каналов [1–2].

Упрощенная схема традиционного УМЗЧ класса D с мостовым выходом показана на рис. 1.

Упрощенная схема традиционного УМЗЧ класса D с мостовым выходом (Рис. 1)

Рис. 1. Упрощенная схема традиционного УМЗЧ класса D с мостовым выходом

Этот УМЗЧ состоит из генератора пилообразного напряжения, каскада ШИМ и двух одинаковых инвертирующих усилителей (каналы 1 и 2). На выходах каждого из каналов перед громкоговорителем установлены ФНЧ: L1, C5 и L2, C6. Конденсаторы C1–C4 — разделительные. R1, R2 — делитель напряжения сигнала на входе канала 2.

Рассмотрим работу этого УМЗЧ в режиме покоя, то есть при отсутствии сигнала на входе.

Это именно тот режим, которому уделено мало внимания в различной радиотехнической литературе и технической документации.

Эпюры напряжений в некоторых узловых точках и выходного тока этой схемы в режиме покоя изображены на рис. 2.

Эпюры напряжений и выходного тока традиционного УМЗЧ класса D с мостовым выходом в режиме покоя (Рис. 2)

Рис. 2. Эпюры напряжений и выходного тока традиционного УМЗЧ класса D с мостовым выходом в режиме покоя

Пилообразное напряжение от генератора поступает на ШИМ, где преобразуется в симметричные прямоугольные импульсы, так как на схему в режиме покоя не подан НЧ-сигнал звука. На выходах OUTN (е) и OUTР (г) эти импульсы будут противофазны (см. рис. 2) и будут иметь размах, близкий к напряжению питания (в данном примере 5 В). Между этими выходами размах сигнала увеличится вдвое (от –5 до +5 В). Это приводит к тому, что через ФНЧ и частично через громкоговоритель в режиме покоя будет протекать заметный высокочастотный ток. Он будет иметь пилообразную форму, так как в ФНЧ происходит интегрирование сигнала. Некоторые потери энергии в режиме покоя неизбежны.

Ноу-хау компании Texas Instruments позволяют не только уменьшить эти потери, но и отказаться от самого ФНЧ, установив вместо него шунтирующий нагрузку по ВЧ конденсатор небольшой емкости.

Основные принципы работы УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ

Упрощенная схема этого УМЗЧ показана на рис. 3. Он также содержит два выходных усилителя (канала), НЧ-сигналы на выходах которых имеют одинаковый размах, но противоположные фазы.

Упрощенная схема УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ (Рис. 3)

Рис. 3. Упрощенная схема УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ

В каждом канале имеется свой ШИМ. Причем прямоугольные сигналы в режиме покоя на выходе схемы вовсе не противофазны, как в предыдущей схеме, а синфазны или имеют небольшой фазовый сдвиг (см. рис. 4).

Эпюры напряжений и выходного тока УМЗЧ класса D с мостовым выходом без фильтра в режиме покоя (вверху) и при положительном мгновенном значении НЧ-сигнала (внизу) (Рис. 4)

Рис. 4. Эпюры напряжений и выходного тока УМЗЧ класса D с мостовым выходом без фильтра в режиме покоя (вверху) и при положительном мгновенном значении НЧ-сигнала (внизу)

Это достигается с помощью инвертора (рис. 3) с коэффициентом усиления по напряжению равным 1 (KU = 1). В результате на громкоговоритель в режиме покоя в худшем случае поступают противофазные симметричные импульсы малой длительности (рис. 4). Для их сглаживания используется небольшая емкость и индуктивность громкоговорителя. Сравнив рис. 4 и рис. 2, легко заметить, что ток нагрузки в режиме покоя заметно ниже в схеме рис. 3, чем в схеме рис. 1. В режиме усиления входного НЧ-сигнала звука ШИМы работают в противофазе, то есть если длительность импульсов на выходе одного ШИМ увеличивается, то на выходе другого— уменьшается, и наоборот (рис. 4). Это приводит к асимметрии импульсов, прикладываемых к нагрузке, а значит, к появлению в токе громкоговорителя составляющей, величина которой зависит от разности длительности импульсов ШИМ 1 и ШИМ2. Эта составляющая меняется по закону входного НЧ-сигнала звука и будет преобразовываться громкоговорителем в акустические колебания.

Обзор микросхем УМЗЧ класса D фирмы Texas Instruments

Корпорация Texas Instruments производит множество микросхем для УМЗЧ класса D. До сих пор в изделиях и в продаже можно встретить микросхемы первого поколения, такие как TL1451, TL1453 и другие, которые были разработаны еще в начале 80-х годов. Но на много интереснее более поздние микросхемы УМЗЧ класса D. В одном из последних релизов представлено 19 таких микросхем. Их основные параметры и характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры микросхем УМЗЧ класса D фирмы Texas Instruments

Рассмотрим подробнее две микросхемы УМЗЧ класса D из этой таблицы, одна из которых — монофонический усилитель, а другая — стереофонический.

Микросхема TPA2000D1 фирмы Texas Instruments

Микросхема TPA2000D1 фирмы Texas Instruments представляет собой монофонический УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ и плавным (без щелчка) включением и выключением. Микросхема способна развивать мощность 2 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом и нелинейных искажениях менее 1%. Диапазон рабочих температур составляет –40…+85 °C. Коэффициент усиления микросхемы можно устанавливать равным 6 дБ (2 раза), 12 дБ (4 раза), 18 дБ (8 раз) и 23,5 дБ (15 раз), задавая логические уровни на входах установки усиления GAIN0 и GAIN1. Она питается от одиночного источника питания +2,7…+5,5 В. Микросхема УМЗЧ TPA2000D1 изготавливается в одном из двух корпусов для поверхностного монтажа: TSSOP с 16 выводами (TPA2000D1PW) или MicroStar Junior BGA с 48 выводами (TPA2000D1GQC). Эти корпуса в фирменной документации называют и обозначают по-разному. Так, первый из них может обозначаться как 16TSSOP, PW или R-PDSO-G16, а второй — 48VFBGA, GQC или S-PBGA-N48.

Корпус 16TSSOP достаточно распространен. Поэтому его внешний вид и расположение выводов мы не приводим. Его размеры 5×4,5мм (без выводов). Он имеет двустороннее расположение выводов с шагом 0,65 мм. Корпус 48VFBGA (рис. 5) встречается заметно реже. Он имеет 48 выводов каплеобразной формы, которые расположены снизу корпуса в виде матрицы 7×7 с шагом 0,5 мм. Вывод С3 отсутствует. Размер корпуса 4×4 мм.

Размеры и расположение выводов корпуса 48VFBGA (MicroStar Junior BGA) (Рис. 5)

Рис. 5. Размеры и расположение выводов корпуса 48VFBGA (MicroStar Junior BGA)

Функциональная схема TPA2000D1 показана на рис. 6, а назначение выводов микросхемы сведено в таблицу 2. В таблице 3 показана зависимость коэффициента усиления и входного сопротивления микросхемы TPA2000D1 от логических уровней на входах GAIN0 и GAIN1.

Функциональная схема микросхемы TPA2000D1 (Рис. 6)

Рис. 6. Функциональная схема микросхемы TPA2000D1

Таблица 2. Назначение выводов микросхемы TPA2000D1 фирмы Texas Instruments в разных корпусах

Таблица 3. Зависимость коэффициента усиления и входного сопротивления микросхемы TPA2000D1 от логических уровней на входах GAIN0 и GAIN1

Из рис. 6 и таблицы 2 видно, что в микросхема TPA2000D1 имеет дифференциальный вход, мостовой выход и вход SHUTDOWN. При подаче низкого потенциала на вход SHUTDOWN выходные каскады обоих каналов плавно запираются, и потребление микросхемы значительно снижается. При высоком уровне управляющего напряжения на этом выводе схема запуска и защиты (Start-Up Protection Logic) поддерживает микросхему во включенном состояниии отключает ее только при перегрузке.

Типовая схема включения микросхемы TPA2000D1 показана на рис. 7.

Типовое включение микросхемы TPA2000D1 (Рис. 7)

Рис. 7. Типовое включение микросхемы TPA2000D1

Конденсаторы C4, C5, C6, C8 блокируют источник питания по переменной составляющей тока микросхемы. Конденсаторы C2, C3 — разделительные, а C7 блокирует неинвертирующие входы обоих каналов усиления напряжения, создавая заземленную среднюю точку. R1, C1 — времязадающая цепь генератора пилообразного напряжения (Ramp Generator). Для обеспечения устойчивой работы ШИМ и всей схемы частота этого генератора должна быть в пределах 200–300 кГц. Эту частоту можно посчитать по формуле: fs = 6,6/R1×C1.

Указанные на схеме рис. 7 номиналы R1 и C1 обеспечивают рабочую частоту 250 кГц. Резистор времязадающей цепи должен иметь допуск не более 10%, а конденсатор — 5%.

Особенности микросхемы УМЗЧ TPA2012D2 фирмы Texas Instruments

Микросхема TPA2012D2 фирмы Texas Instruments представляет собой стереофонический УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ и плавным (без щелчка) включением и выключением. Она имеет дифференциальные входы и раздельные входы плавного выключения (SHUTDOWN) для каждого из стереоканалов, а также общий генератор пилообразного напряжения без внешних времязадающих цепей. Условно можно говорить, что УМЗЧ TPA2012D2 — это два усовершенствованных УМЗЧ TPA2000D1 в одном корпусе. Это видно из функциональной схемы микросхемы TPA2012D2 (рис. 8).

Функциональная схема микросхемы TPA2012D2 фирмы Texas Instruments (Рис. 8)

Рис. 8. Функциональная схема микросхемы TPA2012D2 фирмы Texas Instruments

Напряжение питания микросхемы 2,5–5,5 В. При напряжении питания 5 В на нагрузке 4 Ом она обеспечивает выходную мощность до 2,1 Вт, а на нагрузке 8 Ом — 1,4 Вт в каждом канале. При питании от источника 3,6 В и нагрузке 8 Ом — 720 мВт в каждом канале.

Микросхема изготавливается в корпусе QFN размером 4×4 мм, который имеет 20 выводов (рис. 10). Кроме того, планируется «упаковка» микросхем в корпус WCSP еще меньших размеров (2×2 мм), с 16 каплеобразными выводами. Назначение выводов микросхемы TPA2012D2 в обоих корпусах сведено в таблицу 4.

Типовое включение микросхемы TPA2012D2 (Рис. 9)

Рис. 9. Типовое включение микросхемы TPA2012D2

Расположение выводов корпуса 20QFN (Рис. 10)

Рис. 10. Расположение выводов корпуса 20QFN

Таблица 4. Назначение выводов микросхемы TPA2012D2 фирмы Texas Instruments в разных корпусах

Литература

  1. Безверхний И. Микросхемы УМЗЧ для переносных компьютеров и игрушек // Компоненты и технологии. 2005. № 1.
  2. Безверхний И. Современные микросхемы для УМЗЧ класса D фирмы MPS // Современная электроника. 2004. № 1.
  3. www.ti.com.
  4. 2 W filterless mono class-D audio power amplifier. Texas Instruments.
  5. 2.1 W/ch stereo filter-free class-D audio power amplifier. Texas Instruments.

Библиотека — Академики — Атланта Метро Колледж

Академический советник

Академический консультант — это преподаватель, который направляет и консультирует студентов по таким вопросам, как выбор специальности, разработка плана получения степени и выбор курсов. Каждому студенту назначается научный руководитель.

Каталог AMSC

Каталог AMSC содержит информацию об академических программах (список программ обучения, курсов и факультативов и т. Д.). , политиках (посещаемость, отчисление, тестирование и т. Д.), и процедурах (удаление и добавление курсов, подача заявок на финансовые помощь, получение жилья по инвалидности)

Класс нагрузки

Нормальная нагрузка в классе составляет от 12 до 18 кредитных часов академической работы в семестр.Однако для того, чтобы завершить 60 часов основной учебной программы за два года, студенты должны записаться как минимум на 15 кредитных часов в семестр.

Выписка из колледжа

Выписка из колледжа — это история академического опыта студента, включая курсы, пройденные или переведенные из других учреждений

Совокупный средний балл

совокупных средних баллов (GPA) относится к общему среднему баллу GPA, который включает деление количества баллов качества, полученных на всех курсах, на общих зачетных часов на всех курсах с оценкой «A», «B». «,» C «,» D «,» F «или» WF «были получены.

Кредитных часов

Кредитные часы — это количество часов, в течение которых студенту предоставляется кредит за завершение курса. Кредитные часы связаны с количеством часов в неделю, которые он запланировал на курс (например, Теория музыки — 3 кредитных часа, Расчет II — 4 кредитных часа)

План степени

План получения степени — это список курсов, которые вы должны пройти при завершении вашей специальности, чтобы получить степень в Atlanta Metropolitan State College.

Заведующий отделом

AMSC имеет пять академических отделов, которые контролируются и возглавляются председателем отделения. Академические подразделения: бизнес, гуманитарные науки и изобразительное искусство, поддержка обучения, естественные науки и математика, а также социальные науки.

Хорошая успеваемость

Хорошая академическая успеваемость — это совокупный средний балл, который отражает приемлемый академический прогресс для количества кредитных часов, которые вы пытались использовать.Студенты, не имеющие хорошей репутации в течение трех семестров, отстраняются от занятий на один семестр.

Средний балл (GPA)

Средний балл (GPA) — это сумма полученных баллов за качество (A = 4, B = 3, C = 2, D = 1, F = 0), разделенных на количество часов, потраченных на курсы, взятые в течение семестра.

Учебный курс

Учебный курс относится к серии курсов в академическом подразделении, связанных с определенной областью обучения, такой как: гуманитарные науки и изобразительные искусства: английский, музыка и т. Д .; Социальные науки: криминология, психология, социальная работа и др.См. Каталог AMSC для других курсов обучения

Предварительные требования

Обязательным условием является курс, который должен быть успешно завершен до зачисления на другой курс (предварительные условия см. В каталоге AMSC).

Испытание Регентов

The Regents ‘Test оценивает уровень навыков чтения и письма всех студентов, обучающихся по программам перевода на бакалавриат, ведущим к получению степени бакалавра в университетских учреждениях Джорджии.

Программа

Учебная программа — это краткое изложение информации, относящейся к курсу, которую проводит инструктор. Выдается студентам в начале семестра. Он предоставляет такую ​​информацию, как название учебников, требуемые проекты, обязательные материалы для чтения и исследования, расписание экзаменов и другую информацию о курсе.

Простой умзч на 3-х полевых транзисторах. Предварительный усилитель на полевых транзисторах

Давным-давно, два года назад, купил старую советскую колонку 35ГД-1.Несмотря на изначально плохое состояние, я отреставрировал его, покрасил в красивый синий цвет и даже сделал для него фанерный ящик. Большой бокс с двумя фазоинверторами значительно улучшил его акустические качества. Осталось только хороший усилитель, который будет прокачивать эту колонку. Я решил сделать иначе, чем большинство людей — купить готовый усилитель D-класса из Китая и установить его. Я решил сделать усилитель сам, а не какой-нибудь общепринятый на микросхеме TDA7294, да и вообще не на микросхеме, и даже не легендарный Lanzar, а очень редкий усилитель на полевых транзисторах.Да и в сети очень мало информации об усилителях на полевых работниках, поэтому стало интересно, что это такое и как звучит.

Сборка

Усилитель имеет 4 пары выходных транзисторов. 1 пара — 100 Вт выходной мощности, 2 пары — 200 Вт, 3 — 300 Вт и 4 соответственно 400 Вт. Мне пока не нужны все 400 Вт, но я решил поставить все 4 пары, чтобы распределить тепло и уменьшить мощность, рассеиваемую каждым транзистором.

Схема выглядит так:

На схеме подписаны именно те характеристики компонентов, которые установлены мной, схема проверена и работает исправно.Прикрепляю печатную плату. Доска Lay6.

Внимание! Все силовые дорожки необходимо покрыть толстым слоем припоя, так как по ним будет течь очень большой ток. Паяем аккуратно, без соплей, промываем флюс. Силовые транзисторы необходимо установить на радиатор. Преимущество такой конструкции в том, что транзисторы можно не изолировать от радиатора, а лепить все на одном. Согласитесь, это очень сильно экономит слюдяные теплопроводящие прокладки, ведь на 8 транзисторов ушло бы их 8 штук (удивительно, но факт)! Радиатор — это общий сток всех 8 транзисторов и аудиовыход усилителя, поэтому при установке в корпус не забудьте как-то изолировать его от корпуса.Несмотря на отсутствие необходимости установки слюдяных прокладок между фланцами транзисторов и радиатором, это место необходимо промазать термопастой.

Внимание! Лучше все проверить сразу перед установкой транзисторов на радиатор. Если прикрутить транзисторы к радиатору, а на плате будут какие-то сопли или непаянные контакты, будет неприятно снова откручивать транзисторы и испачкаться термопастой. Так что проверьте все сразу.

Биполярные транзисторы: T1 — BD139, T2 — BD140. Его тоже нужно прикрутить к радиатору. Они не сильно нагреваются, но все же греются. Их также не нужно изолировать от радиаторов.

Итак, приступаем непосредственно к сборке. Детали расположены на плате следующим образом:

Сейчас прилагаю фото разных каскадов сборки усилителя. Сначала вырежьте кусок печатной платы по размеру платы.

Затем накладываем изображение платы на текстолит и просверливаем отверстия под радиодетали.Шлифуем и обезжириваем. Берем перманентный маркер, запасаемся изрядным терпением и рисуем пути (ЛУТ делать не умею, поэтому мучаюсь).

Вооружаемся паяльником, берем флюс, припой и олово.

Смываем остатки флюса, берем мультиметр и вызываем короткое замыкание между дорожками там, где его не должно быть. Если все в норме, приступаем к установке деталей.
Возможные замены.
Сначала приложу список деталей:
C1 = 1u
C2, C3 = 820p
C4, C5 = 470u
C6, C7 = 1u
C8, C9 = 1000u
C10, C11 = 220n

D1, D2 = 15V
D3, D4 = 1N4148

OP1 = KR54UD1A

R1, R32 = 47k
R2 = 1k
R3 = 2k
R4 = 2k
R5 = 5k
R6, R7 = 33
R8, R8 R17 = 39
R18, R19 = 220
R20, R21 = 22k
R22, R23 = 2.7к
R24-R31 = 0,22

T1 = BD139
T2 = BD140
T3 = IRFP9240
T4 = IRFP240
T5 = IRFP9240
T6 = IRFP240
T7 = IRFP9240 =
T7 = IRFP9240 =
T7 = IRFP9240
T8

Первым делом замена операционного усилителя на любой другой, даже импортный, с такой же распиновкой. Конденсатор С3 нужен для подавления самовозбуждения усилителя. Можно поставить еще, что я и сделал позже.Любые стабилитроны на 15 В и мощностью 1 Вт. Резисторы R22, R23 можно установить исходя из расчета R = (Упит.-15) / Ист., Где Упит. — напряжение питания, Ист. — ток стабилизации стабилитрона. За усиление отвечают резисторы R2, R32. При этих номиналах она находится где-то между 30 — 33. Конденсаторы С8, С9 — емкости фильтра — можно выставлять от 560 до 2200 мкФ с напряжением не ниже Usup. * 1.2, чтобы не использовать их на пределе возможностей. Транзисторы Т1, Т2 — любая комплементарная пара средней мощности, с током 1 А, например наши КТ814-815, КТ816-817 или импортные BD136-135, BD138-137, 2SC4793-2SA1837.Источники резисторов R24-R31 можно выставить на 2 Вт, хотя и нежелательно, с сопротивлением от 0,1 до 0,33 Ом. Не рекомендуется менять кнопки включения, хотя можно также IRF640-IRF9640 или IRF630-IRF9630; это возможно для транзисторов с одинаковыми пропускаемыми токами, емкостями затвора и, конечно же, с таким же расположением контактов, хотя, если вы припаяете провода, это не имеет значения. Кажется, здесь больше нечего менять.

