Ультралинейный усилитель класса «А»

Вариант усилителя на отечественных транзисторах

Автор: АКА КАСЬЯН

По сути я ничего нового не придумал, просто давно хотел собрать данный усилитель, но на многих ресурсах отзывы о нем были не очень хорошие.

К сожалению, мне не удалось найти фотографии доделанных усилителей. Как правило, на страницах форума были только обсуждения и мне не оставалось ничего, кроме как повторить конструкцию. 
О схеме очень мало отзывов, в основном только негативные. Жалобы в основном о малом потреблении тока, слишком искаженный выходной сигнал и т.п.

Сначала были найдены все оптимальные замены транзисторам. Все транзисторы использовались отечественного производства. Травить плату не было возможности, поэтому как всегда на помощь пришла макетка.

На плате была собрана вся схема, а выходные транзисторы через провода припаяны к основной плате. 
В начале для выходного каскада использовал транзисторы КТ805, затем 819 и остановился на КТ803А — самый лучший вариант для этой схемы.

 

Схема планировалась для стандартной колонки на 4 Ом, поэтому некоторые номиналы схемы нужно подобрать под свои нужды. 
Выходной конденсатор на 3300 мкФ с напряжением 16-50вольт, входной по вкусу (от 0,1 до 1мкФ). 
Для питания использовал аккумулятор от бесперебойника, с ним усилитель развивает до 8 ватт, это уже чистейшая мощность, без хрипов, искажений и гулов.

За свою практику собрал немало усилителей мощности. Еще год назад, эталоном звука для меня были микросхемы СТК, затем была повторена схема ланзара и она долго не уступала свои позиции, но несколько дней назад этот усилитель вышел на первое место, оставив позади знаменитого ланзара.

 Широкий диапазон воспроизводящих частот — еще одно достоинство этой схемы, хотя частоты ниже 30 Гц усилитель не сможет воспроизвести. Усилитель предназначен для широкополосной акустики, и для качественного звучания в первую очередь нужны качественные колонки. Хотя многие могут не согласится, но очень советую использовать отечественные головки  5 — 10 ГДШ с бумажным или поролоновым подвесом.

После чистого класса «А» даже музыкальный центр будет звучать не так хорошо, как раньше. 

Выходные транзисторы усилителя греются не так страшно, как говорилось в некоторых форумах, лично у меня без теплоотвода они поработали 10 минут на максимальной громкости, температура не превышала 70-80 градусов.

Странно то, что усилитель настолько качественный, что без подачи входного сигнала в колонках нет никакого шума или гула, словно усилитель выключен и включается только при подаче сигнала на вход. 

Не советуется поднимать напряжение питания более 20 вольт, при 18 вольт усилитель показал 14 ватт — чистой синусоидальной мощи, но потреблял при этом 60 ватт… для класса «А» это вполне нормально. 
В дальнейшем планируется собрать еще один канал, уж больно понравился этот усилитель, рядом с ним даже музыкальный центр дурно звучит.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
T1	Биполярный транзистор	КТ361Г	1	2N3906	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T2	Биполярный транзистор	КТ801А	1	КТ630Д, КТ602А, 2N697	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Т3, Т4	Биполярный транзистор	КТ803А	2	MJ480	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	100 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2	Конденсатор	0. 22 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	220 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С4	Электролитический конденсатор	470 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	3300 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С6	Конденсатор	0.1 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	39 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Переменный резистор	100 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	100 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	220 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5	Резистор	2. 7 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	8.2 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	47 Ом	1	0.5 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	180 Ом	1	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	2.2 кОм	1	0.5 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	10 Ом	1	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ
• Sprint-Layout

Усилители мощности — Профессиональное звуковое оборудование — Продукты — Yamaha

Поиск по сайту

org/» typeof=»BreadcrumbList»>
1. Главная
2. Продукты
3. Профессиональное звуковое оборудование
4. Усилители мощности

Мультиканальные усилители

Серия PC-D / DI

Новое поколение систем усиления мощности с сетевыми функциями, универсальность и масштабируемость которых обеспечивается за счет эффективной матричной обработки и поддержки сетей Dante.

Стереоусилители

Серия TXn

Снято с производства

Интеллектуальные транспортируемые усилители, готовые для подключения в сеть, со встроенным модулем цифровой обработки сигнала и возможностью гибкой настройки портов ввода/вывода.

Серия Tn

Снято с производства

Идеальные транспортируемые усилители с номинальным сопротивлением нагрузки 2 Ом для линейных систем звукоусиления

Серия PC-1N

Снято с производства

Усилители мощности с возможностью работы в сети, обеспечивают высочайшее качество звука и отличаются чрезвычайно низким энергопотреблением.

Серия XP

Снято с производства

За счет регулируемого коэффициента усиления и характеристик входов эти усилители мощности идеально подходят для стационарных аудиосистем.

Серия PX

В универсальной линейке усилителей мощности серии PX сочетаются интеллектуальные функции обработки и высокая выходная мощность, что позволяет использовать эти устройства в самых различных локациях, где требуется усиление звука.

Серия MA/PA

Усилители класса D, переключаемые между низкоомным и высокоомным режимом, – это универсальное и простое в использовании решение для любой системы малого и среднего масштаба.

Мультиканальные усилители

Серия XMV

Многоканальные усилители мощности серии XMV сочетают в себе высококлассную производительность класса D с возможностями, специально разработанными для применения в области коммерческих аудио систем.

Введите имя архивного продукта

1. Главная
2. Продукты
3. Профессиональное звуковое оборудование
4. Усилители мощности

Усилители класса А — Усилители

Усилители

Усилители класса А обычно используются в оборудовании с большой выходной мощностью. не требуются. Когда транзисторный усилитель класса А используется в силовых каскадах, Транзисторы могут работать как с общим эмиттером, так и с общей базой. конфигурации с общим коллектором. Кроме того, любая конфигурация может иметь однотактный (один транзистор) или двухтактный. Когда по сравнению с двухтактными каскадами несимметричные каскады производят больше искажений и имеют меньший КПД.

При анализе и проектировании усилителя мощности необходимо учитывать (а) энергоэффективность, (б) максимальная рассеиваемая мощность транзистора, (в) искажения, (г) АЧХ.

Транзисторы в усилителях мощности — это просто управляющие устройства, которые позволяют преобразование мощности постоянного тока, подаваемой в цепь, в полезную мощность переменного тока в импеданс нагрузки. Из-за сопротивления транзистора и ток через него устройство рассеивает мощность; следовательно, это никогда не может быть на 100 процентов эффективным.

Энергоэффективность

Энергоэффективность – это показатель того, насколько хорошо мощность усилитель преобразует мощность постоянного тока от источника питания ( P _DC ) в полезную Мощность переменного тока, подаваемая на нагрузку ( P _AC ). Формула для процент энергоэффективности

Указанная формула является базовой и используется для выражения нескольких различные значения КПД для каждого данного усилителя. В схеме транзистора КПД коллектора , вероятно, значение наиболее часто используемые. Эффективность коллектора определяется используя напряжение питания коллектора ( В _CC ), умноженное на коллектор ток ( I _C )

Когда однокаскадные усилители мощности имеют резистивную оконечную нагрузку сопротивление нагрузки, резистор в коллекторной цепи транзистор будет рассеивать мощность даже в статическом состоянии. Это представляет собой снижение эффективности; и для того, чтобы во избежание этого используется трансформаторная связь. Только с помощью трансформатора сопротивление в цепи коллектора — это очень малое сопротивление постоянного тока первичная обмотка. Таким образом, рассеиваемая мощность постоянного тока значительно снижается, и эффективность повышается.

Усилитель с трансформаторной связью

Усилитель мощности класса А.