Первый запуск и настройка.

Первый запуск усилителя производится через контрольную лампу на разрыв сети 220 В.Обязательно закоротите вход на массу и не подключайте нагрузку. В момент включения лампа должна мигать и погаснуть, а также полностью погаснуть: спираль не должна светиться вообще. Включаем, держим секунд 20, потом выключаем. Проверяем, не нагревается ли что-нибудь (правда, если лампа не горит, вряд ли что-то нагревается). Если действительно ничего не нагревается, включите снова и измерьте постоянное напряжение на выходе: оно должно быть в пределах 50 — 70 мВ. У меня, например, 61.5 мВ. Если все в пределах нормы, подключаем нагрузку, подаем сигнал на вход и слушаем музыку. Не должно быть помех, постороннего шума и т. Д. Если ничего из этого нет, переходите к настройке.

Установить все очень просто. Необходимо только установить ток покоя выходных транзисторов вращением ползунка подстроечного резистора. Он должен составлять примерно 60 — 70 мА на каждый транзистор. Делается это так же, как и на Ланзаре. Ток покоя рассчитывается по формуле I = Upfall / R, где Upfall.Это падение напряжения на одном из резисторов R24 — R31, а R — сопротивление этого самого резистора. По этой формуле мы получаем падение напряжения на резисторе, необходимое для установки такого тока покоя. Упад. = I * R. Например, в моем случае это = 0,07 * 0,22 = где-то 15 мВ. На «теплом» усилителе выставлен ток покоя, то есть радиатор должен быть теплым, усилитель должен поработать несколько минут. Усилитель прогрелся, отключите нагрузку, замкните вход на общий, возьмите мультиметр и проведите описанную ранее операцию.

Характеристики и особенности:

Напряжение питания — 30-80 В
Рабочая температура — до 100-120 градусов.
Сопротивление нагрузки — 2-8 Ом
Мощность усилителя — 400 Вт / 4 Ом
SOI — 0,02-0,04% при мощности 350-380 Вт Усиление
— 30-33 Диапазон частот
— 5-100000 Гц

На последнем пункте стоит остановиться подробнее. Использование этого усилителя с зашумленными тембровыми блоками, такими как TDA1524, может привести к, казалось бы, неоправданному потреблению мощности усилителя.Фактически, этот усилитель воспроизводит частоты помех, которые не слышны нашим ушам. Может показаться, что это самовозбуждение, но скорее всего именно интерференция. Здесь стоит отличать неслышимые для уха помехи от реального самовозбуждения. Я сам столкнулся с этой проблемой. Изначально использовался в качестве предварительного усилителя, операционный усилитель TL071. Это очень хороший импортный высокочастотный операционный усилитель с малошумящим выходом на полевых транзисторах. Он может работать на частотах до 4 МГц — этого более чем достаточно для воспроизведения частот помех и для самовозбуждения.Что делать? Один хороший человек, большое ему спасибо, посоветовал заменить ОУ на другой, менее чувствительный и воспроизводящий меньший частотный диапазон, который просто не может работать на частоте самовозбуждения. Поэтому купил наш отечественный КР544УД1А, установил и … ничего не изменилось. Все это натолкнуло меня на мысль, что переменные резисторы тембрового блока издают шум. Двигатели с резисторами издают легкий «шуршащий» шум, который вызывает помехи. Я удалил тембровую блокировку, и шум исчез.Так что это не самовозбуждение. В этот усилитель нужно поставить малошумящий пассивный тембровый блок и транзисторный предусилитель, чтобы избежать описанного выше.


Это устройство позволяет подключать к звуковой карте вашего компьютера динамический микрофон, электрогитару и другие источники сигнала с высоким сопротивлением.Устройство не вносит частотных искажений в звуковой диапазон частот, а также искажений, связанных с нелинейностью усилительного устройства, поскольку оно построено по схеме истокового повторителя.

Другими словами, если вы хоть немного заботитесь о качестве записываемого звука, у вас хорошая звуковая карта и дорогой микрофон, то это устройство — то, что вам нужно.

Немного о схеме. Устройство начинает работать, если в разъем J1 вставить моно-джек, или, по-научному, 6.Штекер 35 мм (1/4 дюйма). При этом через гнездо минусовой контакт силового аккумулятора замыкается на минус питания и устройство начинает работать. Также вторым контактом этой вилки входной сигнал поступает на резистор R1, что обеспечивает высокое входное сопротивление устройства. Конденсатор C2 выполняет частотную коррекцию, отсекая частоты выше звукового диапазона. Резисторы R2-R4 обеспечивают необходимое смещение на затворе полевого транзистора.


В этой конструкции используется полевой транзистор KP303 с индексом E.При использовании транзистора с другим индексом может потребоваться уменьшение номиналов резисторов R3 и R4. Резистор R5 является нагрузкой каскада усилителя, звуковой сигнал с него снимается конденсатором С5 и через резистор R7 поступает на вход звуковой карты компьютера.

Диод VD1 в схеме выполняет функцию защиты от дурака от случайного переполюсовки, так как конструктивные особенности разъема АКБ «Крона» не исключают такой возможности.Лучше использовать германиевый диод, так как падение напряжения на нем будет меньше. Но это совсем не критично, его можно заменить на любой маломощный кремниевый диод, например, КД521, КД522, 1N4148 и т.д.

Устройство собрано на плате из однослойной PCB размером 47х26мм. . Трассировка платы в программе Dip Trace будет показана ниже. Но можно обойтись и без платы, а собрать все на универсальной плате (та, что с кучей отверстий) такого же размера.


Корпус устройства выполнен из однослойной печатной платы для полного экранирования усилителя.

Размеры его частей следующие:
— боковые стенки 60х50 мм — 2 шт.
— передняя стенка 50х30 мм — 1 шт.
— задняя стенка 46х30 мм — 1 шт. Размер 46 мм не критичен, он может варьироваться от 50 мм до 35 мм. Все зависит от того, как вы хотите установить аккумулятор.
— нижняя и промежуточные стенки 55×30 мм

Стенки корпуса спаяны припоем.Фольга на всех стенках должна быть внутри корпуса. Старайтесь не перегревать печатную плату, так как фольга может легко отслоиться.

Первым делом спаиваются все стенки, кроме тыльной. Затем просверливаются отверстия для разъема jack диаметром 10 мм, отверстие для проводов питания диаметром около 3 мм и столько же в задней стенке для экранированного провода с миниджеком.

Также в месте крепления задней стенки припаивается скоба из толстой медной проволоки, в которую будет вставляться низ задней стенки.

После этого нужно будет приклеить коннектор для «Корона». Кстати, можно взять из уже израсходованной короны, как всегда делаю. Этот разъем приклеен горячим клеем к тыльной стороне передней стенки. Важно, чтобы ни один из контактов разъема не касался фольги корпуса.


После этого к цепи припаиваются провода питания и третий провод, соединяющий фольгу корпуса и «массу» цепи. Также припаивается экранированный выходной провод, схема устанавливается в корпус и задняя стенка уплотняется сверху по бокам.

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по теме «УНЧ на полевых транзисторах» на сайте по радиоэлектронике и радиолюбительским сайтам.

Что такое «УНЧ на полевых транзисторах» и где он применяется, принципиальные схемы самодельных устройств, относящихся к термину «УНЧ на полевых транзисторах».

Приведена электронная принципиальная схема простого качественного усилителя мощности НЧ мощностью 20 Вт, полностью выполненного на транзисторах, на выходе — полевых транзисторах КП904.Схема простого и мощного усилителя низкой частоты с выходным каскадом на полевых транзисторах КП912. Максимальная выходная мощность 65 Вт. Приведена принципиальная схема широкополосного АЧ усилителя мощности (УМЗЧ), выполненного по симметричной схеме на полевых транзисторах КП904. В радиолюбительской практике широкое распространение получил усилитель мощности ВЧ (УМЗЧ), выполненный по симметричной схеме. Комплементарные биполярные транзисторы его входного каскада подключаются по схеме двухтактного дифференциального усилителя, а следующего — по схеме… Принципиальная схема усилителя мощности с МОП-транзисторами в выходном каскаде, мощность около 12Вт. Схема представлена ​​на следующем рисунке. Его основные технические характеристики … Усилитель мощности звука класса AB, описанный в этой статье, использует пару дополнительных полевых МОП-транзисторов в выходном каскаде. Эта особенность дает возможность повысить производительность по сравнению с эквивалентным выходным каскадом на биполярном … Построение усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на полевых транзисторах привлекает разработчиков возможностью достижения «ламповой» мягкости звука (ток — вольт-фарадные характеристики полевых транзисторов очень похожи на характеристики электронных ламп)… Карел Бартон построил свой High-End УМЗЧ на полевых транзисторах с гексагональной структурой (HEXFET от International Rectifier). Входные каскады выполнены на дискретных биполярных транзисторах по симметричной дифференциальной каскодной схеме … «Полевой» УМЗЧ Эндре Пирета заметно прост, но при этом соответствует стандартам качественного воспроизведения звука. Входной каскад изначально решался (без обычных дифференциальных усилителей) — это двухтактный комплементарный каскад … Мощный УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А, выдающий 32 Вт на 8-омной нагрузке с удивительно высокой реальный КПД 45% Ричард Барфут обращает внимание на то, что в обычном резистивном усилителе каскад с ОЭ и блокирующим конденсатором теоретически… Схема УМЗЧ разработана Мэттом Такером. Первый дифференциальный каскад выполнен на биполярных транзисторах Q1Q5 по типовой схеме с токовым зеркалом Q7Q8 в нагрузке, а каскад усиления напряжения основан на Q9Q13 с ОЭ и нагрузкой на генераторе тока Q6Q2. .. Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рисунке (замененные элементы указаны в скобках). Этот дизайн является усовершенствованной версией. Принципиальная схема УМЗЧ на MOSFET транзисторах (200Вт). Все основные части усилителя — трансформатор, радиаторы… Несколько принципиальных схем качественного УМЗЧ на полевых транзисторах, привлекающих своей простотой и техническими характеристиками. Использование полевых транзисторов в усилителе мощности может значительно улучшить качество звука при общем упрощении схемы …
Старый, но золотой

Схема усилителя уже прошла спираль в своем развитии, и теперь мы свидетелями «лампового возрождения». По законам диалектики, которые так упорно вбивались в нас, должен последовать «транзисторный ренессанс».Сам факт этого неизбежен, ведь лампы при всей своей красоте очень неудобны. Даже дома. Но транзисторные усилители накопили свои недостатки …
Причину «транзисторного» звука объяснили еще в середине 70-х — глубокая обратная связь. Это создает сразу две проблемы. Первый — это переходные интермодуляционные искажения (искажения TIM) в самом усилителе, вызванные задержкой сигнала в контуре обратной связи. Бороться с этим можно только одним способом — увеличив быстродействие и коэффициент усиления исходного усилителя (без обратной связи), что чревато серьезным усложнением схемы.Результат сложно предсказать: будет он или нет.
Вторая проблема заключается в том, что глубокая обратная связь значительно снижает выходное сопротивление усилителя. А это для большинства громкоговорителей чревато появлением тех самых интермодуляционных искажений непосредственно в динамических головках. Причина в том, что когда катушка перемещается в зазоре магнитной системы, ее индуктивность значительно изменяется, поэтому изменяется и сопротивление головки. При низком выходном сопротивлении усилителя это приводит к дополнительным изменениям тока через катушку, что генерирует неприятные обертоны, ошибочно принимаемые за искажения усилителя.Этим также можно объяснить тот парадоксальный факт, что при произвольном выборе динамиков и усилителей один набор «звучит», а другой «не звучит».

секрет лампового звука =
высокое выходное сопротивление усилителя
+ неглубокая обратная связь
.
Однако аналогичных результатов можно добиться с помощью транзисторных усилителей. Все приведенные ниже схемы объединяет одно — нетрадиционная, ныне забытая «асимметричная» и «неправильная» схемотехника.Однако так ли она плоха, как ее представляют? Например, фазоинвертор с трансформатором — это настоящий Hi-End! (Рис. 1) А фазоинвертор с разделенной нагрузкой (Рис. 2) позаимствован из ламповой схемы …
рис. 1


рис. 2


рис. 3

Эти схемы сейчас незаслуженно забыты. Но тщетно. На их основе, используя современную элементную базу, можно создавать простые усилители с очень высоким качеством звука. В любом случае то, что мне довелось собрать и послушать, звучало достойно — мягко и «вкусно».Глубина обратной связи во всех цепях невелика, есть локальный ООС, а выходное сопротивление значительное. Также нет общего OOS для постоянного тока.

Однако указанные схемы работают в классе B , поэтому для них характерны «переключающие» искажения. Для их устранения необходимо выходной каскад эксплуатировать в «чистом» классе A … И такая схема тоже появилась. Автор схемы — Дж. Л. Линсли Худ. Первые упоминания в отечественных источниках относятся ко второй половине 70-х годов.


рис. 4

Главный недостаток усилителей класса А , ограничивающий область их применения, — большой ток покоя. Однако есть еще один способ устранения коммутационных искажений — использование германиевых транзисторов. Их преимущество — низкие искажения в режиме B . (Когда-нибудь напишу сагу, посвященную Германии.) Другой вопрос, что эти транзисторы сейчас найти непросто, да и выбор ограничен.При повторении следующих конструкций нужно помнить, что тепловое сопротивление германиевых транзисторов невелико, поэтому не нужно экономить на радиаторах для выходного каскада.

Несколько слов об ошибках установки:
Чтобы улучшить читаемость схем, рассмотрим усилитель мощности с двумя парами оконечных полевых транзисторов и источником питания ± 45 В.
В качестве первой ошибки попробуем «спаять» стабилитроны VD1 и VD2 с неправильной полярностью (правильное подключение показано на рисунке 11).Карта напряжений примет форму, показанную на Рисунке 12.

Рисунок 11 Распиновка стабилитронов BZX84C15 (однако распиновка на диодах такая же).


Рисунок 12 Схема напряжений усилителя мощности при неправильной установке стабилитронов VD1 и VD2.

Эти стабилитроны необходимы для формирования напряжения питания операционного усилителя и выбраны равными 15 В исключительно потому, что это напряжение оптимально для данного операционного усилителя. Усилитель также сохраняет свои характеристики без потери качества при использовании близких номиналов — 12 В, 13 В, 18 В (но не более 18 В).В случае неправильной установки вместо предписанного напряжения питания ОУ получает только падение напряжения на n-p переходе стабилитронов. Ток покоя регулируется нормально, на выходе усилителя присутствует небольшое постоянное напряжение, выходной сигнал отсутствует.
Также возможна неправильная установка диодов VD3 и VD4. В этом случае ток покоя ограничивается только номиналами резисторов R5, R6 и может достигать критического значения.На выходе усилителя будет сигнал, но довольно быстрый нагрев оконечных транзисторов обязательно приведет к их перегреву и выходу усилителя. Карта напряжения и тока для этой ошибки показана на рисунках 13 и 14.


Рисунок 13 Карта напряжений усилителя при неправильной установке термостабилизирующих диодов.


Рисунок 14 Токовая карта усилителя при неправильной установке термостабилизирующих диодов.

Следующей популярной ошибкой подключения может быть неправильная разводка транзисторов (драйверов) предпоследнего каскада.Карта напряжений усилителя в этом случае принимает вид, показанный на рисунке 15. В этом случае оконечные транзисторы полностью закрыты и на выходе усилителя нет звука, а уровень постоянного напряжения максимально приближен к нулю.


Рисунок 15 Карта напряжений при неправильной установке транзисторов задающего каскада.

Далее самая опасная ошибка в том, что транзисторы каскада драйвера перепутаны местами, а также перепутана распиновка, в результате чего привязка к выводам транзисторов VT1 и VT2 правильная и они работают в режим эмиттерных повторителей.При этом ток через оконечный каскад зависит от положения ползунка подстроечного резистора и может составлять от 10 до 15 А, что в любом случае вызовет перегрузку блока питания и быстрый нагрев оконечных транзисторов. На рисунке 16 показаны токи в среднем положении триммера.


Рисунок 16 Карта токов при неправильной установке транзисторов драйверного каскада, распиновка тоже перепуталась.

Вряд ли удастся перепаять выходы оконечных полевых транзисторов IRFP240 — IRFP9240 «наоборот», но менять местами получается довольно часто.При этом установленные в транзисторы диоды получаются в сложной ситуации — приложенное к ним напряжение имеет полярность, соответствующую их минимальному сопротивлению, что вызывает максимальное потребление от блока питания и насколько быстро они перегорают, зависит больше от удачи, чем от законы физики. Фейерверк
на плате может случиться еще по одной причине — стабилитроны мощностью 1,3 Вт продаются в таком же корпусе, что и диоды 1N4007, поэтому перед установкой стабилитронов в плату, если они в черном корпусе, следует взять присмотритесь к надписям на корпусе.При установке вместо стабилитронов напряжение питания операционного усилителя ограничивается только номиналами резисторов R3 и R4 и потребляемым током самого операционного усилителя. В любом случае результирующее значение напряжения намного превышает максимальное напряжение питания для данного операционного усилителя, что приводит к его выходу из строя, иногда с удалением части самого операционного усилителя, и тогда может появиться постоянное напряжение. на его выходе близкое к напряжению питания усилителя, что повлечет за собой появление постоянного напряжения на выходе самого усилителя мощности.Как правило, заключительный этап в этом случае остается в рабочем состоянии.
И напоследок несколько слов о номиналах резисторов R3 и R4, которые зависят от напряжения питания усилителя. 2,7 кОм — самый универсальный, однако при питании усилителя напряжением ± 80 В (только для нагрузки 8 Ом) эти резисторы будут рассеивать около 1,5 Вт, поэтому его необходимо заменить на резистор 5,6 кОм или 6,2 кОм. , что снизит тепловую мощность до 0,7 Вт.


ЭК Б БД135; BD137


З И С IRF240 — IRF9240

Усилитель заслуженно нашел своих поклонников и начал обзаводиться новыми версиями.В первую очередь была изменена схема формирования напряжения смещения первого транзисторного каскада. Кроме того, в схему была введена защита от перегрузки.
В результате доработок принципиальная схема усилителя мощности с полевыми транзисторами на выходе приняла следующий вид:


УВЕЛИЧЕНИЕ

Варианты печатной платы показаны в графическом формате (необходимо масштабировать)

Внешний вид получившейся модификации усилителя мощности показан на фотографиях ниже:

Осталось плеснуть ложку дегтя в эту бочку меда…
Дело в том, что используемые в усилителе полевые транзисторы IRFP240 и IRFP9240 были сняты с производства разработчиком International Rectifier (IR), который уделил больше внимания качеству продукции. Основная проблема этих транзисторов заключается в том, что они были разработаны для использования в источниках питания, но оказались вполне пригодными для оборудования звукоусиления. Повышенное внимание к качеству производимых компонентов со стороны International Rectifier позволило без подбора транзисторов подключить несколько транзисторов параллельно, не беспокоясь о различиях в характеристиках транзисторов — разброс не увеличился. превышают 2%, что вполне допустимо.
Сегодня транзисторы IRFP240 и IRFP9240 производит компания Vishay Siliconix, которая не так чувствительна к выпускаемой продукции и параметры транзисторов стали подходящими только для блоков питания — распространение «коробки усиления» транзисторов одной партии превышает 15%. Это исключает параллельное включение без предварительного выбора, а количество тестируемых транзисторов для выбора 4 равно нескольким десяткам экземпляров.
В связи с этим перед сборкой данного усилителя в первую очередь следует выяснить, какого производителя транзисторов вы можете приобрести.Если в ваших магазинах продается Vishay Siliconix, то от сборки этого усилителя мощности настоятельно рекомендуется отказаться — вы рискуете довольно много потратить и ничего не добиться.
Однако работа по разработке «ВЕРСИИ 2» этого усилителя мощности и отсутствие достойных и недорогих полевых транзисторов для выходного каскада заставили меня немного задуматься о будущем этой схемотехники. В результате была смоделирована «ВЕРСИЯ 3», в которой используется биполярная пара от TOSHIBA — 2SA1943 — 2SC5200 вместо полевых транзисторов IRFP240 — IRFP9240 от Vishay Siliconix, которые до сих пор имеют вполне приличное качество.
Принципиальная схема новой версии усилителя вобрала в себя модификации «ВЕРСИИ 2» и претерпела изменения в выходном каскаде, что позволило отказаться от использования полевых транзисторов. Принципиальная схема показана ниже:


Принципиальная схема с использованием полевых транзисторов в качестве повторителей УВЕЛИЧИТЬ

В этой версии сохранились полевые транзисторы, но они используются в качестве повторителей напряжения, что существенно разряжает драйверный каскад.В систему защиты было введено небольшое положительное соединение, чтобы избежать возбуждения усилителя мощности на пределе срабатывания защиты.
Печатная плата находится в процессе разработки, предварительные результаты реальных измерений и работоспособная печатная плата появятся в конце ноября, но пока мы можем предложить график измерения THD, полученный с помощью MICROCAP. Вы можете узнать больше об этой программе.


рис. 5
На этой схеме показан интересный симбиоз германиевых транзисторов с полевым транзистором. Качество звука, несмотря на более чем скромные характеристики, очень хорошее. Чтобы освежить впечатления четверть века назад, я не поленился собрать конструкцию по образцу, немного модернизировав его под современные номиналы деталей.Транзистор МП37 можно заменить кремниевым КТ315, так как при его установке все равно придется подбирать сопротивление резистора R1. При работе с нагрузкой 8 Ом мощность увеличится примерно до 3,5 Вт, емкость конденсатора С3 придется увеличить до 1000 мкФ. А для работы с нагрузкой 4 Ом придется снизить напряжение питания до 15 вольт, чтобы не превысить максимальную мощность рассеивания транзисторов выходного каскада. Поскольку в целом обратная связь по постоянному току отсутствует, термической стабильности достаточно только для домашнего использования.
Следующие две схемы имеют интересную особенность. Транзисторы выходного каскада переменного тока соединены в общую схему эмиттера, поэтому для них требуется небольшое напряжение возбуждения. Традиционное повышение напряжения тоже не требуется. Однако для постоянного тока они подключаются по общей коллекторной цепи, поэтому для питания выходного каскада используется «плавающий» источник питания, не связанный с «землей». Поэтому для выходного каскада каждого канала необходимо использовать отдельный источник питания.В случае переключения преобразователей напряжения это не проблема. Источник питания для предварительных ступеней может быть общим. Цепи обратной связи для постоянного и переменного тока разделены, что в сочетании со схемой стабилизации тока покоя гарантирует высокую термическую стабильность при небольшой глубине обратной связи для переменного тока. Для каналов MF / HF это отличная схема.

рис. 6


рис. 7 Автор: А.И. Шихатов (сборник и комментарии) 1999-2000 гг.
Издатель: сборник «Конструкции и схемы для чтения с паяльником» М.Солон-Р, 2001, с.19-26.

  • Схемы 1,2,3,5 опубликованы в журнале «Радио».
  • Схема 4 заимствована из сборника
    В.А. Васильева «Зарубежные радиолюбительские конструкции» М.Радио и связь, 1982, стр.14 … 16
  • Схемы 6 и 7 заимствованы из сборника
    Я. Боздеха «Проектирование доп. устройства для магнитофонов »(перевод с чешского) М. Энергоиздат 1981, с.148,175
  • Подробно о механизме интермодуляционных искажений: Должен ли УМЗЧ иметь низкий выходной импеданс?
Оглавление
УМЗЧ на полевых транзисторах

Использование полевых транзисторов в усилителе мощности позволяет значительно улучшить качество звука при общем упрощении схемы.Передаточная характеристика полевых транзисторов близка к линейной или квадратичной, поэтому в спектре выходного сигнала практически отсутствуют четные гармоники, кроме того, наблюдается быстрое падение амплитуды высших гармоник (как в ламповых усилителях). Это дает возможность использовать неглубокую отрицательную обратную связь в усилителях на полевых транзисторах или полностью отказаться от нее. Покорив просторы «домашнего» Hi-Fi, полевые транзисторы начали атаку на автомобильную аудиосистему.Опубликованные схемы изначально предназначались для домашних систем, но, может быть, кто-то осмелится применить заложенные в них идеи в автомобиле …


рис. 1
Эта схема уже считается классической. В нем выходной каскад, работающий в режиме AB, выполнен на МОП-транзисторах, а предварительные каскады — на биполярных. Усилитель обеспечивает достаточно высокие характеристики, но для дальнейшего улучшения качества звука биполярные транзисторы следует полностью исключить из схемы (следующий рисунок).


рис. 2
После того, как все резервы улучшения качества звука исчерпаны, остается только одно — несимметричный выходной каскад в «чистом» классе А. Ток, потребляемый предварительными каскадами от источника более высокого напряжения в обоих этих а предыдущая схема минимальна.


рис. 3
Выходной каскад с трансформатором — полный аналог ламповых схем. Это на закуску … Встроенный источник тока CR039 устанавливает режим работы выходного каскада.


рис. 4
Однако широкополосный выходной трансформатор представляет собой довольно сложную в изготовлении сборку. Элегантное решение — источник тока в цепи стока — предлагает компания

.

Сделать усилитель Hi Fi. Ultimate High-End класса урч на транзисторах (80W). Как разместить задние динамики

Вот уже несколько десятилетий «QUAD-405» входит в число самых известных усилителей. высшее качество. С применением рожденных новинок его параметры многократно улучшались.Познакомимся с его модифицированной версией, в которой упор сделан на увеличение мощности.
Целью модификации было увеличение мощности «основной версии» «квадроцикла» вдвое, то есть до 200 Вт, при сохранении всех ее выходных параметров. Задача эта не из простых, так как влечет за собой, прежде всего, повышение питающего напряжения. Чтобы получить синусоидальную мощность 200 Вт на нагрузке 4 Ом, сигнал должен иметь диапазон 80 В (от пика к пику). Для этого уровня сигнала требуется напряжение питания примерно ± 50..55 В. Ситуация еще более усложняется в случае 8-омных акустических систем. Когда выходной диапазон необходимо довести до 115 В. Требуемое для него напряжение питания увеличивается до ± 60 … 65 В.
Из приведенных выше примеров видно, что увеличение емкости требует значительного усердия при решении как схемотехнических, так и технологических решений. проблемы. Правильный выбор транзисторов необходимо, но не является достаточным условием для правильного решения этой задачи.
Схема «QUAD-405/200» изображена на рис.1. Коэффициент усиления переменного напряжения Определяется в операционном усилителе 1с с отношением сопротивлений R6 и R3. Отрицательная обратная связь, из-за наличия конденсатора СЗ, начинает действовать выше частоты 1 Гц. По цепочке R5-R3 с выхода усилителя 100% отрицательная обратная связь осуществляется постоянным током. Поскольку относительно постоянный ток, усилитель имеет единственное усиление, которое происходит при смещении выхода (OFFSET), совпадающем с операционным усилителем напряжения смещения.

Усиление напряжения и работа усилителя класса «А» на транзисторе Т2 на высокой частоте определяется в основном элементами моста.Конденсатор С9 с этим усилителем образует быстродействующий интегратор, одновременно являясь одним из элементов моста. Следующий элемент моста — R37. Текущее управление выходным каскадом (дампером) осуществляется третьим элементом моста — индуктивностью L2. Четвертым элементом моста является эквивалентное сопротивление параллельной цепи резисторов R16-R17, которое с помощью R15 задает усиление каскада на Т2 по напряжению, способствуя очень хорошей линейности характеристик.
Тот же путь к T2, напряжение компенсирует компенсацию ошибок, возникающую из-за падения напряжения на L2 из-за выходного тока. Этот сигнал ошибки проходит через усилитель и появляется на выходе с той же амплитудой, но с противоположной фазой по сравнению с сигналом, возникающим на 12. После того, как в громкоговорителе происходит взаимное вычитание двух сигналов ошибки, небольшое рассогласование моста создает отличное выходной сигнал без искажений. . На работу системы влияют искажения усилителя класса «А», рассогласование моста, а также искажения операционного усилителя NE5534.
Ограничение частотного диапазона Сигнал, поступающий на T2, выдается интегрирующей цепью R11-C6. Это устанавливает верхний предел по ширине полосы частот полосы частот и является одним из простейших способов защиты от интермодуляционных искажений. О правильном сдвиге фаз усилителя на Т2. Непомо C9, «заботится» и о цепи C8-R14, и о конденсаторе X. Избыточный фазовый сдвиг, возникающий при включении выходного каскада, компенсируется цепочками L3-R33 и L1-R36.
Усилитель «QUA0-405 / 200» размещен на односторонней печатной плате, чертеж которой показан на рис. 2, а расположение элементов — на рис. 3. Установка деталей на плату начинается с резисторов (детали устанавливаются в порядке возрастания их высоты). Это позволяет избежать смещения разряженной части с места при повороте доски. Сопротивление резисторов рекомендуется измерять мелометром, а не определять по нанесенному на них цветовому коду. Мощные резисторы следует устанавливать на высоте нескольких миллиметров над платой, чтобы они лучше охлаждались.Дроссели индуктивности L1 … L3 содержат 22 витка обмоточного провода 01 мм, намотанного на оправку 013 мм (L1, L3) и 016 мм (L2).
Далее проводится операция, особенно влияющая на надежность усилителя: установка оконечных транзисторов. Мы думаем о следующем: при КПД 70% и синусоидальном сигнале требуется около 90 Вт тепловой мощности, чтобы мгновенная температура полупроводников не приближалась к критическому значению! В справочниках эта температура обычно указывается в пределах 120… 140 ° С. Добиться этого можно только установкой транзисторов Т7 … Т10 на радиатор с очень хорошей теплоотдачей (с теплопроводной пастой).
По окончании сборки еще раз внимательно осмотрите всю схему. С помощью омметра проверяем изоляцию между транзисторами и радиатором. Если все в порядке, можно делать первое включение. Не торопитесь, потому что в случае мощного усилителя невозможно однозначно определить, как он будет себя вести, когда установка рабочей точки еще не известна.Соблюдая осторожность, можно избежать так называемого «эффекта дыма». Для этого мы включаем амперметры в положительную и отрицательную цепочки поставок. Необходимо тем или иным способом ограничить максимальный ток блока питания, чтобы в случае короткого замыкания не случилось неприятностей.
В принципе возможны два случая. В первом из них оконечный каскад работает нормально, во втором «дымит» из-за какой-то неисправности. В первом случае потребляемый ток около 100 мА.Во втором случае есть какая-то аномалия, ток намного больше (ограничивается только внутренним сопротивлением нашего блока питания). В свете этого желательно иметь защиту с такой характеристикой, импедансом которой при малых токах можно было бы пренебречь, а при больших токах оно резко возрастало бы. Этой характеристикой обладает обычная лампа накаливания.
Включить в положительную и отрицательную ветви питания на лампе (последовательная цепочка ламп), напряжение которой не меньше питающего.Защитная способность лампы накаливания основана на том свойстве, что существует разница более чем на порядок между ее сопротивлением в холодном и горячем состоянии. Если усилитель исправен, ток покоя составляет около 100 мА. При таком токе лампа накаливания из-за небольшого «холодного» сопротивления приравнивается к короткому замыканию, как бы его не было. Другими словами, когда не горит, все в порядке. В противном случае, если пампа горит, это свидетельствует о большом токе и наличии какой-либо неисправности в системе.Однако катастрофы не произошло, и мала вероятность, что какая-либо деталь вышла из строя. Опыт показывает, что большой ток обычно возникает из-за неправильной установки резисторов, дефектов на плате, плохой пайки, высокочастотного самовозбуждения и, что гораздо реже, из-за неисправных деталей.
Если есть лампа, то расположение упрощается, так как схема может оставаться включенной более длительное время. За это время бракованный предмет хорошо нагревается, и его легко обнаружить на ощупь. Если это не поможет, вам потребуются измерения с помощью инструментов.Такой способ защиты с помощью лампы накаливания успешно применим к любому усилителю.
Итак, подключите напряжение питания к соответствующим контактам. Его значение не критично: ± 45 … 55 В. Смотрим на лампы; Если они не горят, проверьте амперметры тока в обеих ветвях напряжения питания, а затем напряжение на выходе усилителя. Должно быть около 0 В. TK ниже 100 мА, а наличие нуля в средней точке указывает на то, что рабочая точка постоянного тока установлена ​​правильно и может быть выполнено динамическое управление.Из предосторожности лампу накаливания при слабом сигнале можно оставить. Следует учитывать, что они ограничивают выходную мощность, и в зависимости от величины сигнала мигают и «садятся» мощности, так как в случае неисправности, поэтому при большом сигнале не используются.

Управляйте передачей сигнала без нагрузки с помощью генератора звуковой частоты и осциллографа. Если после включения усилителя без сигнала и нагрузки загорится какая-либо лампа, немедленно отключите питание и займитесь систематическим поиском ошибок.К сожалению, здесь невозможно дать точный рецепт, так как любая ошибка может сказаться на еде. Ждем усилитель, уделяя повышенное внимание дорожкам платы (наличие разрывов, замыканий и т. Д.), Припаянным (замыкание соседних точек, «немерзкое»). полярность установленных диодов, конденсаторов и т. д.
Такой усилитель целесообразно дополнить соответствующей схемой защиты — «бесшумный от детонации». В первую очередь, это защищает акустическую систему от скачков напряжения, возникающих при выключении и включении усилителя, а также появления на выходе постоянного напряжения при возможной неисправности.При доработке перед выходным усилителем необходимо включить любой предусилитель и регулятор тембра для регулировки уровня и тембра звука.
Питание усилителя целесообразно осуществлять от конструктивного соотношения блока питания (трансформатор-мост-конденсатор фильтра большой емкости). Для достижения выходной мощности 200 Вт с хорошим приближением требуется сетевой трансформатор не менее 300 Вт. Подключение усилителя к источнику питания может выполняться с помощью контактных соединений.Вход сигнала на плате выполнен в виде паяльной «заплатки», так как экранированный кабель целесообразнее припаять напрямую от предусилителя.

В предыдущем номере «Радиогаза» была опубликована статья «». Возможно, некоторым радиолюбителям повторить эту конструкцию будет несколько проблематично из-за использования в ней SMD элементов. Да и правильно припаять микросхему TPA6120. без специального оборудования и материалов тоже не из легких.

В данной статье мы представляем вам конструкцию усилителя для наушников, выполненную на элементах в «обычных» корпусах, что облегчает повторение радиолюбителями средней квалификации.Тем не менее, по параметрам этот усилитель ничуть не хуже конструкции из предыдущей статьи.

Компания National Semiconductor производит широкий спектр микросхем для звукового оборудования, включая топовые эпизоды. Чип LME49600. это усилитель (драйвер) тока и просто идеален для усилителя для наушников. Еще в паспорте National Semiconductor приводит пример усилителя для наушников, в основе которого лежит эта разработка. Операционный усилитель LME49720. От той же компании по своим параметрам отлично дополняет LME49600.

Схема

Принципиальная схема усилителя для наушников Представлена ​​на рисунке:

Увеличение клика

Так как оба канала идентичны, рассмотрим работу одного из них. Входной сигнал поступает через разъем K2 регулятора громкости P1. С двигателя потенциометра сигнал поступает на невинчивающийся вход операционного усилителя IC1A, который подключен к драйверу LME49600 IC3.Резисторы R5, R1, R2 образуют цепочку общей отрицательной обратной связи и определяют коэффициент увеличения схемы.

Так как наушники имеют разную чувствительность и сопротивление, для некоторых моделей усиления схемы может не хватить. Затем следует установить перемычку JP1, которая увеличит коэффициент усиления с двух до шести.

Разделительных конденсаторов на схеме нет, все каскады подключены по постоянному току. Поэтому для устранения постоянной составляющей на выходе (от помех и питания, колебаний мощности и других причин) к элементу IC1B добавлен интегратор.

Электролитические конденсаторы есть только в цепях питания и отсутствуют на пути прохождения сигнала. Это обеспечивает минимальные искажения и отсутствие фазовых сдвигов.

Измерения, проведенные на стенде, подтверждают отличные характеристики схемы. По результатам прослушивания усилитель показал отличное качество звука .

Блок-схема блока питания показана на рисунке:

.

Увеличение клика

Схема типовая и дополнительных пояснений не требует.Как и в предыдущей конструкции, благодаря использованию топовых микросхем с небольшой чувствительностью к качеству питающего напряжения блок питания был выполнен простым и дешевым, на типовых интегральных стабилизаторах напряжения.

Дизайн

Усилитель выполнен на двусторонней печатной плате размером 68 х 140 мм. (). Расположение элементов показано на рисунке:

.

Увеличение клика

Отрисовка сборов со стороны элементов:

Увеличение клика

Чертеж досок снизу:

Увеличение клика

На левой стороне PCB расположены входные цепи усилителя.В средней части расположены драйверы и выходной разъем. В отличие от микросхемы TPA6120 LME49600. У него лепесток радиатора на верхней стороне корпуса. Его необходимо припаять к прямоугольным многоугольникам на печатной плате. Сделать его даже обычным паяльником проблем не составит.

На правой грани элементы блока питания. Сетевой трансформатор находится вне печатной платы и крепится либо к корпусу, либо к отдельной плате.

Технические характеристики

  • Диапазон воспроизводимых частот: 0 — 100 кГц;
  • Искажения + шум
  • Рекомендуемое сопротивление нагрузки: от 16 до 300 Ом.

График искажения искажений от выходной мощности (при различных сопротивлениях нагрузки) показан на рисунке.

На Хабре уже были публикации про ламповые усилители своими руками, читать которые было очень интересно. Бесспорно, звук у них замечательный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах.Транзисторы удобнее тем, что не требуют прогрева перед работой и более долговечны. Да и не каждый рискнет запустить лампу САГА с анодными потенциалами на 400 В, а трансформаторы на транзистор на пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему из John Linsley Hood 1969, взяв параметры авторского права при расчете импеданса ее колонок 8 Ом.

Классическая схема британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор остается одной из самых воспроизводимых и собирает исключительно положительные отзывы о себе.Этому есть много объяснений:
— Минимальное количество элементов упрощает установку. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
— несмотря на то, что транзисторов выходного дня два, их не следует искать в комплементарных парах;
— 10 ватт выходного дня с запасом, достаточным для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0,5-1 вольт очень хорошо согласуется с выпуском большинства звуковых карт или плееров;
— Class A — Он и Африка класс A, если мы говорим о хорошем звуке.По сравнению с другими классами будет немного ниже.