Рассмотрим каскад с трансформаторной связью (см. рисунок выше). Выходная мощность переменного тока цепи будет оцениваться продуктом коллекторного (выходного) напряжения переменного тока В _С и переменного тока протекающий через коллектор транзистора ( I _C ). Среднеквадратичное (среднеквадратичное) значение синусоидального напряжения коллектора определяется как

Точно так же среднеквадратичное значение тока коллектора равно

Следовательно, выходная мощность переменного тока определяется произведением В _{C(среднеквадратичное значение)} и I _{C(среднеквадратичное значение)} . Таким образом

Мощность питания должна быть произведением напряжения питания и тока. Математически это уравнение

Эффективность преобразования мощности постоянного тока, подаваемой на коллектор цепь в сеть переменного тока

Оптимальный КПД усилителя мощности класса А можно определить для идеального транзистора. Идеальный транзистор – это транзистор, характеристики которого идеально линейный. Следовательно, максимальные колебания напряжения и тока для идеального транзистора

Тогда оптимальная эффективность

При практической эксплуатации усилителя оптимальная эффективность никогда не достигался. Однако эту эффективность можно использовать для сравнения целях и для предварительных расчетов при проектировании мощностей класса А этап.

Какой класс усилителя лучше?

Я принадлежу к культуре прекрасных образов и звуков, и мне нравится распространять информацию.

Я с детства возился с электроникой, начиная с разборки и сборки телевизоров и радиоприемников. Я всегда снова собирал их вместе и работал. Подростком я прошел курсы радио и электроники и стал радиолюбителем. Я работал в школьной постановочной бригаде, управляя звуком, светом и кинопроектором. После колледжа я присоединился к рок-н-ролльной группе в качестве звукорежиссера и научился таскать с собой и управлять оборудованием, благодаря которому музыка звучит хорошо и громко.

Работая в музыкальном магазине в Остине, штат Техас, я несколько лет занимался производством, установкой, ремонтом и эксплуатацией звуковых систем. Нашими клиентами были студии звукозаписи, ночные клубы и гастролирующие группы. В конце концов я вернулся в Шарлоттсвилль, штат Вирджиния, и открыл небольшую студию звукозаписи. В 2006 году я, наконец, пришел в себя и устроился на эту работу в Crutchfield. На самом деле они платят мне за то, чтобы я болтал, разглагольствовал и объяснял, что мне нравится в музыке, электронике и хорошем звуке.

Учитывая мой опыт, меня заставили писать о некоторых из самых сложных электронных продуктов, которые продает Кратчфилд: автомобильные усилители, процессоры цифровых сигналов, электропроводка, профессиональные звуковые микшеры и акустические системы.

Подробнее о Buck

• Начал работу в компании Crutchfield в 2006 г.
• Прошел тщательное обучение консультантов внутри компании, изучив все тонкости различных продуктов
• Разработал и организовал электрические схемы сабвуферов Crutchfield
• Быть в курсе событий, посещая тренинги для поставщиков по новым продуктам
• Получение сертификата MECP (сертифицированный профессионал в области мобильной электроники)
• Автор десятков статей о Crutchfield и сотен презентаций продуктов, в основном посвященных автомобильным аудиоусилителям и профессиональному аудиооборудованию
• Отвечает на многие вопросы клиентов, размещенные в комментариях к его статьям
• Звукорежиссер на пенсии с многолетним опытом создания хорошего звука для других людей
• С 1999 по 2018 год также работал оператором видеокамеры на футбольных и баскетбольных матчах Университета Вирджинии

Еще от Бака Померанца

Как согласовать сабвуферы и усилители

Что делает звуковой процессор?

Лучшие многоканальные автомобильные усилители на 2023 год

Входы уровня динамиков или преобразователь линейного выхода (LOC)?