Внутренняя конструкция
Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее вести от двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих намоток каждый канал существует сам по себе, поэтому необходимо не забыть умножить на два из всего, что указано ниже. На слое делаем перемычки на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно на обычных диодах или даже на готовых мостах, но тогда они обязательно должны быть шунтирующими конденсаторами, и падение напряжения на них больше. После мостов идут фильтры CRC из двух конденсаторов по 33000 мкФ и между ними резистор 0,75 Ом. Если взять меньше и емкость, и резистор, то фильтр CRC станет дешевле и меньше греется, но пульсация увеличится, чего нет в Comilfo. Эти параметры, ИМХО, разумны с точки зрения цены-эффекта.Резистору фильтра нужен мощный цемент, при токе сдвига до 2а он будет рассеивать тепло 3 Вт, поэтому лучше брать с запасом 5-10 Вт. Остальных резисторов в схеме питания 2 Вт будет вполне достаточно. .

Далее переходим к бусту усилителя. В интернет-магазинах продается куча готовых китов, но не меньше и претензий к качеству китайских комплектующих или неграмотной разводке на платах. Поэтому лучше себе, под такой же «скаттер». Я сделал оба канала на одном слое, чтобы затем прикрепить его к нижней части корпуса.Начнем с тестовых элементов:

Все, кроме выходных транзисторов TR1 / TR2, расположены на самой плате. На радиаторах установлены транзисторы выходного дня, он чуть ниже. К авторской схеме из оригинала статьи нужно сделать такие пометки:

Не всем нужно сразу выкладывать наглухо. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить побыстрее, после всех регулировок на падение, измерить их сопротивление и припаять конечные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением.Настройка сводится к следующим операциям. Во-первых, с помощью R6 напряжение между x и нулем составляет ровно половину от напряжения + v и нуля. В одном из каналов у меня не было 100 ком, так что лучше брать эти хитрости с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) Выставляется остальной ток — ставим тестер измерения постоянного тока и измеряем именно этот ток на Power Input Power Power. Пришлось значительно снизить сопротивление обоих резисторов, чтобы получить желаемый резервуар.В остальном усилитель в классе А максимум и по сути при отсутствии входного сигнала все уходит на тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1,2 и при напряжении 27 вольт, что означает 32,4 тепловатта на канал. Поскольку текущая настройка может занять несколько минут, то выходные транзисторы уже должны быть на радиаторах охлаждения, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном.

Возможно, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, так что также можно оставить возможность удобной замены.Пробовал на входе 2n3906, CT361 и BC557C, небольшая разница была в пользу последнего. В престижном пробовали КТ630, БД139 и КТ801, остановились на импортном. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть более субъективной. На выходе поставил сразу 2N3055 (St Microelectronics), как многим они нравятся.

При регулировке и занижении сопротивления усилителя частота CBC может расти, поэтому для входного конденсатора лучше использовать 5,5 мкФ, а для полимерной пленки 1 или даже 2 мкФ.В сети до сих пор ходит российская картинка схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предлагается как 0,1 мкФ, что чревато срезанием всех басов под 90 Гц:

Написано что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай есть цепочка Цобель между точкой Х и Землей: R 10 Ом + с 0,1 мкФ.
— Предохранители, их можно и нужно размещать как на трансформаторе, так и на вводе питания схемы.
— Очень уместно будет использовать термопасту для максимального контакта транзистора с радиатором.

Сантехника и столярные изделия
Теперь о традиционно сложной детали в DIY — корпусе. Энабариты корпуса устанавливаются радиаторами, и они в классе А должны быть большими, не забывайте о 30-ваттном обогреве с каждой стороны. Сначала я поставил эту мощность в невыгодное положение и сделал корпус со средними радиаторами по 800 см² на канал. Однако на момент остального 1.2а услышали до 100 ° C за 5 минут, и стало понятно, что нужно что-то более мощное.То есть нужно либо ставить сырые радиаторы, либо использовать кулеры. Квадрокоптер делать не хотелось, поэтому были закуплены гигантские красавцы руками HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного излишней, но теперь усилитель спокойно можно рвать руками — температура всего 40 ° С даже в режиме покоя. Определенной проблемой было сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы — изначально покупной китайский прокат сверлили крайне медленно, на каждое отверстие оставляли не меньше получаса.На помощь пришли кобальтовые валы с углом заточки 135 ° от известного немецкого производителя — каждая лунка проходит за несколько секунд!

Сам сделал корпус из оргстекла. Заказываем в глазурах сразу нарезанные прямоугольники сразу, выполняем необходимые отверстия для крепежа и красим с обратной стороны черной краской.

Окрашенное на обратной стороне оргстекло смотрится очень красиво. Теперь осталось только собрать все и наслаждаться музыкой… Ах да, при финальной сборке еще важно минимизировать фон, правильно развести землю. Как нам за десятилетия выяснили, C3 нужно подключать к заземлению сигнала, т.е. к минусовому входу, а все остальные минусы можно направить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если все сделано правильно, то никакого фона не услышать, даже если ухо вывести на максимальную громкость. Еще одна «земная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически, — это сбой в работе материнской платы, которая может пролезать через USB и RCA.Судя по интернету, проблема возникает часто: в динамиках слышны звуки работы HDD, принтера, мышей и фон системного БП. В этом случае проще всего разорвать земляную петлю, взяв землю с подогревом на вилку усилителя. Здесь бояться нечего, т.к. будет вторая цепь заземления через компьютер.

Регулятором громкости на усилителе я не стал, так как качественных АЛЬПов получить не удалось, а вот шуршание китайских потенциометров мне не понравилось.Вместо этого между «Землей» и «Сигналом» входа был установлен обычный резистор на 47 кОм. Тем более что под рукой у регулятора есть внешняя звуковая карта, да и в каждой программе есть ползунок. Регулятор громкости есть не только у винилового плеера, поэтому для его прослушивания я прикрепил к соединительному кабелю внешний потенциометр.

Думаю, этот контейнер за 5 секунд …
Наконец, можно переходить к прослушиванию. Foobar2000 → ASIO → Внешний ASUS Xonar U7 используется в качестве источника звука.Колонки MICROLAB PRO3. Главное достоинство этих колонок — отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу куда-нибудь убрать. Гораздо интереснее с этой акустикой звучал усилитель от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского плеера Vega-109. Оба вышеупомянутых устройства работают в классе AB. Представленный в статье JLH сдвинул всех вышеупомянутых товарищей в одни ворота, согласно результатам слепого теста для 3 человек.Хотя разница была слышна невооруженным ухом и без каких-либо тестов — звук явно более детальный и более прозрачный. Например, очень легко услышать разницу между MP3 256 Кбит / с и FLAC. Раньше я думал, что эффект без потерь сильнее плацебо, но теперь мнение изменилось. Точно так же гораздо приятнее было послушать несжатые файлы из Loudness War — динамический диапазон менее 5 дБ вообще не айс. Linsley-Hood стоит затрат времени и денег, ибо подобный брендовый усилитель будет стоить намного дороже.
Материальные затраты
Трансформатор 2200 р.
Транзисторы выходного дня (6 шт. С запасом) 900 шт.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Проход» (резисторы, конденсаторы и транзисторы малой емкости, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъемы 600 шт.
Платы, провода, припой серебряный и др. ~ 1000 р.
Итого ~ 12100 р.

Микросхемы TDA2050, TDA2030 и LM1875 — моно микросхемы UNG. Эти микросхемы имеют хорошие выходы, за что широко используются в промышленных аудиосистемах. Единственная разница — выходная мощность и номинальное напряжение питания. Все микросхемы питаются от двухполюсного источника, поэтому указанная мощность является чисто звуковой.

Сегодня рассмотрим низкочастотную Hi-Fi схему на микросхеме LM1875. Опыт показывает, что этот чип звучит лучше остальных, хотя, может, я ошибаюсь.Это на порядок дороже микросхем TDA2050, думаю нехорошо.

LM1875 широко используется в аудиосистемах 2: 1, 3: 1 и 5: 1. Не стоит поднимать номинальное входное напряжение более ± 25 В, хотя схема работает нормально и с мощностью ± 25 В. На этой микросхеме можно собрать качественный усилитель класса АВ. Этот усилитель относится к категории Hi-Fi и развивает выходную мощность около 20 Вт. Выходная мощность может достигать 30 Вт (если увеличивать напряжение питания), но после 20 Вт коэффициент гармоник резко возрастает.

Схема усилителя Hi-Fi

Итак, чтобы собрать усилитель Hi-Fi своими руками, потребуется найти необходимые комплектующие. В качестве питающего трансформатора подойдет любой сетевой трансформатор мощностью более 40 Вт. Для фильтров нужно использовать электролитические конденсаторы с напряжением не менее 35 вольт, емкость нужно брать побольше (2200мкф и больше). В моем случае усилитель питается от тороидального трансформатора мощностью 100 Вт, на плече 20 вольт — это номинальное напряжение питания для данной микросхемы.


Немаловажную роль играет радиатор, желательно заранее укрепить микросхему на радиаторе термоотводом. Есть два основных варианта создания схемы — мостовая схема с использованием двух микросхем и усиление с использованием дополнительного выходного каскада, но об этом мы поговорим в другой раз.


Введение

И это реально! Усилитель, несмотря на относительную простоту, обеспечивает достаточно высокие параметры.На самом деле, по правде говоря, у «микросхемных» усилителей есть ряд ограничений, поэтому усилители на «разбросе» могут обеспечить более высокие показатели. В защиту чипа (а иначе зачем я сам пользуюсь, а другим рекомендую?) Можно сказать:

  • схема очень простая
  • и очень дешево
  • и практически не требует настройки
  • и ее можно забрать за один вечер
  • и по качеству превосходит многие усилители 70-х … 80-х, и вполне достаточно для большинства приложений (а современные системы до 300 долларов ему могут это дать)
  • таким образом, усилитель подойдет и новичку, и опытному радиолюбителю вполне хватит (например, мне как-то понадобился многоканальный усилитель для проверки одного отека.Угадайте, что я сделал?).

В любом случае плохо сделанный и неправильно настроенный усилитель на «разбросе» будет звучать хуже микросхемы. И наша задача — сделать очень хороший усилитель. Следует отметить, что звук у усилителя очень хороший (если он правильно сделан и правильно голый), есть информация, что какая-то фирма выпускала Hi-End усилители на микросхеме TDA7294! И наш усилитель ничем не хуже !!!

Основные настройки

Я специально провожу замеры параметров микросхемы и публикую отдельно.Здесь скажу, что микросхема стабильно работала на активной нагрузке 2 … 24 Ом, на активном сопротивлении 4 Ом плюс либо емкостью ~ 15 мкФ, либо индуктивностью ~ 1,5 мп. Причем на емкостной и индуктивной нагрузках (не таких сильных, как описано выше) искажения оставались небольшими. Следует отметить, что величина искажения сильно зависит от блока питания, особенно от емкостной нагрузки.

Схема

Схема этого усилителя практически повторяет схему включения, предложенную производителем.И это не случайно — кто знает, как его включить. И уж точно никаких сюрпризов из-за нестандартного включения или режима работы не будет. Вот она, схема:

Сразу каюсь — никакие 80 Вт (а больше 100 Вт) от него не получить. Фактически 40-60, но это будут честные долгосрочные ватс. В кратковременном порыве можно получить намного больше, но уже будет мощность RMRO, кстати, тоже честная (80-120 Вт). В «китайских» ватах будет несколько тысяч, если кому интересно.Тысяча пять. Все зависит от источника питания, позже я напишу, как увеличить мощность при улучшении качества звука. Следите за рекламой!

Описание схемы

Входная цепь R1C1 представляет собой фильтр нижних частот (FNH), отсекающий частоты выше 90 кГц. Без него это невозможно — XXI век — это прежде всего век высокочастотных помех. Частота среза этого фильтра довольно высока. Но это особенно — я не знаю, к чему этот усилитель будет подключен.Если на входе будет стоять регулятор громкости, то к R1 прибавится сопротивление, а частота среза уменьшится (оптимальное значение сопротивления регулятора громкости ~ 10 ком, больше — лучше, но закон регулирования будет беспокоиться).

Далее цепочка R2C2 выполняет обратную функцию — не пропускает частотный вход ниже 7 Гц. Если он для вас слишком низкий, контейнер C2 можно уменьшить. Если его сильно увлечет снижение вместимости, можно полностью остаться без низа.Для полного звукового диапазона C2 должен быть не менее 0,33 мкФ. И помните, что у конденсаторов довольно большая емкость, так что если написано 0,47 мкФ, запросто может оказаться и 0,3! И далее. В нижней грани диапазона выходная мощность снижена в 2 раза, поэтому лучше выбрать меньшую:

C2 [ICF] = 1000 / (6,28 * Fmin [Гц] * R2 [Com])

Резистор R2 устанавливает входное сопротивление усилителя. Его значение несколько больше, чем на даташете, но лучше — слишком низкое входное сопротивление может «не понравиться» источнику сигнала.Учтите, что если перед усилителем включить регулятор громкости, то его сопротивление должно быть в 4 раза меньше R2, иначе изменится закон регулировки громкости (громкость от угла поворота регулятора). Оптимальное значение R2 лежит в диапазоне 33 … 68 кОм (большее сопротивление снизит помехозащищенность).

Схема включения усилителя не подлежит рекламе. Резисторы R3 и R4 создают цепь отрицательной обратной связи (OOS). Коэффициент усиления:

Ку = R4 / R3 + 1 = 28.5 раз = 29 дБ

Практически соответствует оптимальному значению 30 дБ. Коэффициент усиления можно изменить, заменив резистор R3. Учтите, что ку меньше 20 делать нельзя — микросхема может самовозбуждение. Больше 60 делать не стоит — уменьшится глубина ООС, а искажения увеличатся. При значениях сопротивления, указанных на схеме, при входном напряжении 0,5 вольта выходная мощность на нагрузке 4 Ога составляет 50 Вт. Если чувствительности усилителя недостаточно, лучше использовать предварительный усилитель.

Значения сопротивления несколько больше рекомендованных производителем. Это во-первых, увеличивает входное сопротивление, что приятно для источника сигнала (для получения максимального баланса постоянного тока необходимо, чтобы R4 был равен R2). Во-вторых, улучшается состояние электролитического конденсатора С3. И в-третьих, усиливает благотворное действие С4. Об этом поподробнее. Конденсатор С3 последовательно с R3 создает 100% ООС по постоянному току (так как сопротивление постоянному току равно бесконечности, а оно оказывается равным единице).Чтобы влияние С3 на усиление низких частот было минимальным, его емкость должна быть достаточно большой. Частота, на которой становится заметным влияние C3:

f [Гц] = 1000 / (6,28 * R3 [com] * C3 [мкФ]) = 1,3 Гц

Эта частота должна быть очень низкой. Дело в том, что С3 — электролитический полярник, и подается переменное напряжение и ток, что для него очень плохо. Следовательно, чем меньше значение этого напряжения, тем меньше искажение C3. С этой же целью его максимально допустимое напряжение выбрано довольно большим (50В), хотя напряжение на нем не превышает 100 милвольт.Очень важно, чтобы частота цепи цепи R3C3 была намного ниже, чем частота входной цепи R2c2. Ведь когда влияние С3 проявляется за счет роста его сопротивления, то напряжение на нем увеличивается (выходное напряжение отмены перераспределяется между R4, R3 и C3 пропорционально их сопротивлению). Если на этих частотах падает выходное напряжение (из-за падения входного), то напряжение на С3 не растет. В принципе, в качестве C3 можно использовать неполярный конденсатор в качестве C3, но я не могу однозначно сказать, улучшится от этого звука или ухудшится: неполярный конденсатор полярный «два в одном», включены .

Конденсатор С4 шунтирует С3 на высоких частотах: у электролитов есть еще один недостаток (на самом деле недостатков много, это расчет на высокую удельную емкость) — они плохо работают на частотах выше 5-7 кГц (дороже лучше Например, Black Gate по цене 7-12 евро за штуку хорошо работает на 20 кГц). Пленочный конденсатор C4 «берет на себя высокие частоты», тем самым уменьшая искажения, вносимые на них конденсатором C3. Чем больше емкость C4, тем лучше. И его максимальное рабочее напряжение может быть относительно небольшим.

Цепь C7R9 увеличивает стабильность усилителя. В принципе, усилитель очень стабилен, и без него можно обойтись, но мне попадались копии микросхем, которые без этой цепи работали хуже. Конденсатор С7 должен быть рассчитан на напряжение не ниже напряжения питания.

Конденсаторы С8 и С9 выполнены по так называемому вольтовому ограничителю. Через них часть выходного напряжения возвращается в боковой каскад и складывается в напряжение питания. В результате напряжение питания внутри микросхемы оказывается выше напряжения питания.Это необходимо, потому что выходные транзисторы обеспечивают выходное напряжение на 5 вольт меньше, чем напряжение на их входах. Таким образом, чтобы получить на выходе 25 вольт, нужно подать на затворы транзисторов напряжение 30 вольт, а где его взять? Так что возьми это с выхода. Без схемы питания вольт выходное напряжение микросхемы было бы на 10 вольт меньше напряжения питания, а с этой цепью всего на 2-4. Пленочный конденсатор C9 работает на высоких частотах, где C8 работает хуже. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не ниже 1.5 питающих напряжений.

Резисторы

R5-R8, конденсаторы C5, C6 и диод D1 управляют режимами MUTE и STDBY при включении и выключении. Они обеспечивают правильную последовательность включения / выключения этих режимов. Правда все работает нормально и при «неправильной» их последовательности Так какой контроль нужен больше для собственного удовольствия.

Конденсаторы С10-С13 фильтра силовые. Их использование обязательно — даже при наилучшем сопротивлении источника питания и индуктивности соединительных проводов можно повлиять на работу усилителя.С этими конденсаторами никакие провода не страшны (в разумных пределах)! Уменьшать емкости не стоит. Минимум 470 мкФ для электролитов и 1 мкФ для пленки. При установке на плату необходимо, чтобы выводы были максимально короткими и хорошо прописанными — не пожалели о припое. Все эти конденсаторы должны выдерживать напряжение не ниже 1,5 питающего напряжения.

И, наконец, резистор R10. Служит для разделения входной и выходной земли. «На пальцах» его назначение можно объяснить так.С выхода усилителя через нагрузку на землю идет полноценный ток. Может случиться так, что этот ток, проходя по «заземляющему» проводнику, будет протекать через участок, по которому протекает входной ток (от источника сигнала через вход усилителя, а затем обратно к источнику для «земли»). Если сопротивление проводников было нулевым, то ничего страшного. Но сопротивление хоть и небольшое, но не нулевое, поэтому на сопротивлении «заземляющего» провода появится напряжение (закон Ома: u = I * R), которое будет на входе.Таким образом, выходной сигнал усилителя будет попадать на вход, и эта обратная связь ничего хорошего не принесет, только всякую гадость. Сопротивление резистора R10 хоть и невелико (оптимальное значение 1 … 5 Ом), но гораздо больше сопротивления заземленного проводника, а через него (резистор) во входной цепи будет в сотни раз меньше тока, чем у без этого.

В принципе, при хорошей разводке платы (а у меня хорошая) этого не произойдет, но зато в «макромасштабе» на цепочке source_nign anger-load может случиться что-то подобное.В этом случае поможет резистор. Однако его можно полностью заменить на перемычку — она ​​используется по принципу «что делать лучше перематывать».

Источник питания

Усилитель питается двухполюсным напряжением (т.е. это два идентичных источника, соединенных последовательно, и их общая точка соединена с землей).

Минимальное напряжение питания по даташету + — 10 вольт. Я лично пробовал питать от + -14 вольт — микросхема работает, но стоит ли так делать? Ведь выходная мощность бывает мизерная! Максимальное напряжение питания зависит от сопротивления нагрузки (это напряжение каждого плеча источника):

Сопротивление нагрузки, Ом

Максимальное напряжение питания, дюйм

Эта зависимость вызвана допустимым нагревом микросхемы.Если микросхема установлена ​​на небольшом радиаторе, напряжение питания лучше снизить. Максимальная выходная мощность, получаемая от усилителя, приблизительно описывается формулой:


где единицы: в, Ом, Вт (я отдельно исследую этот вопрос и опишу), а UIP — это напряжение на одном плече блока питания в режиме тишины.

Мощность блока питания должна быть на 20 больше, чем выходная мощность. Выпрямительные диоды рассчитаны на ток не менее 10 ампер.Емкость конденсаторов фильтра не менее 10000 мкФ по плечу (можно и меньше, но максимальная мощность уменьшится, а искажения увеличатся).

Необходимо помнить, что напряжение выпрямителя на холостом ходу в 1,4 раза выше, чем напряжение на второй обмотке трансформатора, поэтому не сжигайте микросхему! Простая, но довольно точная программа расчета блока питания. И не забываем, что для стереоксилтера нужен более мощный блок питания (при расчете текущей программы все учитывается автоматически).



Умзч Брагин по импортным деталям. Старый добрый усилитель Брагина. Схемы, справочники, даташиты

Большинство аудиопродуктов довольно категоричны и не готовы к компромиссу при выборе оборудования, справедливо полагая, что воспринимаемый звук должен быть чистым, сильным и впечатляющим.Как этого добиться?

Поиск данных по вашему запросу:

Усилитель Брагина на импорт

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, Цены:

Обсуждения, статьи, инструкции:

Дождитесь поиска поиска по всем базам.

По завершении появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Пожалуй, главную роль в решении этого вопроса сыграет выбор усилителя.
Функция
Усилитель отвечает за качество и мощность воспроизведения звука. При этом при покупке стоит обратить внимание на следующие обозначения, обозначающие внедрение высоких технологий в производство аудиотехники:


  • Привет-Fi. Обеспечивает максимальную чистоту и точность звука, избавляя его от посторонних шумов и искажений.
  • Hi-End. Выбор перфекциониста, готового много платить за удовольствие различать мельчайшие нюансы любимых музыкальных композиций.Часто в эту категорию входит оборудование для ручной сборки.

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание:

  • Входная и выходная мощность. Показатель номинальной выходной мощности имеет решающее значение, потому что значения Edge часто ненадежны.
  • Диапазон частот. Варьируется от 20 до 20 000 Гц.
  • Коэффициент нелинейных искажений. Здесь все просто — чем меньше, тем лучше. Идеальная стоимость, по оценкам экспертов — 0,1%.
  • Соотношение сигналов и шум.Современная техника подсказывает значение этого показателя более 100 дБ, что сводит к минимуму посторонние шумы при прослушивании.
  • Коэффициент демпфирования. Отражает выходное сопротивление усилителя в соотношении с номинальным сопротивлением нагрузки. Другими словами, достаточный коэффициент демпфирования (более 100) снижает возникновение ненужных вибраций оборудования и т. Д.

Следует помнить: изготовление качественных усилителей — процесс трудоемкий и высокотехнологичный, соответственно слишком низкая цена при достойных характеристиках должна вас насторожить.

Классификация

Чтобы разобраться во всем многообразии рыночных предложений, необходимо различать товар по разным критериям. Усилители можно классифицировать:

  • По мощности. Предварительно — своеобразное промежуточное звено между источником звука и оконечным усилителем мощности. Усилитель мощности, в свою очередь, отвечает за силу и громкость выходного сигнала. Вместе они образуют законченный усилитель.

Важно: Первичное преобразование и обработка сигнала происходит в усилителях заранее.

  • По элементной базе различаются лампа, транзистор и интегральный разум. Последние возникли для объединения преимуществ и минимизации недостатков первых двух, например, качества звука ламповых усилителей и компактности транзистора.
  • По режиму работы усилители делятся на классы. Базовые классы — А, Б, АВ. Если усилители класса A потребляют много энергии, но дают высококачественный звук, а точность класса B противоположна, то класс AB представляется оптимальным выбором, представляя компромиссное соотношение качества сигнала и достаточно высокую эффективность.Также различают классы C, D, H и G, возникающие при использовании цифровых технологий. Также различают одношаговый и двухтактный режимы выходного каскада.
  • По количеству каналов усилители могут быть одноканальными, двух- и многоканальными. Последние активно используются в домашних кинотеатрах для формирования громкости и реалистичности звука. Чаще всего бывают двухканальные, соответственно для правой и левой аудиосистемы.

Внимание: Изучение технической составляющей при покупке, конечно, необходимо, но часто решающим фактором является элементарное прослушивание аппаратуры по принципу звуков нет звука.

Приложение

Выбор усилителя более оправдан целями, для которых он приобретается. Перечислим основные направления использования усилителей звуковой частоты:

  1. В составе домашнего аудиокомплекса. Очевидно, что лучшим выбором будет двухканальная однобитовая лампа в классе A, также оптимальным выбором может быть трехканальный класс AB, где один канал определен для сабвуфера, с функцией Hi-Fi.
  2. Для акустической системы в автомобиле. Наиболее популярные четырехканальные усилители AV или D класса, в соответствии с финансовыми возможностями покупателя.В автомобилях функция кроссовера также востребована для плавной регулировки частоты, что позволяет при необходимости срезать частоты в высоком или низком диапазоне.
  3. Концертное оборудование. К качеству и возможностям профессионального оборудования предъявляются более высокие требования в связи с большим объемом звуковых сигналов, а также высокими требованиями к интенсивности и продолжительности использования. Таким образом, рекомендуется приобретать усилитель класса не ниже D, способный работать практически на пределе своей мощности (70-80% от заявленной), желательно в корпусе из высокотехнологичных материалов, защищающих от негативных погодных условий и погодных условий. механические воздействия.
  4. В студийном оборудовании. Все вышеперечисленное действительно для студийного оборудования. Можно добавить про самый большой диапазон частот воспроизведения — от 10 Гц до 100 кГц по сравнению с таковым от 20 Гц до 20 кГц в бытовом усилителе. Также стоит отметить возможность раздельной регулировки громкости на разных каналах.

Таким образом, чтобы долгое время наслаждаться чистым и качественным звуком, желательно заранее изучить все многообразие предложений и выбрать наиболее значимый вариант аудиоаппаратуры.

Предлагаемые считыватели считывателей Усилитель мощности ЗЧ (УМП) имеет низкий коэффициент гармоник при относительно простом схемном решении, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание нагрузки и не требует термостабилизации триммера. каскадные транзисторы.

Основные технические характеристики

Номинальная (максимальная) мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом, Вт. . 60 (80)

Диапазон номинальных частот, Гц. . . 20 … 20 000

Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности в номинальном частотном диапазоне,%.. . 0,03

Номинальное входное напряжение, В … 0,775

Выходное сопротивление в номинальном диапазоне частот, ОМ, не более. . . 0,08

Скорость увеличения выходного напряжения (без конденсатора С2), В / мкс. . . 40.

Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рис.1. Основное повышение напряжения обеспечивает каскад на быстродействующем DA1. Передний каскад собран на транзисторах VT1-VT4. Выход эмиттерного повторителя выполнен на транзисторах VT5, VT6, работающих в В.режим

При разработке усилителя особое внимание было уделено первоочередности. Для уменьшения нелинейных искажений был выбран режим AB с относительно большим током покоя (около 20 мА). Температурная стабильность достигается включением в коллекторные цепи транзисторов VT3, VT4 резисторов относительно большого сопротивления R19, R20. Однако из-за отсутствия 100% компьютеров в переднем каскаде, при изменении его температурного режима ток покоя возможен в пределах 15… 25 мА, что вполне допустимо, поскольку не нарушает надежность работы усилителя в целом. Для компенсации возможной нестабильности напряжения база — эмиттер транзисторов VT1, VT2 при изменении температуры в их базовых цепях включены диоды VD3-VD5. Каждое плечо переднего каскада охвачено телефонной цепью глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ОЭ снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT3, VT4 и через делители R11R14 и R12R15 поступает на эмиттерные цепи транзисторов VT1, VT2.Частотную коррекцию и стабильность по схеме ООС обеспечивают конденсаторы С10, С11. Резисторы R13, R16 и R19, R20 ограничивают максимальные токи бокового и оконечного каскада усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT5, VT6 не превышает 3,5 … 4 А, и в этом случае они не перегреваются, так как предохранители FU1 и FU2 задыхаются и отключают питание усилителя.

Диод VD6, включенный между базами транзисторов VT5, VT6 снижает искажения типа «Step».Падающее на него напряжение (около 0,75 В) сужает интервал напряжений на эмиттерных переходах транзисторов, в которых они закрыты. Тем самым обеспечивая их открытие с меньшей амплитудой сигнала и одновременно надежное закрытие при его отсутствии. При слабых сигналах текущий каскадный поток протекает через резистор R21. К выходу оконечного каскада подключен фильтр конечной частоты L1, C14 и R23, который снижает амплитуду резких всплесков сигнала (длительностью около 1 мкс) в момент переключения транзисторов выходного каскада и устраняет колебательные процессы. в выходном каскаде.Заметного влияния на скорость увеличения выходного сигнала не оказывает фильтр.

Уменьшение коэффициента гармоник достигается за счет введения глубокого (не менее 70 дБ) полного ООС, напряжение которого снимается с выхода усилителя и через делитель C3-C5, R3 и R4 подается на инвертирующий вход OU DA1. Конденсатор C5 регулирует усилитель ACH по цепи OOS.

Жесткая стабилизация постоянного выходного напряжения на уровне не более ± 20 мВ достигается за счет использования в усилителе 100% DCO.Чтобы снизить это напряжение до ± 1 мВ и менее, он должен быть сбалансирован DA1. Подключив к соответствующему выводу (в зависимости от знака напряжения) резистор R24 или R25 сопротивлением 200 … 820 кОм.


Схема R1C1, включенная на входе усилителя, ограничивает его полосу пропускания 160 кГц. Максимально возможная линеаризация УМЗ АКН в диапазоне 10 … 200 Гц достигается соответствующим выбором емкости конденсаторов С1, С3 и С4.

Усилитель может питаться как от стабильных, так и от нестабилизированных источников питания, а его работоспособность поддерживается за счет снижения питающих напряжений до ± 25 В (разумеется, с соответствующим уменьшением выходной мощности).При использовании стабилизированного источника питания необходимо учитывать возможность больших (до 10 В) пульсаций на выходе больших (до 10 В) пульсаций с частотой сигнала расширения сигнала на мощность близка к номинальной.

Усилитель собран на плате из фольгированного стекловолокна толщиной 2 мм, подключенной к внешним цепям разъема MRN32-1. Транзисторы VT3, VT4 снабжены радиаторами (рис. 2), гнутыми из листового алюминиевого сплава толщиной 1 мм и установленными на плате.Транзисторы оконечного каскада VT5, VT6 закреплены снаружи платы на радиаторах с площадью теплоносителя по 400 см2 каждый. В усилителе использованы резисторы МЛТ, Конденсаторы К73-17 (С1), Км (С2, С8-С11), К53-1 (С3, С4, С6, С7), КД (С5), МБМ (С14) и К73-16В ( C12, C13). Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,8 в три слоя на корпусе резистора R22 (МТ-1) и содержит 40 витков.

Вместо схемы, указанной в схеме, можно использовать ОУ К574УД1А, К574УД1В и транзисторы таких же типов, но с индексами g, d (VT1, VT2) и в (VT3-VT6).

Усилитель, собранный из хороших деталей, почти не требует установки. Как уже было сказано выше, в резервуаре транзисторов VT3, VT4 устанавливается при необходимости подбором резистора R6, а минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя — резистором R24 или R25.

Коэффициент гармоник был измерен в полосе 20 000 Гц с помощью метода компенсации. Первый выброс выходного напряжения (при отключенном конденсаторе С2) не превышал 3%, что свидетельствует о хорошей стабильности усилителя.

При импорте:


Журнал «Радио» 4/87, Брагин, Чапаевск, Куйбышевская область.

Схему этого усилителя вместе с сектором (сборкой) я нашел в журнале Радио за 1987 год. Автор усилителя Брагин . Позже он модернизировал схему, добавив выходную мощность 20 Вт, при этом коэффициент гармоник снизился на порядок. Правда добавил еще радиодетали.

Я остановился на первой версии усилителя.Хотел собрать ну схему так лет восемь назад! Усилитель Брагина — не единственный радиоэлектронный прибор, который пришлось собирать. Однако это недостаток компонентов, необходимых для сборки UHC, чтобы тормозить весь процесс. И, конечно, со временем меня модернизировали, вернее, со временем появилась возможность заменить наши отечественные комплектующие — большие, менее объемные. Естественно, размер всей конструкции усилителя Брагина все время уменьшался.

Трудности начались, когда все детали были спаяны, но усилитель не работал должным образом, а именно нужно было подобрать коэффициент усиления по параметрам KT816G (B) с KT817G (B), а выход KT819 и KT818 с такими же буквами .Я даже не мог подумать, что эти данные h31 так сильно отличаются от тех, что написаны в справочных таблицах. То есть я понимаю, что транзисторы — это наши отечественные штампы, без соблюдения каких-либо норм. Заходите в магазин, там продают со своим тестером и забираете. И чаще всего, говорю вам, разница 200-400 заметна, и этой разницы хватило для неправильной нестабильной работы усилителя Bragin . Транзисторы просто перегреваются, не пора ехать! Включаю питание и резистор R6, изменяя сопротивление, добиваясь необходимых показателей напряжения — как указано в схеме усилителя.Все отлично! Как только я подаю на вход ток колодки резервуара, транзисторы нагреваются и, если продолжать, все заканчивается тепловым пробоем. Когда все же после многократной дымки пришло к такому решению, проблема была решена. Теперь знаю, что лучше сразу забрать — кто знал, что эти h31e такие воздушные.

Буквально пол года назад финиш — пятая Модернизация Брагинского усилителя . Корпус из листового дюралюминия, большие мощные диоды заменены на мосты, которые намного меньше.Емкости были 10000 мкФ х 50 вольт, четыре штуки. Купил китайский 20000 Igf x 63 размером в пять раз меньше. Трансформатор от лампового телевизора на 250 ватт, двухразрядный. Вторичная перемотка. Хотел один раз поменять на тороидальный — так за 1000 руб, а вторичный все равно придется перематывать — даже если так работает! И даже так что большие радиаторы не ставлю, хотя на выходных транзисторы не сильно греются, сравнительно чуть-чуть, поставил принудительное охлаждение. 400 мм в квадрате — это без вентилятора на каждом транзисторе, а нужно по 150 мм на каждый.Отлично. Собран предварительный усилитель с регулятором громкости и тембра на микросхеме TDA1524. Звук приятный — слушаются нижние, средние и высокие частоты, мне нравится, просто балет. Бомбаты, которые продаются, рядом с дядей Брагиным нет. Мягких глубоких басов нет, да и выходная мощность не та. Для дома этого вполне достаточно, прибавив наполовину, добавив в настроение того желаемого тона. Просто приятно сушить!

Вот, добившись того результата, которого я еще хотел — это, конечно, мощность набора ватт до 200.Ознакомившись с набором схем усилителей на этом сайте из статьи Умзч 125-200-500, сходство заметил. Транзисторы последних выходных бывают биполярными или полевыми. Собирая базовую схему, добавляя или уменьшая величину, выходная мощность изменяется с соответствующим изменением мощности. У меня возник вопрос. Может быть, что-то подобное нужно сделать применительно к усилителю Брагин ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? Ну, допустим, с 80 до 200 ватт поднять звуковую мощность? Или лучше не заморачиваться, а сразу собирать уже готовые, набирая мощности? Будьте добры, посоветуйте.

Предлагаемый УМП (рис. 1) построен на базе операционного усилителя КР544УД2.

Питание операционного усилителя DA1 осуществляется через транзисторы VT1 и T2, которые снижают напряжения питания до значений, определяемых делителями R3, R4 и R5, R6. Напряжение смещения транзисторов ѵtz, ѵt4 определяется падением напряжения на резисторах R8, R9. При необходимости DA1 можно сбалансировать с помощью делителя R14, R15.

Рис. 1. Схема УМЗ

Ток покоящихся транзисторов ѵtz, ѵT4 определяет напряжение смещения на резисторах R11, R12 (0.35 … 0,4 В), что при низких уровнях сигналов поддерживает транзисторы VT5, VT6 в закрытом состоянии даже при увеличении напряжения питания на 10 … 15% или перегреве на 60 … 80 °. Резисторы R11, R12 одновременно стабилизируют режим работы предвиткового каскада tz, ѵt4, создавая локальную отрицательную обратную связь (ООС) по току. Суммарное напряжение OE формируется делителем R7, R10.

Основные параметры УМЗ

Фильтры низких частот R2, C2 и R13, C7 с частотами среза в диапазоне 60 кГц предотвращают самовозбуждение усилителя на высоких частотах.Конденсаторы C5, Sat Correction Фазово-частотная характеристика линейного и оконечного каскадов. Катушка L1 увеличивает устойчивость усилителя при работе с нагрузкой с повышенной реактивностью.

Сборка и монтаж

При сборке конструкции необходимо использовать паяльник с хорошей изоляцией и мощностью не более 40 Вт. Чертеж печатной платы показан на рис. 2, а сборочный чертеж — на рис. 3.

Порядок сборки следующий: перемычка S1, резисторы, конденсаторы, катушка L1, операционный усилитель (DA1), транзисторы ѵT1… T4, после предварительной настройки — транзисторы T5, ѵT6. Бескаркасная катушка L1 содержит 10 витков любого медного обмоточного провода диаметром 1 … 2 мм. Его наматывают на временную оправку диаметром 4 … 6 мм, например на тонкую шариковую ручку или карандаш.

Рис. 2. Печатный платеж

Рис. 3. Сборочный чертеж

Для минимизации нелинейных искажений транзисторы VT3 … VT6 необходимо подключать к печатной плате длиной не более 50 мм.Оптимальная конструкция УМР показана на рис. 3. С помощью двух частей плата прикручивается к радиатору, а транзисторы продаются прямо в плату. Удобнее всего это делать в следующей последовательности:

Следите за радиатором, просверлите необходимые отверстия и нарежьте в них резьбу M3. Конструкция теплогенератора может быть произвольной, однако площадь его поверхности для максимальной выходной мощности 60 Вт должна быть не менее 500 см2;

Винт крепления платы к радиатору;

Установите транзисторы tz, t4 в соответствующие отверстия на плате, затем притащите их к радиатору, а затем припаяйте;

После предварительной настройки аналогичен транзисторам t5, t6;

После этого припаиваем провода для подключения питания и нагрузки сечением не менее 0.5 мм2.