Лучшие монофонические усилители 2023 года

Лучшие 4-канальные автомобильные усилители 2023 года

Что такое класс усилителя? Способ, которым усилитель сочетает мощность и сигнал , определяет его класс. Какой класс лучше, зависит от ваших потребностей:

• Конструкция класса А наименее эффективна, но обеспечивает высочайшее качество звука.
• Конструкция класса B немного более эффективна, но полна искажений.
• Конструкция класса AB обеспечивает энергоэффективность и хороший звук.
• Конструкция класса D отличается высочайшей эффективностью и минимальной занимаемой площадью. Это современное чудо усиления звука.

И обязательно посмотрите наше видео ниже.

Ниже мы используем несколько ссылок на автомобильные аудиосистемы, но принципы проектирования усилителей одинаковы для всех аудиоусилителей — автомобильных, домашних и переносных устройств.

Основы работы с усилителем

Как правило, автомобильный усилитель работает за счет преобразования 12-вольтового постоянного тока, поступающего в усилитель, в переменный ток и повышения напряжения с помощью трансформатора. Затем он объединяет эту мощность высокого напряжения с аудиосигналом, поступающим из стереосистемы, чтобы создать выходную версию слабого входного сигнала с высоким напряжением и высоким током.

Усилитель класса представляет собой систему для объединения мощности и сигнала. Класс усилителя отличается от усилителя к усилителю, а эффективность и качество звука зависят от используемой конструкции. Во всех конструкциях группы выходных транзисторов, каждая из которых представляет собой небольшой усилитель, добавляют свою общую мощность вместе, чтобы обеспечить окончательную выходную мощность усилителя.

Внутри Rockford Fosgate T500-1bdCP показаны трансформатор (катушка красного и зеленого проводов) и выходные транзисторы (черные прямоугольники, приклеенные к радиатору белой термопастой).

Тепло — враг

Усилители всегда производят меньше энергии, чем потребляют. Эффективность усилителя — это отношение того, что он выдает, к тому, что он потребляет от электрической системы. Ни один усилитель не эффективен на 100%, выдавая именно то, что потребляет, и усилитель не может выдавать больше мощности, чем потребляет. Энергия, которая не доходит до выходных клемм, является потраченной впустую энергией, которая превращается в тепло. Слишком большое количество тепла разрушит выходной сигнал усилителя и его внутренние компоненты.

Различные классы усилителей выделяют разное количество тепла. См. описание каждого класса ниже.

Посмотреть видео классов усилителей

Классы усилителей — в чем разница?

Усилитель можно сконструировать по-разному, но тепло — враг. Понятно. Теперь давайте поговорим о различных классах дизайна усилителей.

---

Усилители класса А — высокоточный источник тепла

Выходные транзисторы усилителя класса А работают с «постоянным смещением», то есть они всегда работают на полную мощность независимо от наличия входного сигнала или его отсутствия. При отсутствии сигнала мощность транзисторов превращается в тепло. Когда есть сигнал, питание отключается от клемм динамика. Кроме того, каждый выходной транзистор класса A усиливает как отрицательную, так и положительную часть напряжения переменного тока сигнала, увеличивая рабочую нагрузку и выделяя больше тепла. Усилители класса А обычно работают с КПД около 25%. Это означает, что 75% их энергии превращается в тепло.

Усилитель высочайшего качества Класс

Поскольку каждый транзистор выходного каскада всегда включен, отсутствуют циклы включения, выключения, прогрева или охлаждения, влияющие на прохождение сигнала. Фактически, в этих условиях транзисторы работают наиболее линейно, без искажений. И поскольку переключения не происходит, нет и наведенных высокочастотных помех. Усилители чистого класса А редки, дороги и никогда не используются в автомобильной аудиосистеме. Иногда вы найдете их в домашнем аудио и гитарных усилителях.