Регулировка

Для настройки усилителя необходимы осциллограф, низкочастотный генератор, тестер, эквивалент нагрузки и биполярный блок питания с выходным напряжением ± 30 В при токе нагрузки не менее 4 А.

Высокая стабильность умзч позволяет питать его от простейшего нестабильного источника питания. Питание усилителя при его настройке и работе осуществляется через предохранители на 5 А. Настройка начинается с отключенных транзисторов ѵT5, ѵT6 и входа короткого замыкания (точки 1 и 2 соединены).

Подключите осциллограф в осциллографе максимальной чувствительности к выходу без нагрузки и ненадолго включите питание. Если на выходе нет переменного напряжения, т.е. усилитель не возбуждается, измерить режимы работы ѵtz, ѵt4; Напряжения на выходах 7 и 4 DA1. Они должны быть в пределах 13,4 … 14 В и отличаться между собой не более чем на 0,3 В. Падения напряжения на резисторах R11, R12 должны быть в пределах 0,35 … 0,4 В. Если они отличаются более чем на 10%, необходимо выбираем резисторы R8, R9.При этом их новые значения по-прежнему должны быть примерно равны друг другу.

В случае самовозбуждения усилителя необходимо увеличить емкость конденсаторов С5, Сат, или, разрезая дорожку, соединяющую выводы 1 и 8 DA1, упасть на них конденсатор СД-5 емкостью 5 … 10 пф.

Измерьте постоянное напряжение на выходе и, если оно превышает 30 мВ, удалите DA1. Для этого у нас есть переменный резистор сопротивлением 100… 200 кОм вместо резисторов R14 и R15 (средний вывод до точки их соединения с выводом 7 DA1). Вращением оси этого резистора добиваются нужного значения выходного напряжения, измеряют полученные значения сопротивления и соответствующие постоянные резисторы R14 и R15. Нежелательно использовать в качестве балансировочного подстроечного резистора — из-за старения этого резистора возможен выход из строя балансировки усилителя в процессе его работы.

Установить на радиатор и на ТРАНЗИСТОР ТРАНЗИСТОР VT6.Кратко подавая блюда, убедитесь, что умзч не возбужден.

Подключить к выходу урч резистора сопротивлением 16 Ом мощностью 10 … 15 Вт, и подать с генератора на вход (точки 1 и 2 отключения) сигнал с уровнем 0,05 по частоте. 1 кГц. Постепенно увеличивая уровень входного сигнала до 1,0 В, проверьте симметрию ограничения обоих полукровок синусоид.

При необходимости, на финальной балансировке DA1 достигается минимальное постоянное напряжение на выходе OMPC.

Подключаем резистор номинальной нагрузки сопротивлением 4 … 8 Ом мощностью не менее 50 Вт (например, розница) — и еще раз измеряем основные характеристики УМР.

После окончательной настройки подключите источник музыкального сигнала и настоящую акустическую систему.

Для работы усилителя мощности от источников сигнала со стандартным линейным выходом 250 мВ (магнитофон, проигрыватель и т. Д.) Следует использовать предварительный усилитель с возможностью регулировки громкости и тембра.

Если входной источник собран по схеме с однополярным питанием, то при включении усилителя может возникнуть «щелчок» в акустических системах. Для устранения этого явления можно собрать схему задержки подключения акустической системы и защитить динамики от короткого замыкания, например, по схемам, приведенным в.

Литература:

  1. Радио, 1990, №8, с.63.
  2. Радио, 1991, №1, с.59.
  3. Радио, 1992, №4, с.37.

Звук, который дает Радиотехника-101У, не понравился мне с первого прослушивания.Приобрел очень дешево при случае. Этот усилитель лежал у меня без дела более 15 лет. Долго не решалась, чем заменой встроенного UHH-50-8, в итоге остановился на усилителе Brangin. Аргументами «За» стали относительная простота при очень достойном качестве. Ознакомившись с различными модификациями Умж Брагина, прогнав их в симуляторе, остановился на следующей схеме:

Схема имеет отличие от стандартной Брагинской прежде всего в обвязке престижных транзисторов.Использование транзисторов с гарантированным коэффициентом усиления более 100 дало повышенное сопротивление резисторов, что уменьшило тепловыделение на них, соответственно, позволило использовать резисторы меньшей мощности. Еще одно преимущество пары 2SA1837 / 2SC4793 — их высокая частота, что также положительно сказывается на качестве усилителя. Кроме того, пластиковый корпус обеспечивает электрическую изоляцию от радиатора. Кроме того, как показывает симулятор, изменение параметров обратной связи снижает искажения.
Еще одним из наиболее важных элементов, влияющих на качество усилителя, является OU. Он обязательно должен быть скоростным. Из наших отличных 5444УД2А и 574УД1Б. Использование низкоскоростных ОУ типа TL071 не имеет смысла, результат может быть даже хуже, чем у родного UHH-50-8.
Поскольку усиление сигнала напряжения производится не только OU, но и последующими каскадами, нет необходимости увеличивать напряжение питания для OU. Достаточно +/- 12 … 13В.
В некоторых вариантах усилителя в качестве D3 используются выпрямительные диоды типа 1N400X.Возможно это не влияет на качество, но я установил там ультратонкий.
Конденсатор на 2.7 PF исключен из обратной связи. Симулятор показал комплексное влияние этой мощности на поведение усилителя, не совсем выбранный номинал приносит больше вреда, чем пользы.

Для повышения помехоустойчивости сопротивление резисторов общей обратной связи снижено. Для компенсации снижения нижней частоты среза в конденсаторах обратной связи используются высокие емкости.В этом плане как нельзя лучше подходят низкоомные контейнеры от материнских плат (отличаются от обычных золотых или серебряных надписей). По напряжению достаточно взять емкость 6,3В, так как напряжение на них будет в нулевой зоне. Также по схеме видно, что привязка обратной связи к массе идет через резистор, а не конденсатор как обычно. Такая перестановка резистора и конденсаторов не влияет на работоспособность или параметры усилителя, но упрощает разводку платы.
Настройка усилителя сводится к проверке напряжения на резисторах R20 и R21. Они должны быть 0,2 … 0,3 вольта. При необходимости корректируется подбором резисторов R8 * и R9 *.

Печатная плата для каждого канала.

Однако отличия минимальные, массовое подключение производится с разных сторон. Это позволяет создать «звездочку» для установленных рядом.
Слот в нижнем тракте геометрически разделяет мощность сигнала.

О белых полосах на чертеже доски.Стандартная толщина фольги на стекловолокне — 0,035 мм. Для снижения сопротивления силовых дорожек рекомендую усилить их прокладкой сверху медным проводом Ø0,8 … 1 мм. Расположение этого провода и обозначено белыми линиями.
Для уменьшения сопротивления сигнальной массы достаточно ее утолщить припоем.

Плата разработана под CR544UD2A. В случае использования КР574УД1Б дорожка между ножками 1 и 8 микросхемы должна быть удалена, а конденсатор 5… 15 ПФ следует припаять к ножкам 5 и 6.

Элементов для балансировки ОУ на плате не предусмотрено. В моем усилителе выходной усилитель был 5 мВ в одном канале и 12 мВ в другом, что значительно ниже допустимых 30 МВ. Если у кого-то есть желание подстроить, советую сделать пайку постоянных резисторов в обратной последовательности платы. Считаю не подходящим для этих целей. Триммер хорош в массовом производстве, когда важна производительность.В личных целях лучше один раз потратить время на подбор постоянных резисторов, но чтобы избавиться от неожиданностей при качении.

Красиво и качественно установить цепочку C17-R26 на плату не получилось. Пропустить его снизу платы оказалось лучшим решением.

Обычно конденсатор в этой цепочке занимает 0,1 мкФ или более. Мои платы с setproof на 0,01 мкФ показали абсолютную стабильность усилителя, и я не отгрузил выход дополнительной бесполезной нагрузки.

Плата разработана для установки отечественных резисторов типа МЛТ. В случае импортных резисторов следует применять резисторы на удвоенную мощность (только в пересчете на те резисторы, мощность которых указана на схеме). Резисторы
R24 и R25 конструктивно состоят из 4-х резисторов 1,2 Ом на 0,5 Вт. Сначала припаиваются 2 резистора, а затем пары впаиваются в плату. Здесь я ничего не изобретал, а использовал резисторы с выходов ONLC-50-8.Оттуда берется катушка.

Установка нового усилителя требует замены блока питания. В «Радиотехнике-101у» установлен трансформатор на 100 Вт, а используется на 80 Вт. Вторичная обмотка основного питания рассчитана на прием постоянного напряжения +/- 31В, и имеет отвод для получения +/- 26В. В штатной схеме на выходные каскады подается только +/- 26В. Brangin лучше подать большее напряжение питания. Поэтому следует поменять местами провода от трансформатора к диодным мостам.Естественно, потребуется перевод на другой мост питания от блоков, работающих от напряжения +/- 26В.

Кардинально переделана массовая компоновка. Сняли все припаянные в разных местах к корпусу провода. Массы блока защиты и индикатора прикреплены к массе на плате блока питания. Массы плат левого и правого канала соединялись тремя перемычками из медного провода Ø0,8 мм и смеялись друг с другом. Этот шип стал звездой разводки.

Провод, идущий от звезды, исходит от массы блока питания. Провод, идущий от звезды, идет к корпусу усилителя в гнездо заземления. К этому же разъему припаян экран сетевого провода.

Массовые провода от динамиков припаяны возле звезды массы на обратной стороне плат, каждый к своему каналу соответственно.

Снизу к массе массы припаян провод, идущий к массе предусилителя-стойки.Далее от темподера масса поступает на входной селектор.
Таким образом, мы получаем массу, расходящуюся звезду и не имеющую замкнутых контуров.

Пара общих фотографий

Было проведено небольшое инструментальное тестирование усилителя. Результаты и.

Прослушивание. Усилитель в точности повторяет входной сигнал. При качественном источнике звук чистый и прозрачный, слушать и слушать хочется. А вот MP3 с низким битрейтом лучше не включать.Усилитель выдаст все артефакты кодирования MP3, которые в плохих усилителях теряются на фоне собственных искажений усилителя и не слышны.

Чип-усилитель звука AB класс

Документы

Открыть в редакторе

поверь блок + AD1580 копия

Открыть в редакторе

блок питания обн. Стабилитрон или запрещенная зона

Открыть в редакторе

Открыть в редакторе

спецификация

ID Имя Обозначение Площадь основания Кол-во
1 NE5534AD U1, U2 SOIC8 2
2 PAD100-RND U3, U4, U5, U6, U7, U8, U9, U10, U11, U12, U13, U14, U15, U16, U17, U18 PAD-100-RND 16
3 22 кОм R1, R17, R3, R4, R2, R19 ОСЕВАЯ-0.4 6
4 5 кОм R18, R20 ОСЕВАЯ-0.4 2
5 220 мкФ C9, C10 КОРПУС-E_7343 2
6 BC327 Q1, Q3 TO92-ВХОДНОЙ 2
7 BD135 Q5, Q7 ONSC-TO-225-3-77-09 2
8 BD136 Q6, Q8 ONSC-TO-225-3-77-09 2
9 0,1 R13, R14, R15, R16 ОСЕВАЯ-0.4 4
10 0,5K R10, R9, R12, R11 ОСЕВАЯ-0.4 4
11 5K R6, R5, R8, R7 ОСЕВАЯ-0.4 4
12 1N4148 D5, D6, D7, D8 DO35-10 4
13 BZX55C3V6 D1, D2, D3, D4 ДО-35 4
14 10 кОм ПР3, ПР4 RES-ADJ_3296W 2
15 100 кОм ПР1, ПР2 RES-ADJ_3296W 2
16 100 нФ C5, C6, C7, C8 РАД-0.2 4
17 47пФ C3, C4 РАД-0.2 2
18 BC337 2 квартал, 4 квартал TO92-ВХОДНОЙ 2
19 100 нФ C1, C2 CAP-CBB-10.0 * 4,5 2
20 AD1580ARTZ-REEL7 U19, U20, U21, U22 СОТ-23 (СОТ-23-3) 4

Скачать спецификацию Заказать в LCSC

Мощный усилитель звука своими руками на транзисторах.Описание усилителя мощности звука на MOSFET транзисторах. Блок питания для умзч

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим подспорьем для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, вы можете самостоятельно изготовить прибор и проверить его, замерить все параметры. Благодаря современным полевым транзисторам можно сделать миниатюрный микрофонный усилитель буквально из трех элементов. И подключите его к персональному компьютеру, чтобы улучшить параметры записи.Да и собеседники в разговоре будут намного лучше и отчетливо услышат вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всей бытовой технике — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но есть еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Их отличие в том, что УНГ позволяет сигналу усиливать только звуковую частоту, которую воспринимает человеческое ухо.Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство может усилить сигнал в этом диапазоне. И это делает его максимально равномерным. Коэффициент усиления зависит от частоты входного сигнала. График зависимости этих значений представляет собой практически прямую линию. Если у вас будет сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и КПД устройства быстро снизятся.Каскады ONLC собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы усилителя звука

Все усилительные устройства делятся на несколько классов, в зависимости от того, какая степень потока в текущий период работы через каскад:

  1. Класс «А» — ток переходит в не- остановка на весь период усиленного каскада.
  2. В классе работы «Б» течет ток в течение половины периода.
  3. Класс «AB» предполагает, что ток протекает через усилительный каскад в течение 50–100% периода.
  4. В режиме «С» утечки электричества менее половины периода работы.
  5. Режим «D» УНГ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть более 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализованы на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — более 90%.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая зона транзисторного усилителя класса «А» характеризуется довольно небольшими нелинейными искажениями.Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале около каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильной мощности выходной сигнал будет моделироваться амплитудой, близкой к сетевой частоте. Звук будет в левой частотной характеристике более жестким. Но чем лучше стабилизация мощности усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства.УНГ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20%. Причина кроется в том, что транзистор постоянно открыт и по нему постоянно протекает ток.

Для увеличения (правда, незначительного) КПД можно использовать двухтактные схемы. Один недостаток — полуволна выходного сигнала становится несимметричной. Если перевести из класса «А» в «АВ», нелинейные искажения увеличатся в 3-4 раза. Но КПД всей схемы устройства все равно повысится.Классы UNUC «Av» и «B» характеризуют увеличение искажений при снижении уровня сигнала на входе. Но даже если добавить объема, полностью избавиться от недостатков не поможет.

Работа в промежуточных классах

Каждый класс имеет несколько разновидностей. Например, есть класс работы усилителей «А +». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». А вот высоковольтные, установленные в выходных каскадах, работают либо в «Б», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее работающих в классе «А».Заметно меньшее количество нелинейных искажений — не более 0,003%. Вы можете добиться более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все же в выходном сигнале присутствует большое количество высших гармоник, из-за чего звук приобретает характерный металлический оттенок. Есть еще схемы усилителя, работающие в классе АА. У них нелинейных искажений еще меньше — до 0,0005%. Но главным недостатком транзисторных усилителей все же остается характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектированием и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. Ламповые усилители имеют такие преимущества:

  1. Очень низкое значение Уровень нелинейных искажений выходного сигнала.
  2. Высшие гармоники меньше, чем в транзисторных структурах.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства — необходимо поставить прибор для согласования.Дело в том, что у лампового каскада большое сопротивление — несколько тысяч Ом. А вот сопротивление обмотки динамика 8 или 4 Ом. Чтобы соответствовать им, нужно установить трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — есть транзисторные устройства, которые используют трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективная схема — гибридная, в которой применяются распределительные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады работают в режиме UHC класса «А».Другими словами, он используется как усилитель мощности повторителя на транзисторе.

Причем КПД таких устройств довольно высокий — около 50%. Но не стоит ориентироваться только на показатели эффективности и мощности — они не говорят о качественном воспроизведении звука усилителя. Гораздо важнее линейность характеристик и их качество. Поэтому в первую очередь нужно обращать внимание на них, а не на мощность.

Схема однотактного дядюшки на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А».На схеме используется полупроводниковый элемент со структурой N-P-N. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь подключается к положительному проводу питания, а эмиттер — к отрицательному. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-N-P схема будет точно такой же, только полярность будет изменена.

Используя разделительный конденсатор C1, можно отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока.В этом случае конденсатор не является препятствием для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттерной базы вместе с резисторами R1 и R2 является простейшим делителем питающего напряжения. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно на половину. А если в цепи напряжение 20 вольт, то видно, что значение коэффициента усиления в токе h31 будет 150.Следует отметить, что AV-усилители на транзисторах выполнены по схожим схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение на эмиттере составляет 9 В, а падение на участке цепи «Е — В» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассматривать усилитель на немецких транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «E-b» будет 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который течет в эмиттере.Можно рассчитать, поделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В / 1 ком = 9 мА. Для расчета значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9МА / 150 = 60 мкА. В структурах УНГ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы отличается от полевого.

На резисторе R1 теперь можно рассчитать величину падения — это разница между напряжением базы данных и напряжением источника питания. В этом случае базовое напряжение можно найти по формуле — сумме характеристик эмиттера и перехода «E-B».При питании от источника 20 вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно рассчитать значение сопротивления R1 = 10,3В / 60 мкА = 172 кОм. Контейнер C2 присутствует на схеме, необходимой для реализации схемы, по которой может передаваться переменная составляющей тока эмиттера.

Если вы не установите конденсатор C2, переменный компонент будет очень ограничен. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет иметь очень низкий коэффициент усиления по току h31.Необходимо обратить внимание на то, что в приведенных выше расчетах были взяты равные доли цоколя и коллектора. А за ток за базу взялась та, которая втекает в цепочку от эмиттера. Это происходит только при условии питания базы транзистора напряжением смещения.

Но нужно учитывать, что по схеме базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, ток утечки коллектора обязательно течет.На схемах с общим эмиттером ток утечки увеличивается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на немецких транзисторах. В случае использования кремния, в котором ток в цепи «K-b» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на транзисторах МДП

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе с использованием биполярных транзисторов. Поэтому его можно рассматривать как аналогичный пример конструкции усилителя звука, собранной по схеме с общим эмиттером.На фото представлена ​​схема, выполненная по схеме с общим источником. На входных и выходных цепях собрана R-C-связь, так что устройство работает в режиме усилителя AM.

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания с помощью конденсатора C1. Убедитесь, что усилитель на полевых транзисторах должен иметь потенциал затвора, который будет ниже характеристики аналогичного источника. На представленной схеме заслонка подключается к общему проводу посредством резистора R1.Сопротивление у него очень большое — в конструкциях обычно используются резисторы на 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбрано, чтобы входной сигнал не шунтировался.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, в результате чего у заслонки есть потенциал (при отсутствии сигнала на входе) такой же, как у земли. У источника потенциал выше, чем у Земли, только из-за падения напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что затвор имеет потенциал ниже, чем у источника.А именно это требуется для нормального функционирования транзистора. Необходимо обратить внимание на то, что C2 и R3 в этой схеме усилителя имеют то же назначение, что и в приведенной выше конструкции. А входной сигнал смещен относительно розетки на 180 градусов.

Дядя с выходным трансформатором

Такой усилитель можно сделать своими руками для домашнего использования. Выполняется по схеме, действующей в классе «А». Конструкция такая же, как обсуждалось выше, с общим эмиттером.Одна особенность — нужно использовать трансформатор под стать. Это недостаток такого усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружает первичную обмотку, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную обмотку на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, позволяющий выбрать рабочую точку транзистора. По этой цепочке на базу подается напряжение смещения. Все остальные компоненты имеют то же назначение, что и схемы, рассмотренные выше.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа несколько сложнее рассмотренных ранее. В двухтактном унч входной сигнал разделяется на две полуволны, различные фазы. И каждая из них наполовину заполнена своим каскадом, выполненным на транзисторе. После усиления каждой полуволны оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызывать искажения сигнала, поскольку динамические и частотные свойства двух, даже одного типа, транзисторов будут разными.

В результате качество звука на выходе усилителя значительно ухудшается. При эксплуатации двухтактного усилителя класса «А» невозможно качественно воспроизвести сигнальный сигнал. Причина — на плечах усилителя постоянно течет повышенный ток, возникает несимметричная полуволна, фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при перегреве искажения сигнала более усиленным, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Bestracial Formator UNG

Усилитель НЧ на транзисторе, сделанный с использованием трансформатора, несмотря на то, что конструкция может иметь небольшие габариты, он все же несовершенен. Трансформеры по-прежнему тяжелые и громоздкие, поэтому от них лучше избавиться. Намного более эффективна схема, выполненная на дополнительных полупроводниковых элементах с разной проводимостью. Большинство современных СВУ выполняются именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, использованные в конструкциях, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор).В этом случае входное напряжение передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, значит транзисторы на грани включения, но все равно отключены. Когда на вход подается гармонический сигнал, первый транзистор положительной полуволны открывается, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку могут проходить только положительные полуволны. А вот минус обнажает второй транзистор и полностью блокирует первый.В этом случае в нагрузке находятся только отрицательные полуволны. В результате на выходе устройства оказывается усиленный по мощности сигнал. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективна и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема ONLC на одном транзисторе

Изучив все описанные выше особенности, можно собрать усилитель своими руками по простой элементной базе. В качестве транзистора можно использовать отечественный СТ315 или любой зарубежный аналог — например, Sun107.В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых составляет 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 МОм и конденсатор изоляции 10 мкФ. Схемы могут питаться от источника напряжения 4,5-9 вольт, сила тока — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключено, то в базе и коллекторе тока не будет. Но при подключении напряжение достигает уровня 0,7 В и позволяет протекать около 4 мкА.При этом по току коэффициент усиления будет около 250. Отсюда можно сделать несложный расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он получается 1 мА. Собрать эту схему усилителя на транзисторе, есть возможность проверить. Подключаем нагрузку — наушники к выходу.

Коснитесь пальцем входа усилителя — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно.Проверьте все соединения и номиналы предметов. Чтобы наглядно показать демонстрацию, подключите источник звука к входу UNUC — выход из плеера или телефона. Послушайте музыку и оцените качество звука.

Схема № 1.

Выбор усилителя класса . Сразу радио не хватит — делать усилитель класса А на транзисторах мы не будем. Причина проста — как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и смещение на нем.Проще говоря, усиливает постоянный ток … Этот ток вместе с полезным сигналом будет течь по акустической системе (АС), а колонки, к сожалению, способны воспроизводить этот постоянный ток. Они делают это самым очевидным способом — неестественным толкать или вытаскивать диффузор из нормального положения.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика — и вы убедитесь, что звук превратится в этот звук. Постоянный ток в его действии успешно заменяется пальцами, поэтому динамическая голова ему категорически противопоказана.Можно отделить один и тот же постоянный ток от переменного сигнала двумя средствами — трансформатором или конденсатором, и обоими вариантами, которые называют одним хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы собираем, представлена ​​на рис. 11.18.

Это усилитель обратной связи, выходной каскад которого работает в режиме V. Единственное достоинство этой схемы — простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуются специальные дополнительные пары).Тем не менее он широко используется в усилителях малой мощности. Еще один плюс схемы — она ​​не требует какой-либо настройки, а на хорошей детали сразу заработает, а это для нас сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиленный сигнал поступает в базу данных транзисторов VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 поступает на составной транзистор VT2, VT4, а от него — на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя.Он усиливает положительную полуволну сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на AU.

Отрицательная полуволна усиливает составной транзистор VT2, VT4. В этом случае падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя поступает на цепной делитель. обратная связь R3, R6, а с нее — на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 также играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

Постоянный ток увеличивается с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора постоянного тока теоретически бесконечно), а полезный сигнал имеет коэффициент, равный отношению R6 / R3.

Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатор можно не учитывать при расчетах, называется частотой среза RC-цепочки.Частоту можно рассчитать по формуле

F = 1 / (R × C) .

Для нашего примера это будет около 18 Гц, т.е. более низких частот Усилитель усилится хуже, чем мог бы.

Оплата . Усилитель собран на плате из одностороннего стеклостолита толщиной 1,5 мм при габаритах 45 × 32,5 мм. Схема расположения печатной платы В зеркальном отображении и схему расположения вы можете скачать. Видео о работе усилителя в формате mOV Вы можете скачать для просмотра.Хочу сразу предупредить радиолюбителя — звук, воспроизводимый усилителем, был записан на видео с помощью микрофона, встроенного в камеру, поэтому говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид Усилитель показан на рис. 11.19.

Элементная база . При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить на любые, рассчитанные на напряжение не менее напряжения питания, а допустимый ток не менее 2 А.на этот же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы имеют любое допустимое напряжение не менее напряжения питания, а допустимый ток не менее 100 мА. Резисторы — любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0,125 Вт, конденсаторы — электролитические, емкостью, равной указанной на схеме, и рабочим напряжением в меньшем напряжении питания усилителя.

Радиаторы для усилителя . Прежде чем пытаться сделать нашу вторую конструкцию, давайте, дорогой усилитель, остановимся на излучателях для усилителя и приведем здесь очень упрощенную методику их расчета.

Сначала рассчитываем максимальную мощность усилителя по формуле:

P = (u × u) / (8 × r), w ,

, где U. — усилитель напряжения питания, в; R. — сопротивление переменному току (обычно 4 или 8 Ом, хотя бывают исключения).

Во-вторых, рассчитываем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

P рас = 0,25 × p, w .

В-третьих, рассчитываем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

S = 20 × p ras, см 2

В-четвертых, выбрать или изготовить радиатор, площадь поверхности которого будет рассчитываться не меньше.

Указанный расчет носит очень приблизительный характер, но обычно его достаточно для радиолюбительской практики. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении динамика 8 Ом «правильным» излучателем будет алюминиевая пластина размером 2 × 3 см и толщиной не менее 5 мм на каждую. транзистор. Имейте в виду, что более тонкая пластина плохо передается от транзистора к краям пластины. Сразу хочу предупредить — радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров.Что именно — посчитайте сами!

Качество звука . Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

Причина этого — «чистый» класс выходного каскада, характерные искажения которого даже обратная связь не могут быть полностью компенсированы. Ради эксперимента попробуйте заменить транзистор VT1 на транзистор CT3102E, а транзистор VT2 — на CT3107L. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и CT361B.И вы обнаружите, что звук усилителя значительно улучшился, хотя некоторые искажения остаются заметными.

Причина этого также очевидна — больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность обратной связи и ее больший компенсирующий эффект.

Продолжение чтения


Всем привет! В этой статье я подробно расскажу, как сделать крутой усилитель для дома или автомобиля.Усилитель прост в сборке и настройке, имеет хорошее качество звука. Ниже вашему вниманию представлена ​​принципиальная схема самого усилителя.


Схема выполнена на транзисторах и не имеет дефицитных деталей. Питание усилителя — биполярное +/- 5 вольт, с сопротивлением нагрузки в 4 Ом. При подключении нагрузки 8 Ом мощность можно увеличить до +/- 42 вольт.

Резисторы R7, R8, R10, R11, R14 — 0,5 Вт; R12, R13 — 5 Вт; Остальные 0.25 Вт.
R15 Полоса 2-3 ком.
Транзисторы : VT1, VT2, VT3, VT5 — 2SC945 (на корпусе обычно пишется C945).
VT4, VT7 — BD140 (VT4 можно заменить на наш КТ814).
VT6 — BD139.
VT8 — 2SA1943.
VT9 — 2SC5200.

ВНИМАНИЕ! Транзисторы C945 имеют другое основание: ECB и EBC. Поэтому перед тем, как плевать, нужно проверить мультиметр. Светодиод
обыкновенный, зеленый, он же зеленый! Он здесь не для красоты! И не должно быть superwatch.Ну а остальные детали видны на схеме.

И так, погнали!

Для изготовления усилителя нам понадобится инструментов :
-Пашанк
-олово
-баллон (желательно жидкий), но можно обойтись и обычным
— Данные по металлу
— Опора
-awl
— Медицина шприц любой
-Sero 0,8-1 мм
-Sverclot 1,5 мм
-Delle (лучше мини дрель)
-шкурка
— И мультиметр.

Материалы:
— Двухсторонняя текстолитовая доска 10х6 см.
-лист тетрадной бумаги
-ручка
-Лак для дерева (желательно темного цвета)
-Неболон контейнер
-пищевая сода
-лимонная кислота
-соль.

Список радиодеталей перечислять не буду, их можно увидеть на схеме.
Шаг 1 Сбор за сбор
Итак, нам нужно внести сбор. Так как лазерного принтера у меня нет (другого нету), сделаем плату «по-старому»!
Для начала нужно просверлить на доске отверстия под будущие детали. У кого есть принтер, просто распечатайте эту картинку:


если нет, то нам нужно перенести разметку с бумаги на бумагу. Как это сделать вы поймете фото ниже:


при переводе не забывайте про размер платы! (От 10 до 6 см)


как то так!
Отрезаем ножницами по металлу нужного нам размера доски.


Теперь прикладываем лист к обрезной доске и фиксируем скотч, чтобы не шевелился. Затем мы возьмем хронометраж и планирование (по точкам), где мы будем бурить.


Конечно, можно сразу обойтись без шитья и сверла, но сверло может двигаться!


Теперь можно начинать дрель. Сверление отверстий 0,8 — 1 мм. Как я уже сказал выше: лучше использовать мини-дрель, так как сверло очень тонкое и легко ломается. Я, например, использую моторчик от отвертки.


Отверстия под транзисторы VT8, VT9 и под провода просверлите 1.Сверло 5 мм. Теперь нам нужно убрать нашу плату.


Теперь можно приступить к рисованию наших треков. Берем шприц, наступая на иглу, чтобы не остро, подбираем лак и вперед!


Даже косяки лучше, когда лак замерзнет.


Шаг 2. Polevim fee
Для протравливания досок я использую самый простой и дешевый метод:
100 мл перекиси, 4 ч ложки лимонной кислоты и 2 ч ложки соли.


Размешайте и окунитесь в нашу плату.


Далее рассматриваем лак и получается вот так!


Желательно сразу все дорожки покрыть оловом для удобства пайки деталей.


Шаг 3. Пайка и установка
На этой картинке будет удобно паять (вид со стороны детали)


Для удобства припаяны все мелкие детали, резисторы и так далее.


А потом все остальное.


После пайки плату нужно отмыть от канифоли. Можно стирать спиртом или ацетоном. В крайнем случае, вы можете даже бензолин.


Теперь можно попробовать включить! При правильной сборке усилитель работает сразу. При первом включении резистор R15 нужно повернуть в сторону максимального сопротивления (замеряет прибор). Колонку не подключайте! Выходные транзисторы необходимо вывести на радиатор, через изолирующие прокладки.

И так: включил усилитель, должен гореть светодиод, мультиметром замерил выходное напряжение. Постоянной нет, значит все нормально.
Далее необходимо установить ток покоя (75-90мА): Для этого закройте вход на землю, нагрузку не подключайте! На мультиметре выставить режим 200мв и подключить щуп к выходным транзисторам. (на фото отмечены красными точками)

читателей! Запомните ник этого автора и никогда не повторяйте его схемы.
Модераторы! Прежде, чем меня забанят за оскорбления, подумайте, что вы «покорились микрофону» обычного гопника, которого даже вплотную нельзя подчинить радиотехнике и тем более обучению новичков.

Во-первых, при такой схеме включения через транзистор и динамик будет идти большой постоянный ток, даже если переменный резистор будет в правильном положении, то есть будет слышна музыка. А при большом токе выходит из строя динамик, то есть рано или поздно горит.

Во-вторых, в этой схеме обязательно должен быть ограничитель тока, то есть постоянный резистор, не менее 1 ком, включенный последовательно с переменными. Любое самоперемещение повернет регулятор переменного резистора до упора, сопротивление станет нулевым, и большой ток пойдет в базу данных транзисторов.В результате сгорит транзистор или динамик.

Переменный конденсатор на входе нужен для защиты источника звука (это должен пояснить автор, ибо читатель сразу обнаружил, что удалил его именно так, считая себя умнее автора). Без него нормально будут работать только те плееры, в которых уже есть такая защита на выходе. А если его нет, то выход плеера может быть испорчен, тем более как я уже сказал выше, если открутить переменный резистор «в ноль».В то же время на выход дорогого ноутбука будет подаваться напряжение от источника питания этой копеечной безделушки и он может сгореть. Самостоятельно худенький, очень люблю снимать защитные резисторы и конденсаторы, ведь что-то «работает»! В итоге с одним источником звука схема может работать, а другого нет, и даже может выйти из строя дорогой телефон или ноутбук.

Переменный резистор, в этой схеме нужно только подтверждать, то есть настраивать один раз и замкнуть в корпусе, а не выводить удобной ручкой.Это не регулятор громкости, а регулятор искажений, то есть подбирают режим работы транзистора так, чтобы искажения были минимальными и чтобы дым не выходил из динамика. Поэтому ни в коем случае нельзя быть доступным снаружи. Регулировать громкость изменением режима невозможно. Для этого нужно «убить». Если очень хочется отрегулировать громкость, проще последовательно с конденсатором включить другой переменный резистор и теперь его можно вывести на корпус усилителя.

В общем, для самых простых схем — и для работы сразу и для того, чтобы что-нибудь повредить, нужно купить микросхему типа TDA (например, TDA7052, TDA7056 … Образцы в интернете набор), а автор взял случайный транзистор, который валялся в его столе. В итоге доверчивые любители будут искать такой транзистор, хотя у него общий коэффициент усиления всего 15, а допустимый ток Аж 8 ампер (сгорает любой динамик, даже не заметив).

Схема простого усилителя Звук на транзисторах , который реализован на двух мощных композитных транзисторах TIP142-TIP147, установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и одном BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на вся диаграмма! Эту конструкцию UMP можно свободно использовать как часть домашнего музыкального центра или для полоскания сабвуфера, установленного в машине, на дискотеке.

Основная привлекательность этого усилителя мощности звука заключается в простоте его сборки даже начинающим радиолюбителям, нет необходимости в какой-то особой настройке, нет проблем с приобретением комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема имеет электрические характеристики с высокой линейностью работы в диапазоне частот от 20 Гц до 20000 Гц. Р>

При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для источника питания следует учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный источник питания, например: 300 Вт на один канал, в случае двух -канальная версия, то естественно мощность удваивается.Можно подать заявку на каждый трансформатор индивидуально для каждого, а если использовать стерео вариант усилителя, то тип «двойное моно» можно использовать вообще, что, естественно, повысит эффективность усиления звука.

Активное напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно быть ~ 34В при повторной сборке, тогда постоянное напряжение после выпрямителя изменится на 48В — 50В. В каждое плечо для питания нужно установить предохранитель на рабочий ток 6а, соответственно для стерео при работе от одного блока питания — 12а.

Лучшие схемные ламповые усилители. Двухтактный ламповый усилитель на ECC85 и EL34

При проектировании ламповых усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) многие авторы используют выходные каскады класса А. Свое решение аргументируют минимальным коэффициентом нелинейных искажений таких каскадов. Однако каскады, работающие в классе А, имеют довольно приличный начальный анодный ток (рабочая точка находится в середине линейного участка характеристики лампы).Следовательно, КПД лампы будет очень низким. Постоянный ток, протекающий через лампу, нагревает ее электроды. Если не предусмотреть принудительное охлаждение ламп, то их электроды будут интенсивно разрушаться. Следует отметить, что при построении усилителей класса А с выходной мощностью 10 … 20 Вт все же возможно создание компактной системы охлаждения. Но если усилитель рассчитан, например, на 100 Вт, то придется построить очень громоздкий «кулер».

Поэтому выгоднее использовать более экономичный режим работы ламп класса В.Недостатком этого режима является повышенный уровень нелинейных искажений. Это связано с тем, что в этом режиме рабочая точка лампы находится на более нелинейном начальном участке характеристики лампы. При двухтактной схеме переключения ламп это вызывает «ступенчатое» искажение. Есть очень простой способ компенсировать такие искажения. Для этого усилитель должен иметь глубокую отрицательную обратную связь.

Предлагаемый усилитель питается от двухтрансформаторного источника питания (рис.1). Трансформатор ТК обеспечивает питание анодных цепей всей цепи и цепей сеток выходных ламп усилителя, Т4 генерирует напряжения накала, напряжения смещения на сетках выходных ламп и напряжение для питания вентиляторов, охлаждающих усилитель. Для снижения уровня фона свечение ламп предварительного усилителя осуществляется от источника постоянного тока.

Рис. 1. Двухтрансформаторный блок питания

Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рис.2. Предварительный усилитель собран на малогабаритном двойном триоде VL1. Уровни входного сигнала регулируются переменными резисторами R1 и R2. Сигналы левого и правого каналов подаются на трехполосные регуляторы тембра. Далее сигналы через компенсирующий усилитель на двойном триоде VL2 поступают на фазоинверторы на двойном триоде VL3. Корректирующие RC-цепи, подключенные к катодам триодов VL2, уменьшают нелинейные искажения усилителя и предотвращают его самовозбуждение на инфранизких частотах.Аноды VL3 вырабатывают противофазные сигналы, необходимые для работы двухтактных выходных каскадов. Противофазные сигналы «раскачиваются» предусилителями на двойных триодах VL4, VL5 до уровней, необходимых для возбуждения выходных ламп VL6 … VL9. Оба тетрода в каждой лампе подключены параллельно для увеличения выходной мощности. Нагрузкой ламп служат выходные трансформаторы Т1, Т2.


Рис. 2. Принципиальная схема усилителя (нажмите, чтобы увеличить)

Трансформаторы согласуют лампы высокого сопротивления с сопротивлением динамика.

Усилитель собран в дюралюминиевом корпусе. Вентиляторы M1 и M2 расположены так, что они дуют выходные лампы. XS1 — разъем «JACK» или «miniJACK». R1, R2, R11, R13, R15, R17, R19, R21 — любые переменные резисторы соответствующего типа. SA1 должен выдерживать ток до 6 А при напряжении питания 220 В. Для Т1 и Т2 используются W-образные жилы сечением 32х64 мм. Обмотки I, III содержат 600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,4 мм, а обмотки IIa и IIb — 100 витков этого же провода.Обмотка IV содержит 70 витков провода ПЭВ-2 d1,2 мм. ТК и Т4 намотаны на тороидальных сердечниках сечением 65х25 мм (Т3) и 40х25 мм (Т4). Т3 имеет первичную обмотку, состоящую из 600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,8 мм, и вторичную обмотку, состоящую из двух обмоток по 570 витков этого же провода. Первичная обмотка Т4 состоит из 1600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,31 мм, обмотка II — 500 витков того же провода, III и IV — 52 и 104 витка провода ПЭВТЛ-2 d0,8 мм. Порядок намотки обмоток для Т1 и Т2 показан на рис.3.