---

Усилители класса B — двухтранзисторное решение

Усилители класса B облегчают работу каждого выходного каскада, заменяя там один транзистор двумя транзисторами, установленными по так называемой «двухтактной» схеме. Один транзистор усиливает части отрицательного напряжения сигнала переменного тока, а другой заботится о положительном напряжении, а затем они объединяются в единый выход. Каждый транзистор включен половину времени и выключен другую половину.

Эффективность с низкой точностью воспроизведения

Усилители класса B намного более эффективны, чем усилители класса A — 50% или около того — но создают искажения при включении и выключении двух транзисторов. Это «кроссоверное искажение» настолько плохо, что очень немногие производители предлагают или производят усилители чисто класса B.

---

Усилители класса AB — более высокая точность воспроизведения

и эффективность

Каждая из двухтактных пар выходных транзисторов в усилителе класса AB открыта более половины времени, и они также не включаются и не выключаются внезапно. Это придает усилителю характеристики усилителя класса А, когда сигнал маломощный и проходит через оба транзистора, и усилителя класса В, когда мощность высока. Для каждого усилителя существует оптимальный ток смещения, т. е. время, в течение которого оба транзистора пропускают ток, что сводит к минимуму перекрестные искажения конструкции класса B.

Усилители класса AB повсюду

Результатом такой конструкции является то, что усилители класса AB имеют гораздо более высокий КПД, чем усилители класса A, примерно до 60%, и намного меньше искажений, чем усилители класса B. Большинство усилителей для домашних кинотеатров и стереосистем, а также многие автомобильные усилители относятся к классу AB.

До недавнего времени использование усилителя AB было единственным практичным выбором для достижения высококачественного полнодиапазонного усиления, но сейчас создаются усилители класса D, обладающие такой же точностью. (Однако класс A по-прежнему является победителем по точности.)

---

Усилители класса D — популярные короли эффективности

Усилители класса D работают уникальным образом. Бортовая схема создает очень высокочастотные (часто более 100 кГц) импульсы постоянного тока. Затем ширина каждого импульса изменяется входным сигналом — чем шире импульс, тем громче сигнал. Это называется широтно-импульсной модуляцией или ШИМ. Эти импульсы постоянного тока проходят через усилительные выходные транзисторы, создавая выходную мощность высокой мощности. Поскольку они получают импульсы постоянного тока, а не аналоговые сигналы, транзисторы, также называемые полевыми МОП-транзисторами, либо работают на полную мощность, либо выключены без питания. Это самый эффективный способ запуска этих транзисторов — целых 90% эффективности в некоторых случаях.

Эффективно… и плавно

После усиления фильтр нижних частот сглаживает выходной сигнал, поэтому усилитель выдает не импульсы мощности, а непрерывный аналоговый выходной сигнал. Он также устраняет помехи, создаваемые этими высокочастотными импульсами постоянного тока.

D не означает цифровой

Хотя создание сигнала путем быстрого включения и выключения транзисторов напоминает цифровую обработку с использованием нулей и единиц, усилители класса D не являются цифровыми устройствами. Некоторые из них могут иметь цифровые схемы управления, но схемы усилителей будут строго аналоговыми.

Класс D стал лучшим выбором

Когда они впервые появились на рынке, усилители класса D использовались только для баса из-за большого количества шума, который они создавали. Но это определенно изменилось за эти годы.

Современные усилители класса D популярны, потому что они меньше, легче и меньше нагреваются, чем усилители других классов с такой же мощностью. Это большие преимущества, когда вам нужно установить усилитель в транспортное средство или возить его с собой на концерты. Вы даже найдете усилители класса D в высококачественном домашнем аудиооборудовании, где они настроены на невероятное воспроизведение звука.

Небольшой размер, очень мало тепла и много энергии. Класс D — это место действия.

---

Другие классы усилителей

Существуют и другие технологии, используемые в выходных каскадах усилителей, обычно усовершенствования конструкции класса AB, такие как Class G, Class H, Rockford Fosgate Boosted Rail и Alpine Dynamic Peak Power.