Рис. 3. Порядок намотки обмоток для Т1 и Т2

Установка усилителя начинается с источника питания. Снимите лампы VL6 … VL9 с панели и включите питание. При этом должен загореться HL1, а M1 и M2 работать. Измеряются постоянные выходные напряжения, которые должны отличаться от указанных схемой не более чем на ± 10%. Регуляторы громкости установлены в крайнее правое положение, а регуляторы тембра — в среднее положение.Временно отключите цепь OOS (R52, C46, ​​C47, R75, C38, C51). На входы ЛК и ПК поступают синусоидальные сигналы с частотой 1 кГц и амплитудой 250 мВ. Двухканальный осциллограф контролирует противофазные сигналы на анодах ламп ВЛ4, ВЛ5 (их амплитуды должны быть одинаковыми, а форма неискаженной). Они устанавливают VL6 … VL9 на место, и к выходам подключаются либо акустические системы, либо (лучше) эквиваленты нагрузки (резисторы 8 Ом x 150 Вт). На выходе также должен наблюдаться неискаженный сигнал.Восстановить цепочки OOS. Если усилитель будет самовозбуждаться, следует выбирать емкость C38, C47 или резисторы R52, R75. При этом существенно снизить ООС нельзя, так как соответственно возрастет коэффициент нелинейных искажений. На этом настройка усилителя закончена.

Для правильной работы усилителя следует помнить, что включение усилителя без нагрузки категорически запрещено. Несоблюдение этого правила приведет к выходу из строя выходных ламп и трансформаторов.

См. Другие статьи раздела.


Раньше я предвзято относился к звуку двухтактных ламповых усилителей, полагая, что однотактный дает им «сто очков вперед».
Почему? Однажды у меня был двухтактный ламповый усилитель, собранный «не знаю по какой схеме» на лампах EL34. Он не звучал.
Но тогда усилители я еще не собирал. И решил для себя закрыть этот вопрос, собрав PP на EL34. Более того, у меня в одеяле была пара выходных трансформаторов, подаренных одним очень хорошим человеком! Вот такие:

Схема усилителя

Я выбрал схему «по Манакову»:


Начал как всегда со сборки корпуса.Не буду подробно останавливаться на технологии его изготовления, подробно об этом я рассказывал в. Как всегда, я собрал усилитель на отдельном металлическом шасси, закрепленном на стойках внутри корпуса. Это сводит к минимуму количество отверстий в верхней крышке усилителя. Для изготовления корпуса я использовал алюминиевый уголок 20х20х2,0, листы дюралюминия толщиной 1,5 мм (для верхней крышки) и 1 мм (для нижней крышки и шасси). Вагонка изготовлена ​​из бука, окрашена морилкой и лаком в несколько слоев.Дуралюмин окрашен распылением. В этот раз я использовал готовые заглушки для трансформаторов, предварительно заказав их.

Все механические работы производились на балконе. Я использовал складной верстак, дрель, электрический лобзик, дисковую шлифовальную машину, ручной фрезер, дремель и профессиональный угловой ящик. За годы радиолюбительства я прочно «вырос» с хорошими инструментами. Это позволяет мне выполнять многие сложные работы намного быстрее и точнее. Но большую часть этих работ можно выполнить вручную.Больше усилий и времени, конечно.

Радиодетали, в общем, самые распространенные. В качестве разделителей использовал конденсаторы К78-2 и К71-7, все остальное — «солянка».

Купленные лампы EL34 уже подобраны в «четверку».

Силовой трансформатор: тор, 270Вх0,6А — анод вторичный, 50Вх0,1А — вторичный для смещения, 2 × 6,3 × 4А — для подвода тепла.

Внес некоторые изменения в схему

Вместо лампы 6Н9С я сначала нагло пробовал использовать 6х3П (ЭБ).Получился … «мертвый» звук. Не то! Нисколько. И отверстия под розетки просверлены, и шасси уже установлено. Что делать? Стал искать замену этой лампе. Оказалось, что лампа ECC85 (по отзывам коллег на форумах) «очень». Купил пару. Изменены номиналы «обвязочных» резисторов. На анодах 36 кОм (2 Вт), на катодных резисторах — 180 Ом, при смещении около 1,5 В. Сразу скажу, звук действительно пошёл на пользу!

Электронный дроссель


Вместо обычных дросселей я также использовал собранный по такой схеме «электронный дроссель»:


Замечу, что реальное падение напряжения на дросселе около 20-25 В.Учтите это в своем дизайне!
Печатная плата дроссельной заслонки также включена.

Селектор входов

Он организовал селектор входов на трех реле TAKAMISAWA (в зависимости от количества входов), которые переключают слаботочный сигнал. Печатную плату переключателя я не делал; Собрал все на макетной плате.


Схема примерно такая:

Ради красоты поставил циферблатные индикаторы. Индикаторы контролируются отечественной микросхемой К157ДА1. Схема переделана под однополярное питание, в комплекте идет печатная плата.

Коммутатор, микросхема K157DA1 и диоды светодиодной подсветки питаются от единого источника стабилизированного напряжения.

Из особенностей сборки

Самая важная — это земельная планировка. Хорошо видно, что я организовал две точки заземления, собрал на них площадки левого и правого каналов и подключил их к «минусу» фильтрующего конденсатора анодного напряжения. В итоге вместе с «электронным дросселем» это дало очень хороший эффект.Я вообще не слышу фона. Ни 10, ни 5, ни 2 сантиметра от динамика.

Настройка усилителя

Здесь я цитирую Манакова полностью:

Первый каскад регулируется падением напряжения 1,8-2 В постоянного тока в контрольной точке на катодном резисторе путем выбора номинала этого резистора.
Второй каскад регулируется падением напряжения в контрольных точках на катодных резисторах 1 Ом ламп выходного каскада, путем регулировки напряжения смещения на управляющих сетках этих ламп.Падение напряжения на них должно составлять 0,035-0,04 В, что соответствует анодному току каждой лампы 35-40 мА. Самые «экономичные» позволяют снизить выходные токи лампы до 25-30 мА. Думаю, излишне напоминать, что все эти настройки нужно делать в беззвучном режиме.
Фазоинвертированный каскад настраивается на переменное напряжение при подаче переменного напряжения около 0,5 В с частотой 3 кГц на сетку левого триода лампы 6H9C, переменное напряжение такой же величины на анодах лампы задается подстроечным резистором в цепи сетки правого триода лампы.В этом случае нужно использовать вольтметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм.


Добавлю только, что при использовании ламп EL34 токи покоя можно (и нужно!) Безопасно повысить примерно до 56-60 мА при анодном напряжении около 350 В.



Файлы

Чертежи печатные платы электронной почты дроссель и датчик уровня:

Сразу оговорюсь — эта антология никоим образом не претендует на звание руководства по схемотехнике ламп.Схемы (в том числе исторические) выбирались комбинацией технических решений, по возможности с & quot; основные моменты & quot. И вкусы у всех разные, так что не дисциплинируйтесь, если не догадались … В старых схемах количество оценок сведено к стандартным.

Для увеличения выходной мощности усилителей в дополнение к & quot; распараллеливание & quot; лампы, двухтактные каскады применялись в 1930-е годы (двухтактные) .Чтобы инициировать двухтактный каскад, необходимы два противофазных напряжения, которые проще всего получить с помощью трансформатора. Это по-прежнему делается в самых бескомпромиссных конструкциях, но степень влияния межтрубного трансформатора на качество сигнала почти больше, чем на выход. Поэтому в подавляющем большинстве двухтактных усилителей для получения противофазных напряжений используется специальный каскад с обратной фазой.

    Основные типы фазоинвертированных каскадов
  • отдельный инвертирующий каскад в одном из плеч усилителя
  • автоматическая балансировка фазоинвертора
  • катодно-связанный фазоинвертор
  • фазоинвертор с разделенной нагрузкой

У каждого решения есть свои преимущества и недостатки.В период расцвета качественных ламповых усилителей наибольшее распространение получили фазоинверторы с разделенной нагрузкой и катодной связью.

Фазоинвертор с катодной связью обеспечивает некоторое усиление, но идентичность выходных сигналов зависит от степени связи. Глубокое соединение может быть получено только при использовании большого сопротивления соединения (для этой схемы была названа длинный хвост — & quot; длиннохвостые ») или источники тока в катодной цепи (а это тогда не приветствовалось).Кроме того, выходные импедансы плеч такого фазоинвертора существенно различаются (один триод включен по схеме с общим катодом, второй — с общей сеткой).

Фазоинвертор с разделенной нагрузкой позволяет получить идентичные сигналы, но несколько ослабить их. Поэтому необходимо увеличивать усиление фазоинвертора (что чревато его перегрузкой) или использовать двухтактный каскад предварительного согласования. Однако именно этот тип фазоинвертора получил наибольшее распространение в промышленных образцах, поскольку обеспечивает хорошую повторяемость при массовом производстве.

Проблема сбережений в те годы была приоритетной. И радиолюбителей, и конструкторов очень смутила лишняя лампа. Поэтому неудивительно, что в начале 50-х годов на страницах радиотехнических изданий появились схемы двухтактных усилителей, не содержащие отдельного фазоинвертора. Выходной каскад таких усилителей был выполнен по катодной схеме и работал в «чистом» классе А. Предлагались как новые схемы, так и модификации существующих.несимметричные усилители в двухтактном исполнении. На нашей стороне & quot; железный занавес & quot; Усилители этого типа не прижились из-за невысокой экономичности, а с другой стороны, использовались довольно долго.

Чрезвычайно простая схема Такой усилитель, предназначенный для повторения любителями, приведен ниже (спасибо Клаусу, приславшему схему — без него картина была неполной). Обратите внимание на дату …

рис. 1. Простой двухтактный усилитель Pout = 6 Вт.Выходной каскад выполнен по схеме катодной связи. Приведенное сопротивление нагрузки составляет 8 кОм. Конструктивные данные трансформатора неизвестны. В источнике питания использовался однополупериодный выпрямитель на кенотроне прямого горения 5Y3GT и LC-фильтр. / Усилитель мощности Hi-Fi Мелвина Лейбовица (Electronic World, июнь 1961 г.)

Интересно включить регулятор громкости на входе оконечного каскада и только один переходный конденсатор. Степень катодной связи мала, поэтому характер звука, скорее всего, будет похож на одноцикловый (с четными гармониками).Общего OOS нет, так как запас по усилению небольшой.

Однако введение ООС в усилитель пентода весьма желательно — без него выходной импеданс очень высок. Это хорошо только для диапазона средних частот (поскольку снижает интермодуляционные искажения в динамике) и противопоказано для всех других приложений. Глубокий ООС в усилителе можно ввести только при прямом подключении каскадов.

рис. 2. Двухтактный усилитель класса А.Усилитель выполнен по схеме с прямым подключением каскадов и покрывается глубокой ООС (~ 30 дБ). Двухтактный выходной каскад работает в классе A. Он спроектирован по схеме с катодной связью и не требует отдельного каскада с обратной фазой. Сеть VL3 заземлена переменным током. Часть напряжения с катодов выходных ламп поступает на экранирующую сетку VL1, стабилизирующую режим постоянного тока.

Настройка сводится к выбору R1… R3 так, чтобы напряжение на управляющих сетках ламп было -12 В относительно их катодов.

Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш-22х50. Первичная обмотка содержит 2х1000 витков провода d = 0,18 мм, вторичная — 42 витка провода d = 1,25. Обмотки разделены, вторичная обмотка размещена между слоями первичной. (Павлов В.В. Высококачественный усилитель НЧ (Радио, № 10/1956, стр. 44)

Усилители

в режиме A обеспечивают высокое качество звука, но переход в режим AB при той же мощности рассеяния на аноде позволяет получить в два-три раза большую выходную мощность.Выходной каскад в режиме AB больше не может работать с катодной связью, поэтому без отдельной инверсной фазы не обойтись.

Желание уменьшить если не количество ламп, то хотя бы количество цилиндров привело к появлению схемы усилителя на двух триодных пентодах. В свое время низкочастотные триодные пентоды были специально разработаны для одноцикловых усилителей приемников и телевизоров (триодная часть использовалась в драйвере, пентодная часть — в выходном каскаде).Однако в приложении push-pull они тоже не разочаровали. Приведенная ниже схема имела множество воплощений. Ультралинейная версия, например, была в самом первом издании книги Гендина «; Качественный любительский УНЧ & quot (1968)

рис. 3 Двухтактный усилитель на триодных пентодах. Pout = 10 Вт. Фазоинвертор по схеме с разделенной нагрузкой, связь с первым каскадом прямая. Пентодный выходной каскад с фиксированным смещением.Известны также варианты этой схемы со сверхлинейным включением выходных ламп, с комбинированным и автоматическим смещением. Конструктивные данные трансформатора неизвестны. Схема R3C2 обеспечивает стабильность усилителя с обратной связью.

Кстати, по поводу сверхлинейного включения выходных пентодов. В двухтактном исполнении есть еще один плюс — дополнительная компенсация гармоник, возникающих в выходном каскаде. Поэтому подавляющее большинство любительских дизайнов выполнено по ультралинейному варианту.В промышленных образцах отечественного производства сверхлинейные усилители снова не прижились из-за сложности выходного трансформатора. Для получения высоких характеристик необходима полная симметрия конструкции, секционирование обмоток, сложная коммутация. При использовании трансформаторов серийного производства выигрыш от использования сверхлинейной схемы не заметен.

Следующая схема стала классической и послужила основой для бесчисленных дизайнов.

рис.4. Ультралинейный усилитель Pout = 12 Вт, кг

Несмотря на высокую производительность, обычные пентодные и сверхлинейные усилители редко использовались без общего OOS. Использование ООС снижает выходное сопротивление усилителя и улучшает условия работы низкочастотных головок. Но для уменьшения выходного сопротивления усилителя можно использовать не только отрицательную, но и положительную ОС. В схеме следующего усилителя используется комбинированная обратная связь.

рис.5. Ультралинейный усилитель. Главной особенностью усилителя является комбинация ООС по напряжению и PIC по току, что улучшает согласование усилителя с динамической головкой в ​​области основного механического резонанса. Сигнал POS снимается с датчика тока (R19), подключенного к выходу заземления выходного трансформатора. Глубина обеих обратных связей регулируется синхронно, что исключает самовозбуждение усилителя.
Первый каскадный усилитель напряжения. Фазоинвертор выполнен по схеме катодной связи.Выходной каскад выполнен по типовой ультралинейной схеме и дополнен балансирующим регулятором RP1. На втором триоде VL1 сделан микрофонный усилитель. Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш25х40. Первичная обмотка содержит 2х (1100 + 400) витка провода d = 0 18 мм, вторичная — 82 витка провода d = 0, 86мм (60м) В. Иванов — Усилитель низких частот (Радио № 11/1959 п. 47-49)

Триодный выходной каскад имеет низкие искажения и низкий выходной импеданс даже без общего OOS.Характеристики каскада слабо зависят от приведенного сопротивления нагрузки. Это снижает индуктивность выходного трансформатора. Ниже представлены два варианта схемы усилителя с выходным каскадом на двойном триоде.

рис. 6. Триодный усилитель Pout = 2,5Вт (+ 250В) Полюс = 3,5Вт (+ 300В) кг = 3% (без ООС)
Первый каскадный усилитель напряжения на пентоде (Кв = 280 350). Фазоинвертор с разделенной нагрузкой. Стадия с фиксированным смещением.Для уменьшения фона на обмотку накала подается потенциал +40 В. Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ø12 (окно 12х30мм), толщина набора 20мм. Первичная обмотка — 2х2300 витков провода d = 0,12мм, вторичная — 74 витка d = 0,74мм. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ø16 (окно 16х40мм), толщина комплекта 32мм. Сетевая обмотка содержит 2080 витков провода d = 0,23 мм, анод — 2040 витков провода d = 0,16 мм, нить накала — 68 витков провода d = 0.84мм, обмотка подмагничивания — 97 витков провода d = 0,12мм

рис. 7. Триодный усилитель Pout = 2,5 Вт, кг = 0,7 … 1% В выходном каскаде используется комбинированное смещение (используется накидная обмотка). Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ø12 (окно 12х26мм), толщина комплекта 18мм. Первичная обмотка содержит 2х1800 витков провода d = 0,1Zмм, вторичная — 95 витков провода d = 0,59мм (13 Ом)
Э. Зельдин — Триодный усилитель класса В (Радио No.4/1967, стр.25-26)

) в усилителе мощности звука используются лампы выходного каскада, работающие по классу «А», сверхлинейного включения, и собран в виде моноблока — лампового усилителя. В схеме можно использовать несколько разных ламп, в том числе KT77 / 6L6GC / Kt88 с драйвером на 12SL7 . Вне зависимости от того, какие лампы используются для вывода, звук получается «бархатным» и изысканным.

В драйвере (предусилитель звука) лампа работает в режиме динамической нагрузки — СРПП.Альтернативный драйвер можно сделать с помощью 5751 . Другие варианты, например 12AU7 , 12AT7 и 12AX7 . Выходная мощность этой схемы может достигать 50 Вт.

Схема достаточно простая, как для лампы УМЗЧ, но , если вы не знакомы с ламповым оборудованием или не имеете опыта установки высокого напряжения, то для дебютного это не лучший проект. Чтобы полностью исключить взаимное влияние отдельных каналов (левого и правого), все конструктивно выполнено в виде моноблоков — каждый со своим источником питания.С одной стороны, этот вариант более сложный и дорогой, но также имеет свои преимущества.


На нижнем рисунке показан самый простой. В блоке питания можно использовать обычный трансформатор, выпрямитель, фильтр. Обмотка накаливания 6 вольт и 4 ампера. При использовании только ламп на 6,3 В напряжение соответственно снижается до указанного выше уровня.


Более чувствительные электрические схемы располагаются как можно дальше от силовых трансформаторов. Конденсаторы фильтра были приклеены к шасси.Использование заземления в виде толстого большого неизолированного медного провода доказало свою эффективность в снижении шума, шума и оптимизации контуров заземления. При правильном подключении всех элементов схемы ток 1,25 делится на номинал резисторов. Таким образом, 10 Ом дадут 0,125 ампер тока (при использовании ламп КТ88 требуется 180 мА).

Настройка и тестирование усилителя


Сразу предупреждаем, что в этой цепи есть фатальные напряжения, будьте предельно осторожны при любых измерениях.Сначала включите питание и проверьте напряжение. Между нитью накала 12SL7 должно быть 12 В постоянного тока и около 475 В на блоке конденсаторов фильтра. Вставьте лампы. Следите за возможными проблемами (внутри ламп есть пластины, которые светятся красным, искры, дым, шум и другие интересные вещи, указывающие на плохие новости). Еще раз проверьте напряжение. Они должны быть в правильном диапазоне. Если они очень разные, значит, что-то подключено неправильно.


Если все в порядке, выключаем питание и прикручиваем динамики к выходу.Снова включите питание. Звук (шум или шум) должен быть слабым или отсутствовать. Если в 10-20 см от динамика слышно легкое гудение, то, вероятно, проблемы с установкой (экран, масса …).



Подайте сигнал на вход усилителя и посмотрите, что произойдет. Звук должен быть теплым и мягким, без заметных искажений. Теперь самое время сделать баланс токов на выходных лампах подстроечным резистором 25 Ом. Дайте усилителю поработать не менее 20 минут и снова проверьте настройки.Они, наверное, немного изменились — доработаны. Горячие и опасные лампы после окончательной сборки лучше накрыть защитной сеткой (особенно если у вас есть домашние животные или дети). Приятного прослушивания!

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *