Site Loader

Содержание

⚡️Усилитель звука без общей ООС

На чтение 7 мин Опубликовано Обновлено

Мысли о трансформаторе в усилителе мощности низкой частоты [1] в конце концов должны были воплотиться в конкретный трансформаторный усилитель. И если на словах все очень просто два повторителя, а между ними повышающий трансформатор, то на деле для получения высококачественного усилителя необходимо учесть и некоторые особенности использования трансформатора.
Известью, что для хорошей передачи низких частот необходима повышенная мощность трансформатора, что обеспечивает отсутствие насыщения сердечника и снижает искажения сигнала. Формула для определения индукции в магнитопроводе:

где U1, — напряжение первичной обмотки. В;
f — частота сигнала, Гц;
S — активная площадь сечения
магнитопровода , см²;

W1 — число витков первичной обмотки.

Из формулы видно, что для уменьшения насыщения сердечника трансформатора необходимо увеличивать S и W1. Если учесть, что материал магнитопровода (электротехническая сталь) начинает насыщаться при индукции около 1,15 Тл, то для любого трансформатора, зная число витков первичной обмотки и сечение магнитопровода, можно рассчитать допустимое напряжение U1 на различных частотах, которое может быть трансформировано без насыщения магнитопровода и связанных с ним повышенных искажений.

Для трансформатора ТВК-110 при использовании в качестве первичной низковольтной обмотки (сопротивление по постоянному току — 27.5 Ом) расчетное напряжение на частоте 40 Гц составляет 18 В. Этого вполне достаточно для усиления входных сигналов с проигрывателя компакт-дисков (ПКД) даже с НЧ-коррекцией (до 10 дБ).

Любой реальный трансформатор всегда имеет паразитные параметры: индуктивность рассеяния и собственную емкость обмоток. Под их воздействием коэффициент трансформации в диапазоне звуковых частот может изменяться, и результирующая передаточная характеристика трансформатора становится нелинейной.

Для повышения мощности в широкой полосе частот необходимо нагрузить вторичную обмотку на оптимальное сопротивление, которое желательно подобрать экспериментально. Чтобы устранить влияние последующих каскадов на нагрузочное сопротивление трансформатора, используется двухтактный буферный повторитель между вторичной обмоткой и выходными усилителями тока.

Данный усилитель звука разрабатывался для акустической системы закрытого типа, поэтому во входной предусилитель введена пассивная RC- цепь низкочастотной коррекции АЧХ, параметры которой подбираются под конкретную акустическую систему. С учетом вышеизложенного разработан УМЗЧ с трансформаторным усилителем напряжения и транзисторным усилителем тока с режимом класса “А+” (2].

Входной сигнал через ФНЧ R2-C1 (рис.1) с частотой среза около 100 кГц поступает на предусилитель на ОУ DA1.1 с регулируемым с помощью “подстроечника” R4 коэффициентом усиления. К выходу предусилителя подключена пассивная цепь низкочастотной коррекции АЧХ R6-C3 для компенсации снижения отдачи акустической системы (АС).

Если АС фазоинверторного типа, необходимость в коррекции отпадает, и цепочка R6-C3 не устанавливается.

Однотактный усилитель тока состоит из буферного повторителя на ОУ DA1.2, эмиттерного повторителя на VT1 и выходного каскада на транзисторе VT2, нагруженного на активный источник тока на VT3. В качестве транзистора VT2 вместо биполярного можно установить полевой типа IRF540. Ток покоя выходного каскада задается резистором R12 и при указанном номинале составляет около 120 мА.

Балансировка нуля на выходе усилителя тока осуществляется охватом его отрицательной обратной связью через интегратор на DA2, который одновременно обеспечивает низкое выходное сопротивление на низших частотах вплоть до постоянного тока. Непосредственное подключение первичной обмотки трансформатора к выходу усилителя тока без разделительного конденсатора обеспечивает отсутствие резонансных явлений и связанных с ними искажений.

Использование однотактного усилителя тока во входном предусилителе объясняется желанием улучшить спектр гармонических искажений добавлением четных гармоник, которые в большей степени, чем нечетные, подавляются отрицательными обратными связями в предыдущих каскадах.

Для оптимального согласования выходного сопротивления усилителя тока и первичной обмотки трансформатора установлен токоограничивающий резистор R13, подбором сопротивления которого уменьшаются искажения на низких частотах.Вторичная обмотка трансформатора также напрямую подключена ко входу двухтактного повторителя на транзисторах VT4…VT9.

Нагрузочное сопротивление обмотки R14 подбирается по минимальным искажениям АЧХ в области высоких частот.
Балансировка нуля на выходе повторителя не производится, поэтому следующие каскады выходных усилителей тока подключаются через разделительные конденсаторы СЮ и С11.

При этом необходимо выполнение условия С11>С10, чтобы полоса пропускания на низких частотах в канале следящего питания была не уже, чем в основном канале усилителя тока. В оконечные усилители тока с режимом класса “А” (рис.2) внесены небольшие изменения по сравнению с исходной схемой, приведенной в [2].

В усилителе введены дополнительные низкоомные резисторы R36…R39 в базовые цепи транзисторов для повышения устойчивости. Выходные транзисторы заменены на импортные. В связи с тем, что транзисторы SA1302 и SC3281 имеют малый разброс параметров, они включены попарно в каждом плече выходного каскада. Сопротивления резисторов в эмиттерных цепях увеличены в 2 раза.

Стабилизация тока покоя выходных транзисторов выполнена на оптроне VU1 для одной пары, а другая пара поддерживает автоматически примерно такой же ток. Для повышения точности поддержания нуля на выходе УМЗЧ интегратор DA3 выполнен на прецизионном ОУ К140УД17. В усилителе тока с режимом класса “В” (рис.3) сделаны изменения, предложенные в [2]: использован токовый шунт на транзисторах VT24 и VT25 для повышения термостабильности тока покоя и демпфирования переключательных искажений.

Заменены резисторы на диоды VD5 и VD6 в эмиттерных цепях транзисторов VT21 и VT22, а также введены ограничительные диоды VD3 и VD4 во входные цепи интегратора DA4. Схему предлагаемого УМЗЧ можно существенно упростить, если отказаться от режима класса “А” в выходном усилителе тока. Тогда акустическая система подключается к выходу усилителя тока с режимом класса “В”, а для снижения заметности переключательных искажений можно перевести его в режим “АВ”.

Для этого достаточно уменьшить сопротивления резисторов в эмиттерных цепях выходных транзисторов R61, R62, R65, R66, R69, R70 с 1 Ом до 0,33…0,1 Ом в зависимоети от желаемого тока покоя. Мощность рассеяния этих резисторов необходимо повысить до 1.. .3 Вт.

Блок питания УМЗЧ использован аналогичный описанному в [1], только трансформаторы на все напряжения раздельные. Транзисторы VT1… VT3 оконечного каскада входного предусилителя зувка (рис.1) запитаны напряжением ±17,5 В с конденсаторов сглаживающего фильтра (перед стабилизаторами напряжения ±15 В). Емкость этих конденсаторов увеличена до 4700 мкФ.

Элементы усилителя размещены на пяти печатных платах. На первой из них (рис.4) находится предварительный усилитель (рис.1). Микросхема интегратора DA2 установлена на отдельной маленькой макетной платке и закреплена на теплоотводе транзисторов VT2, VT3 Теплоотвод представляет собой пластину из алюминия толщиной 3.5 мм и размерами 90×55 мм.


Усилитель тока с режимом класса ‘А’ (рис.2) расположен на плате размерами 120×65 мм, приведенной на рис.5 Резистор R35 составлен из двух, включенных параллельно (сопротивлением 27 и 24 Ом). Резисторы R42, R43, R46, R47 уста на впиваются при необходимости. Они запаиваются со стороны печатных проводников.

Чертеж платы усилителя тока с режимом класса представлен на рис.6. Диоды VD7, VD8 запаиваются со стороны проводников (изолированной стороной корпуса к плате). Питание интегратора 0А4 (±15 В) осуществляется от отдельных параметрических стабилизаторов (R74-VD9, R75-VD10.

И наконец, плата двухтактного повторителя на транзисторах VT4.. .VT9 (рис 1) представляет собой (по топологии) часть платы усилителя тока (рис.5, транзисторы VT10 . . .VT15) с соответствующей заменой элементов. Для того чтобы выявить роль трансформатора в усилении звукового сигнала, сравнительные прослушивания проводились с этим же УМЗЧ, в котором в одном канале трансформатор был заменен на ламповый усилительный каскад с динамической нагрузкой SRPP [3].

Качество звукоусиления такого каскада, выполненного на лампе 6Н23П (Rк = 510 Ом. Vа = 160 В), признано в среде аудиофилов чуть ли не эталонным. Но даже длительное прослушивание такого комбинированного усилителя не дало однозначного ответа: какой из каналов звучит лучше. Чуть более “теплый” звук дает ламповый каскад, а вот тестирование УМЗЧ двухканальным сигналом показало наличие на выходе лампового канала слабого разностного тока, который растет с увеличением громкости.

В трансформаторном канале разностный ток отсутствует вплоть до момента появления ограниченной амплитуды сигнала в двухтактном повторителе. Таким образом, трансформаторное усиление звукового сигнала вполне может конкурировать с ламповым, выигрывая в стабильности, долговечности и надежности, но проигрывая в сложности схемы и трудоемкости настройки.

Гибридный усилитель на полевых транзисторах схема. Гибридный умзч без оос

И так. Как я уже раньше писал у меня есть желание сделать усилитель для бас гитары. Я перебрал несколько вариантов и принял решение. От варианта чисто лампового усилителя я отказался из за больших размеров и большой стоимости за выходной трансформатор. Принято решение собирать гибридный усилитель .

Вот примерная блок схема. Все будет собираться в одном небольшом корпусе.



« » на Яндекс.Фотках

Это смесь лампового каскада предварительного усиления (в моем случае) и транзисторного или микросхемного оконечного усилителя
Ламповый пре-амп выполнен по классической схеме, одна лампа (двойной триод) на 2 каскада. 2 крутилки громкости (геин и мастер) между ними тон блок.
Продолжение следует.



« » на Яндекс.Фотках


« » на Яндекс.Фотках


Пересмотрев немного принципы попробуем сделать пред усилитель взяв за основу вот эту схемы.



Ламповый пред усилитель

Разрабатываем плату, так как реально легче вытравить чем что то навесом изобретать.

Вот наглядная схема предварительного усилителя мы немного отступили от первоночального плана. Так как я решил попробовать вот таку схема предварительных усилителей. Собственно пред усилитель закнчивается (если смотреть по схемае) там где от ножки 8 идет контакт на 2 конденсатора по 6,8 мКф. Собственна в этой статье мы будем разсматривать только сам ламповый пред усиилитель .

Плата разработана в программе layout 5 так что и файл к ней можно скачать .

В файле фложен шаблон схемы и сама программа, в программе layout 5 в макросах в папке user есть 2 шаблона для ламп, макрося сделаны моим другом но они подходят для обычных пальчиковых ламп и второй для октальной панельки.

Вернемся к нашему пред усилителю. Я предпологаю использовать лампы 6н2п (6н2п-ев), на 9тую ножку выведена разделительная сетка. Которую по логике можно об землю и наверно! Подчеркиваю — наверно будет меньше наводок. Но в реальности пока я не проверял.


Качество ламповых усилителей в очень большой степени определяется качеством выходного трансформатора (конечно, если сама схема и другие компоненты на должном высоком уровне). И если для относительно маломощных усилителей (примерно до 10 Вт) размеры и стоимость выходного трансформатора ещё укладываются в разумные пределы, то для мощных конструкций это становится реальной проблемой.

Из-за нелинейного намагничивания железа и возможного насыщения выходной трансформатор имеет высокие нелинейные искажения , а также весьма неважные частотные и фазовые характеристики. Это всё, конечно, можно исправить путём введения отрицательной обратной связи , но, как известно, она улучшает параметры, но портит звук.

В последнее время у радиолюбителей большую популярность приобрели гибридные конструкции , где выходной трансформаторный каскад заменяется транзисторным каскадом . Это позволяет обеспечить согласование выхода усилителя с низкоомной нагрузкой и в тоже время избавляет схему от трансформатора и, как следствие, от искажений, вызванных нелинейностью железа.

Кроме того, такое построение схемы позволяет использовать усилительные приборы с наибольшей эффективностью — как известно, лампы являются высоколинейным усилителем напряжения и отлично подходят для входных каскадов. В тоже время транзисторы гораздо лучше усиливают ток и оптимально подходят для выходных каскадов усилителя. За счёт высоковольтного питания ламповые каскады позволяют получить сигнал большой амплитуды для раскачки выходного каскада, что существенно упрощает предварительную часть усилителя.

Схема гибридного усилителя Герхарда Хааса представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Характеристики усилителя:

  • Максимальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом — 70Вт,
  • Диапазон воспроизводимых частот 20Гц…100 кГц (-0,6 дБ),
  • Входное сопротивление — 47кОм,
  • Чувствительность — 1,5В,
  • Уровень шумов — 185 мкВ,
  • Уровень гармоник:
выходная мощность 10 вт 50 вт
общий уровень гармоник: 0,53% 1%
2-ой гармоники: 0,37% 0,83%
3-ой гармоники: 0,25% 0,3%
4-ой гармоники: 0,02% 0,03%
5-ой гармоники: 0,09% 0,05%

Лампы и их режимы работы были выбраны так, чтобы обеспечить небольшое усиление с разомкнутой петлёй ООС. Дело в том, что для стереофонического варианта в усилителе без обратной связи довольно сложно обеспечить равенство усиления каналов. Здесь для упрощения этой задачи введена неглубокая отрицательная обратная связь, чтобы она не сказывалась негативно на звучании.

Так как ламповые каскады не очень любят режим «холостого» хода и уж тем более режим короткого замыкания, для безопасной эксплуатации усилителя в схеме предусмотрена защита выходного каскада.

Ламповая и транзисторная части схемы довольно типичны. Так как выходной каскад является относительно низкоомной нагрузкой, то для его согласования со входным дифференциальным каскадом используется мощный пентод, способный обеспечить требуемый выходной ток с минимальными искажениями сигнала.

Для того, чтобы получить от входного каскада максимальное усиление при минимальной нелинейности и высокое подавление синфазных помех, в катодах лампы должен стоять линейный резистор бесконечного сопротивления. Обычно, это решается применением источника стабильного тока. Но, чтобы сильно не усложнять схему, для питания катодных цепей первой лампы автор использовал дополнительный источник питания с напряжением -68В. Полученное при этом значение номинала резистора R3 вполне достаточно для достижения высоких параметров входного дифференциального каскада. Компенсировать различие в параметрах триодов лампы Ro1 можно с помощью триммера P1.

Выходной каскад усилителя построен по симметричной двухтактной схеме на транзисторах Дарлингтона. Ток покоя (65мА) можно контролировать по падению напряжения на резисторах R34,R35, которое при указанных на схеме номиналах должно составлять 22мВ. Транзистор Т1 является стабилизатором тока покоя и должен быть закреплен на радиатор вместе с выходными транзисторами.

Так как выходные транзисторы имеют очень большой коэффициент усиления по току, то специальных мер для балансировки каскада не предусмотрено. За время эксплуатации усилителя выходное напряжение в режиме покоя не превышало 100мВ, что, как считает автор, абсолютно не критично для низкоомной нагрузки.

Из-за значительного различия напряжений питания ламповой и транзисторной частей усилителя реализовать общую отрицательную обратную связь по переменному и постоянному токам не представляется возможным. Как уже отмечалось ранее, в схеме присутствует лишь неглубокая ООС по переменному току для выравнивания коэффициента усиления каналов, которая не сказывается на звучании усилителя.

Для максимального разделения каналов желательно использовать моноблочную конструкцию для каждого канала. Источники питания, описанные ниже, позволяют это легко реализовать.

Схемы высоковольтного стабилизатора для питания ламп и стабилизатора цепей накала (для снижения уровня фона питающей сети) показаны на рисунке:

Увеличение по клику

Для повышения напряжения на выходе микросхемы 7805 до необходимого уровня используется «подпорка» из светодиода. Эта схема хорошо зарекомендовала себя за долгие годы эксплуатации.

Блок питания транзисторной части усилителя:

Увеличение по клику

Все блоки усилителя (кроме блока питания транзисторной части) монтируются на печатных платах. «Общие» выводы источников питания должны быть соединены вместе. На плате усилителя под резисторами R14-R16 для лучшего их охлаждения предусмотрены отверстия. Выходные транзисторы и транзистор стабилизации тока покоя (Т1) крепятся на радиатор через изолирующие прокладки.

Увеличение по клику

Настройка усилителя достаточно проста. После подачи напряжения накала и прогрева ламп можно подключать высокое напряжение. При этом конденсаторы С8 и С11 должны быть отключены!!! На вход усилителя подают сигнал с генератора и, повышая его амплитуду, добиваются ограничения сигнала (в районе 50В) на выходе ламповой части. Триммером Р1 регулируют симметрию ограничения, так как триоды в одном баллоне никогда не бывают идентичны на 100%. При наличии анализатора спектра регулировку ламповой части можно осуществить с его помощью, добиваясь триммером Р1 минимальных гармонических искажений.

Следующим шагом является проверка транзисторной части. Для этого отключаем питание ламповых каскадов, подаём низковольтное питание и замеряем напряжение на резисторах R34,R35. Оно должно составлять около 22 мВ, что соответствует току покоя в 65мА.

Если всё прошло успешно, восстанавливаем соединение ламповой и транзисторной частей усилителя — запаиваем С8 и С11 на свои места. Подключаем на выход в качестве нагрузки резистор номиналом 4 Ома и включаем усилитель. Подаём на вход сигнал от генератора и проверяем, что на выходе при амплитуде сигнала в 16 В нет видимых искажений. Это соответствует выходной мощности в 60 Вт. Как видно из приведенных данных, в спектре сигнала доминирует вторая гармоника, а сам спектр является быстроспадающим, что говорит о ламповом звучании схемы и доминировании триодов.

Транзисторные схемы малочувствительны к сопротивлению нагрузки, поэтому к выходу усилителя можно подключать нагрузку от 4 до 16 Ом. Правда, при нагрузке в 16 Ом выходная мощность составит немного больше 16 Вт, так как просадка напряжения питания транзисторной части из-за уменьшения токовой нагрузки также уменьшится. Это недостаток транзисторных схем по сравнению с ламповыми, где за счёт выходного трансформатора (с отводами вторичной обмотки) обеспечивается равная выходная мощность для нагрузок в 4, 8 и 16 Ом.

Так как транзисторные усилители не переносят короткого замыкания в нагрузке или длительные токовые перегрузки, в усилителе предусмотрена система защиты. За основу взята схема, разработанная компанией Siemens ещё в 1970 году.

Принцип работы системы защиты от короткого замыкания поясняет рисунок:

При указанных на схеме номиналах ток короткого замыкания ограничивается на уровне 8,8А.

Принцип работы схемы защиты от пиковых токов показан на рисунке:

Конденсатор С14 обеспечивает временную задержку срабатывания защиты, чтобы исключить ложные срабатывания на пиках музыкального сигнала и ограничивать только долговременные превышения. Диод D10 (D9) для снижения потерь должен быть диодом-Шоттки.

Применение такой системы защиты резко повышает надёжность усилителя.

Рисунки печатных плат и схемы расположения элементов забираем

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор» (Германия)

Удачного творчества!

Главный редактор «РадиоГазеты»

Добрый день.

После длительного перерыва, я продолжаю рассказ о проекте гибридного усилителя.

В прошлый раз мы определились со структурой будущего усилителя. Решили в качестве «гармонизатора» использовать ламповый предусилитель.

Теперь пришло время выбрать тип каскада и лампу для него. Предусилитель должен придавать звуку «мягкий ламповый окрас». Для этого, на наш взгляд, необходимо воспроизвести характерный спектр искажений, подобный приведенному на рисунке:

Примечание: уровни гармоник приведены относительно уровня основного сигнала (он на графике представлен первой гармоникой)


Спектр короткий, быстроспадающий, с явным преобладанием второй гармоники. Если бы гармоник выше второй вовсе не было, то спектр можно было бы считать идеальным для наших целей.

Хорошо маскируемая и «благозвучная» (за счет интервала с основным тоном в одну октаву) вторая гармоника увеличивает «насыщенность» и кажущуюся «детальность» звучания. Так же это свойственно (пусть и в меньшей степени) четвертой гармонике.

Любые другие гармоники более высоких порядков нежелательны. Они плохо маскируются и «музыкальностью» не отличаются. Уровень их должен лежать ниже уровня шума каскада.

Такие «ламповые» искажения, вполне можно получить от простых ламповых каскадов. Мы будем рассматривать только два возможных варианта. Первый вариант — классический каскад с резистивной нагрузкой в аноде. Второй вариант – каскад с динамической нагрузкой (SRPP).

Забегая вперед хочу сказать: вариант с динамической нагрузкой был исключен почти сразу. Причина исключения… слишком высокая линейность. Мы хотим окрасить звук, и, в этот раз, высокая линейность нам только помешает.

Тем не менее, результаты измерений каскадов SRPP мы все же приведем. Они нам понадобятся в следующем проекте.

Теперь разберемся с лампами.

Набор ламп, для которых хотелось бы посмотреть спектр, возьмем небольшой. Рассмотрим только самые распространенные лампы. Это пальчиковые 6Н1П и 6Н2П

и их условные «аналоги» (хотя таковыми в прямом смысле не являющиеся) 6Н8С и 6Н9С.

Пальчиковые мы выбрали за их доступность, распространенность и удобство применения в нашем усилителе. Октальные — для сравнения.

Итак, перейдем к измерениям

Примечание: при проведении измерений не ставилось задачи получения точных данных для конкретных экземпляров ламп. Было желание сравнить спектры и их изменение при смене схем и режимов. Поэтому графики спектров приведены усредненные по нескольким независимым измерениям. Данные в них округлены.

Измерения мы начали с лампы 6Н1П, включенной в каскаде с динамической нагрузкой. Варьирование режимов (в разумных пределах) влияло на результирующий спектр незначительно. Один из вариантов (его мы планируем применить в следующем проекте) приведен на рисунке:


Измерения проводились на разных частотах (50Гц, 1КГц, 10КГц) и с разными амплитудами выходного сигнала (10В, 20В). Но так как от частоты состав и уровень спектра искажений не изменялся, то тут приведу графики только для частоты 1КГц.

В тестировании участвовали лампы разных годов выпуска (с 65 по 92 год). Для всех экземпляров результаты оказались довольно близки. Р азброс относительно среднего значения не превышал 5Дб. Вот усредненные графики спектров:


На мой взгляд каскад показал весьма неплохую линейность. При амплитуде выходного сигнала 10В, присутствует только вторая гармоника и ее уровень, примерно, 0,06%. Такой спектр можно считать «идеальным». С увеличением амплитуды выходного сигнала наблюдается рост искажений, но их спектр и уровень остаются приемлемыми.

Итог: Каскад с динамической нагрузкой на лампе 6Н1П, показал хорошие результаты. Но именно в текущем проекте он не подходит. Нам не нужна такая высокая линейность. Тем не менее схему и результат запомним, они нам пригодятся в будущем.

На этом все. В следующий раз мы сравним лампы в каскаде с резистивной нагрузкой.

С уважением, Константин М.

Приглашаю в гости, посмотреть все самое новое и интересное:) Буду рад общению) :

После успешного (а иногда печального) опыта приобретения транзисторного комбика / усилителя, наступает момент когда наш бывалый новичок либо не хочет терпеть больше этот аппарат в свой комнате, либо вообще вообще в свой «музыкальной жизни».

Следующий этап это гибридный усилок, либо ламповый. Какой именно выбрать и почему? Об этом мы сегодня вам и расскажем.

Гибридный усилитель тот же самый транзисторный?

В каком то смысле да, ведь по сути гибридный усилитель это тот же самый транзисторный но с одной или несколькими лампами – цель которых состоит в том что бы утеплить холодный звук транзисторах. Несмотря на это, если сравнивать цену гибридных усилков с транзисторными то цена первых порой превышает её на 25 – 35%.

А какая же разница между гибридными и ламповыми усилителями?

Ламповые усилители по сравнению с гибридными содержат в спектре выходного сигнала вторую, третью и четвертую гармонику. Гибридные по сути содержат только их малую часть, а транзисторные вообще богаты только нечётными гармониками звука.

Плюсы и минусы ламповых усилителей / комбиков.

  • Из всех вышеперечисленных доводов вы как и многие убедились в том что ламповые комбике лучше! Несмотря на это, мы рассмотрим дальше и их минусы, ведь не всё так ясно в «Ламповом Альбионе».
  • Ламповые усилители и комбики дороже! Если анализировать все затраты, сложность схем и стоимость хороших ламп то они выходят в разы дороже чем любой транзисторный или гибридный усилок.
  • Дешевые ламповые усилители имеют постоянный дробовый шум.
  • Для того что бы начать играть сначала нужно подождать что бы лампы подогрелись.
  • Выходной трансформатор также вносит в выходном сигнале значительные искажения, так что от его качества в каком то смысле зависит и чистота выходного сигнала.
  • Мощные лампы имеют большое тепловыделение и крайне низким коэффициентом усиления сигнала.
  • Если напряжение сигнала меняется (скачет) то вы получите нестабильно работающий усилитель.
  • В его конструкции необходим сложный блок питания с большой ёмкостью конденсаторов и не только, что тоже затратное дело.

Многие считают что ламповые комбики сегодня переживают не самые светлые времена. В этом есть доля правды, ведь как вы видите производители такой аппаратуры на протяжений многих десятилетий пытаются выжать максимум а также усовершенствовать схемы и решать «не решаемые» проблемы которые мы привели выше.

Где то им это удается, где то нет, но мы имеем ту же самую картину как и несколько лет назад – ламповые решения такие же дорогие, гибридные комбики дешевле. И всё же их покупают, всё же их производят.

Плюсы и минусы гибридных усилителей / комбиков.

Гибридные усилители это полукровки. Производители до сих пор пытаются решить именно через них проблемные места транзисторных и ламповых аппаратов. На сегодняшний день где то им это удалось, где то нет и что мы имеем?

Плюсы:

  • Стоимость гибридный усилителей ниже ламповых благодаря более простой схемы, более дешевых компонентов (другой принцип), используются 1-2 лампы и.т.д
  • Он сочетает в себе усилитель напряжения на вакуумном триоде и усилитель тока на транзисторах.
  • Звук на выходе более чистый (почти стерильный) чем ламповый.

Минусы:

  • Связка всё таки остаётся гибридной, даже если присутствует лампа в конструкции.
  • Нужно использовать аналогичный (по сложностью с ламповым) блок питания.

Какой же усилитель выбрать: ламповый или гибридный?

Мы уже писали о том как правильно выбрать комбоусилитель (тут), возможно там вы найдете еще детали по этой теме, а что касается нашей темы …

Когда то один человек мне дал хороший совет когда я выбирал свой второй комбик. Вот что мне он сказал:

«Ламповые, гибридные и транзисторные комбики это как 3 категории авто. Ламповые усилители это Мерседесы, БМВ и им прочие немецкие дорогие авто. Тут и малолитражки (комбики на 10-30 Ватт) и семейные (35-80 Ватт) а также спортивные и авто категории бизнес-класс (100 – 150 – 300 Ватт). Гибридные комбики это Volkswagen и Opel, ну а транзисторные это Skoda, Fiat и Renault. Вот так вот!»

Обсуждать тему гибридных и ламповых усилителей можно до бесконечности, всё о чём мы сегодня говорили это субъективное наше мнение. Нам также важно узнать ваше мнения и конечно какой выбор когда то сделали вы.

Надеемся, что ваша домашняя аудиосистема пополнилась качественным из наших последних публикаций. Теперь пришло время задуматься об усилителе мощности. Сегодня мы предлагаем вам описание конструкции одного очень интересного гибридного усилителя . Автор Уим дэ Хэн назвал своё творение «MuGen». По-японски это означает бесконечность, ну а с технической точки зрения усилитель объединил в себе усилитель напряжения — Mu и усилитель тока — Gen, что и отражено в названии.

Сегодня ламповые усилители претерпевают второе рождение — появилось довольно большое количество как коммерческих, так и самодельных конструкций. К сожалению, наиболее достойные их образцы отличаются весьма нескромной ценой, которая обусловлена в частности необходимостью высокого напряжения для работы усилителя и наличием выходного трансформатора . Довольно высокое внутреннее сопротивление ламп не позволяет подключать к ним аккустическне системы непосредственно. А дешёвый выходной трансформатор посредственного качества сведет «на нет» все усилия по сборке усилителя, какими бы дорогими и качественными не были остальные комплектующие, как бы ни была хорошо проработана схема.

В гибридных усилителях выходной трансформатор заменяется транзисторным каскадом , который имеет низкое выходное сопротивление, что позволяет подключать нагрузку к выходу усилителя без каких либо ухищрений. Современные электронные приборы при этом позволяют получить весьма высокие характеристики и низкие искажения.

Параметры и схема усилителя MuGen:

  • Входная чувствительность: 825 мВ (8 Ом) и 770 мВ (4Ом)
  • Входное сопротивление: 300 kОм
  • Усиление: 29 дБ (23 дБ с общей отрицательной обратной связью)
  • Выходная мощность (при 1% THD):
    • 70 Вт на нагрузке 8 Ом,
    • 110 Вт на нагрузке 4Ом
  • Коэффициент гармоник (THD) + шум:
    • при выходной мощности 1 Вт / 8 Ом:
    • при выходной мощности 10 Вт / 8 Ом:
  • Коэффициент демпфирования: 20 (на 8 Ом нагрузки)

Схема усилителя представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Входной каскад.

Для получения заданной выходной мощности входной каскад должен обеспечить усиление входного сигнала до амплитуды в 25В. Кроме того, из-за отсутствия общей отрицательной обратной связи этот каскад должен обладать минимальными искажениями при работе на нагрузку в 10кОм (входное сопротивление выходного драйвера).

Основываясь на своём опыте работы с лампами, автор выбрал для входной части усилителя дифференциальный каскад, что кроме всего прочего позволяет использовать его в качестве фазоинвертора и достаточно просто ввести в усилитель общую отрицательную обратную связь, если возникнет такая необходимость или желание поэкспериментировать. При этом сигнал ОООС подается отдельно от входного сигнала на сетку правого триода.

Так как катоды ламп первого каскада по переменному току соединены последовательно, это порождает местную обратную связь глубиной около 6 дБ, что снижает искажения каскада, но и снижает его усиление. Поэтому здесь необходима лампа с высоким коэффициентом усиления. Автор выбрал лампу ECC83 (аналог 6Н2П).

Источник тока в катодной цепи сделан активным, на транзисторах, что также существенно улучшает параметры каскада и позволяет простыми методами реализовать регулировку тока диф. каскада. Итоговое усиление первого каскада составляет 29 дБ.

Для включения в усилителе общей ООС необходимо замкнуть перемычку JP1. При этом общее усиление снизится до 23 дБ, но этого всё равно достаточно для получения заданной выходной мощности.

Напомню, что глубокая общая ООС улучшает параметры усилителя, но как показывают тесты, ухудшает его субъективное звучание. Глубина обратной связи в -6дБ является в этом случае хорошим компромиссом.

Недостатком использования ламп ECC83 во входном каскаде является их высокое выходное сопротивление — порядка 50кОм. Согласование с низкоомной транзисторной частью обеспечивает катодный повторитель на лампе ECC89 (аналог 6Н23П) с выходным сопротивлением около 500Ом.

После долгих экспериментов автор выбрал режим, обеспечивающий наименьшие искажение и позволивший согласовать оба ламповых каскада непосредственно, без разделительного конденсатора. Кроме того, это обеспечивает плавный рост напряжения (от 0 до 194 В) на катодном резисторе R7 при включении усилителя, благодаря чему конденсаторы С2 и С3 плавно заряжаются, что устраняет щелчки и негативное воздействие на транзисторную часть.

Разделительные конденсаторы.

Каскад усиления напряжения (ламповая часть) и каскад усиления тока (транзисторная часть) связаны между собой через разделительные конденсаторы. Без этого в схеме не обойтись, ведь напряжение на катоде лампы ECC88 около 194 В. К сожалению, эти конденсаторы существенно влияют на звучание усилителя.

Проведя тесты по прослушиванию данного усилителя, автор остановил свой выбор на конденсаторах ClarityCap серии SA, которые имеют очень хорошее соотношение цена/качество. Благодаря высокому рабочему напряжению (600 В), серия SA очень хорошо подходит для использования в ламповых схемах.

Топология печатной платы позволяет применить в конструкции качественные конденсаторы других производителей, в том числе Wima и Solen . Значение 3,3 мкФ выбрано для обеспечения спада АЧХ ниже 10Гц. Разделительный конденсатор совместно с входным сопротивлением транзисторного каскада составляют фильтр, частоту среза которого можно определить по формуле:

1 / (2π* 3.3 µF * 10 kOm)

Рабочее напряжение разделительных конденсаторов должно быть не менее 400В.

Выходной каскад.

Выходная ступень усилителя построена на биполярных транзисторах . Конечно, можно было бы использовать и полевые МОП транзисторы типа BUZ900P или 2SK1058, но автор намеренно их отсеял. Выбранные транзисторы довольно часто используются в звуковых усилителях и при очень хороших характеристиках для аудио-применения они имеют весьма скромную цену и высокую надёжность.

Выходной каскад является квази-комплементарным, т.е. построен на транзисторах одинаковой проводимости в обоих плечах. Подобная конфигурация имела широкое распространение в 70-80-х годах из-за отсутствия доступных p-n-p комплементарных транзисторов. И, в общем-то… заслужила плохую репутацию. Но! Автор считает, что полностью комплементарных транзисторов не бывает в принципе, а потому, используя однотипные транзисторы можно добиться большей реальной симметрии плеч каскада. Известная фирма Naim использует в своих усилителях только такую конфигурацию выходного каскада.

Значение питающего напряжения составляет 38 В, что является оптимальным для этого выходного каскада и позволяет для 4— ом или 8 — ом нагрузки эксплуатировать усилитель без проблем.

Подробнее об элементах схемы.

Резистор R1 является сеточным резистором лампы V1a. Его значение не критично, но наличие обязательно! Резистор R2 совместно с входной ёмкостью лампы образует фильтр низких частот для защиты входа усилителя от помех. Аналогичную роль выполняет резистор R5 для катодного повторителя.

Номиналы резисторов R3 и R4 выбраны для получения на анодах ламп напряжения чуть больше 190В. При этом ток через каждую лампу составляет 0,8мА. Источник тока для диф. каскада построен на транзисторах Q6, Q7 для увеличения его внутреннего сопротивления. Светодиод задаёт опорное напряжение, а триммером Р1 можно удобно и с высокой точностью установить требуемый ток источника. Для питания генератора тока используется стабилизатор на микросхеме LM337.

При желании в схему можно ввести общую отрицательную обратную связь. Её глубина зависит от номиналов резисторов R6 и R8. При указанных на схеме значениях глубина ОООС составляет 6 дБ. Для повышения устойчивости параллельно R8 можно подключить конденсатор небольшой ёмкости (56пкФ). Если Вы не любите эксперименты или ярый противник отрицательной обратной связи, то элементы R6, R8, JP1, Cfb можно не устанавливать. Даже без общей ООС этот усилитель имеет очень низкие искажения.

Ток покоя лампы катодного повторителя выбран около 9 мА. Для снижения искажений и выходного сопротивления каскада этот тот желательно задавать побольше, но это может негативно сказаться на сроке службы лампы. Автор принял компромиссное решение.

Транзистор Q1 задаёт ток покоя транзисторного выходного каскада. Для обеспечения термостабилизации он должен быть закреплён как можно ближе к выходным транзисторам на общем радиаторе. Резистор P2 должен быть многооборотный и с надёжным контактом движка.

Резисторы R11, R16, P3 определяют входное сопротивление транзисторной части усилителя (при указанных номиналах оно составляет порядка 10 кОм). При использовании полевых транзисторов номиналы этих резисторов могут быть существенно увеличены. Триммер P3 служит для настройки «0» на выходе усилителя. Автор намеренно не использовал интегратор для этих целей, так как считает, что он негативно влияет на звучание.

Элементы R12/C4 и R20/C8 являются дополнительными фильтрами питания, и исключать их из схемы крайне не рекомендуется. Ёмкости конденсаторов С4 и С8 могут быть в пределах 220мкФ-330мкФ.

Транзисторы Q2 и Q4 образуют классический составной транзистор Дарлингтона , который даёт необходимое усиление по току. Транзисторы Q3 и Q5 образуют составной транзистор Шиклаи , имитируя комплементарный PNP транзистор. Так как Q4 и Q5 являются однотипными, то по мнению автора и комплементарность здесь достигается более полная. Для снижения искажений каскада Шиклаи обычно в него добавляют диод Баксандалла. Автор заменил его транзистором в диодном включении (на схеме обозначен Qbax), что позволило ещё больше снизить искажения выходного каскада. Измеренные искажения при 1 Вт выходной мощности с диодом составили 0,22%, а с транзистором 2SC1815, включенным диодом, всего 0,08%. При больших уровнях выходной мощности разница между диодом и транзистором уменьшается. Печатная плата позволяет установить транзисторы типов 2SC1815 или 2SC2073 или просто диод 1N4007.

Благодаря наличию местных отрицательных обратных связей, выходной каскад имеет низкие искажения и хорошую термостабильность. Резисторы R21 и R22 должны быть безындукционные и возможно меньших габаритов.

Элементы R23 и C7 формируют цепь Цобеля для обеспечения стабильности усилителя на частотах выше 100 кГц. Базовые резисторы R13, R17, R14, и R18 также предотвращают возможные возбуждения на высоких частотах. При ёмкостной нагрузке данного усилителя для повышения его устойчивости можно последовательно с выходом подключить индуктивность (как это часто делается). Катушка содержит 16 витков медного провода диаметром 0,75-мм, намотанных на оправке диаметром 6.3-мм или на резисторе 15 Ом мощностью 2 Вт.

Схема устройства защиты и задержки включения акустических систем показана на рисунке:

Увеличение по клику

Она обеспечивает задержку подключения АС через 30 секунд после включения усилителя и отключения их при появлении на выходе опасного постоянного напряжения. Для минимизации влияния на звук реле для этого блока необходимо выбрать с надёжными и качественными контактами.

Блок питания

Высоковольтная часть схемы питается от стабилизатора, построенного на микросхеме TL783. Входное напряжение должно составлять порядка 360В. Микросхема установлена на небольшом радиаторе и надёжно изолирована от корпуса. Выходное напряжение 315В устанавливается резисторами делителя R39/R40. Резистор R41 служит для разряда конденсаторов после выключения усилителя.

R42 / C27 и R43 / C28 являются дополнительными фильтрами для левого и правого каналов. После них выходное напряжение блока питания составляет 310В.
Если вы не сможете найти для C23 конденсатор типа Wima FKP1 (см. спецификацию) то лучше его исключите из схемы!

Увеличение по клику

Вторичная обмотка трансформатора Т1 с напряжением 30В используется для питания устройства защиты АС (не стабилизировано).

Напряжение накала соединяется с общим проводом (для уменьшения фона) через конденсатор . Оно не может быть непосредственно соединено с «землёй» так как на катоде лампы ЕСС88 напряжение составляет 194В, что больше предельно допустимого напряжение катод-сетка. Конденсатор легко решает эту проблему. Резистор R36 подбирается экспериментально, чтобы напряжение накала составляло ~6.3В.

Выходной каскад усилителя питается нестабилизированным напряжением 38В. Все трансформаторы в конструкции автора — тороидальные.

Конструкция.

Все блоки усилителя собраны на печатных платах. Каждый канал усилителя собирается на отдельной плате, так что для стерео-варианта их понадобится две штуки.

Автор гарантирует, что вы получите наилучшие результаты, если будите использовать именно те элементы, которые указаны в перечне (см. ниже). Между тем, ничто не мешает заменить их на другие аналогичные — имеющиеся в наличии или в плане эксперимента.

Увеличение по клику

Печатные платы усилителя рассчитаны на крепление транзисторов на радиаторы или основание усилителя (которое будет служить радиатором):

Увеличение по клику

Все соединительные провода должны быть соответствующего сечения и как можно короче.

На фото показан вариант крепления выходных транзисторов и транзистора термостабилизации:

Увеличение по клику

Обратите внимание, что все транзисторы изолированы от корпуса/радиатора. Для достижения наилучших результатов автор советует сначала закрепить транзисторы на радиаторы, затем согнуть их выводы под прямым углом, после чего вставить выводы в отверстия платы и закрепить её. Пропаивать выводы следует в самую последнюю очередь, когда транзисторы и плата будут окончательно спозиционированы относительно друг друга и закреплены.

В конструкции автора два больших радиатора используются как боковые стенки корпуса усилителя, на которых закреплены печатные платы каждого канала. В центральной части расположены тороидальные трансформаторы питания, плата блока питания и плата защиты АС:

Увеличение по клику

Для экономии места плата блока питания закреплена над трансформаторами:

Увеличение по клику

Для снижения уровня фона и помех все «общие» провода должны соединяться в одной точке, как показано на схеме:

Увеличение по клику

Налаживание усилителя.

Перед включением убедитесь, что транзисторы надёжно изолированы от радиатора/корпуса и друг от друга, полярность электролитических конденсаторов не перепутана, а лампы стоят на своих местах (они не взаимозаменяемы!)

Как отмечалось выше, усилитель имеет три органа регулировки:

  • P1 устанавливает рабочий ток лампы ECC83.
  • P2 контролирует ток покоя выходных транзисторов.
  • P3 регулирует уровень постоянного напряжения на выходе усилителя.

Перед включением движок Р2 необходимо поставить в верхнее по схеме положение (замкнуть на коллектор Q1). Этим мы обеспечим минимальный ток покоя транзисторов после включения.

Триммер Р1 нужно выставить примерно на 800 Ом (выставляется перед запайкой в плату).

После включения усилителя без подачи входного сигнала и без подключения нагрузки, отрегулируйте триммером Р1 напряжение в контрольной точке ТР3, которое должно составлять 1,6В. При этом напряжение на катоде V2a должно быть 195 V (± 5%). Эти напряжения взаимосвязаны. Если какое-то напряжение сильно отличается от указанных, какую-то из ламп придётся заменить.

Затем триммером Р3 установите нулевое напряжение на выходе усилителя. Оно может находиться в пределах от -50мВ до +50 мВ. Это нормально. После этого триммером Р2 установите ток покоя усилителя в районе 100-150 мА. Для этого можно контролировать напряжения на резисторах R21 или R22, которые должны лежать в диапазоне 22 мВ-33 мВ.

После прогрева усилителя в течение получаса проверьте установленные значения и если нужно откорректируйте их.

В усилителе используется высокое рабочее напряжение. Помните о технике безопасности при работе с электричеством!!!

Заключение.

Несмотря на отсутствие общей отрицательной обратной связи, усилитель обеспечивает низкие искажения сигнала на малых уровнях мощности и хороший коэффициент демпфирования, что обычно является проблемой для усилителей без общей ООС.

Усилитель обладает великолепным звучанием с хорошей динамикой и высокой детальностью. Особенно бережно он обращается с микродеталями (сигналами малого уровня). При этом в звучании отсутствует ярковыраженный ламповый окрас.

MuGen воплотил в себе лучшее из двух миров — транзисторную динамику и ламповую теплоту звука (в пределах разумного, без транзисторной жёсткости).

Надо заметить, что этот усилитель эксплуатируется автором аж с 2007 года и пока ни один другой усилитель не превзошёл его по музыкальности!

Увеличение по клику

Перечень элементов.

Усилитель и блок питания
(Для стерео-вариант все детали надо взять в двойном количестве)

Резисторы
(1% металлоплёночные, мощностью 0,5Вт, если не указано особо)
R1 = 392 kОм
R2,R5,R12,R20,R32 = 1 kОм
R3,R4 = 150 kОм 2W (BC PR02 series)
R6,R15,R19,R45 = 100 Ом
R7 = 22 kОм 3W (BCPR03 series)
R8 = 2,43 kОм
R9 = 274 Ом
R10 = 560 Ом
R11 = 18 kОм
R13,R17 = 392 Ом
R14,R18 = 2,2 Ом
R16 = 20 kОм
R21,R22 = 0,22 Ом 4W (Intertechnik MOX)
R23 = 10 Ом 2W
R24,R26 = 182 Ом
R25 = 1,5 кОм
R27 = 3,3 кОм
R28,R29 = 1 MОм
R30 = 330 kОм
R31 = 10 MОм
R33, R34, R35 = 100 kОм
R36 = подбирается (примерно 0.22 Ом)
R37,R38 = 100 Ом 1W
R39 = 330 Ом
R40 = 82 kОм 3W
R41 = 150 kОм 3W
R42,R43 = 1 kОм 1W
R44 = 4,7 Ом
P1 = 2 kОм, многооборотный
P2,P3 = 5 kОм, многооборотный

Конденсаторы:
C1 = 100nF 400VDC
C2,C3 = 3.3мкФ 400VDC (ClarityCap SA 630V аудиофильского качества)
C4,C6,C8,C10 = 270 мкФ 50V (Panasonic FC)
C5,C9,C12,C14,C22 = 100nF 50V
C7 = 100nF (Vishay MKP-1834)
C11,C16,C17 = 10мкФ 50V
C13 = 47мкФ 50V
C15 = 1мкФ 250V (типа Wima)
C18 = 22мкФ 63V
C19,C20 = 47мкФ 25V
C21 = 220мкФ 50V
C23 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VAC)
C29,C30,C31,C35 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VAC)
C24 = 150мкФ 450V
C25 = 100n 450 VDC
C26 = 10мкФ 400V
C27,C28 = 22мкФ 400V
C32,C33,C34,C36,C37,C38 = 4700 мкФ63V (BC056, 30×40 mm, Conrad Electronics)
C39 = 10мкФ 25V
Cfb = 56pF (optional)

Активные элементы:
D2,D3 = UF4007 (при отсутствии можно поставить — 1N4007)
D4,D5 = 1N4001
D6,D7,D8 = 1N4148
D9,D10,D11,D12 = BY228
D13 = 1N4007
LED1 = LED, 5mm, красный светодиод
Z1 = стабилитрон 110V 1.3W
Q1 = BD139
Q2 = 2SC2073
Q3 = 2SA940
Q4,Q5 = 2SC5200
Q6,Q7 = BC550B
Q8 = BS170
Q9,Q10 = BC547B
Qbax = 2SC1815BL
U1 = LM337
U2 = LM317
U3 = TL783

Лампы:
V1 = ECC83 (pref. JJ Electronics), 6Н2П
V2 = ECC88 (pref. JJ Electronics), 6Н23П

Разное:
B1 = мостовой выпрямитель 600 V, 1A (DF06M)
B2,B3 = мостовой выпрямитель 400V, 35A
T1 =трансформатор с вторичными напряжениями: 30V + 250V +6.3V (Amplimo type 3N604)
T2 = трансформатор со вторичными напряжениями: 2×28 VAC, 300VA (Amplimo type 78057)
RLY1 = реле 24V (например Amplimo type LR)
Радиаторы U3 Fischer SK104 25,4 STC-220 14K/W
Радиаторы U1 и U2, FischerFK137 SA 220, 21K/W
Радиаторы для Q4 и Q5, с тепловым сопротивлением 0.7K/W или лучше.
9-контактная панель для ламп — 2шт.

Чертежи печатных плат (оригинал в формате pdf ) качаем .(rar-архив, 186 kb)

Последнюю версию чертежей печатных плат в формате Sprint-Layout от наших читателей (редакцией «РадиоГазеты» НЕ ПРОВЕРЯЛИСЬ!) качаем (rar-архив 117 kb).

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор».

Вольный перевод — главный редактор «РадиоГазеты».

Удачного творчества!

Читайте также…

УМЗЧ с симметричным входом без общей ООС

УМЗЧ с симметричным входом без общей ООС

категория Самодельная аудиотехника материалы в категории

Подкатегория Схемы усилителей на транзисторах

А. ОРЛОВ, г. Иркутск
Радио, 2002 год, № 4, 5

Усилитель отличается использованием петли местной обратной связи компенсационного типа, уменьшающей искажения выходного каскада. Применение высоколинейного входного каскада исключило необходимость введения общей ООС, а его симметрия в широкой полосе частот практически устраняет влияние внешних наводок на усилитель.

Преимущества УМЗЧ с общей ООС хорошо известны и не раз были рассмотрены в специализированной литературе [1] и на страницах журнала «Радио». Однако, несмотря на высокие технические характеристики, их реальное качество звуковоспроизведения нередко далеко от идеала, тогда как относительно простые УМЗЧ без общей ООС (или с ООС до 20 дБ) отличаются более естественным звучанием, чем УМЗЧ с глубокой ООС.

Разработчики пришли к выводу, что главным виновником являются динамические искажения, связанные с неудачным выбором и реализацией АЧХ и ФЧХ каскадов усилителя, охваченного глубокой ООС. В аудиоиндустрии возникло даже отдельное направление — это усилители с малокаскадным сигнальным трактом без общей ООС, а иногда и с компенсацией нелинейных искажений [2]. УМЗЧ этого типа выполняют на специально отобранных лампах или транзисторах, работающих в классе А или АВ с большим током покоя, и характеризуются высокой стоимостью. Разработчики таких УМЗЧ используют только высококачественные компоненты, входные каскады строят по симметричным (балансным) схемам, а для достижения малого выходного сопротивления применяют большое число мощных транзисторов с подобранными параметрами, что, собственно, и обеспечивает повторяемость заявленных характеристик УМЗЧ.

В предлагаемом УМЗЧ без общей ООС применен симметричный входной каскад на основе повторителя тока [3]. Схема УМЗЧ функционально проста и включает усилитель напряжения и усилитель тока. Такая структура соответствует одному из принципов High End audio — минимум «электрической длины», т. е. минимум каскадов усиления и компонентов в сигнальном тракте. В усилителе используется местная обратная связь, уменьшающая искажения выходного каскада.

При разработке УМЗЧ основное внимание уделялось сокращению числа усилительных каскадов и повышению исходной линейности усилителя напряжения.

Особенность УМЗЧ — это отсутствие усилительных каскадов, выполненных по схеме с общим эмиттером (ОЭ) или с общим истоком (ОИ). Известно, что дифференциальный каскад обычно представляет собой пару транзисторов, включенных по схеме с ОЭ или ОИ [1], и вносит заметные нелинейные искажения [4]. Используя схемы включения с общей базой (ОБ), общим коллектором (ОК) и общим стоком (ОС) совместно с малой длиной усилительного тракта, удалось создать УМЗЧ без общей ООС с параметрами, которые не уступают параметрам промышленных изделий. Высокие параметры усилителя достигаются за счет чисто схемных решений и, в отличие от характерного для High End экзотического и материаловедческого подходов, не требуют применения дорогостоящих компонентов.

УМЗЧ имеет низкоомный симметричный вход (1200 Ом) и предназначен для работы с источниками сигнала, имеющими симметричный регулируемый выход. Для полной реализации возможностей УМЗЧ источник сигнала должен иметь «открытый» выход (без разделительных конденсаторов). Отметим то, что большинство современных высококачественных источников сигнала способны без искажений передавать сигнал на относительно низкоомную нагрузку (до сотен ом). В студийной или профессиональной аппаратуре сопротивление симметричного выхода источника сигнала уже рассчитано на нагрузку 600 Ом и это — промышленный стандарт. Поэтому в таких случаях представляется излишним добиваться высокого входного сопротивления в высококачественном УМЗЧ.

На рис. 1 представлена общая структурная схема, где входной каскад состоит из симметричного усилителя напряжения на транзисторах VT1, VT2, включенных по схеме с ОБ. Этот каскад нагружен на токовое зеркало (транзисторы VT3, VT4), транзистор следящей связи VT5 и цепь R6CK- Транзистор в схеме включения с ОБ имеет более линейную передаточную характеристику и лучшие частотные свойства [5, 6]. Сигнал в виде дифференциального входного напряжения (относительно шины +U1) подается на два равных по сопротивлению резистора R1, R2 и преобразуется во входной ток эмиттеров транзисторов VT1, VT2. Оконечный каскад А1 — повторитель напряжения.

Похожая схема усилителя напряжения с дополнительным входным дифференциальным каскадом на полевых транзисторах была использована в [7]. Отдельные элементы этой схемы приводил еще И. Достал в своей монографии [8]. Принцип работы такого усилителя напряжения достаточно подробно освещен в литературе [7, 8].

Оконечный каскад А1 может быть выполнен на биполярных или полевых транзисторах. Выход усилителя напряжения (в точке С) является достаточно низкоомным. Это позволяет использовать в качестве А1 одноступенчатый комплементарный повторитель напряжения, хотя не исключена возможность применения в оконечном каскаде двух- или трехступенчатой структуры с большим коэффициентом усиления по току [1].

Такой УМЗЧ вносит в выходной сигнал меньше искажений по сравнению с усилителем классической структуры, и реальный выигрыш составляет 10…12 дБ. Это справедливо, как правило, всегда, если источник сигнала имеет малое выходное сопротивление и может работать на нагрузку 600 Ом без увеличения нелинейных искажений. В такой схеме источник сигнала связан с шиной питания +U1. В УМЗЧ используются два источника двухполярного питания с трансформатором Т1: один — для каскада усиления напряжения (обмотка II, диодный мост VD4 и сглаживающие конденсаторы фильтра питания С1, С2), а второй — для питания оконечного каскада (обмотка III, диодный мост VD5 и конденсаторы СЗ, С4). На рис. 1 общий провод источников питания и далее обозначен прямоугольником.

Усилитель на рис. 1 характеризуется принципиально линейной входной характеристикой, задающей исходную линейность всего УМЗЧ. Кроме этого, усиление УМЗЧ определяется только отношением резисторов R6/R2 (или R6/R1) и не зависит от параметров используемых транзисторов. Его можно устанавливать с высокой степенью точности и варьировать в широких пределах. Измерения показывают, что без резисторов R5, R6 коэффициент усиления каскада достаточно высок и составляет на частоте 400 Гц более 500000.

К недостаткам УМЗЧ можно отнести некоторые ограничения на параметры источника сигнала. Он обязательно должен быть симметричным и желательно — с открытым выходом по постоянному току. Кроме того, схема с повторителем тока на входе ухудшает отношение сигнал/шум [3].

Теперь рассмотрим принципиальную схему УМЗЧ, показанную на рис. 2. Усилитель отличается высокими параметрами и без цепей ООС. Входной усилитель выполнен на транзисторах VT3, VT4, которые нагружены на токовое зеркало каскодного типа VT5, VT6.1, VT6.2, VD5, R8, R13, в котором для повышения точности применена пара согласованных транзисторов К159НТ1В (VT6).

Для увеличения кликните по картинке (откроется в новом окне)

Основной нагрузкой усилителя напряжения служит резистор R17. Активные источники тока VT1, VT2 (с элементами VD6, VD7, R7, R15) в эмиттерных цепях входных транзисторов повышают линейность усилителя напряжения в режиме большого сигнала. В итоге коэффициент гармоник каскада усиления напряжения снижается почти на порядок и составляет, к примеру, 0,007% на частоте 2 кГц при выходном напряжении 31 В (эфф.).

Составной повторитель напряжения на элементах VT9, VT10, VT12—VT14, VD13, R18, R19, R22 обеспечивает эффективную развязку усилителя напряжения от оконечного каскада. Такое решение почти полностью исключило и влияние нелинейной емкости затвор—сток транзистора VT9 на параметры усилителя напряжения. В этом повторителе входная емкость VT9 практически не меняется, так как напряжения между выводами этого транзистора фиксированы.

Неполное использование напряжения питания в повторителе на положительной полуволне сигнала потребовало его повышения, поэтому двухполярное напряжение питания несимметрично относительно общего провода блока питания и составляет +57 В и -52 В.

Оконечный каскад УМЗЧ особенностей не имеет и представляет собой двухтактный повторитель на мощных транзисторах VT15 — VT20, работающий в классе АВ с током покоя 300 мА. Источник стабильного тока на 220 мА (VT7, VT8, R11, R14, VD9—VD12) также построен по каскодной схеме ОБ—ОБ. Транзисторы VT7, VT8, VT10, как и мощные транзисторы, расположены на теплоотводах. Ток покоя оконечного каскада стабилизирует термодатчик на транзисторе VT11, имеющий тепловой контакт с транзисторами оконечного каскада.

Интегратор на прецизионном ОУ К140УД17 (DA1) и элементах R1—R4, R17, С1—С4, VD1—VD4 поддерживает минимальное напряжение постоянного тока на выходе УМЗЧ, независимое от температуры и асимметрии питающих напряжений.

Для развязки каскадов, повышения линейности УМЗЧ и увеличения КПД оконечного каскада усилитель напряжения питается стабилизированным напряжением +57 В и 52 В, а оконечный каскад — нестабилизированным напряжением ±44 В.

Дифференциальный коэффициент усиления УМЗЧ определяется отношением 2(R17/R6) и составляет около 45. Соединение выхода усилителя с точкой А через цепь R5C5 приводит к частичной компенсации нелинейных искажений оконечного каскада и снижает выходное сопротивление УМЗЧ на частоте 1 кГц с 0,2 до 0,035 Ом (измерения проводились без выходной цепи L1R28). Выходное сопротивление УМЗЧ слабо меняется в диапазоне частот до 10 кГц и составляет 0,05 Ом на частоте 20 кГц. Измерения показали, что выходное сопротивление УМЗЧ не зависит от изменения тока покоя оконечного каскада в широких пределах (в интервале 50…3000 мА), что говорит об эффективности примененной ООС.

Для измерения коэффициента гармоник (Кг) УМЗЧ использованы автоматический измеритель нелинейных искажений С6-8, анализатор спектра С4-74, а также генератор сигналов ГЗ-118 совместно с симметрирующим устройством. В качестве эквивалента нагрузки применены три параллельно включенных резистора по 20 Ом ПЭВ-50 (сопротивление 7 Ом), а для эквивалента на 4 Ом — пять таких резисторов. Выходное напряжение измерялось с помощью вольтметра ВЗ-39. Нижний предел измерения Кг с таким устройством составляет почти -90 дБ.

Суммарный Кг УМЗЧ без компенсации искажений (цепь R5C5 отключена) при выходной мощности 105 Вт и нагрузке на 7 Ом на частоте 1 кГц составлял 0,099%, а на 20 кГц — 0,096%. Спектр сигнала содержит в основном вторую и третью гармоники сравнимой амплитуды, а также высшие гармоники меньшей амплитуды (последствия работы оконечного каскада в режиме АВ).

При подключении цепи R5C5 местной ООС Кг УМЗЧ на частоте 1 кГц снизился до 0,035%, а на частоте 20 кГц — до 0,043% при той же выходной мощности. При максимальной выходной мощности 125 Вт на 7 Ом на частоте 1 кГц (выходной сигнал на пороге ограничения) искажения в УМЗЧ все еще не превышают 0,1%.

Следует отметить, что оконечные транзисторы специально не подобраны, и в случае их предварительного отбора возможно улучшение характеристик УМЗЧ. Так получилось, что в данном макете УМЗЧ реальный разброс коэффициента усиления по току эмиттера у комплементарной пары эквивалентных транзисторов оказался невелик, около 10%. Обобщенное значение коэффициента усиления по току при lK = 1 А и Uкэ = 5 В для верхнего плеча (три параллельно соединенных транзистора КТ864А) составляет 96, а для нижнего (три транзистора КТ865А) — 87. При больших значениях тока коллектора коэффициент передачи тока базы транзисторов оконечного каскада снижается. Максимальная выходная мощность УМЗЧ на нагрузке 4 Ом равна 170 Вт (при этом на частоте 1 кГц Кг = 0,18%). Используя в оконечном каскаде более мощные импортные приборы, выходную мощность УМЗЧ на нагрузке 4…2 Ом можно повысить даже без увеличения числа транзисторов.

Интермодуляционные искажения в УМЗЧ составляют менее -70 дБ (0,03%), когда на нагрузке 7 Ом действует измерительный сигнал с амплитудой чуть ниже уровня ограничения, представляющий собой сумму двух синусоидальных сигналов равной амплитуды с частотами 20 и 21 кГц. Интермодуляционные искажения оценивались с помощью спектроанализа-тора С4-74, который имеет динамический диапазон не менее 70 дБ. Оценивалась составляющая разностной частоты 1 кГц. Амплитуда этой спектральной составляющей лежит на уровне шумов спектроанализатора и различима только при больших временах интегрирования анализатора (полоса пропускания — 300 Гц, развертка — 5 с). Следует отметить, что данный режим измерения выбран как наиболее информативный, и при усилении реальных звуковых сигналов такая экстремальная ситуация маловероятна.

Ниже приведены основные технические характеристики макета УМЗЧ (рис. 2) при работе на активный эквивалент нагрузки (резистор).

Номинальное входное дифференциальное напряжение, В ………………….1,2
Номинальное входное сопротивление, Ом …………619
Номинальный диапазон частот, Гц …………….5…200000
Отношение сигнал/шум, дБ, невзвешенное (в полосе от 0,5 кГц до 1 МГц), не менее ………………..93
Выходная мощность (долговременная) на нагрузке 7 Ом, в диапазоне частот 20…20000 Гц, Вт, не менее…..105
Выходная мощность (долговременная) на нагрузке 4 Ом, в диапазоне частот 20…20000 Гц, Вт, не менее…..156
Выходное сопротивление в диапазоне частот 20…20000 Гц с подключенной цепью L1R29, Ом, не более ……………….0,06
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее ………………..60
Уровень интермодуляционных искажений при максимальном выходном напряжении УМЗЧ на нагрузке 7 Ом (частота 20 и 21 кГц, соотношение амплитуд 1:1), %, не более ………….0,03
Суммарный коэффициент гармонических искажений при мощности 50 Вт/75 Вт/105 Вт на нагрузке 7 Ом, %, на частоте
1 кГц……0,017/0,026/0,035
10 кГц…..0,018/0,031 /0,039
20 кГц…..0,026/0,033/0,043
Суммарный коэффициент гармонических искажений при мощности 75 Вт/100 Вт/156 Вт на нагрузке 4 Ом, %, на частоте
1 кГц……0,043 / 0,055 / 0,082
10 кГц…..0,045 / 0,056 / 0,097
20 кГц……0,049/0,06/0,131

В УМЗЧ можно использовать отечественные и импортные компоненты. Транзисторы КТ9115А (VT3, VT4) лучше подобрать в пары с одинаковым коэффициентом усиления по току (еще лучше ≈ применить согласованные пары высоковольтных транзисторов структуры p-n-р, выполненных на одной подложке). Вместо КТ9115А можно применить КТ632Б или импортные приборы 2SA1184, 2N5415. Вместо 159НТ1В можно использовать любую согласованную пару транзисторов структуры п-р-п (критерий выбора ≈ возможно больший h21Э). В УМЗЧ вместо КП902А хорошо работают маломощные МОП-транзисторы серии КП305. Резисторы R5≈R8, R13 и R15≈R17 ≈ С2-29, причем R6 и R16, R7 и R15 с возможно меньшим допуском (в авторском варианте эти резисторы имеют допуск 0,05%). Остальные резисторы ≈ МЛТ и С5-16МВ. Катушка L1 содержит 9 витков изолированного провода диаметром 1,53 мм, намотанного с шагом 2,5 мм на оправке диаметром 10 мм. Конденсаторы ≈ КМ-6, К73-16, К73-17.

Из-за особенностей подключения источника сигнала к входу УМЗЧ нужно изменить и принцип «заземления» корпуса усилителя. С металлическим корпусом конструкции следует соединить шину «+57 В» стабилизированного источника питания УМЗЧ. Общий провод источника сигнала подключают к этой же точке общего провода.

Общий провод цепей питания и конденсаторов фильтра питания необходимо изолировать от корпуса усилителя. Также нужно изолировать и выходные клеммы УМЗЧ. Если в УМЗЧ применены два раздельных и полностью независимых блока питания для каждого из каналов, то их шины питания «+57 В» следует соединить в одной точке с корпусом УМЗЧ. Средние точки блоков питания соединять между собой не надо.

В случае архитектуры типа «двойное моно» два канала УМЗЧ соединены между собой (и с корпусом конструкции) только через шину питания +57 В, что при отсутствии общих сильноточных цепей благоприятно сказывается на развязке между каналами.

Этот вариант УМЗЧ проектировался для работы с профессиональным микшерным пультом, не имеющим на выходе разделительных конденсаторов (выход по постоянному току). При таком способе «питания» через входные резисторы УМЗЧ всегда потребляет от источника сигнала небольшой постоянный ток (около 2 мА по каждому входу). В других случаях для нормальной работы УМЗЧ также потребуется источник звукового сигнала с симметричным низкоомным выходом и возможностью регулировки уровня сигнала.

При отсутствии источника сигнала, имеющего симметричный выход, можно использовать любой несимметричный источник сигнала, дополнив его устройством, которое преобразует несимметричный сигнал в симметричный. Сегодня существует достаточно много вариантов устройств, реализующих эту функцию: от простейших на основе симметрирующего трансформатора до специализированных микросхем, например, SSM2142.

Для этих же целей автор иногда использовал устройство, известное как «Di-Box» (Active Direct Inject Box), модель Dl 100 фирмы Behringer. Такие устройства популярны у музыкантов, работающих с «живым звуком», и состоят из высококачественного симметрирующего трансформатора и повторителя напряжения. Вносимые ими нелинейные искажения достаточно малы (обычно менее 0,005 %). На рис. 3 представлена схема «симметратора», выполненная с перекрестно-симметричной ОС на сдвоенных ОУ DA1 (в одном корпусе) и прецизионных резисторах R1≈ R8. Степень симметрии выходного сигнала зависит от индивидуального разброса парных резисторов и реально потребует дополнительной корректировки (сопротивление этих резисторов может составлять единицы ≈ десятки килоом). Более сложная схема с возможностью подстройки симметрии приведена на рис. 4 (резисторы R1≈R14 имеют допуск 0,05 %). Все измерения параметров УМЗЧ были выполнены именно с помощью этого устройства.

Предложенные симметрирующие устройства можно использовать как буферный элемент выходного каскада источника сигнала, хотя лучшим решением следует признать использование специализированной микросхемы SSM2142, которая при стоимости около $4 уже содержит все необходимые ОУ и резисторы (30 кОм) и специально спроектирована для работы на нагрузку 600 Ом. Нелинейные искажения узла на SSM2142 ≈ менее 0,006% при выходном сигнале 10 В на нагрузке 600 Ом в диапазоне частот 20.. .20000 Гц.

Правильно собранный усилитель в налаживании почти не нуждается. Перед включением движок подстроечного резистора R20 должен находиться в верхнем по схеме положении. Перед первым включением и последующими регулировками без нагрузки в разрыв цепей питания оконечного каскада надо включить два мощных защитных резистора сопротивлением по 10…20 Ом. Эти резисторы защитят транзисторы оконечного каскада, например, при ошибках в монтаже.

Если возникает самовозбуждение, нужно увеличить емкости конденсаторов нейтрализации и коррекции (С5, С6).

Далее проверяют постоянное напряжение на выходе УМЗЧ. Оно не должно быть более 1…2 мВ. Затем по падению напряжения на одном из защитных резисторов регулировкой сопротивления R20 устанавливают ток покоя оконечного каскада. После прогрева усилителя в течение 1 ≈ 2 часов его значение должно составлять 300…350 мА.

На этом регулировку УМЗЧ следует закончить и исключить защитные резисторы из цепей питания оконечного каскада.

От редакции. В симметрирующем устройстве ОУ должны хорошо работать на нагрузку 600 Ом. Здесь можно применять ОУОРА604 (ОРА2604), ОРА134 (0РА2134, 0РА4134), LT1468, LT1469, LM6171, LM6172. Подойдут также LM837, AD841.

ЛИТЕРАТУРА
1. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике: Пер. с нем. — М.: Мир, 1991, 446 с.
2. Сибасаки Цутому. Сверхлинейные усилители без отрицательной обратной связи. — Мусэн то дзиккэн = Stereo Technic, 1989,76, ╧5, с. 96-103.
3. Полонников Д. Е. Операционные усилители: Принципы построения, теория, схемотехника. — М.: Энергоатомиздат, 1983, 216с.
4. Op’Teynde Frank Wambaco Piet, Sansen Willy. On the relationship between the CMRR or PSRR and the second harmonic distortion of differential input amplifiers. — IEEE Journal Solid-State Circuits, 1989, 24, ╧6, p. 1740—1744.
5. Уточкин Г. В. Интегральные и многотранзисторные каскады избирательных усилителей. — М.: Энергия, 1978, 80 с.
6. Войшвилло Г. В. Современная техника усиления сигналов. — М.: Советское радио, 1978, 104 с.
7. Орлов А. УМЗЧ с однокаскадным усилением напряжения. — Радио, 1997, ╧12, с. 14—16.
8. Достал И. Операционные усилители: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982, 512 с.

Как подобрать усилитель звука

Какой усилитель подобрать к акустике? Это один из важнейших вопросов при построении системы воспроизведения звука. Здесь речь пойдёт о стереосистемах.

Одна категория людей в первую очередь приобретает акустику, потом уже усилитель к ней, другие же начинают именно с усилителя. Но в итоге ведь акустическая система, совместно с помещением, где она установлена, выдаёт звук, а роль усилителя — полностью раскрыть акустику, к которой он будет подключён.

Усилитель может придать мониторный или же эмоциональный характер звучания той или иной акустической системы. Кто-то приобретает ламповый усилитель, кто-то транзисторный, третьи же гибридный (входной каскад усиления построен на лампах, оконечный — на транзисторах). Здесь лампы и транзисторы — усилительные элементы аппаратуры. Также можно приобрести сразу полный усилитель, который ещё называют интегральным, где предварительный тракт усиления в одном корпусе с оконечным, либо раздельно — предварительный усилитель в одном корпусе, оконечный — в другом. На характер и качество звука в первую очередь влияет предварительный усилитель/каскад усиления, оконечный же служит своеобразным буфером между предварительным и акустикой, который нередко тоже весьма сильно влияет на качество звука в итоге.

Усилитель должен обладать запасом по мощности, чтобы комфортно слушать на малой громкости, а также на большой без искажений. Как говорят — много мощности не бывает, и я всецело с этим согласен.

Если говорить о транзисторном усилителе (схема может быть на биполярных или же на полевых транзисторах), обладает большим КПД, нежели усилители, схема усиления которых построена на лампах, высокой надёжностью и удобством эксплуатации. Но есть и особенности (или минусы). В транзисторном усилителе не обойтись без применения такого схемотехнического решения, как ООС (отрицательная обратная связь), которая может быть как местной, так и общей. Это делается для сведения к минимуму нелинейных искажений, и получению приемлемой величины выходного сопротивления для согласования усилителя с акустической системой. Использованием качественных транзисторов можно избежать применения общей ОС и задействовать только местные ОС, т.к. общие ОС вносят в сигнал большие по значению величины, нежели местные, интермодуляционных искажений, которые приводят к размытости исходного сигнала, временных и фазовых несоответствий обработанного сигнала.

Хороший же ламповый усилитель стоит весьма дорого, обладает меньшим КПД, но в них нет ООС, его легче согласовать с акустикой по его внутреннему сопротивлению, и у него простая схемотехника. Хороший ламповый усилитесь весит достаточно много, благодаря использованию в нём для согласования с акустикой выходного трансформатора, который в итоге влияет на звук. Но последствия от использования трансформатора значительно меньше, нежели от применения отрицательных обратных связей.

Как резюме, можно сказать следующее — слушайте, сравнивайте различные усилители, акустические системы, по возможности на большем количестве материала и останавливайте на том, что действительно по душе и, так сказать, легло на сердце.

Из производителей транзисторных усилителей хочу отметить: Bryston, Burmester, Redgum, Dan D’Agostino, Exposure, верхние модели Denon, верхние модели Yamaha, Accustic Arts, Sim Audio, Gato Audio, Plinius, среди ламповых: Leben, Audio Recearch, Air Tight, Conrad-Johnson, Acoustic Masterpiece, Copland. Однако есть производители, которых стоит отметить, которые работают в обоих сегментах. Это McIntosh, Cary Audio Design.

Особенно хочу отметить Copland и Leben. Как правило ламповые усилители в своём большинстве имеют на выходе небольшую мощность и, соответственно наиболее комфортно им работать с высокочувствительной акустикой. Это не касается Copland, который является своего рода чудом скандинавской техники. Он обладает, на мой взгляд, только плюсами как по характеру звука, так и по способности контролировать “тяжёлую” акустику. У Лебена самый короткий путь прохождения сигнала, полностью навесной монтаж без использования печатных плат и отборная элементная база. В глубину (если говорить о 300-й линейке) всего 26 см, а по весу очень даже тяжёлый. И сделан под ретро, вот здесь многие и идут по пути приобретения сначала усилителя, а потом уже акустики.

Из транзисторных — Dan D’Agostino. Эти усилители являются действительно чудом звукоусилительной техники от американского весьма уважаемого производителя. Выфрезерованный цельный алюминиевый корпус, дифузионное охлаждение усилителя, его многочисленных транзисторов, коих больше десятка, в некоторых усилителях трансформатор, занимающий около половины корпуса, обладающий высоким качеством, который идеально согласует усилители с акустическими системами. Изготовленные только вручную, в США, эти усилители, в большей своей части обладают так любимыми всеми стрелочками. Усилители совсем не имеют общей обратной отрицательной связи, благодаря этому практически отсутствуют интермодуляционные искажения. Изделия обладают потрясающей динамикой и большой полосой пропускания (1Гц — 200кГц (-1дБ)). До 40 Вт усилители работают в классе А. Корпус защищён от электромагнитных и высокочастотных наводок. Приходилось слушать усилители данного производителя с акустикой Vienna, которая очень требовательна к усилительной части, результат превзошёл все ожидания. Прекрасно усилители справились так же с Focal Sopra, ATC, коих так же не так просто ублажить)), особенно они отлично отыграли в связке с акустическими системами от Эстонского производителя Estelon. Об этой связке будет отдельная статья.

У нас в шоу-руме представлены усилители Arcam HDA SA20 — интегральный усилитель, Accustic Arts Power-ES silver — интегрированный стреоерусилитель, BRYSTON 4B-3 17″ BLACK STEREO — усилитель мощности, Copland CTA 405-А — интегральный усилитель, Emotiva TA-100 — интегральный стереоусилитель, Rega Brio (ПДУ) Black — интегральный усилитель, Rega ELEX-R (ПДУ) Black — интегральный стереоусилитель, S.A.Lab BLACK KNIGHT — интегрированный усилитель на германиевых транзисторах. Мы можем привезти для вас любой усилитель, который вы хотите послушать, приходите, ждем Вас!

Усилитель мощности без динамических искажений, схема

Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке. На его вход подают сигнал звуковой частоты напряжением не менее 2 В от предварительного усилителя.

Принципиальная схема

Первый каскад усилителя, в котором работают транзисторы Т1 и Т2, дифференциальный. В эмиттерную цепь обоих транзисторов включены резисторы R7, R10 и генератор тока, собранный на транзисторе R3.

Рис. 1. Усилитель мощности без динамических искажений, схема.

Резисторы R7 и R10 образуют местную ООС, повышающую линейность каскада и улучшающую его симметричность. Генератор тока обеспечивает постоянство токов коллектора транзисторов первого каскада, что повышает стабильность работы всех каскадов усилителя.

В этом каскаде, кроме того, осуществляется коррекция по напряжению (конденсатор С3). Во втором каскаде усилителя работают транзисторы Т4 и Т5. Для симметричной раскачки транзисторов выходного каскада в этом усилителе применено «токовое зеркало», собранное на транзисторах Т6 и Т7. Резисторы R13 и R14 образуют местную ООС.

Коррекция по напряжению осуществляется конденсатором С5. Транзисторы Т9 и Т10 выходного каскада включены по схеме с общим коллектором. Транзистор Т8, служащий для обеспечения температурной стабилизации выходного каскада, установлен на теплоотводящем радиаторе транзистора Т9. Весь усилитель мощности охвачен общей ООС по постоянному и переменному току.

Сигнал ООС по постоянному току с выхода усилителя подается через резистор R2 на базу транзистора Т2 первого дифференциального каскада. Это напряжение сравнивается с напряжением на базе транзистора Т1, создаваемый делителем R2 — R4.

Разностное напряжение усиливается и подается на базы выходных транзисторов, обеспечивая тем самым постоянство напряжения на выходе усилителя, равное половине напряжения источника питания.

Сигнал ООС по переменному току, снимаемый с выхода усилителя, подается на базу транзистора Т2 через делитель R11R12. Отношение сопротивлений резисторов этого делителя определяет коэффициент усиления усилителя, охваченного ООС. Коэффициент усиления усилителя без ООС около 300. Для обеспечения чувствительности, равной 2 В, глубина ООС должна быть около 30 дБ.

Детали и питание

Блок питания усилителя образуют трансформатор Tp1 и два двухполупериодных выпрямителя, диоды которых включены по мостовой схеме. Напряжение на выходе основного выпрямителя (Д7-Д10) 48 В, на выходе вспомогательного выпрямителя -около 6 В.

Транзисторы ГТ906 можно заменить транзисторами ГТ905 или П605, а КТ904 — транзисторами КТ907, КТ801, КТ606, КТ602. Если использовать транзисторы КТ602, максимальная мощность усилителя не должна превышать 15 Вт. Описание усилителя приводится в [14].

Литература:  Николаев А.П., Малкина М.В. — 500 схем для радиолюбителей. 1998, 143 с.

Noosfera A12 — усилитель класса АВ без общей ООС.

Игорь Юрьевич Виноградский     Комментарии (0)    

Усилитель Ноосфера А12 является полным усилителем без общей отрицательной
обратной связи. Целью его создания была разработка усилителя для домашнего использования,
обеспечивающего высокое качество звучания музыки в комплекте с подавляющим
большинством акустических систем любой чувствительности.

В ходе разработки макетировался ряд схем усилителей напряжения, проведены
натурные эксперименты по подбору хорошо звучащих выходных транзисторов.

В схеме и конструкции усилителя воплощены следующие принципы:
1. Короткая схема: каждый новый каскад усиления добавит порядок гармоник.
2. Отсутствие общей ОООС, минимизация искажений за счет: выбора токовых режимов,
схемотехнических решений, типов комплектующих, схемотехники без переходных
конденсаторов.
3. Правильный подбор выходных транзисторов (для безООСной схемы очень важен).
4. Тщательно проработанное питание. БП расположен на основной плате, близко к
выходному каскаду. В выпрямительном мосте использованы диоды Шоттки, не дающие
помех, выходные транзисторы впаяны непосредственно в плату и имеют короткие
выводы. Предохранители включены до выпрямителя и не влияют на звук.
5. Входная часть платы и усилитель напряжения питаются повышенным
нестабилизированным напряжением. При отключении внешнего питания УН переходит
на питание от основного источника.
6. Термостабильная схема. Может быть подключена без изменений к постоянным
напряжениям от +/-20V до +/-50V.
7. Тщательно проработанная печатная плата. Разводке земель, сигнальных, питающих
и возвратных проводников уделено максимальное внимание.
8. Входные и выходные цепи подключаются с помощью разъемов, что облегчает монтаж
блоков в корпус.
9. Выбор комплектующих высокого качества, без какой-либо экономии.

Модель А12 — обновленная, и построена на базе хорошо известного усилителя А8.

Технические параметры усилителя:
Номинальная выходная мощность [email protected] Ом и [email protected] Ом
Уровень нелинейных искажений при номинальной мощности (0 дБ) — 0,3%
Уровень нелинейных искажений при мощности -10 дБ — 0,15%
Спектр на половинной мощности короткий, быстро спадающий.
Выходное сопротивление во всей полосе частот 0,4 Ома.
Полоса усиления 0,2 Гц — 220 кГц по уровню -3dB.
Номинальное входное напряжение — 0,55V.
Коэффициент усиления — 34dB (50 раз).
Диапазон регулирования громкости 99dB, шаг — 1dB.
Входное сопротивление — 10 кОм
Количество входов — 4 линейных.
Полнофункциональное дистанционное управление, гибко настраиваемый контроллер с множеством удобных функций.
Управление только с пульта, за исключением базовых функций, усилитель комплектуется двумя ПДУ.
Размер лицевой панели 450х90, глубина усилителя 290 мм, не считая разъемов.

 

9. Моделирование усилителя без ООС. Расчет усилительного устройства

Похожие главы из других работ:

Использование микроконтроллера в системах управления

3.4 Моделирование

Смоделируем полученную схему в MicroCap 8. Рис. 7. ФНЧ1 в программе MicroCap8. Получим АЧХ и ФЧХ: регулятор давление преобразователь Рис. 8. АЧХ и ФЧХ ФНЧ1. Данная характеристика удовлетворяет поставленным требованиям…

Конструирование усилителя тока

1. Моделирование усилителя тока в Multisim

Моделирование усилителя будем производить в программе EWB Multisim 8. Транзисторы, указанные в задании, заменим следующими аналогами: КТ315Б — 2N2712 КП103А — BST100 Источник сигнала выставим как на рисунке 2…

Проектирование и расчет усилителей

8.2 Моделирование усилителя низкой частоты

Рис. 8.2.1 — Схема усилителя низкой частоты в среде Elektronik Workbench. В схеме используется идеальный операционный усилитель. На вход схемы с помощью генератора подаем синусоидальный сигнал частотой 100 Гц и с амплитудой 10 мВ (рисунок 8.2.2). Рис. 8.2…

Проектирование и расчет усилителей

8.3 Моделирование сумматора на основе операционного усилителя

Рис. 8.3.1 — Схема сумматора на основе операционного усилителя в среде Elektronik Workbench. В схеме сумматора используется идеальный операционный усилитель. На входы сумматора подаем единичное входное напряжение 100 мВ…

Разработка каналообразующих устройств

Расчет и моделирование усилителя

Расчет схемы усилителя независимо от его функционального назначения может быть сведен к двум этапам: расчет схемы по постоянному току и расчет схемы по переменному току…

Разработка каналообразующих устройств

Расчет и моделирование усилителя по постоянному току

Цель расчета состоит в нахождении номиналов всех элементов схемы, обеспечивающих получение заданных параметров, согласно исходному заданию. Типовым расчетом усилителя является его расчет с резистивной нагрузкой. Причем…

Разработка цифрового термометра

6. Моделирование

Для моделирования работы цифрового термометра использовалась программа Proteus 7.7 Professional. Использовались следующие компоненты: Вид Описание Микроконтроллер PIC16f628A…

Расчет усилительного устройства

10. Моделирование усилителя с ООС

Схема усилителя представлена на рис. 20. Для усилителя взято входное напряжение, обеспечивающее заданное UНm на выходе. Чтобы «сгладить» АЧХ в области частот 100 Гц — 1кГц, значение емкости C3 было увеличено до 27 мкФ…

Расчет усилителя

6 РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ НИЗКИХ ЧАСТОТ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Задано -требуемый коэффициент усиления: Кус =100; -тип операционного усилителя: К140УД1Б; -минимальное входное напряжение: Uвхmin = 5 мВ; -тип усилителя: инвертирующий. Рисунок 6…

Сравнительная характеристика технических данных радиостанций

6.3 Разработка принципиальной схемы предварительного усилителя, усилителя низкой частоты и усилителя высокой частоты УВЧ2 передающего устройства УКВ — радиостанции

Для удобства разработки и проведения расчетов блоки ПУ, УНЧ и УВЧ2 были объединены в общую схему. В основу построения были взяты микросхема 140-УД20А и биполярные транзисторы КТ817А…

Сравнительная характеристика технических данных радиостанций

7.3 Расчет элементов и узлов принципиальной схемы предварительного усилителя, усилителя низкой частоты и усилителя высокой частоты УВЧ2

На рисунке 7.5 приведена электрическая принципиальная схема предварительного усилителя, усилителя низкой частоты и усилителя высокой частоты УВЧ2. В основе схемы лежит микросхема 140-УД20А, которая состоит из операционных усилителей (Da1…

Схема микрофонного усилителя

8. Моделирование усилителя

Усилитель моделирован с помощью Electronics Workbench 5.12. Рисунок 8 — Модель микрофонного усилителя Результат моделирования частотных характеристик в пределах, определенных техническим заданием, показан на рисунке 9…

Усилитель

4. Моделирование усилителя в системе Electronics Workbench

В схему в процессе настройки внесены небольшие изменения. Это нормальное явление для аналоговой техники. Рис. 4…

Усилитель мощности звуковой частоты для автомагнитолы

3. Моделирование и анализ усилителя мощности

Чем мы и займёмся в дальнейшем, используя: 1) Multisim 2001 Pro — для моделирования схемы, исследования её технических характеристик и создания моделей “отечественных транзисторов”. 2) PSpise A/D (входит в состав OrCAD 9…

Цифровой согласованный обнаружитель сигналов

4 Моделирование

Моделирование будем выполнять в программной среде MATLAB 7.0. Для начала необходимо создать один ЛЧМ — сигнал, а затем сформировать из пяти таких импульсов пачку, пропустить через СФ, подать на накопитель для формирования сжатого сигнала…

ВЧ усилитель мощности с гибридным входом. Гибридный насос без oos

Эта схема лампово-транзисторного усилителя для наушников повторяется многими любителями хорошего звука и известна во многих вариантах, как с использованием биполярных транзисторов на выходе, так и полевых.

В любом случае это Class-A … Он привлекает своей простотой и повторяемостью, в чем я тоже убедился, имея при этом желание услышать музыку в его исполнении.

Предлагаю вашему вниманию концепцию построения гибридного однотактного двигателя, к разработке которой меня подтолкнули статьи Олега Чернышева «Карманный гадкий утенок, или Покемон-I» и «Лампово-полупроводник УНЧ» (ф.Радио № 10 за 1997 год).

В первой статье описан ламповый усилитель, выходной каскад которого покрыт параллельной цепью отрицательной обратной связи (NFB). Автор жалуется на возможную критику за отсутствие современности такой схемотехники (ООС и даже на первой сетке). Однако такие решения широко использовались в золотую эру ламповой звукорежиссуры. См., Например, статью «Радиола Урал-52» (радиостанция № 11, 1952 г.).


Мне нравится простота реализации такой ООС: количество элементов в цепи обратной связи всего два, и это резисторы и один из них, как правило, служит нагрузкой драйверного каскада.Этот OOS не требует адаптации к типу используемой выходной лампы (в разумных пределах). Но! В этой же статье автор, приводя формулы расчета, говорит, что необходимо в зависимости от выходного сопротивления задающего каскада регулировать номиналы резисторов цепи обратной связи.
Сколько «возможностей для творчества»! Поставил еще лампу — припой и пару резисторов. Мне это показалось неправильным.

В своей статье я предлагаю решение этой «проблемы».

Попросили сделать усилитель для озвучки комнаты 50 м 2, этакого «деревенского клуба». Надо сказать, что уже есть некий промышленный усилитель, который используется на всяких мероприятиях типа «дискотека». То есть играет громко, но в ущерб качеству. Усилитель нужен был именно для более-менее качественного прослушивания музыки, 30 Вт на канал.


При создании лампового усилителя такой мощности я не улыбнулся, поэтому обратил свое внимание на гибридные усилители.
Он есть на Датагоре. Напомню, что «Корсар» — это инвентарный выключатель с ламповым буфером на входе. Решил изучить отзывы и мнения в интернете.

После этого появился рабочий макет СРПП на 6Н23П.
Выкидывать было жалко. Было желание доработать усилитель до конца. В предыдущем хаке мне пришлось применить некоторые упрощения, связанные с размером корпуса, например: общая мощность для обоих каналов, а не совсем те возможности, которые я хотел бы попробовать.

Было решено сделать новый усилитель СРПП для наушников на 6Н23П без этих упрощений.
В результате у нас неожиданно получился вот такой гибрид.

Приветствую, дорогие датагорейцы!
Представляю вашему вниманию гибридный усилитель для наушников на базе лампы 6AQ8 (6N23P) и полевых транзисторов IRF540.


Чертежи печатных плат с учетом нюансов монтажа, без фона.

29.04.14 поменял Датагор.Схема фиксированного усилителя


Давно хотел услышать, как звучит лампа с камнем в тандеме. Я решил построить гибридный усилитель для наушников. Просмотрел несколько схем. Основным критерием выбора была простота схемы, а соответственно и удобство ее сборки.
Остановился на двух:
1) С. Филин. Ламповый транзисторный усилитель для стереотелефонов.
2) М. Шушнов. Гибридный усилитель для наушников. (Radiomaster No. 11 2006)
В целом эти схемы мало чем отличаются друг от друга и без сильных изменений можно попробовать либо то, либо другое.Я решил собрать схему М. Шушнова с полевиками.

Еще один неудачный эксперимент привел к идее лампового буфера для, и он оказался таким же, когда добросовестно отфильтровал мощность ламп.

Давно шла к идее лампового буфера, но все неудачи в прошлом и идея себя оправдала. Операционные усилители могут не только согласовывать сопротивления — для такой задачи подойдет и катодный повторитель на подходящей лампе.

Самолет уверенно спускался по глиссаде, словно по невидимой нити стремительно приближалась полоса.Турбины плавно перешли на холостой ход, самолет завис над взлетно-посадочной полосой и через секунду покатился, считая стыки между бетонными плитами. Заслонки реверса сдвинулись, и тишину прервал шум разворачиваемого закрылками воздуха …


Увы, я слышал это много раз, но звук авиасимулятора проигрывался насквозь. Твитеры Genius меня не впечатлили. А слушать музыку без наушников было неинтересно. И тогда я решил, что пора обзавестись приличной акустикой для компьютера.Недолго думая написал Сергею (SGL) сообщение, что купить, чтобы порадовать ухо. На что я получил ответ, лучшая колонка — самодельная колонка!
Допустим. И тут я получил от него ссылку. Так я оказался на Датагоре.

Это началось месяц назад с добродушной провокации Александра на форуме в Датоогорске при обсуждении индикаторов.
На выходе у меня был отлаженный финальный этап и я вспомнил, что в утиле были какие-то индикаторы. И, похоже, это была удачная попытка Гунтиса поиграть с индикатором «запустился».

Потом все превратилось в то, что видно на фото, и то, что жена называет кошмаром, а я называю это «сладкоголосым творческим беспорядком».
При желании можно даже увидеть, как светятся индикаторы, но они не мигают в такт музыке, как намекнул Александр.

Для фото извините, у меня только мультимедийная камера.

Лампы остались мало у кого, но их все еще можно купить, поэтому ламповая аудиотехника вызывает постоянный интерес радиолюбителей.Вы даете тот самый теплый ламповый звук, который давно стал мемом, который любят лепить на месте и не очень. Теперь попробуем совместить старую ламповую аудиотехнику с более современной элементной базой. Можно получить просто волшебный звук.

Усилитель собран по классической несимметричной схеме. В процессе настройки я изменил некоторые номиналы резисторов. Значит надо было подобрать R23, R34 так, чтобы напряжение на анодах лампы 6п14п было 190в. Затем, выбрав R45, выставляем анодное напряжение на лампе 6н3п 90-110в.

В роли тонального блока я применил схему на BA3822LS. Эта микросхема имеет хорошие технические параметры и стоит недорого. Основное преимущество его применения — отсутствие огромного количества экранированных проводов и экранов, при отсутствии сигнала фонового шума я его не услышал. Собранный тембральный блок подключается к входу лампового УНЧ через подстроечные резисторы 100кОм.


При изготовлении блока питания я использовал готовый трансформатор ТС270 и немного перевернул витки по обмоткам.

В обоих каналах используется один выпрямитель. Выходные трансформаторы полностью самодельные, типа ТС-20.

Намотываем их следующим образом: первичная обмотка содержит 94 витка провода 0,47 и 900 витков провода 0,18, в итоге должно быть так 94/900/94/900/94 /. Соединяем первичную обмотку последовательно, вторичную — параллельно.

Для корпуса я взял листы трехмиллиметрового алюминия. Снял регулировочные ручки с дюралюминиевых ручек с мебели, просверлил отверстия под нужный диаметр и через термоусадку поставил прямо на переменные резисторы.


Ламповый каскад питается от нестабилизированного источника 300 … 350 вольт. Напряжение накала 6,3 В выпрямлять и стабилизировать не нужно. Свечение ламп правого и левого каналов усилителя можно подключать к одной обмотке трансформатора, но анодные цепи рекомендуется делать раздельными.


Усилитель отлично прошел слуховой тест — кристально чистый звук, особенно в средней и верхней части звукового диапазона.

Входной усилитель выполнен на паре полевых транзисторов 2SK68A и на высоковольтных биполярных 2SC1941, образующих каскад, выполняющий функцию фазоинвертора для выходного двухтактного каскада на EL34 в триодном соединении. Данная схема гибридного усилителя мощности на полевых транзисторах и лампах представляет собой очень качественную звукоусиливающую аппаратуру высочайшего класса, поэтому монтаж и пайка должны выполняться максимально аккуратно и аккуратно.


Статическая балансировка усилителя осуществляется подстроечным резистором 5 кОм в цепи питания фиксированного смещения к управляющим сеткам и динамической балансировкой подстроечным резистором 2 кОм в цепи питания коллекторов биполярных транзисторов.Несмотря на то, что схема содержит транзисторы, усилитель выполнен без обратной связи и имеет явное «ламповое» звучание.

Этот гибридный УМЗЧ обеспечивает полную полосу пропускания от 30 Гц до 100 кГц и частотную характеристику низкого сигнала от 10 Гц до 170 кГц. Функции усилителя напряжения и фазоинвертора выполняет каскад на составных транзисторах Q1Q3, Q2Q4 с генератором тока Q8 в эмиттерных цепях и улучшенным токовым зеркалом Q5Q6Q7 в цепях коллектора.


Регулировка фиксированного смещения на управляющих сетках радиоламп осуществляется резистором R15 так, чтобы начальные токи анодов были около 40 мА. Выходной тороидальный трансформатор VDV3070PP Amplimo был куплен на онлайн-аукционе. Первичная обмотка имеет сопротивление 2757 Ом, номинальная мощность 70 Вт

.

Эта схема гибридного усилителя обеспечивает мощность 80 Вт на нагрузке 8 Ом при 0,04% THD, полосе пропускания от 5 Гц до 35 кГц (20 Вт, -3 дБ) и имеет отношение сигнал / шум более 100 дБ.


Единственный каскад усиления напряжения в схеме построен на биполярном транзисторе 2SC2547E с динамической нагрузкой на триоде ECC88.

Выходной каскад выполнен в виде двухтактного истокового повторителя на комплементарной паре мощных полевых транзисторов IRF640, IRF9640. Их рабочая точка устанавливается триммером PR1 при регулировке.

Конденсатор C2 и резистор R9 используются для формирования цепи сложения напряжения, знакомой транзисторным усилителям. В этой схеме он помогает радиолампе V1 обеспечивать нормальное наращивание выходного каскада при относительно низком анодном напряжении.

Звуковой сигнал через регулятор громкости на резисторе R1 поступает на триод VL1.1 (управляющую сетку) усилителя и усиливается. Отрицательный потенциал смещения немного блокирует триод, сформированный на его управляющей сетке, используя анодный ток, который проходит через резисторы R3 и R4, расположенные в цепи катода. Напряжение на этих сопротивлениях будет падать, следовательно, относительно отрицательной шины на катоде лампы будет присутствовать положительное напряжение приблизительно +1,7 В.


На управляющей сетке лампы усилителя по сравнению с катодом будет отрицательный потенциал смещения, так как сетка имеет общий контакт через резистор R1 с землей. Для уменьшения действия обратной связи в цепи лампового усилителя имеется сопротивление R3, которое шунтируется электролитической емкостью С1. Резистор R2 играет важную роль в нагрузке анодной цепи лампового усилителя. Напряжение сформированного на нем усиленного звукового сигнала через разделительный конденсатор С2 подается на управляющую сетку пентода лампы.Усиленный им сигнал через первый выходной трансформатор поступает на громкоговоритель усилителя.

Резистор R8 и конденсатор C7 выполняют ту же функцию, что и аналогичные элементы в первом каскаде. C6 и R6 предназначены для изменения тембра звука. Резистор R9 создает вторую цепь отрицательной обратной связи. Улавливая оба каскада лампового усилителя, он уменьшает гармонические искажения и обеспечивает наиболее плавное усиление звукового сигнала во всем диапазоне звуковых частот.

Второй трансформатор лампового усилителя намотан на магнитопровод сечением 10 см (Ш22 х 40).Первичная обмотка — провод ПЭВ-1 0,2-0,25 мм 1040 витков. Вторичная обмотка имеет 965 витков этого же провода, третья — 34 витка, намотанных проводом ПЭВ-1 0,6-0,8 мм.

Первый трансформатор — ТВЗ21. Допускается любой выходной трансформатор от лампового телевизора.

Выписка

1 Схема гибридного усилителя. Е. Васильченко Казань. Июнь 2002 г. В этой статье я решил отказаться от общепринятого правила написания технических, научных и псевдонаучных статей, требующих выступления от третьего лица.Размышления о роли звуковоспроизводящих устройств в нашей жизни привели меня к выводу, что творческие, эмоциональные аспекты этой проблемы не менее важны, чем технические (хотя и не настолько, чтобы заменять одно другим). В мире технологий, на 100% формализованном, нет места эмоциям автора. В научном мире гораздо больше степеней свободы, в нем кипят серьезные страсти, а иногда академические направления «исследованы, показаны» вызывают бурю энтузиазма или негодования среди посвященных.Эта традиция, перенесенная в популярные технические издания, сыграла злую шутку с низкочастотными радиолюбителями, во многом предопределив современную ситуацию. В то время как в последние годы журналы говорят о возрождении винила и ламп, пора задаться вопросом, куда мы все смотрели раньше? Ведь были люди, которые никогда не клали трансформаторы сигналов на полку и не выбрасывали лампы в мусорное ведро. Сижу на рабочем столе, неизвестно, как я получил вырезку из журнала «Радио» 35 лет назад с подзаголовком «С XI научно-технической конференции в IRPA».Без комментариев приведу отрывок: в докладах и выступлениях участников конференции резко критиковались руководители отдельных предприятий, которые до сих пор продолжают производить приемники и радиосистемы, стоимость которых выше отпускной цены. В текущей пятилетке перед предприятиями радиопромышленности стоят большие задачи. Прежде всего, необходимо увеличить объемы производства. Если на период лет. продал 21,5 миллиона радиоприемников и радиоприемников, то за годы.планируется продать 30 млн. Но резкий рост производства и задачи реализации продукции выдвигают требования к постоянному совершенствованию моделей, повышению надежности и качества звука, улучшению их внешнего вида, дизайна, архитектурных форм, цветов, простоте использования и снижению затрат. Это означает, что необходимо организовать производство таким образом, чтобы найти такие технические и организационные решения, которые способствовали бы максимально быстрому внедрению в производство моделей, соответствующих мировым стандартам по всем параметрам.Проведенные работы в ИРПА и КБ ведущих заводов, а также опыт производственной деятельности всех предприятий отрасли показывают, что эти задачи решаются путем транзисторизации и унификации радиовещательного оборудования. В период с 1966 по 1970 год планируется перевести на транзисторы все радиосистемы первого, второго и третьего классов. Единственным исключением будут монофонические и стереофонические радиоприемники высокого класса, которые по-прежнему будут производиться на лампах.Транзисторизация бытового радиовещательного оборудования позволит значительно уменьшить его габариты, повысить надежность в 1,5–2 раза и получить ощутимую экономию электроэнергии и материалов. Подсчитано, что в результате транзисторизации экономия за счет снижения материальных затрат за год составит 2,5–3 млн руб. Кроме того, будет экономиться 170 млн кВтч электроэнергии в год. Радио, 1966, 8, с. 21. «Основное внимание уделяется транзисторизации и качеству», — пишет неизвестный автор.Каждый раз, когда я делюсь своим опытом с читателями или собеседниками, я вспоминаю эту статью. Создание звукового оборудования — это уникальное направление человеческой деятельности, где практически любой человек, умеющий обращаться с поддоном и слесарным инструментом, в меру своей квалификации может оценить ценность идей, заложенных в конструкции. . Поэтому описание или изложение идеи должно быть персонифицировано и отделено от мнения редакции или товарищей по цеху.Безличная формула «можно сделать вывод» должна давать

2-е место за честное «я думаю». По мере сил постараюсь претворить в жизнь решения упомянутой конференции с подробными комментариями. История создания описываемого здесь усилителя началась довольно давно, более 10 лет назад. В то время еще не было отечественной аудиофильской прессы, доступ к Интернету имели лишь немногие счастливчики, а библиотеки уже перестали получать иностранные журналы. Основным и наиболее популярным источником информации по инерции оставались журналы «Радио» и PTE (Инструменты и экспериментальная техника).Когда практически все известные схемы транзисторных УМЗЧ за последние 20 лет были повторены и проверены на слух, возник вопрос: «Что делать дальше?». Нельзя сказать, что во всей массе схем и конструкций не было ничего достойного. Каждый год приносил нового лидера. Первой вехой в массовой транзисторизации любительских разработок, несомненно, стал «Качественный усилитель» С. Бат, В. Середа. Это был первый «народный» УМЗЧ. По сути, это был операционный усилитель большой мощности. Развитие этой темы кажется мне сейчас тупиковой веткой.Не все, что подходит для привода электродвигателей и других исполнительных механизмов, хорошо для усиления звука. Эта конструкция оказалась необычайно живучей и тиражировалась в десятках разновидностей, несмотря на плохой звук. Транзисторные усилители тех лет отнюдь не выиграли войну с лампами. Эти лампы без боя уступили ключевые позиции. Листая «Радио» ламповых времен, нельзя не задаться вопросом, насколько хорошо авторы выполняют решения упомянутой конференции. Просто казалось, что качественных ламповых усилителей не существует, а есть «малогабаритные УНЧ», «УНЧ с повышенным КПД» и т. Д.были представлены в изобилии. Ламповая тема в массовых публикациях была обречена, и через несколько лет юные радиолюбители недоумевали, встречая сравнение того или иного аппарата с ламповыми монстрами. Недостаток любительских транзисторных усилителей тех лет ни для кого не был секретом. Но разработчики работали не покладая рук, и в конце 70-х уже были усилители с очень приличным звучанием. До 1965 года большинство усилителей Telefunken, Grundig, Fisher изготавливались по ламповой схеме: с межкаскадными трансформаторами, на германиевых транзисторах той же проводимости.После 1965 года производители постепенно перешли на кремниевые транзисторы. Типичная схемная топология того времени проиллюстрирована на Beomaster 3000, Uher CV-140. С появлением в 70-х годах мощных комплементарных транзисторов усилители стали строить по симметричным схемам. Одним из первых представителей этого направления был усилитель JBL, выпущенный в 1967 году. В дальнейшем эту схемотехнику использовали SAE, McIntosh, Hafler. Тогда же появились схемы с дифференциальными усилителями.Любопытно, что специалисты отмечают лучшее звучание европейских усилителей, в которых не применялась дифференциальная раскачка выходного каскада, в отличие от усилителей японских и американских фирм. К середине 70-х годов широкое распространение получили интегральные схемы (Braun A301). Эти усилители заслуживают подробного анализа и даже повторения. Однако вернемся к схемам, которые смогли увидеть и повторить отечественные конструкторы-любители. Это Quad-405, схема которого была опубликована в Wireless World в 1978 году и знакома нам по статье О.Решетникова в декабрьском выпуске Радио за 1979 год. Без сомнения, самый известный усилитель — это Michael Wiederhold, впервые описанный в 1977 году в Radio fernsehen electronicik. Эта схема издается в различных вариациях и сейчас («Радио» 4/78, «Радио» 6/89, «Радио» 11/99). Благодаря многолетней работе M. Othal и Marshall Leach усилители избавились от одного из специфических искажений TIM, вызванных транзисторными каскадами с ограничением скорости. Примерно тогда же появились работы А. Майорова и П. Зуева по динамическим искажениям в усилителях.Многие помнят неплохой, но не самый простой усилитель А. Витушкина из июльского номера Радио за 1980 год. Бридж-усилители А. Сырицо звучали очень хорошо (особенно из «Радио» 11/82). Многие интересные схемные решения были опубликованы в сборниках PTE. С появлением высоковольтных и высокочастотных p-n-p транзисторов усилители стали более широкополосными, мощными и линейными. Однако общая проблема неудовлетворительного звука не была решена. Масла в огонь подлила статья «Явление транзисторного зондирования».Напомню, что авторы сравнивали различные усилители в достаточно хорошей среде (студийные звуковоспроизводящие устройства и профессиональный спектрометр) и на основании своих наблюдений сделали выводы, которые приводятся здесь: Из всего сказанного можно сделать следующие выводы. Следует нарисовать: — «транзисторный» звук не является обязательным свойством транзисторных усилителей НЧ; его природа, кажется, заключается в несовершенстве этих усилителей; — пропадает «транзисторное» звучание при падении коэффициента гармоник до 0.03 0,04% во всем рабочем диапазоне частот; — при современной элементной базе заданный предел коэффициента гармоник достижим только при достаточной глубине общего ООС. Сейчас, когда нумерация собственных разработок усилителей перевалила за второй десяток, легко ругать авторов за неправильную постановку задачи, но 20 лет назад, как и очень многим любителям, мне казалось, что рецепт был найден хороший звук. Можно просто, не обращая внимания на длинный хвост искажений, подавить их глубокий ООС плюс некоторые дополнительные меры.Началась «гонка нулей». 80-е стали черной полосой для звуковых схем. Чтобы не быть голословным, прокомментирую приведенные цитаты. Авторы искали «феномен транзисторного звучания» в усилителях с глубокой обратной связью, что сродни обнаружению черной кошки в темной комнате. Кажется, если бы в комплект дополнительно входили один усилитель, лампочка и транзистор, без общей обратной связи, результаты эксперимента не были бы столь однозначными. Первым лидером сравнения стал усилитель сборки М.Выщелачивание. В этом нет ничего удивительного, он действительно лучший в своем классе (то есть в классе мощных операционных усилителей). Кроме того, сам М. Лич особо отметил роль источника питания усилителя, точнее его способность обеспечивать большой ток. Никто не учел эту важнейшую особенность его усилителя. И еще несколько моментов, на которые в то время мало кто обращал внимание. Такая звуковая характеристика, как «транзистор», субъективна, и распространять опыт собственного восприятия на всех слушателей просто некорректно.И самое главное, отсутствие ощущения «жесткости», «транзистора» необходимо, но совсем не достаточно для high-end усилителя. Читатели современной аудиопрессы легко могут назвать еще десяток признаков, по которым оценивается качество звука. Рисунок: 1. Усилитель Ю. Митрофанов. Усилитель Ю. Митрофанов, схема которого приведена в статье, по утверждению авторов, звучит лучше всех остальных. Это нетрудно объяснить. Усилитель напряжения (УН) этого УМЗЧ, рис.1, сделанный на V5, V6 имеет небольшой собственный THD (0,15%) и довольно большой

4 мощность. Схема параллельной обратной связи имеет минимально возможную длину, она намного короче, чем в традиционных усилителях, и подается на инвертирующий вход VN. Собственная нелинейность выходного каскада также относительно мала. Этот выходной каскад используется в знаменитых QUAD 303 и Brig. Если к этому добавить мощный низкоомный блок питания, то этих факторов будет достаточно, чтобы усилитель звучал.А значение THD в 0,02% — это только следствие особенностей топологии, а не причина хорошего звука. Таким образом, выводы авторов статей, как в анекдоте про математиков, столь же точны, сколь и бесполезны. Гонка нулей достигла своего пика в 1989 г. с публикацией Н. Суховым знаменитого УМЗЧ high fidelity, в основе которого лежит усилитель М. Видерхольда, Рис. 2. Рис. 2. Усилитель М. Видерхольда, 25 -ваттная версия. Его повторяли и повторяют (на современной элементной базе) тысячи любителей.Спектр отзывов о его качестве очень широк, и это естественно. Сколько людей имеют столько мнений. Комплекты у всех разные. Большинство из них очень довольны. Многие утверждают, что ничего лучше не слышали. Я уверен, что это правда, но как насчет недовольных? А их много; Это, в первую очередь, владельцы ламповых аппаратов, хороших акустических систем, просто опытные слушатели. Попробуем разобраться, в чем тут дело. Несомненно, у всех разные возможности, аудиосалоны есть далеко не везде, а современное «фирменное» оборудование вовсе не для подражания (скорее, наоборот).Первое, что приходит в голову, это то, что у всех слушателей разные акустические системы. Сам Н.Е. Сухов считает своей заслугой не столько создание схемы усилителя, сколько оснащение ее устройством компенсации сопротивления проводов. Возможно, что влияние сопротивления провода на демпфирование системы переменного тока, кабеля PA, также актуально для усилителей с нулевым выходным сопротивлением, но в конце концов, не все усилители имеют выходной импеданс, образованный отрицательной обратной связью. Кроме того, было бы ошибкой предполагать, что звуковой характер комплекса определяется только коэффициентом демпфирования.Основные претензии «слушателей» к звуку УМЗЧ ВВ касаются точности передачи средних и высоких частот, где не работает электрическое демпфирование динамика выходным сопротивлением усилителя. Часто говорят, что этот компенсатор «размазывает» звук. На средних и высоких частотах в громкоговорителе возникают нелинейные эффекты, с которыми не справляется ни одно устройство для формирования выходного сопротивления. Об этом подробно писал С.Агеев в. Различия в конструкции, комплектации, параметрах блоков питания этого усилителя также не позволяют правильно оценить УМЗЧ ВВ «народным голосованием».Тому, кто хочет составить представление о нем, остается прибегнуть к самому надежному способу, чтобы самому его послушать. Это было сделано. Самым перспективным усилителем 1980-х был

5, собранный в металле с соблюдением всех правил установки подобных устройств. Сравнение с другими самоделками не выявило преимуществ УМЗЧ ВВ. Усилители А. Сырыцо (N11 / 82) и по схеме из статьи Э. Гумели (N9 / 85), сделанной мной несколькими годами ранее, звучали намного естественнее (и в то же время по-другому в среднечастотном диапазоне) с та же комплектация и комплектация.Кстати, измеренные THD всех этих усилителей не превышали 0,02%. Уверенность в правильности избранного пути пошатнулась. Требовались новые идеи. В первую очередь было решено проверить влияние OOS и различных топологий схемы. Впервые в черный список попали глубокие отрицательные отзывы. Прототипом усилителя № 6 был «Усилитель без общей обратной связи». Авторы использовали хорошо известные элементы в схемотехнике: двухтактный эмиттерный повторитель на входе, двухтактное масштабирующее токовое зеркало в качестве усилителя напряжения и составной эмиттерный повторитель на выходе в качестве усилителя тока.Они очень элегантно обошли проблему дрейфа постоянного тока на выходе усилителя, поставили на выходе большой электролитический конденсатор и использовали униполярный источник питания. Возможно, будь у меня тогда конденсаторы звуковой серии Black Gate или Elna Cerafine, такое решение меня бы удовлетворило. Лучшими «электролитами» тогда были К50-18, и я не хотел их убирать. Обойти эту проблему оказалось непросто. Усилитель был переведен на биполярное питание, выходной конденсатор исключен.Для получения большей мощности напряжение было увеличено до 2 * 30 Вольт, номиналы элементов были пересчитаны, а цепь смещения была заменена на традиционную (рис. 3). Рисунок: 3. Усилитель без общей обратной связи (6) Попутно выяснилось, что усилитель лучше (стабильнее) работает на обычных, а не на композитных транзисторах. Началась борьба со смещением нулевой точки на выходе. Усилитель напряжения, собранный по схеме токового зеркала, очень чувствителен ко всем возмущающим факторам: нестабильности источников питания, температуре и ее градиенту внутри конструкции, разбросу номиналов элементов и, самое главное, к параметрам транзисторов.Если посчитать общий коэффициент усиления ООН по примерным формулам, приведенным в статье, то он окажется около 7 (при выходной мощности 25 Вт). Фактически, с таким коэффициентом пульсации мощности или, в случае биполярного источника питания, разность пульсаций между положительным и отрицательным полюсами передаются на выход (не считая, конечно, полезного сигнала). Именно по этой причине авторы схемы использовали в блоке питания фильтр R19C5.Рассмотрим каскад на VT4 (6). Его коэффициент усиления примерно равен соотношению резисторов в коллекторе и эмиттере, то есть

6 R15 K u = 100. Следовательно, малейший дрейф напряжения эмиттер-база любого из транзисторов R 12 входит в этап, приведет к значительному изменению режима. Если этот дрейф вызван общим изменением температуры в корпусе и температура всех транзисторов изменяется одновременно, то изменение тока VT4 и VT6 будет одинаковым по величине, противоположным по направлению и не приведет к изменению тока выходной потенциал.Это возможно только в идеальном случае, когда транзисторы VT4 и VT6 полностью идентичны. На практике не бывает двух одинаковых транзисторов, а тем более с разной проводимостью. Разница значений h 21 E и U BE каскадных транзисторов приведет к существенному различию коллекторных токов, а, следовательно, к смещению нуля на выходе. Если использовать транзисторы, рекомендованные в статье, без подбора, то, скорее всего, смещение будет около 0.5 В лучшем случае 1 вольт. Более того, при изменении температуры внутри корпуса смещение также изменится из-за разного температурного дрейфа параметров транзистора. Кроме того, усиление и выходное переменное напряжение плеч также будут разными. В некоторой степени эту разницу в усилении можно компенсировать триммером R9. Невозможно сбалансировать постоянный ток по постоянному току путем изменения резисторов, составляющих каскад, поскольку это также изменит усиление переменного тока. Нагрузка ступени состоит из двух параллельно соединенных ветвей, линейной и нелинейной.Резисторы R15 и R17 образуют линейную низкоомную (около 5 кОм) ветвь. Они определяют коэффициент усиления, КПД и выходное сопротивление каскада. Входное сопротивление последнего каскада очень нелинейно, но намного выше (не менее 100 кОм). Следовательно, составляющая выходного тока CN, которая переходит в нелинейную ветвь нагрузки, относительно мала, несколько процентов, и ею можно пренебречь. Рассмотрим подробнее работу каскада усилителя напряжения. Режим постоянного тока задается значением сопротивления R10.Ток через него U пит примерно равен 1,2 ма: I R 10 =. Свойства масштабирующего зеркала тока таковы, что R10 IVT 3 R12 = = 3. Следовательно, ток через транзисторы VT4 и VT6 составляет 3,6 мА. Ток покоя IVT 4 R 11 следует выбирать таким образом, чтобы при изменении тока через транзистор под действием сигнала его коэффициент усиления оставался по возможности неизменным. Зависимость h 21 Э от тока эмиттера является одной из двух основных причин возникновения нелинейных искажений в транзисторных каскадах.Поэтому при выборе транзисторов и режима их работы следует учитывать соответствующие характеристики. К сожалению, тогда, более 10 лет назад, документация на транзисторы была практически недоступна для любителей. Поэтому режим пришлось подбирать приблизительно, чтобы минимизировать искажения на выходе всего усилителя. Максимальное выходное напряжение каскада близко к напряжению питания. Следовательно, переменное напряжение на выходе ВН может быть около 20 вольт в нашей схеме.На практике после 15 вольт уже началось мягкое ограничение. Это связано с недостаточным значением тока покоя VT4 (6), но оно полностью соответствовало мощности акустических систем в 50 Вт. При увеличении тока покоя до 5 или даже 10 мА мощность и линейность усилителя должны увеличиваться, но эта цель не была поставлена. Коэффициент усиления каскада на VT4 составляет около 100, что означает, что к базе VT4 приложено 0,15 Вольт. Проверим: 15 В при нагрузке R15 = 10 кОм будет при токе 1.5 мА. Это означает, что переменный ток VT4 равен 1,5 ма, а падение напряжения сигнала при R12 = 100 Ом будет 0,15 В. Чтобы узнать, какая часть этого напряжения приложена непосредственно к переходу база-эмиттер, вспомним, что Объемное сопротивление эмиттера транзистора прямо пропорционально температуре и наоборот ϕt току: rэ =, где ϕt — так называемый температурный потенциал, при комнатной температуре IE примерно равен 26 мВ. При постоянном токе через VT4 равном 3.6 мА, сопротивление его эмиттера будет 7 Ом. Переменный ток 1,5 мА вызовет падение напряжения на нем

7 10 мВ. Другое полезное соотношение состоит в том, что каждый милливольт переменного напряжения, приложенного к pn переходу, добавляет 1% уровня второй гармоники в выходной ток. При таком сигнале на переходе VT4 выходной ток будет содержать 10% искажений. Местная отрицательная обратная связь формируется через резистор R12 сопротивлением 100 Ом. Его глубина равна отношению сопротивлений R12 и r E, то есть 100/7 = 14.Эта ООС снижает уровень второй гармоники в 14 раз. То есть транзистор VT4 в этом режиме вносит искажения 0,6%. В двухтактных ступенях должна происходить компенсация четных гармоник при условии, что ступень полностью симметрична. На самом деле, укрепление плеч всегда немного отличается. Поэтому можно считать, что уровень второй гармоники составляет от нуля до 0,3% в зависимости от степени симметрии. Уровень третьей гармоники при таком значении сигнала на переходе обычно в один раз меньше уровня второй и не компенсируется.Его уровень можно ожидать на уровне 0,03 0,06%. На высоких частотах асимметрия плеч увеличивается, и компенсация гармоник даже более высокого порядка оказывается не столь эффективной. Второй источник искажений — нелинейность тока базы VT4. Его также можно оценить по графику зависимости усиления от тока. Так как необходимых данных у нас нет, отечественная промышленность не слишком любезна с разработчиками, будем использовать типовые значения для импортных транзисторов общего назначения. Например, возьмем pnp-транзистор 2N3906 фирмы ROHM.По параметрам он примерно соответствует (или лучше) КТ3108 и КТ313. Согласно графикам с сайта компании, при изменении тока эмиттера от 1 до 4 мА (то есть на 300%) h 21 E изменяется от 110 до 140 (на 25%), рис. 5. Это значительный нелинейность, современные транзисторы для аудиоприложений имеют гораздо лучшие характеристики. Рисунок: 5. Зависимость коэффициента усиления транзистора 2N3906 от тока коллектора. Типичное для малосигнальных каскадов изменение эмиттерного тока% от тока покоя.Другими словами, в период сигнала базовый коэффициент передачи тока изменяется на 0,5-1%. Соответственно изменяется и базовый ток. В нашем случае базовый ток I E 3,6 I B = = 30 мкА. Нелинейная составляющая базового тока, равная 1%, составляет 0,3 мкА. h31e 120 База переменного тока VT4, протекая через выходное сопротивление предыдущего каскада, создает на нем падение напряжения, приложенного к базе, и в этом напряжении есть нелинейная составляющая. Выходное сопротивление предыдущего каскада в основном определяется схемой R8R9.Выходное сопротивление составного эмиттерного повторителя VT1VT2 составляет от единиц до десятков Ом, и им можно пренебречь. Нелинейная составляющая базового тока VT4, протекающая по цепи R8R9, создаст на ней падение напряжения 0,3 мк * 3,3 кОм = 1 мВ. Это значение размаха. Действующее значение меньше 2 2 или примерно в 3 раза, то есть 0,3 мВ. Как мы помним, полезный сигнал на базе VT4 составляет 150 мВ, следовательно, базовый ток уже содержит 0,3 / 150 = 0,2% искажения.Все, что было сказано о компенсации искажений четного порядка, применимо и к базовым токам.

8 Быстрый анализ работы этого усилителя напряжения дает нам возможность сделать некоторые выводы. Первый и очевидный: в авторском (журнальном) варианте усилителя транзисторы работают в неоптимальном режиме. Для увеличения линейности ток покоя каскада следует увеличить в несколько раз, потому что даже при 10 мА рассеиваемая мощность не будет превышать максимально допустимую.Второй вывод касается выбора транзисторов для такой схемы. Это должны быть современные высоколинейные транзисторы. КТ313 и КТ3117 и тем более КТ502 / КТ503 не являются дополнительными парами. С ними практически невозможно получить приемлемый SOI. Дополнительные пары следует тщательно выбирать для h 21 E и U BE. Это единственный способ обеспечить стабильную рабочую точку и низкий уровень искажений. Дополнительно могут быть приняты конструктивные меры для обеспечения термической стабильности рабочей точки усилителя напряжения.Печатную плату нужно было разобрать так, чтобы все четыре транзистора стояли рядом и их можно было закрыть крышкой. Без него любой ветерок на плате вызывал нулевой дрейф на выходе. Мне удалось без использования дополнительной балансировки довести потенциал на выходе каналов усилителя до 25 и 50 мВ. Третий вывод может показаться несколько неожиданным, но не следует забывать, что это небольшое исследование было начато для того, чтобы понять влияние OOS на звук. На мой взгляд, вводить в такой усилитель общий ООС не только бессмысленно, но и вредно с точки зрения качества звука.Обратная связь может охватывать каскады, изначально линейные, а затем выполнять свое предназначение. А именно, он обеспечит стабильность параметров схемы во времени и в различных условиях эксплуатации. В анализируемой схеме эта стабильность обеспечивается параметрически, то есть с помощью компонентов с точно заданными параметрами. Если параметры компонента выбраны случайным образом, схема станет несбалансированной и станет источником искажений. Использование ООС для исправления этой кривизны приводит только к изменению спектрального состава искажений в сторону увеличения числа гармоник, но не к их устранению.Чем выше степень симметрии исходного усилителя, тем меньше «работы» будет для OOS. Чтобы реализовать все возможности этого усилителя напряжения, пришлось несколько раз переделывать печатную плату и менять конструкцию усилителя. В промежуточных версиях ООН даже помещали в термостат. Самым сложным было найти четыре пары комплементарных транзисторов. После тщетных попыток выбрать такие пары из КТ3117, КТ313, КТ3108, КТ502, КТ503 с помощью простейшего стенда и тестера я взял 50 штук неизвестных корейских транзисторов С8050, С8550, они же S8050, S8550.Их характеристики найти не удалось, поэтому я заглянул в отдел входного контроля одного из заводов. Вооружившись автоматическим тестером транзисторов, я проверил максимально допустимое напряжение между коллектором и эмиттером и отсортировал их по h 21 E и U BE. Увеличение обратного тока коллектора начиналось при напряжении выше 110 В. Коэффициент передачи тока базы находился в допустимых пределах для транзисторов n p n и p n p. При изменении тока эмиттера в пределах 1 10 мА ч 21 Э изменилось незначительно.После этого подобрать пары и доделать усилитель оказалось несложно. Выходной эмиттерный повторитель с шунтирующим компенсатором я специально не настраивал, ограничившись выбором тока покоя выходных транзисторов, чтобы минимизировать искажения. При токе 300 мА автоматический измеритель нелинейных искажений С6-11 показал минимум, около 0,1 0,15%. Каждый канал усилителя запитывался от параметрического стабилизатора, рис. 6. Нагрев транзисторов стабилизатора незначительный, поэтому оказалось возможным закрепить уголки, на которых они установлены, непосредственно к дюралюминиевому днищу, через слюдяную прокладку.Платы усилителя размером 70 х 80 прикручены непосредственно к радиаторам выходных транзисторов, площадь которых составляет 600 квадратных метров. посмотреть канал. Радиаторы имеют хороший тепловой контакт с днищем и массивной передней панелью. Нагрев усилителя при работе не превышает 60 70

9 градусов. Тороидальные силовые трансформаторы мощностью 80 Вт — отдельные для каждого канала. Рисунок: 6. Блок питания усилителя 6. Прослушивание усилителя показало, что время на поиски было потрачено не зря.Усилитель обладал необычайно мягким и нежным голосом. Особенно хорош средний диапазон. Разрешение и детализация звука были выше, чем у всех предшественников. Он смягчил верхние регистры, а традиционные «с радио» просто превратили их в «песок». Несмотря на совершенно неподходящую по сегодняшним меркам комплектацию (К73-17, К50-18 и не самые лучшие транзисторы), этот усилитель по-прежнему не имеет конкурентов по качеству звука среди так называемого «доступного high-end» и радует своим владельцу с возможностью слушать любимые записи, а не тестировать диски.Надо признать, что эксперимент оказался очень информативным. Опыт, накопленный при проектировании усилителя 6 без общей обратной связи, определил направление для дальнейшего развития. Результаты анализа схем и прослушивания хорошо согласуются с текущими неявными правилами звуковой схемы. В последние годы, когда Интернет из символа непостижимой роскоши превратился в необходимый инструмент, домашние мастера получили прекрасную возможность общаться и обмениваться опытом как между собой, так и с профессиональными разработчиками.Специфика использования транзисторов в звуковых схемах постепенно становится доступной широкому кругу домашних мастеров. Единого рецепта создания хорошего усилителя никогда не существовало, но есть некоторые общие принципы, к которым рано или поздно приходит большинство разработчиков. Важность того или иного принципа всеми разработчиками оценивается по-разному; Эта шкала ценностей не является линейной, постоянной и абсолютной, потому что зависит от множества субъективных факторов. Поэтому я привожу свой, благодаря более чем 20-летнему опыту создания усилителей, список наиболее важных требований к конструкции УМЗЧ в порядке убывания важности.Конечно, никто не мешает дизайнеру приносить в жертву какой-либо из пунктов списка ради какой-то дополнительной идеи. A) Источник питания должен обеспечивать усилитель мощности чистым и мощным током. В современных интерпретациях усилитель часто представляется как модулятор тока. Следовательно, качество питания выходных каскадов должно быть настолько высоким, насколько позволяет бюджет разработки. Блок питания — полноценный участник звукового тракта со всеми вытекающими отсюда последствиями.Любой вторичный источник питания содержит реактивные элементы, образующие фильтры. Для фильтров определены такие параметры, как переходная характеристика, добротность, характеристический импеданс. Влияние этих факторов на звук в литературе практически не рассматривается. Но они хорошо известны, легко измеряются и в то же время очень сильно влияют на параметры звука. Б) Одним из важнейших компонентов является усилитель напряжения. Возможно, этот момент не так очевиден, как предыдущий, да и не все усилители построены по схеме UN UT, но многие конструкторы отмечают, что и ламповые, и транзисторные выходные каскады «прозрачны» для звука

10, а «голос» »усилителя определяется каскадом драйвера или UN соответственно.Человеческий слух, особенно тренированный слух, чрезвычайно чувствителен к спектральному составу искажений. Небольшие различия в мощности четных и нечетных гармоник, разница в скорости уменьшения спектральной плотности, наличие или отсутствие доминирующих гармоник воспринимаются как изменение характера звука. В ВН динамический диапазон усилительного элемента обычно используется полностью, и рабочая точка одновременно захватывает наибольшую часть амплитудной характеристики.Здесь его нелинейность проявляется наиболее наглядно. Поэтому у всех элементов есть свой спектр искажений, своеобразный штрих-код, по которому их безошибочно узнают на слух. В) Количество ступеней должно быть как можно меньше. Неважно, транзисторный он или ламповый, но каждый дополнительный каскад вносит дополнительную нелинейность. По этому пункту, как и по всем остальным, есть много оговорок. Получение максимального усиления от сцены может ухудшить стабильность, а вместе с ней и линейность.Это означает, что существует определенный баланс между глубиной локальной ООС и величиной усиления каскада. Задача дизайнера — найти компромисс. D) Качество компонентов, как активных, так и пассивных, должно быть адекватным. Абсолютно бесспорный момент. Вопрос только в том, что считается важным, а что второстепенным. Чаще всего этот вопрос тесно связан со степенью тренировки слуха и толщиной кошелька. Д) Продуманный дизайн и температурный режим.Речь идет в первую очередь о виброизоляции, так как большинство радиоэлементов имеют заметный микрофонный эффект. Расчет звуковых полей в устройствах очень сложен, поэтому дизайнеры обычно используют эмпирические данные и собственный опыт. Температура внутри корпуса не только влияет на срок службы элементов, но и заметно влияет на звук. Формирование этих принципов для меня началось именно с описанных выше экспериментов. В следующей разработке я решил проверить работу принципа минимализма на усилителе 8 (номер 7 был ламповый усилитель, корректор для винилового проигрывателя).От предыдущей работы остались собранные платы УМЗЧ ВВ, они стали прототипами для исследования нелинейности различных каскадов. Первым испытуемым был выходной эмиттерный повторитель, затем он без изменений вошел в схему предлагаемого усилителя, рис. 7. Рис. 7. Выходной каскад усилителя 8.

11 Анализ схемотехники. Ток покоя всех трех ступеней задается резисторами R3, R4 и регулируется переменным резистором R2. Транзистор VT7 традиционно закреплен на радиаторе выходных транзисторов и выполняет функцию задания и термостабилизации тока покоя.Резисторы R6, R7 добавлены для обеспечения устойчивости усилителя при настройке при достаточной длине соединительных проводов. Иногда такие же резисторы требуются в базах выходных транзисторов. Обычно выходной каскад подключается к усилителю напряжения либо верхним (согласно схеме), либо нижним плечом. Первый каскад повторителя всегда работает без отсечки, по классу А. Через VT1 и VT2 протекает одинаковый ток сигнала, напряжения на их эмиттерах должны быть точно равными по амплитуде.Поэтому считается допустимым приводить выходной каскад в одно плечо. Это справедливо только для традиционной схемотехники — когда транзистор смещения (VT7) находится в цепи коллектора каскада усиления напряжения. VN имеет высокое выходное сопротивление, особенно при включении с общей базой, и обычно (если схема несимметричная, то есть возбуждается только с одной стороны) нагружается на источник тока, который имеет еще больший выход (МОм ). Поэтому ток через транзистор VT7 практически отсутствует.Пришлось заменить источники тока на резисторы. В этих условиях через стабилизирующий транзистор VT7 протекает заметный переменный ток. Таким образом, нельзя больше пренебрегать его динамическим сопротивлением и нелинейностью. Постоянный ток через этот транзистор примерно равен 1 мА (резисторы для задания тока 43 кОм от источника питания 44 В). Сам транзистор включается с усилением в 6 раз, так как устанавливает смещение в 6 p-n переходов. Следовательно, его динамическое сопротивление в таком включении в 6 раз больше сопротивления его эмиттера.Как уже было сказано, при таком токе сопротивление эмиттера составляет 25 Ом. Получаем, что сопротивление VT7 по переменному току составляет 150 Ом. Это значит, что на второе плечо сигнал поступает немного ослабленным, на 3,5% (150 Ом / 43кОм = 0,035). Это дает около 0,17% четных гармоник. Конденсатор C2 включен для обхода динамического сопротивления VT7, и это значительно снижает THD. Правильнее было бы одновременно подать сигнал обоим плечам. В обычных усилителях (то есть в операционных усилителях постоянного тока) шунтирование также улучшает характеристики, но это связано с улучшенной ВЧ-симметрией базовых цепей.Фиксация разности фаз в двухтактных половинах двухтактного каскада подавляет искажения, вызванные неравномерной задержкой в ​​плечах. При питании выходного каскада напряжением 44 В максимальное значение амплитуды выходного сигнала будет меньше примерно на 4 вольта. Это падение складывается из напряжения насыщения выходных транзисторов (около 1-1,5 В), падения на эмиттерных резисторах R9, R10 (также около 1 В). Кроме того, на эмиттерных переходах всех трех каскадов останется 0,65 В: ведь напряжение сигнала на базе VT1 не должно быть выше напряжения питания во избежание пробоя коллекторного перехода.Размах напряжения 40 В при резистивной нагрузке 4 Ом даст ток коллектора 10 А. Это много для выбранного типа транзистора. При таком токе резко падает частота среза и коэффициент усиления транзисторов. Относительно линейные транзисторы сохраняют ток до 2 3 А. Даже лучшие импортные транзисторы, специально разработанные для аудиоприложений, теряют свои усилительные и частотные свойства, когда ток коллектора увеличивается выше 5 6 А. Кроме того, когда напряжение коллектор-эмиттер падает до несколько вольт емкость коллекторного перехода увеличивается в десять и более раз.Поэтому использовать этот каскад в таком режиме нежелательно из-за больших искажений. Выходная мощность 2 Um будет P = = 200 Вт, если блок питания позволяет. Каждый транзистор в этом корпусе ямы 2 R n 2 1 U рассеивает Prass = 50 Вт (в классе B), что вполне приемлемо при наличии 2 π R n достаточно эффективных радиаторов. Но все же усилитель работает намного лучше на 8-омной нагрузке, это подтверждают измерения. Если нагрузка имеет реактивную составляющую, то рассеиваемая мощность и токи коллектора увеличиваются.

12 Коэффициент передачи тока базы высококачественных выходных транзисторов обычно находится в линейном сечении и вплоть до сильноточной области. Для отечественных транзисторов эти значения несколько ниже, в 1,5 — 2 раза. Для расчетных целей обычно берутся минимальные значения, потому что при производстве оборудования обычно не допускается подбор комплектующих. Никто не побеспокоит нас подбирать транзисторы по усилению и выставлять типовые, а не минимальные значения.Хотя транзисторы в эмиттерном повторителе имеют 100% отрицательную обратную связь, лучше обеспечить симметрию конструктивно. Амплитуда базового тока будет Ib = I e / h31e = 10A / 30 = 0,3 А. Этот ток должны давать предвыходные транзисторы. В реальных условиях эксплуатации амплитуда тока транзисторов VT3, VT4 не превышает 100 мА, но это много. При таком токе несколько транзисторов средней мощности могут работать на линейном участке характеристики.Среди отечественных транзисторов абсолютно нет таких, которые имели бы удлиненное сечение с постоянной h 21 Э, обладали хорошими частотными характеристиками и были бы комплементарными. Поэтому необходимо использовать либо очень низкочастотные и нелинейные КТ850 / КТ851, либо, с уменьшением мощности, КТ940 / КТ9115 или КТ639 / КТ961. И те, и другие не являются дополнительными парами, так как имеют существенные различия в усилении и частоте среза. Забегая вперед, хочу отметить, что транзисторы для выходных каскадов телевизоров или компьютерных дисплеев обладают хорошими частотными характеристиками и высокой линейностью, как 2SA1380 / 2SC3502 от Sanyo.Они будут очень хороши на первом этапе эмиттерного повторителя. Если бы этот усилитель делался сейчас, я бы поставил имеющиеся импортные пары 2SC1837 / 2SC4793 или 2SB649 / 2SD669 во второй каскад. На выходе могли быть Samsung TIP41C / TIP42C, Toshiba 2SA1302 / 2SC3281, Mospec или SanKen 2SC2922 / 2SA1216, Motorola MJ15003 / Mj15004 и т. Д., Но в то время они не были доступны. Кроме того, меня интересовал вклад каждого компонента, поэтому транзисторы не выбирались по параметрам, отбрасывались только экземпляры с низким коэффициентом усиления или заметной утечкой.Электропитание подавалось от нерегулируемого источника достаточной мощности. Первый вопрос, который нужно было решить, — какой ток покоя установить. Для этого сигнал с генератора Г3-118 подавался на вход эмиттерного повторителя, имеющего достаточно низкие собственные искажения даже без дополнительных фильтров. Усилитель был нагружен резистивной нагрузкой, эквивалентной 4 или 8 Ом, и сигнал контролировался с помощью осциллографа и автоматического измерителя нелинейных искажений S6-11. Большинство измерений проводилось на частоте 1 кГц.При токе покоя 100 ма усилитель тока показал стабильный результат КНИ около 3% почти во всем диапазоне мощностей. И только при малом сигнале, когда выходные транзисторы работают без отсечки, по классу А гармонические искажения падают до 0,5 0,6%. Увеличив ток покоя до 3 А, мы получим 0,6 0,7% при выходной мощности до Вт. Здесь есть большое отступление относительно кроссоверных искажений. При слабом сигнале, пока ток сигнала через транзисторы (или лампы) меньше тока покоя, плечевые транзисторы одновременно работают на нагрузке, затем при повышении уровня один из транзисторов отключается.Это эквивалентно удвоению выходного сопротивления. То есть у динамического отклика есть резкий перерыв. Вы можете «увидеть» искажения кроссовера следующим образом: подключая и отключая нагрузку на низком уровне, осциллограф может обнаружить «просадку» выходного сигнала. Затем увеличьте уровень и проделайте ту же операцию. При одновременной работе усиливающих элементов они практически не замечают изменения нагрузки; при переходе в класс В просадка более заметна. На практике механизм несколько сложнее, так как выходное сопротивление транзисторов зависит от тока через них, кроме того, последовательно с ними подключены стабилизирующие резисторы R9, R10.Стоимость этих резисторов сильно влияет на величину кроссоверных искажений. Есть некоторое сопротивление, которое при заданном токе покоя обеспечивает минимум искажений. Оптимум достигается, когда выходной импеданс всего усилителя изменяется в наименьшей степени при переходе от слабого сигнала, когда оба плеча активны, к большому сигналу, когда одно плечо закрыто. То есть необходимо рассчитать выходное сопротивление для малого сигнала (выходное напряжение близко к нулю) и для большого, когда ток эмиттера больше тока

13 пауза в несколько раз.Для мощных транзисторов упрощенная формула расчета сопротивления тела эмиттера не применима, отечественные транзисторы никогда не сопровождались такими данными, поэтому будем использовать данные из Интернета. На сайте датской компании LCAudio есть описание усилителя The End Millenium. Это усилитель без общей обратной связи, поэтому к нему применимо все сказанное выше. В выходном каскаде используются 200 Вт SanKen 2SC2922 и 2SA1216, одни из лучших современных выходных транзисторов.Приведу таблицу зависимости сопротивления эмиттера от тока нагрузки, взятую оттуда. Основная особенность, которая отличает эти транзисторы, относительно медленное падение выходного сопротивления при высоких токах, очень полезна для уменьшения искажений. Другие мощные транзисторы имеют гораздо более низкий выходной импеданс (а также коэффициент усиления и частоту среза) при больших токах. Таблица 1. Ток нагрузки Сопротивление, Ом 100 ма 0,2 500 ма 0,10 1А 0,09 5А 0,08 10А 0,07 При слабом сигнале выходное сопротивление усилителя будет m 1 1 Rout = (Rtr + R9) = (0, 2 + 0.1) = 0,15 Ом, 2 2 В На большом сигнале R = R + R9 = 0,09 + 0,1 = 0,1 19. Разница хоть и не двукратная, но есть. out tr Следовательно, возникают нелинейные искажения, вызванные изломом динамической характеристики. Посчитаем другие комбинации тока покоя и сопротивлений стабилизирующих резисторов. Критерием линейности будет относительное увеличение выходного сопротивления при нарастании тока от нуля до максимума: drout = (rb-rm) / rm в процентах; получим сопротивление транзистора путем интерполяции табличных данных: Таблица 2.Ток, мА R9, R10 Rm, Ом Rb, Ом drout,%, 1 0,15 0,17 0,1 0,12 0,17 0,2 0,17 0, 27 0,1 0,1 0,17 0,1 0,17 0,18 0,1 0,1 0, Как видно из таблицы, стабилизирующие резисторы сильно влияют на нелинейность выходного сопротивления. Их влияние тем больше, чем больше выбирается ток покоя. Наименьшее изменение — это выходное сопротивление усилителя вообще без этих резисторов (линия 6) и The End Millenium (линия 1). В статье «Текущий демпинг: реально ли работает?» (Wireless World, 1978) Вандеркой и Липшиц особо подчеркнули преимущество усилителей класса B — они не имеют кроссоверных искажений.Считаю, что простой усилитель с демпфированием тока (Radio N9, 1985), как и знаменитый Quad 405, неплох. Завершая анализ этой части схемы, отмечу, что «бесшовное» соединение полуволн возможно при использовании транзисторов. имеют идеальные (то есть логарифмические) вольт-амперные характеристики, а сопротивления эмиттера и базы равны нулю. Если напряжение на переходе базы одного из транзисторов увеличится на 100 мВ, ток эмиттера увеличится в 10 раз. В этом случае напряжение на переходе второго транзистора

14 уменьшится на 100 мВ и его эмиттерный ток уменьшится в 10 раз, но не остановится.В этом случае общая характеристика не является линейной, но нет резкого излома, приводящего к появлению гармоник высокого порядка. В реальных условиях сопротивления в цепях электродов транзистора имеют ненулевое значение, поэтому уменьшение эмиттерного тока закрытого плеча происходит быстрее, чем по логарифмическому закону. Следовательно, переключение плеч происходит быстрее и, самое главное, с полным отключением тока закрытого плеча. Если не принимать дополнительных мер, коммутационные искажения имеют высокий порядок и практически не ослабляются цепью ООС.Следствием всего сказанного является наличие определенной области оптимального режима. Это догадывается интуитивно без каких-либо мысленных экспериментов. Однако чаще всего любители делают неверный вывод, считая, что ток покоя должен быть как можно большим. Фактически, оптимальный ток покоя выходного каскада зависит от многих факторов, среди которых решающими являются сопротивления эмиттерных резисторов и параметры применяемых транзисторов. Конечно, если весь усилитель работает с усилением класса А (то есть ток через транзисторы никогда не отключается), многие из описанных проблем устраняются автоматически.Но все же настоящий класс А в мощных транзисторных усилителях реализовать довольно сложно. Одни проблемы сменяются другими. Практически полное отсутствие таких усилителей на рынке может служить косвенным показателем сложности. На ум приходят только монстры Mark Levinson, AM audio, Accuphase A50, несимметричные усилители Nelson Pass и старый 12-ваттный Sugden A21. Многие производители заявляют усилители как «Чистый класс A»: Plinius SA100, SA102, SA250, Musical Fidelity A2 и т.д., явно выдавая желаемое за действительное.Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть габариты, вес, площадь радиатора и потребляемую мощность. Скорее всего, они работают в классе А до ватт, как топовые модели от Pioneer, Sony и др. Проблема термостабилизации и питания режима отсечки при выходной мощности в Вт решается достаточно просто. При попытке получить больше мощности перед проектировщиком стоит задача обеспечить нормальную работу всех компонентов во всем температурном диапазоне эксплуатации, а также резкое удорожание всей конструкции.Поэтому подавляющее большинство промышленных усилителей, работающих с большим током покоя, имеют излом амплитудной характеристики в области средних мощностей. Как уже было показано, чем выше ток покоя, тем сильнее изменяется выходное сопротивление во время переключения. Это изменение является предпосылкой искажения. Все усилия разработчиков направлены на оптимизацию быстродействия транзисторов. В этом случае спектр искажений перемещается в низкочастотную область, где они эффективно подавляются ООС.Обилие торговых марок «класс А +», «ААА», «экономичный А» и др. Указывает на маркетинговую привлекательность значка «класс А», но даже самые простые подсчеты показывают, что меньше всего проблем будет при разумном выборе ток покоя на уровне мА. Вернемся к нашей диаграмме; Наименьший суммарный коэффициент нелинейных искажений оконечного усилителя был получен при токе покоя мА. Без взвешивающего фильтра это около 0,5%. Скорее всего, подобрав номинал эмиттерных резисторов и ток покоя, это значение можно дополнительно уменьшить.Предвыходной каскад работает с током покоя 35 ма. Отсечение сигнала в одном из плеч получается при сигнальных токах, близких к максимальным, то есть большую часть времени каскад работает в классе А. Конечно, переключение транзисторов предвыходного каскада также изменяет выходной ток. и вызывает искажение. Обычно конструкторы стараются перенести момент переключения в область статистически редких амплитуд. Первый каскад усилителя тока имеет ток покоя 4 мА.Этого достаточно для того, чтобы ток через транзисторы не прерывался во всем диапазоне сигналов и нагрузок, в том числе при коротком замыкании нагрузки. Режим этого каскада выбирается обычным образом, в области стабильного усиления применяемых транзисторов. Прежде чем перейти к анализу входного этапа, отмечу роль цепочки Бушеро R11C3. Его задача — обеспечить благоприятный характер нагрузки выходного каскада на частотах выше звуковых, то есть более 50 кГц.Нагрузка ВЧ (акустические системы с кабелем) всегда носит реактивный характер с произвольным

15 модулем и фазой. Поэтому для согласования усилителя и ВЧ нагрузки используются разные схемы RLC. Наилучшие результаты дает двухзвенная цепочка типа. Как уже упоминалось, составной эмиттерный повторитель VT1-VT7 имеет чувствительность около 35 В. Его входное сопротивление практически полностью определяется резисторами R3, R4, включенными параллельно переменным током. Таким образом, входной импеданс не зависит от амплитуды сигнала (что благоприятно сказывается на линейности усилителя) и является единичным в зависимости от значения R3, R4.Мощность, потребляемая выводом U по ступеням от усилителя напряжения: Pc = 0, 06 Вт. Rin 20k Выбор вакуумной лампы в качестве усилительного элемента ВН в основном основан на простоте решения и предсказуемость результата. Можно было бы использовать полупроводники, но, во-первых, это уже было проверено в предыдущей работе, а во-вторых, микросхема-транзистор UN, с которой ранее работал этот выходной каскад, себя не зарекомендовала. Для проверки линейности усилителя напряжения собираем реостатный каскад на основе триода с общим катодом, рис.8. Рис. 8. Реостатный триодный каскад. На вход каскада подается сигнал от синусоидального генератора напряжением 1–3 В. Резистор R4 — это нагрузочный резистор. Напряжение с него подается на измеритель гармонических искажений. Цель эксперимента — выбрать лампу, позволяющую получить максимальное выходное напряжение с минимальными искажениями. Сопротивление анода переменному току в этой цепи меньше 7 кОм, поэтому внутреннее сопротивление лампы должно быть намного меньше этого значения, иначе получить достаточное усиление не удастся.Для исследования каскада постепенно повышают входное напряжение до начала резкого увеличения уровня нелинейных искажений. Регистрируются пиковое выходное напряжение (по осциллографу) и уровень THD. Таблица 3. Ток покоя лампы, мА Uвых.макс. (Пик) THD,% 6N6P N23P N1P В таблице 3 приведены результаты измерений с некоторыми широко распространенными лампами. Как и следовало ожидать, низкий импеданс позволяет получить большее напряжение. Поэтому был выбран 6Н23П, который также имеет относительно высокий коэффициент усиления. Несмотря на


ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ… 1 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ … 1 2. УСИЛЕНИЕ СЛАБЫХ СИГНАЛОВ … 6 3. УСИЛЕНИЕ СИЛЬНЫХ СИГНАЛОВ … 14 4. ОСНОВЫ МИКРОСХЕМ УСИЛИТЕЛЯ … 18 1. Основные положения

Лекция 6 Тема Усилительные каскады на биполярных транзисторах 1.1 Усилители мощности. Смещение, приложенное к входу активного элемента Положение начальной рабочей точки определяется полярностью и значением напряжения

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилители постоянного тока (DCA) или усилители медленно изменяющихся сигналов называются усилителями, способными усиливать электрические сигналы.

Глава 5.Дифференциальные усилители 5. Дифференциальные усилители Дифференциальный усилитель — это сбалансированный усилитель с двумя входами и двумя выходами, используемый для усиления разности напряжений

Лекция 9 Тема 9 Выходные каскады 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключена внешняя нагрузка, и предназначены для

Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно представляют собой выходные (оконечные) каскады, к которым подключена внешняя нагрузка, и предназначены

Лекция 8.Усилители мощности. Обратная связь в усилительных каскадах. Каскодирование схем. План 1. Введение. 2. Усилители мощности 3. Обратные связи в усилительных каскадах 4. Каскодные схемы. 1. Введение.

Лекция 5 Тема 5 Обратная связь в усилителях Обратная связь () — это передача части энергии усиленного сигнала от выходной цепи усилителя на вход. На рисунке 4 представлена ​​блок-схема усилителя

.

К548UN1 Интегрированный двойной многоцелевой предусилитель.Эта техническая спецификация предназначена только для информационных целей и не может заменить зарегистрированную копию технических спецификаций.

Лекция 11 Тема: Аналоговые интегральные схемы (продолжение). 1) Операционные усилители. 2) Параметры OA. 3) Схема ОУ. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Операционные усилители (ОПУ) называются усилителями

.

Лекция 6 Тема 6 Температурная стабилизация усилительных элементов Динамические характеристики усилительного элемента В реальных схемах нагрузка обычно подключается к выходу усилительных (активных) элементов

ТЕМА 6 ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ.Электронный усилитель — это устройство, которое преобразует электрический сигнал малой мощности на входе в сигнал большей мощности на выходе с минимальными искажениями. По функционалу

Псевдодвухтактный выходной каскад класса A В качестве выходного каскада чаще всего используются двухтактные или несимметричные повторители напряжения. Конструированию двухтактных выходных каскадов препятствует отсутствие

Отчет лаборатории радиофизического факультета Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского 5 Апериодический усилитель Выполнено студентами 430 группы Нижний Новгород, 2018 г.

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1.Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для электронного

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО КАСКАДА УСИЛИТЕЛЯ (ДУ) Цель работы: ознакомление с принципом работы ДУ; знакомство со схемой и принципом работы источника

303 УДК 621.3 СТРУКТУРА ЦЕПИ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ С ТОКОВОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ Колоша И.С. Научный руководитель Михальцевич Г. А., старший преподаватель Рассмотрим упрощенную структурную схему усилителя мощности с

.

0. Измерения импульсных сигналов. Необходимость измерения параметров импульсных сигналов возникает тогда, когда требуется получить визуальную оценку сигнала в виде осциллограмм или показаний средств измерений,

Лекция 8 Тема: Интегральные усилители 1 Усилители постоянного тока Усилители постоянного тока (DCA) или усилители медленно изменяющихся сигналов — это усилители, способные усиливать электрические сигналы

Усилители УСИЛИТЕЛИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ Обратная связь широко используется в различных устройствах полупроводниковой электроники.В усилителях введение обратной связи предназначено для улучшения диапазона

Electronics DC Amplifiers (DCA) Назначение: усиление сигналов, медленно меняющихся во времени, включая составляющую постоянного тока. В UPT нельзя использовать элементы, которые

4. ОСНОВНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ СХЕМ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ И УСИЛИТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА 4.1. Дифференциальный усилительный каскад, его основные свойства и схемные реализации Особенности построения аналога

3. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В ДОРОГАХ УСИЛИЯ 3.. Блок-схема идеального управляемого источника с однопетлевой отрицательной обратной связью (NF) и ее использование для анализа влияния NF на параметры и

«Электронный дроссель» Евгений Карпов В статье рассматриваются особенности электронного фильтра мощности и возможности его использования в звуковоспроизводящей аппаратуре. Поощрительное письмо

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЭЛ 2 НОВОСИБИРСКИЙ ТРУДОВОЙ КРАСНЫЙ ЗНАМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет Кафедра радиофизики Биполярный

109 Лекционные ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ План 1.Анализ схем с диодами .. Источники вторичного питания. 3. Выпрямители. 4. Сглаживающие фильтры. 5. Стабилизаторы напряжения. 6. Выводы. 1. Анализ

Лекция 7 Тема 7 Предусилители, их принципиальные и эквивалентные схемы Динамические характеристики усилительного элемента В реальных схемах на выходе усилительных (активных) элементов обычно

3. Транзисторные усилительные каскады (расчет переменного тока) Введение Приведенные ниже задачи связаны с расчетом параметров усилительных каскадов, схемы которых рассчитывались на постоянный ток в предыдущем

.

Глава 4.Режимы работы усилительных элементов 4.1 Режим А Этот режим характеризуется тем, что точка покоя выбирается в средней части вольт-амперной характеристики нагрузки (прямая линия нагрузки) усилителя

.

SPECTRA — II Евгений Карпов В статье рассмотрены результаты исследования параметров различных типов ламп в каскаде с источником тока в анодной цепи. Приведены параметры электрических режимов этих ламп,

.

Защита от перегрузки блока питания.(изменено) Рассмотрим исходную схему, показанную на рис. 1. Возьмем, например, транзистор GT404D в качестве VT1. По справочным данным статический коэффициент

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ОДНОТАКТНЫЙ КАСКАД НА ВАКУУМНОМ ТРИОДЕ Евгений Карпов В статье представлена ​​схема и рассмотрен принцип работы лампового выходного каскада с повышенной линейностью. Эта статья логична

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра электроники и электротехники Методические указания по внедрению

280 Лекция 27 СХЕМА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ План 1.Вступление. 2. Операционные усилители на биполярных транзисторах. 3. Операционные усилители на МОП-транзисторах. 4. Выводы. 1. Введение Эксплуатация

ЛЕКЦИЯ 13 БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Динамические и основные режимы работы биполярного транзистора План занятия: 1. Динамический режим работы транзистора 2. Основной режим работы транзистора 3. Динамический

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ REL 3 НОВОСИБИРСКИЙ ТРУДОВОЙ КРАСНЫЙ ЗНАМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет Кафедра радиофизики

5.3. ЭТАПЫ УСИЛИТЕЛЯ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ. В усилителе на базе БТ транзистор должен работать в активном режиме, при котором эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в противоположном.

5.12. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Усилители низкой частоты. УНЧ в интегральном исполнении — это, как правило, апериодические усилители, охватываемые общей (постоянного и переменного тока)

Проект заявки на патент Композитный вакуумный триод и способ его использования в низковольтных каскадах усиления Известный способ использования обычного вакуумного триода в усилительных каскадах с низким напряжением

ТЕМА 7 Температурная стабилизация При повышении температуры окружающей среды ток транзистора увеличивается и его характеристики смещаются в сторону увеличения (рис.1). Рис. 1 Стабилизация эмиттера. Использовать

Лабораторная работа № 2 (19) Исследование характеристик биполярного транзистора и усилителя на биполярном транзисторе. Цель работы: Исследование вольт-амперных характеристик биполярного транзистора и усилителя

.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Олег Стукач ТПУ, Россия, 634050, Томск, проспект Ленина, 30 E-mail: [email protected] Усилитель мощности Характерной особенностью усилителей мощности является высокое абсолютное значение выхода

Ультралинейный режим пентода в каскадах предварительного усиления Евгений Карпов При проектировании ламповых усилителей часто возникает проблема получения заданной кратности тактов.

ЖУСУПКЕЛЬДИЕВ Ш., ТУТКАБАЕВА Б. [email protected] ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО КАСКАДА РАБОЧЕГО УСИЛИТЕЛЯ В КУРСЕ ЭЛЕКТРОНИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ХИМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Кыргызский национальный университет

Тема 4. Инверторы и аккумуляторные батареи (2 часа) Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное. Потребность в инверторах существует для решения проблемы питания устройств для дома

.

Работа 4.7. Исследование многокаскадных усилителей мощности Одиночные усилительные каскады, как правило, не могут обеспечить требуемый коэффициент усиления по напряжению, току и мощности.Для получения необходимых

7. Основные элементы цифровых интегральных схем. 7.1. Диодно-транзисторная логика. Транзисторный каскад, работающий в ключевом режиме, может рассматриваться как элемент с двумя состояниями, или как логический

.

1 Лекция 7. КАСКАДЫ УСИЛИТЕЛЯ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ. СОГЛАСОВАНИЕ СВОЙСТВ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЯ НА БИПОЛЯРНЫХ И ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ План 1. Введение. 2. Усилительные каскады на полевых транзисторах.

Измеритель суммарных гармонических искажений C6-1 Прибор (рис.8-5) предназначен для измерения коэффициента гармонических искажений напряжения звуковой частоты в диапазоне 50 Гц … 15 кГц с симметричным входом

.

МОДУЛЯТОРЫ АМПЛИТУДЫ СИГНАЛА МОЩНОСТЬЮ 10 … 100 Вт В ДИАПАЗОНЕ 10 … 450 МГц (Электросвязь. 2007.12 стр. 46 48) Александр Титов 634034, Россия, г. Томск, ул. Учебная, 50, кв. 17. Тел. (382-2) 55-98-17, эл. Почта:

МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет Кафедра общей физики ЛАБОРАТОРНАЯ ПРАКТИКА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ (Электричество и магнетизм) М.Буханова,

Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева физико-химический факультет радиотехники Бардин В.М. РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ И КОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ. Саранск,

Глава 5. УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.1. ПРИНЦИП УСИЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Назначение и классификация усилителей. Усилители переменного напряжения являются наиболее распространенным типом электронных

К.В. Киреев (студент), В. Чайковского (к.Н., Доцент) РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Пенза, Пензенский государственный университет В зависимости от электрофизики

(внимание, замечена опечатка: в предыдущей части рассуждения о Motorola несколько неверны. Надеюсь исправить это в будущих выпусках) Опять в погоню. Интересно как будет работать усилитель

Фильтр кроссовера Евгений Карпов, Александр Найденко Рассмотрены схема и конструкция кроссовера для реализации системы двустороннего воспроизведения.Фильтр реализован как отдельный, автономный

УСИЛИТЕЛИ Большинство пассивных датчиков имеют очень слабые выходные сигналы. Часто они не превышают нескольких микровольт или пикоампер. С другой стороны, входные сигналы стандартной электроники

Усилитель предназначен для линейного усиления SSB, CW и AM сигналов в диапазонах 10 … 80 м. При усилении сигналов CW и AM (в режиме несущей) входная мощность составляет 200 Вт, при усилении сигналов SSB средняя входная мощность (при произнесении длинной «а» перед микрофоном) также составляет 200 Вт, в то время как «пиковая входная мощность может достигать 400-500 Вт.КПД усилителя составляет 65-70% в зависимости от рабочего диапазона. В усилителе используются четыре параллельно включенных лампы G811 по схеме с ОС (рис. 1).

А. Янковский (SP3PJ)
Несмотря на общую тенденцию использовать полупроводниковые приборы во всех технических устройствах, все же необходимо не забывать, что ламповых ВЧ усилителей мощности (с выходной мощностью более 100 Вт) много. проще в изготовлении и стабильнее в эксплуатации. Экспериментировать с транзисторными устройствами — дорогое удовольствие, потому что, как кто-то метко заметил, никто не умирает так тихо, так быстро и надежно, как транзистор.

Кому нужны усилители мощности? Немногие из любителей работают с QRP, а большинство рано или поздно начинает мечтать об увеличении мощности передатчика. Однако вам нужно знать, что для того, чтобы корреспондент заметил изменение мощности сигнала на один пункт шкалы S (6 дБ), выходная мощность передатчика должна быть увеличена в четыре раза, неважно, если она локальное соединение или QSO с DX.

Вячеслав Федорченко (РЗ3ТИ), г. Дзержинск, Нижегородская обл. Многие радиолюбители создают коротковолновые усилители мощности на основе ламп прямого накаливания, такие как ГУ-13, ГК-71, ГУ-81.Эти лампы недороги, неприхотливы в эксплуатации, обладают высокой линейностью и не требуют принудительного охлаждения. Основным положительным качеством этих ламп является их готовность к работе в течение одной-двух секунд после подачи питания. Согласно предложенному описанию было изготовлено более десятка конструкций, показавших отличные технические характеристики, хорошую повторяемость, простоту настройки и эксплуатации. Дизайн предназначен для повторения радиолюбителями среднего уровня подготовки.

В. Гнидин UR8UM (ex, UR4UAS) За основу я взял схему усилителя из статьи В. Дрогана (UY0UY). «Усилители мощности ВЧ» Немного упростили схему, переделав ее на запчасти у меня есть, так сказать, бюджетный вариант. Предлагаю пересмотреть произошедшее.

Олег Платонов (RA9FMN), Пермь
Усилитель работает на любительских диапазонах 3,5-28 МГц. При мощности входного сигнала 25 … 30 Вт его выходная мощность в режиме SSB на диапазонах 3,5–21 МГц будет не менее 600 Вт и не менее 500 Вт на диапазонах 24 и 28 МГц.Входное сопротивление усилителя 50 Ом.

Выполнен на двух тетродах генератора импульсов ГМИ-11, включенных параллельно по схеме с общим катодом

С помощью гибридной схемы усиления и согласования импедансов с входной П-схемой качаем сигнал в мощность. 150-160 Вт при анодном токе двух ГУ-50 — около 300 мА в режиме нажатия клавиш. Также желательно контролировать ток сетки экрана и не превышать его значение более 40 мА для двух ламп.250В х 0,02А = 5Вт — максимально допустимый уровень рассеиваемой мощности на сетке экрана для одной лампы. Защитный диод защитит транзистор стабилизатора в случае возможного попадания лампы на сетку.

Обычно усилитель мощности для радиостанции или КВ трансивер строится на лампах типа «ГУ …» или на мощных высокочастотных транзисторах. Оба эти варианта не всегда могут быть приемлемыми. Лампы серии «ГУ» относительно редки, а мощные ВЧ транзисторы хоть и можно купить, но слишком дороги.Кроме того, для построения выходного каскада мощностью более 100 Вт потребуется несколько таких транзисторов, плюс трудоемкие высокочастотные трансформаторы. Описанный в статье усилитель мощности построен по гибридной схеме на двух относительно доступных транзисторах средней мощности (КТ610А и КТ922В) и одной лампе 6П45С, которая широко использовалась в выходных каскадах строчной развертки ламповых телевизоров и, в в этом отношении тоже относительно доступный и дешевый.

И. АВГУСТОВСКИЙ (RV3LE), Смоленская область, г. Гагарин Идея построения двухтактного усилителя на электронных лампах не нова, и схемотехника этого усилителя в принципе не отличается от схемотехники на построение двухтактных усилителей на транзисторах.Следует отметить, что в этой схеме лучше всего работают токовые лампы, т.е. лампы с низким внутренним сопротивлением, которые способны обеспечить значительный импульс анодного тока при низком питающем напряжении. Это лампы 6П42С, 6П44С и 6П45С. Однако мне также удалось собрать усилитель с хорошими характеристиками на лампе ГУ-29.

Всем привет.

Продолжу о финальном каскаде Александра Павловича Дерия.

В начале 2017 года я опубликовал схему доработанного усилителя Александра Павловича на этом сайте, а параллельно, для обсуждения этой схемы, опубликовал ее на AP и на diyaudio.ru

В ходе дискуссии в AP было поднято много вопросов, и эти обсуждения не прошли даром.

Сделай сам это много манер и тошноты, вроде дать усилитель с трансформатором зад

или а, жаль, сейчас стою в очереди в больнице. А потом я бы сфотографировался со стаканом. Так что сделайте снимок. Пить не нужно. Хотя жаль … В общем, модерация на этом форуме «велела жить».

Да, грустное и мерзкое тоже присутствует, и такое бывает, на некоторых форумах.

Это классический ITUN со всеми вытекающими. Если эмиттеры выходных транзисторов включают сопротивления 0,5 … 1 Ом (и соответствующие резисторы включены последовательно с диодами смещения), искажения значительно уменьшатся. И термическая стабильность тока покоя будет намного лучше.

Александр Павлович сделал выводы и решил поэкспериментировать с комплементарными парами на выходе и на входе полевых транзисторов.

Основная идея принадлежит Александру Павловичу. а если кратко описать — «то большого выходного сопротивления бояться не стоит»

Все мы любим числа, и это тоже очень нужно и хорошо. Как говорится, факт есть факт!

Но этот факт не стоит скрывать. Бывает, что в усилителе с цифрами все в порядке, а звука нет

Недавние измерения показали, что усилитель является линейным в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц и даже выше.На -3 дБ 75 кГц !!!

Лично меня порадовало, что в гибридной версии удалось снять с 10 частей, а до неискаженного синуса 1000 Гц 65 Вт.

Использовались лампы 6Ж21П, 6Ж53П в триоде и 6Ф4П в штатном режиме.

Также были испытаны 6P9, 6P15, 6E5P, 6E6P и IL861 и El861

(хочу отметить, что накал лампы ИЛ861 -20 вольт)

Единственное, что можно считать «ложкой дегтя» — это большой выходной импеданс от 6Ом до -20 Ом у прототипа Александра Павловича и от 30 до 50 Ом у моей гибридной версии, в зависимости от используемых ламп.Выходное сопротивление усилителя зависит от выбора драйвера.

Многие люди думают «и знают», что большой выходной импеданс усилителя плохо влияет на затухание акустики, но часть небольшого населения все еще считает, что акустика, механически перемещаясь в противоположном направлении, создает поле, которое также влияет на усилитель не меньше, чем на усилитель на акустику и, соответственно, на звук в целом!

В некоторой литературе говорится, что при выходном сопротивлении 18 Ом демпфирование акустики уже является фактом.

Но большинство не согласится с этим утверждением, так как чем ближе к «нулю» выходной импеданс усилителя, тем вернее.

Есть и другое мнение — что выходное сопротивление в диапазоне 10-20 Ом благотворно сказывается на итоговой картинке в целом. Звук не зажат, «оторван» от земли, расширение панорамы, удобство восприятия, отсутствие усталости даже после нескольких часов прослушивания.

Усилители

Triode и Pentode также имеют разное выходное сопротивление, но оба имеют право на звук и имеют свои плюсы и минусы.Сколько ушей, столько и мнений.

На следующих фотографиях показан прямоугольник при 1000 Гц, 10 кГц и 20 кГц. Нагрузка 5Ом. По ним видно, что усилитель исправен. Это замеры чисто транзисторного усилителя, собранного Александром Павловичем Дерием.

Чуйка усилитель 1.5в

Блок питания + — трансформатор 24 В — общая мощность всего 80 Вт (от усилителя Радиотехника-101)

29 Вт неискаженного синуса!

0.DB — 20 Гц — 20 кГц

Мы не смогли измерить нижнее значение -3 дБ, верхнее -3 дБ -75 кГц

Выходное сопротивление 20 Ом.

Забегая вперед, ламповый гибридный усилитель с такой же схемотехникой выдает 65 Вт при чуйке 0,75в при питании + — 38 вольт

20 Гц -0,25 дБ 20 кГц + 1 дБ 45 кГц-3 дБ

Выходной каскад усилителя показан на следующем рисунке.

Может быть организован как с общими эмиттерами, так и с общими коллекторами. В последних версиях остановились на версии с общими коллекторами.

Транзисторы очень удобно монтировать на радиатор без слюдяных пластин.

Ниже представлены две версии драйвера 1988 и 2018


Полевой транзистор КП901 можно заменить обычным композитным транзистором КТ972, это не влияет на качество звука, этот транзистор действует как повторитель. Резисторы R11 и R12 можно и нужно заменить на 0,6 Ом., Повысится стабильность выходного каскада и уменьшатся искажения.Желательно на выходе поставить цепочку zobel и параллельно динамику поставить 56 Ом, при этом выходное сопротивление уменьшится на 10-15%.

Ток покоя транзисторов и нулевой уровень задаются резисторами R7 и R10 с уменьшением номиналов, токи уменьшаются и увеличиваются с увеличением. Ток покоя выставлен от 100 до 200 мА, все зависит от величия ваших радиаторов. Например, в гибридной версии я обычно выставляю 280 мА, и это не предел.

ВАЖНО! Обязательно установить согласованную дополнительную пару, если этого не сделать, то режимы могут «уплыть».

При правильной сборке усилитель работает сразу

Ниже представлена ​​гибридная версия усилителя. Питание + — 38 вольт. Анод 200 вольт. Драйверные лампы EL861.

Трансформатор Ктр 12,5 / 1/1 Первичная обмотка намотана проводом 0,25-0,33 3000 витков Вторичная 2Х240.

Накрутил на ОСМ 0.063. Намотка производилась следующим образом.

900 витков первого. — 120 оборотов сек … — 1200 витков первого. — 120 оборотов сек … -900 оборотов первого.

Вторичный провод намотан двойным проводом от 0,33 до 0,51. Каждый слой был выложен миллиметровой бумагой.

Трансформатор не инвертирован по фазе. Роль фазоинвертора выполняет выходной каскад. Это большой плюс данной схемотехники. Плюс еще думаю, что коллекторы транзисторов прикручиваются прямо к радиатору без слюдяных прокладок.

Усилитель собран в фанерном корпусе толщиной 6мм. Фанера хорошо гасит шум от трансформаторов, вибрация не передается на решетки светильников. При выходной мощности 65 Вт фон минимальный. При уровне акустики 100 дБ его практически не слышно, если просунуть голову в динамик.

Верхний и нижний металлические.

При «прочесывании» монтажа дополнительно предоставлю фото и видео отчет.

С уважением, Евгений Вильгаук Челябинск

Усилитель класса

Ea.Блок защиты переменного тока усилителя класса ea

Вариант 1, Вариант 2, Вариант 3, Вариант 4, Вариант 5.

(с исправлениями от 15.02.2010)

Внимание! На данный момент существует более современных вариантов этого усилителя: варианты 5 и 6.

Дано подробное описание для изучения принципа действия и изготовления.

Этот усилитель мощности звука был разработан с учетом следующих условий:

1.Усилитель должен быть простым в изготовлении и настройке, а также легко доступным для повторения.

2. УМ должен иметь как мягкость, так и жесткость звука в зависимости от фонограммы.

3. Цепь PA должна быть полностью симметричной.

4. Все качественные параметры операционного усилителя должны быть установлены, а выходные каскады их в точности повторяют.

5. Используйте только комплементарные (p-n и n-p) пары транзисторов для обеспечения симметрии схемы.

6. Возможность выбора режима работы оконечных каскадов (A, EA, AB,).

(в любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно).

7. Применение полевых транзисторов без изменения схемы (только регулировкой смещения).

8. Нечувствителен к перепадам мощности (нет необходимости в стабилизированном источнике питания).

9. Эффективность и возможность установки различных тепловых режимов для возможности встраивания УМ в существующее оборудование.

10. Формирование транзисторных режимов только полезным сигналом относительно стабильного напряжения или тока для уменьшения искажений от нестабильности и провалов мощности.

Принцип работы. Изначально УМЗЧ (рис. 1) разрабатывался как модель для исследования нелинейных искажений в усилителях. На входных каскадах вообще не должно быть кроссоверных искажений. Для этого наиболее подходят каскады, как бы параллельно включенные между + и — источником питания (VT1, VT2), за что их и назвали «параллельными». Эмиттер VT1 (VT2) был подключен к потенциалу ниже отрицательного входного напряжения, чтобы иметь возможность регулировать крутящий момент и характер замыкания VT5 (VT6) (режим A, EA, AB, B).Тогда возникла идея подать напряжение на эмиттеры VT1, VT2 обратной связи (ООС) через R5 (R6) в уже сформированные параллельные (они же составные) каскады, что понижает потенциал эмиттера VT1 (VT2), предотвращая резкое замыкание и размыкание VT5 (VT6), а значит, и формирование токов покоя в режиме ЭА.

Результаты исследования сведены в осциллограмму выходных токов (рис. 2), где (1) — ток в нагрузке, + I — ток VT5, -I — ток VT6.Режимы задавались намеренно, чтобы определить порог появления искажений. Пункт 2 — искажения типа «ступенька» в режиме B, когда VT5 резко замыкается, а VT6 еще не открывается. В пункте 2 возможны пачки сигнала с другой частотой, которая присутствует в сигнале или когда на вход усилителя одновременно подаются две частоты. Такой PA имеет высокие гармонические искажения, высокие частоты в нем будут звучать резкими, с шипящими звуками, а синусоида будет иметь повышенный наклон.Транзистор, который медленно открывается при слабых сигналах, а затем внезапно открывается, искажая сигнал. Правильная траектория — линия 3. Видно, что относительно линии 3 (полупериод) сформировалась синусоида (период), что означает обертоны с удвоенной частотой (гулкий звук). При улучшении B-режима участок 2 превращается в точку яркости, а затем исчезает. Далее, при изучении нелинейных искажений стало ясно, что искажения формы сигнала и увеличение гармонических искажений (точка 4) возникают даже в режиме A с высокими токами покоя, если противоположное плечо закрывается непропорционально сигналу (слишком резко), тем самым ускорение увеличения тока в нагрузке.Звук такого РАЗУМА будет звучным, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу. По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже и имели худшее естественное звучание, чем усилители с более простой схемотехникой. В режиме А при жесткой стабилизации тока покоя (в данном случае 250 мА, пунктирная линия) в точке 5 происходит резкий обрыв, который моментально влияет на линейность характеристик раскрытия нижнего плеча в этот момент (4) .В точке 4 возможны перегибы и всплески выходного сигнала. Это значит, что важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное (максимально приближенное к форме полезного сигнала) открытие и закрытие. Это полностью подтверждает правильность источника и дает возможность применить экономичный режим A (EA) в данном PA (10, линии 7 и 8 на рис. 2). Этот режим еще называют Super A, или Non Switch (без переключения), но название EA ближе к истине.Дело в том, что ЭА производит динамическое уменьшение токов покоя без ухудшения параметров (с улучшением качества звука!), Что снижает нагрев выходных транзисторов за счет уменьшения сквозных токов, увеличивает КПД и КПД усилителя. .

Принцип работы усилителя (рис. 3). Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя и усиливается до 8 В. С выхода ОУ через R8 сигнал идет на базы VT3, VT4.Поскольку эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание операционного усилителя также стабилизировано, ток коллектора VT3, VT4 зависит только от уровня сигнала и мало зависит от напряжения питания. Фактически VT3 (VT4) — это управляемый генератор тока для VT5 (VT6), а это значит, что влияние Usup на ток коллектора VT5 также будет ослаблено. А ток VT11, в свою очередь, зависит от тока коллектора VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, а качество звука, особенно на низких частотах, будет таким же, как в усилителях со стабилизированным питанием.Провалы мощности будут заметны только на максимальной мощности, когда выходное напряжение близко к напряжению питания. Транзисторы VT3 и VT5 (VT4 и VT6) составляют составные каскады, в которых введен делитель, определяющий коэффициент усиления. Такая удачная комбинация позволяет подавать сигнал отрицательной обратной связи (OOS) непосредственно на схему эмиттера VT3 (VT4) через R27 (R28), и в то же время позволяет простым способом формировать работу выходных каскадов в режим EA, обеспечивающий высокую линейность при высокой скорости нарастания и усиления.Напряжение ООС подается на эмиттер VT3 (VT4), предотвращая его резкое замыкание. Даже при работе с отсечкой по току на максимальных уровнях сигнала (ос. 6) выходные транзисторы заранее плавно открываются и не создают искажений на низких уровнях сигнала (область, наиболее благоприятная для возникновения гармоник). Коэффициент усиления транзисторной части усилителя равен отношению R27 / R17 (R28 / R18) +1. Коэффициент усиления всего усилителя равен отношению R5 / R3 + 1. Чувствительность усилителя устанавливается выбором R3.

Выбор режима работы усилителя. При разработке и испытании любого УМЗЧ основная задача — добиться максимального качества при минимальном нагреве. Усилитель тестировался во всех режимах от А до В (рис. 2, осцилл. 6, 7, 8). В этом PA фактически нет режима B. Отсечка тока верхнего плеча (линия 6) происходит, когда ток нижнего плеча больше 2А, ​​что мало влияет на форму полезного сигнала, и фактически является режимом АВ, только с образованием спада-нарастания по принципу EA.Следует отметить, что форма токов покоя вдоль osc. 7 идеализирован и практически является режимом А. Неоправданно низкая эффективность, нагрев мало отличался от режима А, при этом заметного улучшения звука не произошло. И даже наоборот (по мнению автора) звук получился слишком сглаженным, на некоторых композициях пропадала проработка ВЧ. По эффективности самый идеальный режим — osc. 9, при этом ток покоя падает до 0 при максимальном сигнале. Форма тока определялась экспериментально при максимальном КПД (осц.8, 40 мА, без отсечки), и был изготовлен первый вариант усилителя. Затем за счет увеличения локальной ООС стало возможно увеличивать динамическое увеличение тока входных транзисторов, что вдвое уменьшило гармоники. Качество звука улучшилось. При этом выяснилось, что когда режим EA подводит ток к прямому участку, уже нет разницы, есть отсечка по току или нет (осцилл. 6 и 8). Звук практически не изменился. Так были сделаны второй и следующие варианты.Разумеется, любой желающий может выбрать любую из семейства токовых характеристик покоя (рис. 2) на свое усмотрение. Для увеличения остаточного тока (работа без отсечки) необходимо уменьшить R13-R14 до 360 … 340 Ом, увеличив постоянную составляющую с помощью R16. Чтобы придать току покоя форму osc. 7 нужно уменьшить R11-R12 до 5,6 … 5,1к. (Изменения производить при выключенных выходных транзисторах).

Первая версия усилителя … Его схема полностью идентична схеме, показанной на рис. 3, и отличается от следующей только с точки зрения R13-R14 = 360 Ом, R27-R28 = 4,3 кОм. Ток покоя имеет вид осциллятора. 8.

Второй вариант усилителя (рис. 3) отличается от первого изменением режимов работы VT3-VT4 и введением более глубокого режима EA (что означает более плавное нарастание и спад тока покоя). Увеличено динамическое усиление тока на R13-R14 и уменьшено его постоянная составляющая (R15-R16).Помимо улучшения качества звука, это повысило эффективность тепловой компенсации. Более глубокий режим EA значительно снизил уровень звучных тембров (нечетных гармоник) и практически полностью устранил любую тембровую окраску звука. В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это обеспечивает очень качественное звучание любых динамиков. При правильном выборе ОУ, выборе транзисторов по коэффициентам усиления и номиналам элементов для симметрии плеч коэффициент гармонических искажений не более 0.0006% при 1 кГц и 0,002 при частоте 20 кГц. Остальное имеет форму osc. 6 (0 … 5 мА).

Третий вариант усилителя (рис. 4). Пути дальнейшего улучшения параметров вытекают из особенностей элементной базы. Известно, что искажения операционного усилителя увеличиваются с увеличением частоты, выходного напряжения и тока. В одном операционном усилителе сложно добиться всех высоких параметров. Выход из этой ситуации — использование буферного каскада от операционного усилителя с большой нагрузочной способностью, т.е.е. композитное включение двух ОУ. Выходное напряжение первого операционного усилителя сразу же уменьшается в 2-4 раза, гармонические искажения почти такие же, а коэффициент усиления второго (буферного) операционного усилителя уменьшается вдвое. В качестве первого каскада лучше всего использовать операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, с очень низким Kg и первым полюсом выше звукового диапазона, а в качестве второго — операционный усилитель с TOC, который имеет очень высокую скорость нарастания выходного напряжения и нагрузочной способности. Высокочастотные операционные усилители TOC имеют очень низкие искажения в звуковом диапазоне.Также известно, что коэффициент усиления и линейность характеристик транзистора зависит от тока коллектора, т.е. чем меньше диапазон тока, тем меньше искажение. Выход — использование парных транзисторов в выходных каскадах. На основе этого была разработана третья версия усилителя. При правильном выборе операционного усилителя, коэффициентов усиления транзисторов и характеристик элементов для симметрии плеч вполне реально достичь коэффициента гармоник не более 0,0005% на частоте 1 кГц и не более 0.001 во всем диапазоне частот и мощностей.

Опция четвертого усилителя … Его отличие заключается в использовании стабилизированного источника питания для каскадов предварительного вывода, использовании операционного усилителя FF и возможности собирать печатную плату на SMD-компонентах (поверхность монтаж), что значительно уменьшает его габариты. Необходимо подобрать SMD аналоги транзисторов, указанных на схеме. Как отмечалось выше, качество звука и уровень выходного напряжения этого усилителя не зависят от провалов и пульсаций напряжения питания.Использование стабилизированного питания предварительных оконечных каскадов в этом случае дает только независимость тока покоя выходных транзисторов от больших изменений сетевого напряжения и может применяться по запросу производителя. Нумерация компонентов оставлена ​​по вариантам 1 и 2.

Пятый вариант усилителя … Использование составных транзисторов в оконечных каскадах позволило упростить схему и настройку усилителя, что актуально для новичков и неопытных радиолюбителей.Значительное уменьшение его габаритов дает возможность конкурировать по габаритам с УМЗЧ в интегральной конструкции, имея более высокие параметры. При этом линейность усиления на низкой частоте больше, чем у микросхем УМЗЧ, выходное напряжение выше при относительно низком питающем напряжении, нечувствительность к провалам питающего напряжения, что особенно важно для малогабаритных блоков питания. . Схема двухканальной версии представлена ​​на рисунке ниже.В этом случае ОУ и стабилизаторы напряжения VT1-VT2 являются общими.

Усилитель варианта 5 практически не требует настройки. Все сводится к проверке питающих напряжений, отсутствия постоянного напряжения на выходе и установке желаемого тока покоя при максимально прогретых выходных транзисторах. Дрейф тока покоя от температуры меньше, чем в варианте 2 из-за меньшего усиления по току, но из-за большого усиления напряжения композитных транзисторов возможно чрезмерное усиление и ограничение сигнала, что не всегда полезно для переменного тока. .Поэтому сопротивление R19-R20 должно быть не менее 0,075 Ом даже для мощных динамиков. При желании можно добавить терморегулятор и защиту от перегрузки по току из варианта 2. Если у вас возникли трудности с измерением сопротивления 0,075 Ом, выйти из ситуации можно двумя способами. 1) Подключите параллельно два резистора 0,15 Ом или четыре резистора 0,3 Ом. 2) Измерьте сопротивление константановой или нихромовой проволоки (например, разобрав проволочный резистор 0,51 Ом, 1%), распрямите и точно разделите на равные части по длине, получив желаемое сопротивление.Концы среза желательно залудить на таблетке аспирина и протереть спиртом. Выпрямленная секция из нихрома не будет иметь индуктивности и может быть впаяна в плату в виде перемычки или планки. Коэффициент гармоник усилителя 5-го варианта не измерялся, но субъективно по звуку он составляет не более 0,008% во всем диапазоне частот и мощностей.

В качестве примера на рисунке 12-13 показана печатная плата двухканального усилителя. Выходные транзисторы — TIP142T / TIP147T в корпусах TO-220 и имеют меньшие размеры, чем TIP142 / TIP147 в корпусах TO-3P.При встраивании в мультимедийные колонки, где есть вибрация, R13-R14 заменяются на одну постоянную 92 … 100к. В миниатюрном варианте на небольших радиаторах следует выбирать такой, чтобы ток покоя на холодных радиаторах составлял 5 … 10 мА, а при прогреве никогда не поднимался выше 40 … 60 мА. Этот режим можно классифицировать как AB + EA. Конденсатор С1 — малогабаритный керамический, С3 — неполярный электролитический.

Параметры усилителя полностью зависят от типа используемого ОУ . Максимально возможная синусоидальная выходная мощность усилителя второго варианта — 120 Вт, но при нагрузке 4 Ом и напряжении питания выше +/- 35В нужно ограничивать ток VT11, VT12 (R33, R34) или увеличивать их, в противном случае рассеиваемая мощность на выходных транзисторах превысит максимально допустимую. При использовании нагрузки всего 4 Ом напряжение питания не нужно поднимать выше +/- 35 В. Правда, это снизит выходную мощность при нагрузке 8 Ом. По словам автора, динамики с сопротивлением 6-8 Ом имеют более естественное звучание, а динамики с сопротивлением 4 Ом — большую выходную мощность и динамику.Частотная характеристика усилителя линейна от постоянного тока (без С1) до 200 кГц (без С2, С6) с плавным уменьшением амплитуды от 200 кГц до 1 МГц. При подаче на вход усилителя сигнала с частотой 1 МГц с амплитудной модуляцией частотой 1 кГц он принимался средневолновым приемником. На вход УМ (без С1) подавалось постоянное напряжение от 0 до 1В с шагом 10мВ, при этом выходное напряжение возрастало абсолютно линейно от 0 до 30В, т.е.е. Усилитель вел себя как прецизионный усилитель постоянного тока, что указывает на его высокую линейность усиления и, как следствие, низкие гармонические искажения и высокую точность воспроизведения звука. Усилитель тестировался прямоугольными импульсами 2 кГц при резистивной нагрузке 6 Ом. При этом скорость нарастания выходного напряжения 30 В / мкс была получена и ограничивалась только источником прямоугольных импульсов, искажений формы сигнала и скачков замечено не было. Номинальное выходное напряжение = Упит.-5 В. Максимальное выходное напряжение усилителя = Упит.-3В. При снижении напряжения питания биполярным регулируемым блоком питания амплитуда выходного сигнала не уменьшается до тех пор, пока блок питания не достигнет значения Uout + 5V, а при Upit = Uout + 3V происходит постепенное ограничение выходного сигнала . Выходное сопротивление усилителя = 0. Усилитель нечувствителен к фону блока питания с переменной составляющей до 100мВ. Диапазон напряжения питания — от +/- 25 до +/- 40В.Измерения искажений проводились с помощью двух генераторов Г3-118 и режекторных фильтров, входящих в комплект. Уровень общих нелинейных искажений при подаче на вход сигналов от 20 Гц до 20 кГц был ниже, чем показанный на (рис.8), и находился на уровне помех самого осциллографа С1-65А (0,2. .. 0,3 мВ при выходном напряжении 32 В), что предполагает гармонические искажения не более 0,002%. То же самое показали измерения с использованием компьютерного анализатора спектра.Но при этом главной целью было выполнение условия 2. Усилитель прошел испытания и работал при Io = 150 мА с качественным излучателем. Несмотря на относительно большое количество деталей, сам усилитель состоит из микросхемы и 6 транзисторов (VT3, VT4, VT5, VT6, VT11, VT12). VT1 и VT2 — стабилизаторы напряжения +/- 15 В; VT7, VT8 — узлы термокомпенсации тока покоя выходных транзисторов; VT9, VT10 — ограничители максимального тока (6А). VT1, VT2, VT9, VT10, VD1, VD2, R9, R10, R19-R20, R33, R34 при наличии отдельного стабилизированного источника +/- 15 В и при снижении выходной мощности (Усуп.= +/- 25V, Pout 50W) можно исключить из схемы и сделать упрощенный малогабаритный вариант УМ.

Устройство термокомпенсации. Следует отметить, что ток покоя усилителя может существенно измениться при прогреве транзисторов (особенно VT3-VT4) и изменении напряжения питания, поэтому необходимо точно подбирать рабочую точку транзисторов VT7-VT8 ( компенсаторы изменения тока покоя от температуры и напряжения питания).При этом локальные колебания тока покоя в пределах +/- 20 мА не влияют на параметры усилителя. После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришел к следующим выводам: 1. Увеличение тока покоя выходных транзисторов в 2–3 раза может происходить даже при небольшом нагреве самых низкоэмиссионных транзисторов. мощность входного транзистора, поэтому желательно управлять режимами как можно больше каскадов. 2. Желательно разместить каждый выходной транзистор на отдельном радиаторе без изолирующих прокладок и контролировать его температуру.Устройство температурной компенсации работает следующим образом. Транзистор VT7, генератор тока, крепится к радиатору VT11 через слюдяную прокладку. (VT8 на радиаторе VT12). При нагревании радиатора ток VT7 увеличивается и через R23 (R24) подается в эмиттерную цепь VT3 (VT4), перекрывая его. Сюда же подается сигнал ограничения тока выходных транзисторов. Подбирая резисторы R21-R22, можно задавать разные температурные режимы усилителя (графики на рис.5).

В режиме 1 сплошная линия (при значении R21, R22 = 100 Ом) ток покоя будет стабильным до 65-70 градусов, а затем резко уменьшится до 0. В режиме 2 (R21, R22) = 68 Ом) ток покоя уменьшается пропорционально температуре, т.е. прибор выдерживает заданную температуру. В режиме 3 (R21, R22 = 150 Ом) ток покоя не будет увеличиваться с повышением температуры, но не будет уменьшаться для уменьшения нагрева транзисторов (устройство выдерживает заданный ток).При изменении напряжения питания усилителя от +/- 25 до +/- 40 В необходимо выбрать значение R29-R30 так, чтобы смещение на R25-R26 составляло 0,41-0,432 В. Значение R29-R30 вычисляется. по формуле: R29 (R30), кОм = Usup. / 0,432 — 1к.

При преднамеренной переустановке выходных транзисторов на радиаторы меньшей площади устройство термокомпенсации восстановилось и выдержало указанные температурные условия. В сочетании со слабой чувствительностью к перепадам мощности это позволяет встраивать данный УМ в существующее оборудование, где мощности силового трансформатора не хватает (например, «Вега 50У-122С»), или в зону действия радиаторы (музыкальный центр).Конечно, можно собрать ультразвуковой усилитель на микросхемах, но (по мнению автора) они не имеют такого же качества звука, как усилитель на дискретных элементах.

Детали и конструкция … В усилителе лучше всего использовать операционный усилитель со скоростью нарастания выходного напряжения не менее 50 В / мкс с низким уровнем гармоник и собственных шумов, с полевыми транзисторами. на входе. Транзисторы VT3, VT4 следует выбирать с максимально возможным усилением, низким уровнем шума и слабой зависимостью тока коллектора от температуры.В качестве VT5-VT6 желательно использовать транзисторы с высокой частотой усиления и малой коллекторной емкостью. В усилителе вполне можно использовать отечественный ОУ КР574УД1 и транзисторы с коэффициентами усиления 130 — 150, чтобы получить возможность переделки существующего усилителя (например, «Амфитон») из тех же деталей. Максимально допустимое напряжение всех транзисторов в этом случае должно быть не менее 80В. В зависимости от требуемого Uout необходимо изменить сопротивление R5, соблюдая условие: (R5 / R3) + 1 = Uout / Uin.При использовании других выходных транзисторов (полевых или при параллельном включении) может потребоваться подобрать сопротивление R31-R32 в соответствии с падением напряжения на них 0,55 В в среднем положении двигателя R16 при отключенном VT11-VT12. . По расчетам автора, на основе этой схемы можно спроектировать УМ с выходным напряжением 80-100 В. (усилитель способен выдавать выходное напряжение, близкое к напряжению питания). Дополнительные пары (VT3 — VT4, VT5 — VT6 и др.)) противоположных плеч не должны отличаться по усилению более чем на 5%. Симметрично расположенные резисторы верхнего и нижнего плеча также подбираются с допуском 5%. Это необходимое условие для симметрии выходного сигнала и предотвращения гармонических искажений. Резисторы R33 — R34 состоят из двух параллельно включенных резисторов мощностью 0,2 Ом 2Вт, расположенных друг над другом. R33, R34 обязательно использовать без индуктивности. Резисторы с проволочной обмоткой использовать нельзя. Катушка L1 намотана на резисторе R35, содержит 2 слоя ПЭЛ 0.8 проволока и пропитана лаком или клеем. L1, C9, R36 установлены на выходной плате. Площадь радиаторов VT5 — VT6 не менее 30 см, VT1 -VT2 -1..2 см. Малогабаритный вариант усилителя может быть установлен на плате размером 60х65 мм из фольгированной печатной платы толщиной 1,5 мм (рис. 6, рис. 7). Если вам нужно изменить размер доски, вы можете переместить ее по сетке. Все дорожки залужены припоем. Токоведущие дорожки силовых цепей и нагрузок залужены толстым слоем припоя с уложенной одной жилой медного провода.Для всех транзисторов, установленных на радиаторах, обязательно использование теплопроводной пасты, а для транзисторов термодатчиков прокладки должны быть из слюды.

Лучше всего использовать неполярный электролитический конденсатор в качестве C1 и C3-C4.

Рис. 6. Плата усилителя, вариант 1-2. Вид сбоку на детали.

Рис. 7. Плата усилителя, вариант 1-2. Вид со стороны пайки.

Размер 60х65 мм. Шаг сетки 2.5

Рис. 8. Универсальная плата для вариантов 2 и 3. Вид сбоку на детали.

Размер 90х65 мм. Шаг сетки 2,5 мм

Рис. 9. Универсальная плата для вариантов 2 и 3. Вид со стороны пайки.

Размер 90х65 мм.

Плата двойного усилителя, опция 5

Вид со стороны пайки. Размер 55х60мм.

Второй и третий варианты усилителя могут быть собраны на универсальной плате (рис.8, рис.9). В случае балансировки операционного усилителя между контактами 1-8 или 1-5 в точке X на контакте 8 или 5 устанавливается перемычка. Она должна быть надежной, чтобы избежать большой разбалансировки операционного усилителя. Резистор R6 можно переключить на точки + и — 15В на плате или поставить перемычку, в зависимости от типа ОУ. Если DT DA2 не используется, обрежьте дорожку в точке X2. При использовании двух операционных усилителей резистор R8 переключается на контакт 6 DA2.

Настройка усилителя … После проверки правильности установки необходимо:

1.Установите R6 и R16 в среднее положение.

2. Замкните накоротко вход усилителя на корпус.

3. Отпаять выходные транзисторы (VT11-VT12)

4. Включите питание.

5. Измерьте напряжение питания и +/- 15 В.

6. Установить (R6) на выходе усилителя и ОУ напряжение 0В. Если на выходе PA установлено 0 В, а на выходе операционного усилителя присутствует постоянное давление, то вам следует проверить транзисторы.

8. Выключить питание, подключить выходные транзисторы, в том числе амперметр на 1 А в разрыв цепи коллектора VT11.

9. Включите питание и установите R16 ток покоя коллектора VT11 в пределах 100 — 150 мА.

10. Измерьте ток покоя VT12, он не должен отличаться от текущего VT11 более чем на 5%.

Ток покоя выходных транзисторов можно установить в диапазоне от 0 до 250 мА, в зависимости от желаемого качества звука, режима работы, теплового режима, размеров радиатора. Ток покоя необходимо установить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.

11. Проверьте работу термокомпенсации, измерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.

Блок защиты переменного тока. В аварийных ситуациях, когда через динамик протекает постоянный ток, его катушка перегорает, поэтому обязательным условием для мощных усилителей является применение защиты АС. Блок защиты (рис. 10) работает следующим образом.

Диапазон напряжения питания: …………………………….. +/- 20… +/- 60В

Время отклика:

от постоянного напряжения +/- 1В …………………… .. не более 0,5 сек.

от постоянного напряжения +/- 30В ………………… .. не более 0,1 сек.

При включении питания конденсатор C3 начинает заряжаться (от источника питания через R7-R8). Через 1 сек. напряжение на нем достигает значения, достаточного для размыкания VT3, затем размыкается VT4, и реле подключает переменный ток к усилителю своими контактами. При нормальной работе усилителя переменное напряжение с его выхода не успевает зарядить С1-С2, а в аварийной ситуации постоянное напряжение с выхода усилителя откроет VT1 или VT2 (в зависимости от полярности), напряжение на C3 уменьшится, и реле отключит переменный ток.В случае ложных срабатываний защиты на большой громкости емкость C1-C2 следует увеличить. Чертеж печатной платы блока защиты переменного тока показан на рис. 11 и 12. Рекомендуется использовать отдельный блок защиты переменного тока для каждого канала. Реле (U P1) должно питаться от источника, который имеет меньшую емкость фильтра мощности, чем сам усилитель, чтобы при отключении питания реле P1 выключалось первым. Реле следует использовать с максимально возможной площадью контакта и усилием пружины, потому что миниатюрные реле (особенно герконовые) имеют случаи сгорания контактов и невозможности выключения в аварийной ситуации.

Рис. 11. Плата защиты переменного тока. Вариант 2. Вид сбоку на детали.

Рис. 12. Плата защиты переменного тока. Вариант 2. Вид со стороны пайки.

Размер 60х30мм. Шаг сетки 2,5 мм.

Усилитель находится в эксплуатации с февраля 2004 года и продемонстрировал исключительную естественность и качество звука с колонками Corvette 150AC-001M, Wharfedale — Pacific Evolution — 20 и Vega 50AC-106, что побудило нас предложить вашему вниманию эту конструкцию.

Для тестирования использовался компакт-диск «Электроакустическая лаборатория ТРЕУГОЛЬНИК». www.triangle-fr.com.

Литература:

Юрий Митрофанов. ЭА в УМЗЧ. Радио № 5, 1986, А. Лайков, Астрахань, 2009

Г. Брагин. УМЗЧ. Радио № 12,1990

Аватор: Лайков А.В. ([email protected])

Вариант 6 (базовый) и 5 ​​(малый)

Подробное описание дано для изучения принципа действия и изготовления.(Обновлено 09.12.2010). С появлением более совершенной 6-й версии усилителя на его основе должен быть сделан вариант 3 (сдвоенные выходные транзисторы), а также вариант 4 (стабилизированное питание предпоследних каскадов).

Этот усилитель мощности звука был разработан с учетом следующих условий:

1. Усилитель должен быть простым в изготовлении и настройке, а также легко доступным для повторения.

2. УМ должен иметь как мягкость, так и жесткость звука в зависимости от фонограммы.

3. Схема УМЗЧ должна быть полностью симметричной.

4. Все параметры качества должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады должны быть точно такими же.

5. Использование только комплементарных пар транзисторов для симметрии схемы.

6. Возможность выбора режима работы оконечных каскадов (A, EA, AB + EA). (В любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно).

7. Применение полевых транзисторов без изменения схемы (только регулировкой смещения).

8. Нечувствителен к перепадам мощности (нет необходимости в стабилизированном источнике питания).

9. Работоспособность и возможность установки различных тепловых режимов для возможности встраивания УМЗЧ в существующее оборудование.

10. Формирование транзисторных режимов только по полезному сигналу относительно стабильного напряжения для уменьшения искажений от схем установки режимов на ток и провалы питания.

Принцип действия

Изначально УМЗЧ (рис. 1) разрабатывался как модель для исследования нелинейных искажений в усилителях.На входных каскадах вообще не должно быть кроссоверных искажений. Для этого наиболее подходят каскады, как бы параллельно включенные между + и — источником питания (VT1, VT2), за что их и назвали «параллельными». Для получения высокого усиления и большой скорости нарастания напряжения были созданы параллельные составные каскады VT1-VT3 и VT2-VT4. Эмиттеры VT1 (VT2) были подключены к потенциалу ниже отрицательного входного напряжения, чтобы иметь возможность регулировать крутящий момент и характер замыкания VT5-VT6 (режим A, EA, AB, B).Тогда возникла идея подать отдельные напряжения обратной связи OOS (на эмиттеры VT1-VT2 через R5-R6), чтобы понизить потенциал эмиттера VT1 в отрицательной полуволне (на положительную — VT2), не допуская резкого замыкания. . Эмиттеры транзисторов оказались включены в делитель (он же ООС) между опорным и выходным напряжениями, что позволяет выбирать характер и момент их закрытия и открытия в зависимости от уровня звукового сигнала и тем самым формировать неактивные токи в режиме ЭП.

Рис. 1. Принцип работы усилителя на составных параллельных каскадах.

Рис. 2. Типы гармонических искажений в усилителях мощности.

Результаты исследования сведены в осциллограмму выходных токов (рис. 2), где (1) — ток в нагрузке, + I — ток VT5, -I — ток VT6. Режимы задавались намеренно, чтобы определить порог появления искажений. Пункт 2 — искажения типа «ступенька» в режиме B, когда VT5 резко замыкается, а VT6 еще не открывается.В пункте 2 возможны пачки сигнала с другой частотой, которая присутствует в сигнале или когда на вход усилителя одновременно подаются две частоты. Такой PA имеет высокие гармонические искажения, высокие частоты в нем будут звучать резкими, с шипящими звуками, а синусоида будет иметь повышенный наклон. Транзистор, который медленно открывается при слабых сигналах, а затем внезапно открывается, искажая сигнал. Правильная траектория — линия 3. Видно, что относительно линии 3 (полупериод) сформировалась синусоида (период), что означает обертоны с удвоенной частотой (гулкий звук).При улучшении B-режима участок 2 превращается в точку яркости, а затем исчезает. Далее, при изучении нелинейных искажений стало ясно, что искажения формы сигнала и увеличение гармонических искажений (точка 4) возникают даже в режиме A с высокими токами покоя, если противоположное плечо закрывается непропорционально сигналу (слишком резко), тем самым ускорение увеличения тока в нагрузке. Звук такого РАЗУМА будет звучным, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу.По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже и имели худшее естественное звучание, чем усилители с более простой схемотехникой. В режиме А, если ток покоя жестко стабилизирован (в данном случае 250 мА, пунктирная линия) в точке 5, происходит резкий изгиб, который моментально влияет на линейность характеристик раскрытия нижнего плеча в этот момент. Реакция ООС на это увеличение и нелинейность характеристик транзисторов создают всплески (ос.4). В зависимости от сигнала (например, когда на вход одновременно подаются две не кратные частоты), они случайным образом появляются на синусоиде, создавая звонкие обертоны. Это значит, что важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное (максимально приближенное к форме полезного сигнала) открытие и закрытие. Это полностью подтверждает правильность источника и дает возможность применить экономичный режим A (EA) в данном УМ (10, линии 7 и 8 на рис.2). Этот режим еще называют Super A, или Non Switch (без переключения), но название EA ближе к истине. Дело в том, что ЭА производит динамическое снижение токов покоя без ухудшения параметров (с улучшением качества звука!), Что снижает нагрев выходных транзисторов за счет уменьшения сквозных токов, увеличивает КПД и КПД усилителя по сравнению с режим A (но нагрев немного выше, чем в режиме AB).

Рис.3

Принцип работы усилителя

Схема усилителя показана на рис. 3. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя и усиливается до 8В. С выхода ОУ через R8 сигнал идет на базы VT3, VT4. Поскольку эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание операционного усилителя также стабилизировано, коэффициент усиления VT3, VT4 зависит только от уровня сигнала и мало зависит от напряжения питания.Фактически VT3 (VT4) — это управляемый генератор тока для VT5 (VT6), а это значит, что влияние Usup на усиление VT5 также будет ослаблено. А ток VT10, в свою очередь, зависит от тока коллектора VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, а качество звука, особенно на низких частотах, будет таким же, как в усилителях со стабилизированным питанием. Просадки будут заметны только тогда, когда выходное напряжение близко к напряжению питания.В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это обеспечивает очень качественное звучание любых динамиков.

Транзисторы VT3 и VT5 (VT4 и VT6) составляют составные каскады, в которых введен делитель, определяющий коэффициент усиления (он же OOS). Такая удачная комбинация позволяет подать сигнал отрицательной обратной связи (ООС) непосредственно на схему эмиттера VT3 (VT4) через R26 (R27), сравнить его с опорным напряжением и простым способом сформировать работу выходных каскадов. в режиме EA, получение высокой линейности при высоких скоростях нарастания и усиления.В то же время напряжение OOS предотвращает их резкое замыкание. Даже при работе с отсечкой по току на максимальных уровнях сигнала (ос. 6) выходные транзисторы заранее плавно открываются и не создают искажений на низких уровнях сигнала (область, наиболее благоприятная для возникновения гармоник). Форма минимального тока выходных транзисторов варианта 6 при максимальном сигнале соответствует осн. 8, рис. 2 с остаточным током 20 мА (снимок рис. 4). Коэффициент усиления транзисторной части усилителя равен отношению R26 / R17 (R27 / R18) +1.Коэффициент усиления всего усилителя равен отношению R5 / R3 + 1. Чувствительность усилителя устанавливается выбором R3.

Рис. 4. Текущая форма VT10-VT11

Устройство компенсации температуры, опция 6

После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришел к следующим выводам:

1. Увеличение тока покоя выходных транзисторов в 2-3 раза может происходить даже при небольшом нагреве входного транзистора с наименьшей мощностью, поэтому желательно контролировать режимы как можно большего числа каскадов.

2. Каждый выходной транзистор рекомендуется размещать на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок. Следует отметить, что ток покоя усилителя может существенно измениться при прогреве транзисторов (особенно VT3-VT4) и изменении напряжения питания, при этом локальные колебания тока покоя в пределах +/- 20 мА не влияют на параметры усилитель. Устройство температурной компенсации работает следующим образом. Транзистор VT7 прикреплен к радиатору VT10 (или VT11) через слюдяную прокладку.Когда радиатор нагревается, ток VT7 увеличивается, и он шунтирует опорное напряжение (смещение), подаваемое на эмиттеры VT3-VT4. При этом полностью исключена связь между излучателями. на переменном токе VT7 включается с обратной полярностью, а переменная составляющая питания сглаживается конденсаторами С13-С14 .. Сюда же подается сигнал ограничения тока выходных транзисторов (у VT8-VT9). Подбором резистора R25 в зависимости от размера выходных радиаторов подбираются тепловые режимы усилителя (графики на рисунке).

В режиме 1 сплошная линия (при значении R25 = 30 Ом) ток покоя будет стабильным до 65-70 градусов, а затем уменьшится до 0.

В режиме 2 (R25 = 24 Ом) ток покоя уменьшается пропорционально температуре, т.е.устройство выдерживает заданную температуру.

В режиме 3 (R25 = 36 Ом) ток покоя не будет увеличиваться с повышением температуры, но не будет уменьшаться для уменьшения нагрева транзисторов (устройство выдерживает заданный ток).

При преднамеренной переустановке выходных транзисторов на радиаторы меньшей площади устройство термокомпенсации восстановилось и выдержало указанные температурные условия. В сочетании с низкой чувствительностью к перепадам мощности это позволяет встраивать данный УМ в существующее оборудование, где недостаточно мощности силового трансформатора (например, Вега 50У-122С) или площади радиаторов (музыка центр). Конечно, можно собрать ультразвуковой усилитель на микросхемах, но (по мнению автора) они не имеют такого же качества звука, как усилитель на дискретных элементах.

Параметры усилителя полностью зависят от типа используемого операционного усилителя. Максимально возможная синусоидальная выходная мощность усилителя 6-го варианта составляет 120 Вт, но при нагрузке 4 Ом и напряжении питания выше +/- 35 В необходимо ограничивать ток VT10, VT11 (R30, R31). или увеличьте их, иначе мощность, рассеиваемая на выходных транзисторах, превысит максимально допустимую … При использовании нагрузки всего 4 Ом напряжение питания не нужно поднимать выше +/- 35 В.Однако это снизит выходную мощность при нагрузке 8 Ом. По словам автора, динамики с сопротивлением 6-8 Ом имеют более естественное звучание, а динамики с сопротивлением 4 Ом — большую выходную мощность и динамику. Частотная характеристика усилителя линейна от постоянного тока (без C1) до 200 кГц, с плавным уменьшением амплитуды от 200 кГц до 1 мГц (без C2, C5, C6). При подаче на вход усилителя сигнала с частотой 1 МГц с амплитудной модуляцией частотой 1 кГц он принимался средневолновым приемником.На вход УМ (без С1) подавалось постоянное напряжение от 0 до 1 В с шагом 10 мВ, при этом выходное напряжение увеличивалось абсолютно линейно от 0 до 30 В, т.е. усилитель вел себя как прецизионный усилитель постоянного тока. , что указывает на его высокую линейность усиления и, как следствие, низкие гармонические искажения и высокую точность воспроизведения звука.

Усилитель испытывался с прямоугольными импульсами 2 кГц при резистивной нагрузке 6 Ом. При этом скорость нарастания выходного напряжения 30 В / мкс была получена и ограничивалась только источником прямоугольных импульсов, искажений формы сигнала и скачков замечено не было.На основе этой схемы можно спроектировать УМ с выходным напряжением 80-100 В. (усилитель способен выдавать выходное напряжение, близкое к напряжению питания). Номинальное выходное напряжение = Upit -5 В. Максимальное выходное напряжение усилителя = Upit -3 В. Когда напряжение питания снижается биполярным регулируемым источником питания, амплитуда выходного сигнала не уменьшается до тех пор, пока напряжение питания не достигнет значение Uout + 5 В, а при Upit = Uout + 3 В происходит постепенное ограничение выходного сигнала.Выходное сопротивление усилителя = 0. Усилитель нечувствителен к гудению источника переменного тока. Диапазон напряжения питания от +/- 15 до +/- 40 В. Измерения искажений проводились с использованием двух генераторов G3-118 и режекторных фильтров, входящих в комплект. Уровень общих нелинейных искажений при подаче на вход сигналов от 20 Гц до 20 кГц был ниже, чем показано на (рис. 8). Было на уровне помех самого осциллографа С1-65А, (0,2 … 0,3 мВ при выходном напряжении 32В), что подразумевает гармонические искажения не более 0.002%. То же самое показали измерения с использованием компьютерного анализатора спектра. Но при этом главной целью было выполнение условия 2. При правильном выборе ОУ, подборе транзисторов по усилению и номиналам элементов по симметрии плеч гармонические искажения не более 0,0006% на 1 кГц и 0,002% во всем диапазоне частот и мощностей. Усилитель прошел испытания и работал при Iо = 120 мА с качественным излучателем.

Пятая версия усилителя (малогабаритная). Использование в оконечных каскадах составных транзисторов позволяет упростить схему и настроить усилитель, что актуально как для новичков, так и для неопытных радиолюбителей. Значительное уменьшение его габаритов позволяет по габаритам конкурировать с УМЗЧ в интегральной конструкции, обладая при этом более высокими параметрами. Линейность усиления на низкой частоте больше, чем у микросхем УМЗЧ, выходное напряжение выше при таком же питающем напряжении, нечувствительность к провалам питающего напряжения, что особенно важно для малогабаритных блоков питания.Схема двухканальной версии представлена ​​на рис. Ниже. В этом случае ОУ и стабилизаторы напряжения VT1-VT2 являются общими.

Усилитель варианта 5 практически не требует настройки. Все сводится к проверке питающих напряжений, отсутствия постоянного напряжения на выходе и установке желаемого тока покоя при максимально прогретых выходных транзисторах. Дрейф тока покоя от температуры здесь меньше, чем в варианте 2 из-за меньшего усиления по току, но из-за большого усиления напряжения композитных транзисторов возможно чрезмерное усиление и ограничение сигнала, что вредно для переменного тока. , и может привести к выходу из строя транзисторов.Поэтому R19-R20 не следует делать меньше 0,075 Ом даже для мощных колонок, а повышать напряжение питания более +/- 30 В. нежелательно. При желании можно добавить терморегулятор и токовую защиту из варианта 6. Если у вас возникли трудности с измерением сопротивления 0,075 Ом, то выйти из ситуации можно двумя способами. один). Подключите параллельно два резистора 0,15 Ом или четыре резистора 0,3 Ом. 2). Измерьте сопротивление константановой или нихромовой проволоки (например, разобрав проволочный резистор 0.51 Ом, 1%), распрямите и точно разделите на равные части по длине, получив необходимое сопротивление (необходимо прибавить длину пайки). Концы среза желательно залудить на таблетке аспирина и протереть спиртом. Выпрямленная секция из нихрома не будет иметь индуктивности и может быть впаяна в плату в виде перемычки или планки. Трубчатые заклепки желательно вклепать в места пайки.

Коэффициент гармоник усилителя 5-го варианта не более 0.008% во всем диапазоне частот и мощностей. Качество звука зависит от операционного усилителя и очень близко к варианту 6. Диапазон рабочего напряжения составляет от +/- 6 до +/- 30 В, и требуется только контроль тока покоя. В качестве примера на рисунках ниже показана печатная плата двухканального варианта усилителя. Выходные транзисторы — TIP142T / TIP147T в корпусах TO-220, с меньшими размерами, чем TIP142 / TIP147 в корпусах TO-3P. При встраивании в мультимедийные колонки, где есть вибрация, R13-R14 заменяются на одну постоянную 80… 100к. В миниатюрном варианте на небольших радиаторах следует подбирать такой, чтобы ток покоя на холодных радиаторах был 0 … 10 мА, а при сильном нагреве никогда не поднимался выше 40 … 60 мА. Все зависит от размера радиатора. Конденсатор С1 — малогабаритный керамический, С3 — неполярный электролитический.

Детали и конструкция

В усилителе лучше всего использовать операционный усилитель со скоростью нарастания выходного напряжения не менее 50 В / мкс с низким уровнем гармоник и собственных шумов, с полевыми транзисторами на входе.Транзисторы VT3, VT4 следует выбирать с максимально возможным усилением, низким уровнем шума и слабой зависимостью тока коллектора от температуры. В качестве VT5-VT6 желательно использовать транзисторы с высокой частотой усиления и малой коллекторной емкостью. В усилителе вполне можно использовать отечественные операционные усилители и транзисторы, чтобы из тех же деталей переделать существующий усилитель. При использовании маломощных стабилитронов R9-R10 следует увеличить до 4,3 кОм. В зависимости от требуемого Uout необходимо изменить сопротивление R5, соблюдая условие: (R5 / R3) + 1 = Uout / Uin.При использовании других выходных транзисторов (полевых или при параллельном включении) может потребоваться подобрать сопротивление R29-R30 по падению напряжения на них 0,55 В в среднем положении двигателя R24 при отключенном VT10-VT11. Комплементарные пары (VT3 — VT4, VT5 — VT6 и т. Д.) Противоположных плеч не должны отличаться по усилению более чем на 5%. Симметрично расположенные резисторы верхнего и нижнего плеча также подбираются с допуском не более 5%. Это необходимое условие для симметрии выходного сигнала и предотвращения гармонических искажений.Резисторы R30-R31 состоят из двух параллельно включенных резисторов мощностью 0,2 Ом 2Вт, расположенных друг над другом. R30, R31 обязательно использовать без индуктивности. Резисторы с проволочной обмоткой использовать нельзя. Катушка L1 намотана на резисторе R35, содержит 2 слоя провода ПЭЛ 0,8 и пропитана лаком или клеем. L1, C9, R36 установлены на выходной плате. Площадь радиаторов VT5 — VT6 составляет 30 см, VT1 -VT2 -1..2 см.

Малогабаритный вариант усилителя 6 может быть установлен на плате размером 60х65 мм из фольгированной печатной платы 1.Толщиной 5 мм. На нем нет схем балансировки ОУ, так как при качественном ОУ при наличии С3-С4 балансировка 0 на выходе усилителя происходит автоматически. Если вам нужно изменить размер доски, вы можете переместить ее по сетке. На плате сохраняется последовательность общей шины заземления сильноточных и слаботочных цепей, и при необходимости ее можно разделить, сняв перемычки Х1 и Х2, а также перерезав дорожку в необходимых точках. Все дорожки залужены припоем.Токоведущие дорожки силовых цепей и нагрузок залужены толстым слоем припоя с уложенной одной жилой медного провода. Для всех транзисторов, установленных на радиаторах, обязательно использование теплопроводной пасты, а для транзисторов термодатчиков прокладки должны быть из слюды. В качестве С1 используется керамический конденсатор малогабаритного размера, а в качестве С3-С4 лучше всего использовать неполярный электролитический конденсатор 22 … 47 мкФ.

Плата усилителя, опция 6 (вид сбоку на компоненты, вид сбоку из фольги)

Размер 60х65 мм.Шаг сетки 2,5 мм. Размер 60×65 мм

Плата двухканального усилителя. Вариант 5. Размер 55х60мм

Настройка усилителя

После проверки правильности установки вам следует:

1. Установите R6 и R24 в среднее положение.

2. Замкните накоротко вход усилителя на корпус.

3. Отпаять выходные транзисторы (VT11-VT12)

4. Включите питание.

5. Измерьте напряжение питания и +/- 15 В.

6. Установите (R6) напряжение 0В на выходе усилителя. Если на выходе УМ выставлено 0В, а на выходе ОУ присутствует постоянное напряжение, то транзисторы следует подбирать попарно.

7. Установите R29-R30 на 0,55 В с помощью R24. (В 5 версии на R11-R12 = 1В).

8. Выключить питание, подключить выходные транзисторы, включив амперметр на 1 А в разрыв цепи коллектора VT10.

9. Включите питание и установите R24 ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 — 150 мА.

10. Измерьте ток покоя VT11, он не должен отличаться от текущего VT10 более чем на 5%. Ток покоя выходных транзисторов можно установить в диапазоне от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звука, режима работы, теплового режима, размеров радиатора. Ток покоя необходимо установить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.

11. Проверьте работу термокомпенсации, измерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.

Блок защиты переменного тока

В аварийных ситуациях, когда через динамик протекает постоянный ток, его катушка перегорает, поэтому обязательным условием для мощных усилителей является использование защиты по переменному току. Блок защиты работает следующим образом.

Диапазон напряжения питания: +/- 20 … +/- 60 В

Время отклика:

от постоянного напряжения +/- 1В: не более 0,5 сек.

от постоянного напряжения +/- 30В: не более 0,1 сек.

При включении питания конденсатор C3 начинает заряжаться (от источника питания через R7-R8).Через 1 сек. напряжение на нем достигает значения, достаточного для размыкания VT3, затем размыкается VT4, и реле подключает переменный ток к усилителю своими контактами. При нормальной работе усилителя переменное напряжение с его выхода не успевает зарядить С1-С2, а в аварийной ситуации постоянное напряжение с выхода усилителя откроет VT1 или VT2 (в зависимости от полярности), напряжение на C3 уменьшится, и реле отключит переменный ток. В случае ложных срабатываний защиты на большой громкости следует увеличить мощность C1-C2.Рекомендуется использовать отдельный блок защиты переменного тока для каждого канала и подавать питание напрямую от усилителя. При таком подключении при перегорании одного из предохранителей блок защиты никогда не подключит динамик к усилителю. Реле (U P1) должно питаться от источника, который имеет меньшую емкость фильтра мощности, чем сам усилитель, чтобы при отключении питания реле P1 выключалось первым. Реле следует использовать с максимально возможной площадью контакта и усилием пружины, потому что миниатюрные реле (особенно герконовые) имеют случаи сгорания контактов и невозможности выключения в аварийной ситуации.

Плата защиты переменного тока. Вариант 2.60х30мм. Шаг сетки 2,5 мм

Усилитель находится в эксплуатации с февраля 2004 года и продемонстрировал исключительную естественность и качество звука с колонками Corvette 150AC-001M, Wharfedale — Pacific Evolution — 20 и Vega 50AC-106, что побудило нас предложить вашему вниманию эту конструкцию.

Используются для тестирования компакт-диска «Электроакустическая лаборатория ТРЕУГОЛЬНИК». треугольник-fr.com.

В заключение хочу выразить благодарность участникам cxem.net forum, особенно tsf54, 240151, Vityok, inol, pit55, genius XZ, spiridonoff за помощь и поддержку.

Подробное описание дано для изучения принципа действия и изготовления. (С обновлениями от 09.12.2010)

С появлением более совершенной 6-й версии усилителя, следует сделать вариант 3 (двойные выходные транзисторы), а также вариант 4 (стабилизированное питание предвыходных каскадов). на его основе.

Этот усилитель мощности звука был разработан с учетом следующих условий:

1.Усилитель должен быть простым в изготовлении и настройке, а также легко доступным для повторения.

2. УМ должен иметь как мягкость, так и жесткость звука в зависимости от фонограммы.

3. Схема УМЗЧ должна быть полностью симметричной.

4. Все параметры качества должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады должны быть точно такими же.

5. Использование только комплементарных пар транзисторов для симметрии схемы.

6. Возможность выбора режима работы оконечных каскадов (A, EA, AB + EA).(В любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно).

7. Применение полевых транзисторов без изменения схемы (только регулировкой смещения).

8. Нечувствителен к перепадам мощности (нет необходимости в стабилизированном источнике питания).

9. Работоспособность и возможность установки различных тепловых режимов для возможности встраивания УМЗЧ в существующее оборудование.

10. Формирование транзисторных режимов только по полезному сигналу относительно стабильного напряжения для уменьшения искажений от схем установки режимов на ток и провалы питания.

Принцип действия

Изначально УМЗЧ (рис. 1) разрабатывался как модель для исследования нелинейных искажений в усилителях. Входные каскады вообще не должны иметь искажений типа «ступенька». Для этого наиболее подходящими каскадами являются как бы параллельные соединения между + и — источником питания (VT1, VT2), за что они были названы «параллельными». Для получения высокого усиления и большой скорости нарастания напряжения были созданы параллельные составные каскады VT1-VT3 и VT2-VT4.Эмиттеры VT1 (VT2) были подключены к потенциалу ниже отрицательного входного напряжения, чтобы иметь возможность регулировать крутящий момент и характер замыкания VT5-VT6 (режим A, EA, AB, B). Тогда возникла идея подать отдельные напряжения обратной связи OOS (на эмиттеры VT1-VT2 через R5-R6), чтобы понизить потенциал эмиттера VT1 в отрицательной полуволне (на положительную — VT2), не допуская резкого замыкания. . Эмиттеры транзисторов оказались включены в делитель (он же ООС) между опорным и выходным напряжениями, что позволяет выбирать характер и момент их закрытия и открытия в зависимости от уровня звукового сигнала, а значит формируют токи покоя в режиме ЭП.

Рис. 1. Принцип работы усилителя на составных параллельных каскадах


Рис. 2. Типы гармонических искажений в усилителях мощности

Результаты исследования сведены в осциллограмму выходных токов (рис. 2), где (1) — ток в нагрузке, + I — ток VT5, -I — ток VT6. Режимы задавались намеренно, чтобы определить порог появления искажений. Пункт 2 — искажения типа «ступеньки» в режиме B, когда VT5 резко закрылся, а VT6 еще не открылся.имеет высокие гармонические искажения, ВЧ в нем будет звучать резковато, с шипением, а синусоида будет иметь увеличенный крутой подъем. Транзистор, который медленно открывается при слабых сигналах, а затем внезапно открывается, искажая сигнал. строка 3 (полупериод) сформирована синусоидой (периодом), что означает обертоны с удвоенной частотой (гулкий звук). При улучшении B-режима участок 2 превращается в точку яркости, а затем исчезает. Далее, при изучении нелинейных искажений стало ясно, что искажение формы сигнала и увеличение гармонических искажений (точка 4) происходят даже в режиме А с большими токами покоя, если противоположное плечо замыкается непропорционально сигналу (слишком резкое ko), тем самым ускоряя рост тока в нагрузке.Звук такого РАЗУМА будет звучным, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу. По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже и имели худшее естественное звучание, чем усилители с более простой схемотехникой. В режиме А, если ток покоя жестко стабилизирован (в данном случае 250 мА, пунктирная линия) в точке 5, происходит резкий изгиб, который моментально влияет на линейность характеристик раскрытия нижнего плеча в этот момент.Реакция ООС на это увеличение и нелинейность характеристик транзисторов создают всплески (осциллятор 4). В зависимости от сигнала (например, когда на вход одновременно подаются две не кратные частоты), они случайным образом появляются на синусоиде, создавая звонкие обертоны. Это значит, что важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное (максимально приближенное к форме полезного сигнала) открытие и закрытие. Это полностью подтверждает правильность источника и дает возможность применить экономичный режим A (EA) в данном УМ (10, линии 7 и 8 на рис.2). Этот режим еще называют Super A, или Non Switch (без переключения), но название EA ближе к истине. Дело в том, что ЭА производит динамическое снижение токов покоя без ухудшения параметров (с улучшением качества звука!), Что снижает нагрев выходных транзисторов за счет уменьшения сквозных токов, увеличивает КПД и КПД усилителя по сравнению с режим A (но нагрев немного выше, чем в режиме AB).


Рис.3

Принцип работы усилителя

Схема усилителя показана на рис. 3. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя и усиливается до 8В. С выхода ОУ через R8 сигнал идет на базы VT3, VT4. Поскольку эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание операционного усилителя также стабилизировано, коэффициент усиления VT3, VT4 зависит только от уровня сигнала и мало зависит от напряжения питания.Фактически VT3 (VT4) — это управляемый генератор тока для VT5 (VT6), а это значит, что влияние Usup на усиление VT5 также будет ослаблено. А ток VT10, в свою очередь, зависит от тока коллектора VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, а качество звука, особенно на низких частотах, будет таким же, как в усилителях со стабилизированным питанием. Просадки будут заметны только тогда, когда выходное напряжение близко к напряжению питания.В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это обеспечивает очень качественное звучание любых динамиков. Транзисторы VT3 и VT5 (VT4 и VT6) составляют составные каскады, в которых введен делитель, определяющий коэффициент усиления (он же ООС). Такая удачная комбинация позволяет подать сигнал отрицательной обратной связи (ООС) непосредственно на схему эмиттера VT3 (VT4) через R26 (R27), сравнить его с опорным напряжением и простым способом сформировать работу выходных каскадов. в режиме EA, получение высокой линейности при высоких скоростях нарастания и усиления.В то же время напряжение OOS предотвращает их резкое замыкание. Даже при работе с отсечкой по току на максимальных уровнях сигнала (ос. 6) выходные транзисторы заранее плавно открываются и не создают искажений на низких уровнях сигнала (область, наиболее благоприятная для возникновения гармоник). Форма минимального тока выходных транзисторов варианта 6 при максимальном сигнале соответствует осн. 8, рис. 2 с остаточным током 20 мА (снимок рис. 4). Коэффициент усиления транзисторной части усилителя равен отношению R26 / R17 (R27 / R18) +1.Коэффициент усиления всего усилителя равен отношению R5 / R3 + 1. Чувствительность усилителя устанавливается выбором R3.


Рис. 4. Текущая форма VT10-VT11


Устройство термокомпенсации

После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришел к следующим выводам:

1. Увеличение тока покоя выходных транзисторов в 2-3 раза может происходить даже при небольшом нагреве входного транзистора с наименьшей мощностью, поэтому желательно контролировать режимы как можно большего числа каскадов.

2. Каждый выходной транзистор рекомендуется размещать на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок. Следует отметить, что ток покоя усилителя может существенно измениться при прогреве транзисторов (особенно VT3-VT4) и изменении напряжения питания, при этом локальные колебания тока покоя в пределах +/- 20 мА не влияют на параметры усилитель. Устройство температурной компенсации работает следующим образом. Транзистор VT7 прикреплен к радиатору VT10 (или VT11) через слюдяную прокладку.Когда радиатор нагревается, ток VT7 увеличивается, и он шунтирует опорное напряжение (смещение), подаваемое на эмиттеры VT3-VT4. При этом полностью исключена связь между излучателями. для переменного тока VT7 включается с обратной полярностью, а переменная составляющая питания сглаживается конденсаторами С13-С14 .. Сюда же подается сигнал ограничения тока выходных транзисторов (у VT8-VT9). Подбором резистора R25 в зависимости от размера выходных радиаторов подбираются тепловые режимы усилителя (графики на рисунке).

В режиме 1 сплошная линия (при значении R25 = 30 Ом) ток покоя будет стабильным до 65-70 градусов, а затем уменьшится до 0.

В режиме 2 (R25 = 24 Ом) ток покоя уменьшается пропорционально температуре, т.е.устройство выдерживает заданную температуру.

В режиме 3 (R25 = 36 Ом) ток покоя не будет увеличиваться с повышением температуры, но не будет уменьшаться для уменьшения нагрева транзисторов (устройство выдерживает заданный ток).

При преднамеренной переустановке выходных транзисторов на радиаторы меньшей площади устройство термокомпенсации восстановилось и выдержало указанные температурные условия. В сочетании с низкой чувствительностью к перепадам мощности это позволяет встраивать данный УМ в существующее оборудование, где недостаточно мощности силового трансформатора (например, Вега 50У-122С) или площади радиаторов (музыка центр). Конечно, можно собрать ультразвуковой усилитель на микросхемах, но (по мнению автора) они не имеют такого же качества звука, как усилитель на дискретных элементах.

Параметры усилителя полностью зависят от типа используемого операционного усилителя. Максимально возможная синусоидальная выходная мощность усилителя 6-го варианта составляет 120 Вт, но при нагрузке 4 Ом и напряжении питания выше +/- 35В необходимо ограничивать ток VT10, VT11 (R30, R31) или увеличьте их, иначе рассеиваемая мощность на выходных транзисторах превысит максимально допустимую. При использовании нагрузки всего 4 Ом напряжение питания не нужно поднимать выше +/- 35 В.Правда, это снизит выходную мощность при нагрузке 8 Ом. По словам автора, динамики с сопротивлением 6-8 Ом имеют более естественное звучание, а динамики с сопротивлением 4 Ом — большую выходную мощность и динамику. Частотная характеристика усилителя линейна от постоянного тока (без C1) до 200 кГц, с плавным уменьшением амплитуды от 200 кГц до 1 мГц (без C2, C5, C6). Когда на вход усилителя подавался сигнал частотой 1 МГц с амплитудной модуляцией 1 кГц, он принимался приемником средней волны.На вход УМ (без С1) подавалось постоянное напряжение от 0 до 1 В с шагом 10 мВ, а выходное напряжение увеличивалось абсолютно линейно от 0 до 30 В, т.е. усилитель вел себя как прецизионный усилитель постоянного тока, что указывает на его высокая линейность усиления и, как следствие, низкие гармонические искажения и высокая точность воспроизведения звука. Усилитель тестировался прямоугольными импульсами 2 кГц при резистивной нагрузке 6 Ом. При этом скорость нарастания выходного напряжения 30 В / мкс была получена и ограничивалась только источником прямоугольных импульсов, искажений формы сигнала и скачков замечено не было.На основе этой схемы можно спроектировать УМ с выходным напряжением 80-100 В. (усилитель способен выдавать выходное напряжение, близкое к напряжению питания). Номинальное выходное напряжение = Упит.-5 В. Максимальное выходное напряжение усилителя = Упит.-3В. При снижении напряжения питания биполярным регулируемым блоком питания амплитуда выходного сигнала не уменьшается до тех пор, пока блок питания не достигнет значения Uout + 5V, а при Upit = Uout + 3V происходит постепенное ограничение выходного сигнала .Выходное сопротивление усилителя = 0. Усилитель нечувствителен к гудению источника переменного тока. Диапазон напряжения питания — от +/- 15 до +/- 40В. Измерения искажений проводились с помощью двух генераторов Г3-118 и режекторных фильтров, входящих в комплект. Уровень общих нелинейных искажений при подаче на вход сигналов от 20 Гц до 20 кГц был ниже, чем показано на (рис. 8). Было на уровне помех самого осциллографа С1-65А, (0,2 … 0,3 мВ при выходном напряжении 32В), что подразумевает гармонические искажения не более 0.002%. То же самое показали измерения с использованием компьютерного анализатора спектра. Но при этом главной целью было выполнение условия 2. При правильном выборе ОУ, подборе транзисторов по усилению и номиналам элементов по симметрии плеч гармонические искажения не более 0,0006% на 1 кГц и 0,002% во всем диапазоне частот и мощностей. Усилитель прошел испытания и работал при Iо = 120 мА с качественным излучателем.

Детали и конструкция

В усилителе лучше всего использовать операционный усилитель со скоростью нарастания выходного напряжения не менее 50 В / мкс с низким уровнем гармоник и собственных шумов, с полевыми транзисторами на входе.Транзисторы VT3, VT4 следует выбирать с максимально возможным усилением, низким уровнем шума и слабой зависимостью тока коллектора от температуры. В качестве VT5-VT6 желательно использовать транзисторы с высокой частотой усиления и малой коллекторной емкостью. В усилителе вполне можно использовать отечественные операционные усилители и транзисторы, чтобы из тех же деталей переделать существующий усилитель. При использовании маломощных стабилитронов R9-R10 следует увеличить до 4,3 кОм. В зависимости от требуемого Uout необходимо изменить сопротивление R5, соблюдая условие: (R5 / R3) + 1 = Uout / Uin.При использовании других выходных транзисторов (полевых или при параллельном включении) может потребоваться подобрать сопротивление R29-R30 по падению напряжения на них 0,55 В в среднем положении двигателя R24 при отключенном VT10-VT11. Комплементарные пары (VT3 — VT4, VT5 — VT6 и т. Д.) Противоположных плеч не должны отличаться по усилению более чем на 5%. Симметрично расположенные резисторы верхнего и нижнего плеча также подбираются с допуском не более 5%. Это необходимое условие для симметрии выходного сигнала и предотвращения гармонических искажений.Резисторы R30-R31 состоят из двух параллельно включенных резисторов мощностью 0,2 Ом 2Вт, расположенных друг над другом. R30, R31 обязательно использовать без индуктивности. Резисторы с проволочной обмоткой использовать нельзя. Катушка L1 намотана на резисторе R35, содержит 2 слоя провода ПЭЛ 0,8 и пропитана лаком или клеем. L1, C9, R36 установлены на выходной плате. Площадь радиаторов VT5 — VT6 составляет 30 см, VT1 -VT2 -1..2 см. Малогабаритный вариант усилителя 6 может быть установлен на плате размером 60×65 мм из фольгированного текстолита 1.Толщиной 5 мм. На нем нет схем балансировки ОУ, так как при качественном ОУ при наличии С3-С4 балансировка 0 на выходе усилителя происходит автоматически. Если вам нужно изменить размер доски, вы можете переместить ее по сетке. На плате сохраняется последовательность общей шины заземления сильноточных и слаботочных цепей, и при необходимости ее можно разделить, сняв перемычки Х1 и Х2, а также перерезав дорожку в необходимых точках. Все дорожки залужены припоем.Токоведущие дорожки силовых цепей и нагрузок залужены толстым слоем припоя с уложенной одной жилой медного провода. Для всех транзисторов, установленных на радиаторах, обязательно использование теплопроводной пасты, а для транзисторов термодатчиков прокладки должны быть из слюды. В качестве С1 используется керамический конденсатор малогабаритного размера, а в качестве С3-С4 лучше всего использовать неполярный электролитический конденсатор 22 … 47 мкФ.


Плата усилителя, опция 6 (вид сбоку на компоненты, вид сбоку из фольги)

Размер 60х65 мм.Шаг сетки 2,5 мм. Размер 60х65 мм.

Настройка усилителя

После проверки правильности установки вам следует:

1. Установите R6 и R24 в среднее положение.

2. Замкните накоротко вход усилителя на корпус.

3. Отпаять выходные транзисторы (VT11-VT12)

4. Включите питание.

5. Измерьте напряжение питания и +/- 15 В.

6. Установите (R6) напряжение 0В на выходе усилителя.Если на выходе УМ выставлено 0В, а на выходе ОУ присутствует постоянное напряжение, то транзисторы следует подбирать попарно.

7. Установите R29-R30 на 0,55 В с помощью R24. (В 5 версии на R11-R12 = 1В).

8. Выключить питание, подключить выходные транзисторы, включив амперметр на 1 А в разрыв цепи коллектора VT10.

9. Включите питание и установите R24 ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 — 150 мА.

10.Измерьте ток покоя VT11, он не должен отличаться от текущего VT10 более чем на 5%.

Ток покоя выходных транзисторов можно установить в диапазоне от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звука, режима работы, теплового режима, размеров радиатора. Ток покоя необходимо установить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.

Усилитель класса EA

http: ///sound/amps/amp147.php

Вариант 6 (базовый) и 5 ​​(малый)

Подробное описание дано для изучения принципа действия и изготовления.(С обновлениями от 09.12.2010)

С появлением более совершенной 6-й версии усилителя на ее основе следует делать вариант 3 (сдвоенные выходные транзисторы), а также вариант 4 (стабилизированное питание предпоследних каскадов).

Этот усилитель мощности звука был разработан с учетом следующих условий:
1. Усилитель должен быть простым в изготовлении и настройке, а также легко доступным для повторения.
2. УМ должен иметь как мягкость, так и жесткость звука в зависимости от фонограммы.
3. Схема УМЗЧ должна быть полностью симметричной.
4. Все параметры качества должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады должны быть точно такими же.
5. Используйте только комплементарные пары транзисторов для обеспечения симметрии схемы.
6. Возможность выбора режима работы оконечных каскадов (A, EA, AB + EA). (В любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно).
7. Применение полевых транзисторов без изменения схемы (только регулировкой смещения).
8. Нечувствителен к провалам мощности (нет необходимости в стабилизированном блоке питания).
9. Работоспособность и возможность установки различных тепловых режимов для возможности встраивания УМЗЧ в существующее оборудование.
10. Формирование транзисторных режимов только по полезному сигналу относительно стабильного напряжения для уменьшения искажений от схем установки режимов на токи и провалы питания.

Принцип действия

Изначально УМЗЧ (рис. 1) разрабатывался как модель для исследования нелинейных искажений в усилителях.На входных каскадах вообще не должно быть кроссоверных искажений. Для этого наиболее подходят каскады, как бы параллельно включенные между + и — источником питания (VT1, VT2), за что их и назвали «параллельными». Для получения высокого усиления и большой скорости нарастания напряжения были созданы параллельные составные каскады VT1-VT3 и VT2-VT4. Эмиттеры VT1 (VT2) были подключены к потенциалу ниже отрицательного входного напряжения, чтобы иметь возможность регулировать крутящий момент и характер замыкания VT5-VT6 (режим A, EA, AB, B).Тогда возникла идея подать отдельные напряжения обратной связи OOS (на эмиттеры VT1-VT2 через R5-R6), чтобы понизить потенциал эмиттера VT1 в отрицательной полуволне (на положительную — VT2), не допуская резкого замыкания. . Эмиттеры транзисторов оказались включены в делитель (он же ООС) между опорным и выходным напряжениями, что позволяет выбирать характер и момент их закрытия и открытия в зависимости от уровня звукового сигнала, а значит формируют токи покоя в режиме ЭП.

Рис. 1. Принцип работы усилителя на составных параллельных каскадах.


Рис. 2. Типы гармонических искажений в усилителях мощности.

Результаты исследования сведены в осциллограмму выходных токов (рис. 2), где (1) — ток в нагрузке, + I — ток VT5, -I — ток VT6. Режимы задавались намеренно, чтобы определить порог появления искажений. Пункт 2 — искажения типа «ступенька» в режиме B, когда VT5 резко замыкается, а VT6 еще не открывается.В пункте 2 возможны пачки сигнала с другой частотой, которая присутствует в сигнале или когда на вход усилителя одновременно подаются две частоты. Такой PA имеет высокие гармонические искажения, высокие частоты в нем будут звучать резкими, с шипящими звуками, а синусоида будет иметь повышенный наклон. Транзистор, который медленно открывается при слабых сигналах, а затем внезапно открывается, искажая сигнал. Правильная траектория — линия 3. Видно, что относительно линии 3 (полупериод) сформировалась синусоида (период), что означает обертоны с удвоенной частотой (гулкий звук).При улучшении B-режима участок 2 превращается в точку яркости, а затем исчезает. Далее, при изучении нелинейных искажений стало ясно, что искажения формы сигнала и увеличение гармонических искажений (точка 4) возникают даже в режиме A с высокими токами покоя, если противоположное плечо закрывается непропорционально сигналу (слишком резко), тем самым ускорение увеличения тока в нагрузке. Звук такого РАЗУМА будет звучным, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу.По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже и имели худшее естественное звучание, чем усилители с более простой схемотехникой. В режиме А, если ток покоя жестко стабилизирован (в данном случае 250 мА, пунктирная линия) в точке 5, происходит резкий изгиб, который моментально влияет на линейность характеристик раскрытия нижнего плеча в этот момент. Реакция ООС на это увеличение и нелинейность характеристик транзисторов создают всплески (ос.4). В зависимости от сигнала (например, когда на вход одновременно подаются две не кратные частоты), они случайным образом появляются на синусоиде, создавая звонкие обертоны. Это значит, что важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное (максимально приближенное к форме полезного сигнала) открытие и закрытие. Это полностью подтверждает правильность источника и дает возможность применить экономичный режим A (EA) в данном УМ (10, линии 7 и 8 на рис.2). Этот режим еще называют Super A, или Non Switch (без переключения), но название EA ближе к истине. Дело в том, что ЭА производит динамическое снижение токов покоя без ухудшения параметров (с улучшением качества звука!), Что снижает нагрев выходных транзисторов за счет уменьшения сквозных токов, увеличивает КПД и КПД усилителя по сравнению с режим A (но нагрев немного выше, чем в режиме AB).

Принцип работы усилителя

Схема усилителя представлена ​​на рис.3. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя и усиливается до 8 В. С выхода ОУ через R8 сигнал идет на базы VT3, VT4. Поскольку эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание операционного усилителя также стабилизировано, коэффициент усиления VT3, VT4 зависит только от уровня сигнала и мало зависит от напряжения питания. Фактически VT3 (VT4) — это управляемый генератор тока для VT5 (VT6), а это значит, что влияние Usup на усиление VT5 также будет ослаблено.А ток VT10, в свою очередь, зависит от токоприемника VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, а качество звука, особенно на низких частотах, будет таким же, как в усилителях со стабилизированным питанием. Просадки будут заметны только тогда, когда выходное напряжение близко к напряжению питания. В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это обеспечивает очень качественное звучание любых динамиков.Транзисторы VT3 и VT5 (VT4 и VT6) составляют составные каскады, в которых введен делитель, определяющий коэффициент усиления (он же ООС). Такая удачная комбинация позволяет подать сигнал отрицательной обратной связи (ООС) непосредственно на схему эмиттера VT3 (VT4) через R26 (R27), сравнить его с опорным напряжением и простым способом сформировать работу выходных каскадов. в режиме EA, получение высокой линейности при высоких скоростях нарастания и усиления. В то же время напряжение OOS предотвращает их резкое замыкание.Даже при работе с отсечкой по току на максимальных уровнях сигнала (ос. 6) выходные транзисторы заранее плавно открываются и не создают искажений на низких уровнях сигнала (область, наиболее благоприятная для возникновения гармоник). Форма минимального тока выходных транзисторов варианта 6 при максимальном сигнале соответствует осн. 8, рис. 2 с остаточным током 20 мА (снимок рис. 4). Коэффициент усиления транзисторной части усилителя равен отношению R26 / R17 (R27 / R18) +1.Коэффициент усиления всего усилителя равен отношению R5 / R3 + 1. Чувствительность усилителя устанавливается выбором R3.


Рис. 4. Токовая форма VT10-VT11

.

Опция устройства компенсации температуры 6

После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришел к следующим выводам:
1. Увеличение тока покоя выходных транзисторов в 2-3 раза может происходить даже при небольшом нагреве самых низко- силовой входной транзистор, поэтому желательно контролировать режимы как можно большего числа каскадов.
2. Рекомендуется размещать каждый выходной транзистор на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок. Следует отметить, что ток покоя усилителя может существенно измениться при прогреве транзисторов (особенно VT3-VT4) и изменении напряжения питания, при этом локальные колебания тока покоя в пределах +/- 20 мА не влияют на параметры усилитель. Устройство температурной компенсации работает следующим образом. Транзистор VT7 прикреплен к радиатору VT10 (или VT11) через слюдяную прокладку.Когда радиатор нагревается, ток VT7 увеличивается, и он шунтирует опорное напряжение (смещение), подаваемое на эмиттеры VT3-VT4. При этом полностью исключена связь между эмиттерами, так как переменный ток VT7 включается в обратной полярности, а переменная составляющая питания сглаживается конденсаторами С13-С14 .. Это тоже источник сигнал ограничения тока выходных транзисторов (с VT8-VT9). Подбором резистора R25 в зависимости от размера выходных радиаторов подбираются тепловые режимы усилителя (графики на рисунке).

https://pandia.ru/text/78/393/images/image007_116.gif «alt =» (! LANG: усилитель мощности класса EA «>!}

Усилитель варианта 5 практически не требует настройки. Все сводится к проверке питающих напряжений, отсутствия постоянного напряжения на выходе и установке желаемого тока покоя при максимально прогретых выходных транзисторах. Дрейф тока покоя от температуры здесь меньше, чем в варианте 2 из-за меньшего усиления по току, но из-за большого усиления напряжения композитных транзисторов возможно чрезмерное усиление и ограничение сигнала, что вредно для переменного тока. , и может привести к выходу из строя транзисторов.Поэтому R19-R20 не следует делать меньше 0,075 Ом даже для мощных колонок, а повышать напряжение питания более +/- 30 В. нежелательно. При желании можно добавить терморегулятор и токовую защиту из варианта 6. Если у вас возникли трудности с измерением сопротивления 0,075 Ом, то выйти из ситуации можно двумя способами. один). Подключите параллельно два резистора 0,15 Ом или четыре резистора 0,3 Ом. 2). Измерьте сопротивление константановой или нихромовой проволоки (например, разобрав проволочный резистор 0.51 Ом, 1%), распрямите и точно разделите на равные части по длине, получив необходимое сопротивление (необходимо прибавить длину пайки). Концы отрезка желательно залудить на таблетке аспирина и протереть спиртом. Выпрямленная секция из нихрома не будет иметь индуктивности и может быть впаяна в плату в виде перемычки или планки. Трубчатые заклепки желательно вклепать в места пайки. Коэффициент гармоник усилителя 5-го варианта не более 0.008% во всем диапазоне частот и мощностей. Качество звука зависит от операционного усилителя и очень близко к варианту 6. Диапазон рабочего напряжения составляет от +/- 6 до +/- 30 В, и требуется только контроль тока покоя. В качестве примера на рисунках ниже показана печатная плата двухканального варианта усилителя. Выходные транзисторы — TIP142T / TIP147T в корпусах TO-220, с меньшими размерами, чем TIP142 / TIP147 в корпусах TO-3P. При встраивании в мультимедийные колонки, где есть вибрация, R13-R14 заменяются на одну постоянную 80… 100к. В миниатюрном варианте на небольших радиаторах следует подбирать такой, чтобы ток покоя на холодных радиаторах был 0 … 10 мА, а при сильном нагреве никогда не поднимался выше 40 … 60 мА. Все зависит от размера радиатора. Конденсатор С1 — малогабаритный керамический, С3 — неполярный электролитический.

Детали и конструкция … В усилителе лучше всего использовать операционный усилитель со скоростью нарастания выходного напряжения не менее 50 В / мкс с низким уровнем гармоник и собственных шумов, с полевыми транзисторами. на входе.Транзисторы VT3, VT4 следует выбирать с максимально возможным усилением, низким уровнем шума и слабой зависимостью тока коллектора от температуры. В качестве VT5-VT6 желательно использовать транзисторы с высокой частотой усиления и малой коллекторной емкостью. В усилителе вполне можно использовать отечественные операционные усилители и транзисторы, чтобы из тех же деталей переделать существующий усилитель. При использовании маломощных стабилитронов R9-R10 следует увеличить до 4,3 кОм. В зависимости от требуемого Uout необходимо изменить сопротивление R5, соблюдая условие: (R5 / R3) + 1 = Uout / Uin.При использовании других выходных транзисторов (полевых или при параллельном включении) может потребоваться подобрать сопротивление R29-R30 по падению напряжения на них 0,55 В в среднем положении двигателя R24 при отключенном VT10-VT11. Комплементарные пары (VT3 — VT4, VT5 — VT6 и т. Д.) Противоположных плеч не должны отличаться по усилению более чем на 5%. Симметрично расположенные резисторы верхнего и нижнего плеча также подбираются с допуском не более 5%. Это необходимое условие для симметрии выходного сигнала и предотвращения гармонических искажений.Резисторы R30-R31 состоят из двух параллельно включенных резисторов мощностью 0,2 Ом 2Вт, расположенных друг над другом. R30, R31 обязательно использовать без индуктивности. Резисторы с проволочной обмоткой использовать нельзя. Катушка L1 намотана на резисторе R35, содержит 2 слоя провода ПЭЛ 0,8 и пропитана лаком или клеем. L1, C9, R36 установлены на выходной плате. Площадь радиаторов VT5 — VTcm, VT1 — VT2 -1..2 см. Малогабаритный вариант усилителя 6 может быть установлен на плате размером 60х65 мм из фольгированной печатной платы 1.Толщиной 5 мм. На нем нет схем балансировки ОУ, так как при качественном ОУ при наличии С3-С4 балансировка 0 на выходе усилителя происходит автоматически. Если вам нужно изменить размер доски, вы можете переместить ее по сетке. На плате сохраняется последовательность общей шины заземления сильноточных и слаботочных цепей, и при необходимости ее можно разделить, сняв перемычки Х1 и Х2, а также перерезав дорожку в необходимых точках. Все дорожки залужены припоем.Токоведущие дорожки силовых цепей и нагрузок залужены толстым слоем припоя с уложенной одной жилой медного провода. Для всех транзисторов, установленных на радиаторах, обязательно использование теплопроводной пасты, а для транзисторов термодатчиков прокладки должны быть из слюды. В качестве С1 используется керамический конденсатор малогабаритного размера, а в качестве С3-С4 лучше всего использовать неполярный электролитический конденсатор 22 … 47 мкФ.


Плата усилителя, опция 6 (вид сбоку на компоненты, вид сбоку из фольги)
Размер 60×65 мм.Шаг сетки 2,5 мм. Размер 60х65 мм.


Плата двухканального усилителя. Вариант 5. Размер 55х60мм.

Настройка усилителя .

После проверки правильности установки вы должны:
1. Установите R6 и R24 в среднее положение.
2. Замкните накоротко вход усилителя на корпус.
3. Отпаять выходные транзисторы (VT11-VT12).
4. Включить питание.
5. Измерьте напряжение питания и +/- 15 В.
6. Установите (R6) напряжение 0 В на выходе усилителя.Если на выходе УМ выставлено 0В, а на выходе ОУ присутствует постоянное напряжение, то транзисторы следует подбирать попарно.
7. Установите R29-R30 на 0,55 В с помощью R24. (В 5 версии на R11-R12 = 1В).
8. Выключить питание, подключить выходные транзисторы, включив амперметр на 1 А в разрыв цепи коллектора VT10.
9. Включите питание и установите R24 ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 — 150 мА.
10. Измерьте ток покоя VT11, он не должен отличаться от текущего VT10 более чем на 5%.
Ток покоя выходных транзисторов можно установить в диапазоне от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звука, режима работы, теплового режима, размеров радиатора. Ток покоя необходимо установить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.
11. Проверьте работу термокомпенсации, измерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.

В аварийных ситуациях, когда через динамик протекает постоянный ток, его катушка перегорает, поэтому обязательным условием для мощных усилителей является использование защиты по переменному току.Блок защиты (рис. 11) работает следующим образом.

Диапазон напряжения питания: ………… ………………….. +/- 20… +/- 60В
Время отклика:
от постоянного напряжения + / — 1В ………………… ….. не более 0,5 сек.
от постоянного напряжения +/- 30В ………………… .. не более 0,1 сек.

При включении питания конденсатор C3 начинает заряжаться (от источника питания через R7-R8). Через 1 сек. напряжение на нем достигает значения, достаточного для размыкания VT3, затем размыкается VT4, и реле подключает переменный ток к усилителю своими контактами.При нормальной работе усилителя переменное напряжение с его выхода не успевает зарядить С1-С2, а в аварийной ситуации постоянное напряжение с выхода усилителя откроет VT1 или VT2 (в зависимости от полярности), напряжение на C3 уменьшится, и реле отключит переменный ток. В случае ложных срабатываний защиты на большой громкости следует увеличить мощность C1-C2. Рекомендуется использовать отдельный блок защиты переменного тока для каждого канала и подавать питание напрямую от усилителя.При таком подключении при перегорании одного из предохранителей блок защиты никогда не подключит динамик к усилителю. Реле (U P1) должно питаться от источника, который имеет меньшую емкость фильтра мощности, чем сам усилитель, чтобы при отключении питания реле P1 выключалось первым. Реле следует использовать с максимально возможной площадью контакта и усилием пружины, так как миниатюрные реле (особенно герконовые) имеют случаи перегорания контактов и невозможность отключения в аварийной ситуации.


Плата защиты переменного тока. Вариант 2.60х30мм. Шаг сетки 2,5 мм.

Усилитель

эксплуатируется с февраля 2004 года и показал исключительную естественность и качество звука с колонками Korvette 150AC-001M, Wharfedale — Pacific Evolution — 20 и Vega 50AC-106, что побудило нас предложить эту конструкцию вашему вниманию.

Для тестирования использовался компакт-диск «Электроакустическая лаборатория ТРЕУГОЛЬНИК». www. …

Литература:
Ю.Митрофанов. ЭА в УМЗЧ. Радио № 5, 1986, Астрахань, 2010
Г. Брагин. УМЗЧ. Радио № 12,1990, александр. ***** @ *** ru

В заключение хочу выразить благодарность участникам форума особенно tsf54, Vityok, inol, pit55, genius XZ, spiridonoff за помощь и поддержку.

Скачать печатные платы в формате LAY и DOC
Скачать печатную плату в формате LAY (v.6) — прислал sevanin

Обсуждение схемы на аудиофоруме

Универсальные характеристики

TDA2030 Усилители мощности

Эта микросхема усилителя NCH TDA2030A фирмы ST Microelectronics пользуется заслуженной популярностью среди радиолюбителей.Он имеет высокие электрические характеристики и невысокую стоимость, что позволяет с наименьшими затратами собрать на ней высокие УНЧ мощностью до 18 Вт. Но не все осознают его скрытые достоинства: оказывается, на IMS можно собрать ряд других полезных устройств. Микросхема TDA2030A представляет собой усилитель мощности Hi-Fi класса AB мощностью 18 Вт или драйвер для УНЧ мощностью до 35 Вт (с мощным внешним транзистором). Он обеспечивает высокий выходной ток, имеет небольшие гармонические и интермодуляционные искажения, широкополосный усиленный сигнал, очень низкий уровень собственного шума, встроенную защиту от коротких замыканий на выходе, автоматическую систему ограничения рассеиваемой мощности, удерживание рабочей точки выходных транзисторов. IMS в безопасной зоне.Этот чип реализован в оболочке Pentawatt и имеет 5 выводов. Для начала кратко рассмотрим несколько стандартных схем приложения IMS — басовых усилителей. Схема модели с включением TDA2030A показана в Рисунок 1.

Эта микросхема включена в схему неинвертирующего усилителя. Коэффициент усиления определяется соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3, образующих цепочку ООС. Он рассчитывается по формуле Gv = 1 + R3 / R2 и может быть легко изменен подбором сопротивления резистора.Обычно это делается через резистор R2. Как видно из формулы, уменьшение сопротивления сопротивления увеличивает коэффициент усиления (чувствительности) УНЧ. Емкость конденсатора С2 светится тем, что его емкость Hs = 1/2? FS на более низкой рабочей частоте был ниже R2 как минимум в 5 раз. В данном случае на частоте 40 Гц Hs 2 = 1 /6, 28 * 40 * 47 * 10 -6 = 85 Ом. Входное сопротивление определяется резисторами R1. В качестве VD1, VD2 можно использовать любые кремниевые диоды с током I OL 0.5 … 1 А и У ОБР более 100, например КД209, КД226, 1Н4007. Крючок-ИМС в случае униполярного источника питания проиллюстрирован на Рис. 2.

Делитель R1R2 и резистор R3 образуют цепочку переключения, чтобы получить на выходе ИМС (вывод 4) напряжение, равное половине питающего. . Это необходимо для усиления как симметричных полуволн входа. Параметры этой схемы при Vs = +36 В соответствуют схеме, изображенной на рисунке 1, при напряжении источника питания ± 18 В.Пример микросхемы в качестве драйвера для УНЧ с мощным внешним транзистором показан на Рис.3.

Когда Vs = ± 18 В при нагрузке 4 Ом, мощность усилителя 35 Вт. В цепь питания IMS входят резисторы R3 и R4, перепад которых открывается для транзисторов VT1 и VT2 соответственно. При небольшом выходном (входном) токе, потребляемом IMS, низкое и падение напряжения на резисторах R3 и R4 недостаточно для открытия транзисторов VT1 и VT2. По мере увеличения входного напряжения увеличивается выходной и потребляемый ток IMS.При достижении его значения 0,3… 0,4 А падение напряжения на резисторах R3 и R4 составит 0,45… 0,6 В. Начнут открываться транзисторы VT1 и VT2, при этом они будут включены вместе с внутренними транзисторами IMS. В качестве VT1 и VT2 можно использовать любую пару комплементарных транзисторов соответствующей емкости, например КТ818, КТ819. Квадратная схема, включающая IMS, проиллюстрирована на Рис. 4.

Сигнал от коммерческого IMS DA1 через делитель R6R8 на инвертирующем входе DA2, который предоставляет чипы в противоположном направлении.При этом увеличивается напряжение на нагрузке и, как следствие, повышается выходная мощность. При Vs = ± 16 В при нагрузке 4 Ом выходная мощность достигает 32 Вт. Для любителей двух-, трех-УНЧ этот ИМС — идеальное решение, так как он может напрямую собирать активные ФНЧ и ФВЧ. Схема трехкомпонентного УНЧ показана на рис.5.

Низкий канал (НЧ) выполнен по схеме с мощными выходными транзисторами. На входе ИМС DA1 включены ФНЧ R3C4, R4C5, первое звено ФНЧ R3C4 включено в цепь усилителя ООС.Такие конструкции позволяют простым управлением (без увеличения количества звеньев) получить достаточно высокий наклон спада фильтра ACHH. Усилитель среднего (SCH) и высокочастотного (HF) каналов собран по модельной схеме для IMS DA2 и DA3 соответственно. На входе в канал SCH входят FHP C12R13, C13R14 и LPF R11C14, R12C15, которые вместе обеспечивают полосу пропускания 300 … 5000 Гц. Фильтр частотного канала собран в ячейках C20R19, C21R20. Частоту среза каждого звена или ФНЧ HPF можно рассчитать по формуле f = 160 / RC, где частота f выражается в Гц, R — в килоомах, S — в микрофарадах.Эти примеры не исчерпывают возможности использования IMC TDA2030A в качестве усилителя низких частот. Например, вместо питания двухполярного изделия (рис.3, 4) можно использовать однополярное питание. Для этого минус источника питания следует заземлить на неинвертирующий (вывод 1) входной файл смещения, как показано на рисунке 2 (элементы R1-R3 и S2). Наконец, на выходе ИМС между 4 и нагрузочным выводом должен быть включен электролитический конденсатор, а блокировочные конденсаторы на цепи-V из схемы следует исключить.

TDA2030A IMS представляет собой не что иное, как операционный усилитель с мощным каскадом выходного дня и очень хорошими характеристиками. На основании этого были разработаны и протестированы несколько нестандартных включений. Некоторые схемы были протестированы «вживую» на макетной плате, некоторые — смоделированы в Electronic Workbench.

Мощный ретранслятор сигнала.

Сигнал на выходе устройства Рис.6 повторяется по форме и амплитуде входного, но имеет большую мощность, то есть схема может работать при низких давлениях.Повторитель можно использовать, например, для умощнения источников питания, увеличивая выходную мощность низкочастотного генератора (так можно сразу почувствовать головной динамик или акустические системы). Полоса рабочих частот повторителя линейна от постоянного тока до 0,5 … 1 МГц, что более чем достаточно для генератора НЧ.

Умощение источников питания.

Этот чип включен как сигнал повторителя, выходное напряжение (выход 4) является входом (выход 1), а выходной ток может достигать значений 3.5 А. Благодаря встроенной схеме защиты не боится коротких замыканий в нагрузке. Стабильность стабильности выходного напряжения определяется эталоном, то есть стабилизатором VD1 на рис.7 и интегральным стабилизатором DA1 на рис.8. Естественно, что по схеме, показанной на фиг.7 и фиг.8, можно собирать стабилизаторы и другие напряжения, только нужно иметь в виду, что общая (полная) мощность, рассеиваемая микросхемой, не должна превышать 20 Вт. Например, нужно построить стабилизатор на 12 В и ток 3 А.Имеется готовый источник питания (трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра), который дает U IP = 22 В, с необходимой токовой нагрузкой. Затем на микросхеме происходит падение напряжения U IMS IP = U — U VYH = 22-12 В = 10 В и при токовой нагрузке 3 А рассеиваемая мощность достигает значений R = U RAS IMS * I * N = 10B = 3A W 30, что превышает максимальное значение для TDA2030A. Максимально допустимое падение напряжения в IMS можно рассчитать по формуле:

U IMS = R RAS.MAH / I N. В нашем примере U IMS = 20 Вт / 3 A = 6,6 В, поэтому максимальное напряжение выпрямителя должно быть U = U новый IP + U IMS = 12 В + 6,6 В = 18,6 В. Количество витков вторичной обмотки трансформатора уменьшится. Сопротивление балластного резистора R1 в схеме, показанной на рис.7, можно рассчитывать по формуле:

R1 = (U IP — U CT) / I ST, где U ST и ST I — стабилитрона напряжения и тока соответственно.Пределы стабилизации тока можно найти в справочнике, на практике для низких стабилитронов его выбирают в пределах 7 … 15 мА (обычно 10 мА). Если силу тока в приведенной выше формуле выразить в миллиамперах, величина сопротивления, которую нужно получить, будет в килоумах.

Простой лабораторный блок питания.

Путем изменения напряжения на входе IMS с помощью потенциометра R1, производится плавно регулируемое выходное напряжение. Максимальный ток, выдаваемый микросхемой, зависит от выходного напряжения и ограничивается такой же максимальной рассеиваемой мощностью на IMS.Рассчитать это можно по формуле:

I MAX = R RAS.MAH / U IMS

Например, если выходное напряжение U выставлено VYH = 6, на микросхеме происходит падение напряжения U IMS IP = U — U VYH = 36-6 = 30, следовательно, максимальный ток I MAX = 20 Вт / 30 = 0,66 А. При U VYH = 30 В максимальный ток может достигать максимум 3,5 А, а также небольшое падение IMS (6).

Стабилизированный лабораторный источник питания.

Источник стабилизированного опорного напряжения — микросхема DA1 — питается от параметрического стабилизатора на 15, собранного на стабилитроне VD1 и резисторе R1. Если IMS питает DA1 напрямую от источника +36 В, его можно легко повредить (максимальное входное напряжение для IMS 7805 составляет 35 В). IMS DA2 включен в схему неинвертирующего усилителя, коэффициент усиления которого определяется как 1 + R4 / R2 и равен 6. Следовательно, потенциометр регулировки выходного напряжения R3 может принимать значение от почти нуля до 5 * 6 = 30 В.Что касается максимального выходного тока, то для данной схемы справедливо все это для простого лабораторного блока питания (рис.9). Если это менее регулируемое выходное напряжение (например, от 0 до 20 в U IP = 24), элементы VD1, S1 можно исключить из схемы, а вместо R1 установить перемычку. При необходимости максимального выходного напряжения можно изменить подбором резисторов сопротивления R2 и R4.

Регулируемый источник тока.

На входе инвертирующий IMS DA2 (вывод 2), благодаря ООС через резистивную нагрузку, поддерживаемую натяжением U BX.Как видно из формулы, ток нагрузки не зависит от сопротивления нагрузки (конечно, до определенных пределов, из-за конечного напряжения IMS). Таким образом, изменяя U BX с нуля до 5 В с помощью потенциометра R1, с фиксированным значением сопротивления R4 = 10 Ом, можно контролировать напряжение тока 0 … 0,5 А. Устройство можно использовать для зарядки. аккумуляторы и гальванические элементы. Зарядный ток стабильный на протяжении всего цикла зарядки и не зависит от величины разряда аккумулятора или нестабильности питающей сети.Максимальный зарядный ток, отображаемый с помощью потенциометра R1, можно изменять, увеличивая или уменьшая сопротивление резистора R4. Например, при R4 = 20 Ом он имеет значение 250 мА, а при R4 = 2 Ом достигает 2,5 А (см. Формулу выше). Для схемы справедливы ограничения по максимальному выходному току, как для цепей стабилизации напряжения. Еще одно применение мощного ингибитора тока — измерение малых сопротивлений через вольтметры по линейной шкале. Действительно, если значение тока выставляют, например, 1 А, подключено к схеме резистора сопротивлением 3 Ом, то по закону Ома для получения падения напряжения его U = l * R = l A * 3 Ом = 3 В, и подключение, скажем, сопротивления резистора 7.5 Ом получаем падение 7,5 В. Конечно, этот ток можно измерить только мощными Low резисторами (3 В на 1 А — это 3 Вт, 7,5 В * 1 А = 7,5 Вт) Но можно уменьшить измеряемый ток и используйте вольтметр до нижнего предела измерения.

Мощный генератор прямоугольных импульсов.

Планы мощного генератора прямоугольных импульсов показаны на рис.12 (при биполярной диете) и рис.13 (при униполярном питании). В планах можно использовать, например, устройство сигнализации.Эта микросхема включает в себя триггер Шмитта, а вся схема представляет собой классический релаксационный RC-генератор. Учитывайте количество рабочих мест. 12. Предположим, что в момент выхода мощности IMS движется в сторону положительного уровня насыщения (U VYH = + U IP). Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R3 с постоянным временем Cl-R3. Когда напряжение на C1 достигнет половины положительного напряжения источника питания (+ U IP /2), IMS DA1 переключится на отрицательное насыщение (U VYH = -U IP). Конденсатор C1 разряжается через резистор R3 одновременно с Cl R3 до напряжения (-U IP /2), когда IMS снова переключается в положительное состояние насыщения. Цикл будет повторяться с 2,2 C1R3, независимо от напряжения питания. Частоту импульсов можно рассчитывать по формуле:

f = l / 2,2 * R3Cl. Если сопротивление выразить в килоумах и мощность в микрофарадах, то частоту получится в килогерцах.

Мощный низкочастотный генератор гармонических колебаний.

Электрическая схема мощного низкочастотного генератора гармонических колебаний представлена ​​на рис.14. Генератор собран на мосту Вин, образованном элементами DA1 и S1, R2, C2, R4, обеспечивающими необходимый фазовый сдвиг в цепи ПОС. Коэффициент усиления IMS по напряжению, при одинаковых значениях Cl, C2 и R2, R4 должен быть точно равен 3. При меньшем значении Ku флуктуации затухают, а при повышении — резко возрастают искажения выходного сигнала. Коэффициент усиления по напряжению определяется сопротивлением ламп накаливания ELI, EL2 и резисторов Rl, R3 и составляет Ky = R3 / Rl + R EL1, 2. Лампы ЭЛИ, ЭЛ2 служат элементами с переменным сопротивлением в цепи ООС. При увеличении выходного напряжения сопротивление лампы накаливания за счет нагрева увеличивается, вызывая уменьшение коэффициента усиления DA1. Таким образом, стабилизируется амплитуда выходного сигнала генератора и минимизируются искажения формы синусоидального сигнала. Минимальные искажения при максимально возможной выходной амплитуде добиваются через подстроечный резистор R1. Для исключения влияния нагрузки на частоту и амплитуду выходного сигнала на выходе генератора включена цепочка R5C3, частота генерируемых колебаний может быть определена по формуле:

f = 1 / 2piRC.Генератор можно использовать, например, при ремонте и проверке головок громкоговорителей или громкоговорителей.

В заключение, микросхемы должны быть установлены на радиатор с охлаждаемой поверхностью площадью не менее 200 см. 2. При разводке средств печатной платы для усилителя необходимо, чтобы НЧ дорожка «заземлялась» шинами для ввода, а также источник питания и выход, суммированные с разных сторон (проводники к этим клеммам не должны быть продолжением друг друга, а собираться вместе в виде звездочек »).Это необходимо для минимизации фона переменного тока и исключения возможности самоусилителя с выходной мощностью, близкой к максимальной.

По журналу Радіоаматор

Теги: усилитель мощности, схема, электронная схема, усилитель звука, дизайн, базовые знания

oos:% 20out% 20of% 20service в греческом — англо-греческом словаре

Слов с похожим написанием:
SOS, зоопарки ОАГ, OCS, опс, OMS, QoS, шиканье ухаживает OBS, мос, ох, воркование, ой, OD, мычание ох, ОК, ох, AOS, BOS, Coos, IOS, КОС, Лос, MOS, NOS, ODS, ОФС, ОНС, OO, ООМ, Ооо, ОРС, ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, OSS, ОЦ, ОВС, OWS, Оомс, POS, ДО, РОС, Роос, TOS, соз, дос, фус, шлюха iOS, туалеты обс. охос, какашки tos, Операционные директора, DOS, DoS, EOS, FOS, ООП, ToS

Корень

Woo- oo .Смерть такая эрогенная.

Ο θάνατος είναι ερωτογενής.

OpenSubtitles2018.v3

Новый председатель: генерал-лейтенант Кхин Зау Oo , управляющий директор: генерал-майор Вин Тхан

ος πρόεδρος: Αντιστράτηγος Khin Zaw Oo , Διευθύνων Σύμβουλος: Υποστράτηγος Win Than

ЕврЛекс-2

Бригадный генерал Тан Оо — командующий 99-й легкой пехотной дивизией вооруженных сил Мьянмы (Татмадау).

αξίαρχος Than Oo είναι ο Διοικητής της 99ης μεραρχίας ελαφρού πεζικού των ενόπλων δυνάμεων τηρ (Tatawμεων τηάρ.

Eurlex2019

Это ознаменовывает церемонию принятия oo .

Предварительный просмотр параметров номеров шт.

OpenSubtitles2018.v3

Новый председатель: генерал-лейтенант Кхин Зау Oo , управляющий директор: генерал-майор Вин Тан (Приложение II, G25a)

ος πρόεδρος: Αντιστράτηγος Khin Zaw Oo , Διευθύνων Σύμβουλος: Maj-Gen Win Than (αράρτημα II, G25a)

ЕврЛекс-2

(Министерство промышленности 2), управляющий директор: Oo Zune

(πουργείο Βιομηχανίας 2) Διευθύνων Σύμβουλος: Oo Zune

ЕврЛекс-2

Оо мальчик, он без волос выглядит иначе.

Φίλε , δείχνει διαφορετικός χωρίς τα μαλλιά.

OpenSubtitles2018.v3

Бригадный генерал Тан Оо — командующий 99-й легкой пехотной дивизией вооруженных сил Мьянмы (Татмадау).

Ο ταξίαρχος Than Oo είναι ο διοικητής της 99ης Μεραρχίας Ελαφρού Πεζικού των Ενόπλων Δυνάμεων τη Μι.

Eurlex2018q4

opensubtitles2

OpenSubtitles2018.v3

Оо ты думаешь, я бы сделал что-то подобное, не приходя к тебе?

θα μπορούσα να κάνω κάτι τέτοιο πριν μιλήσω μαζί σου;

OpenSubtitles2018.v3

Oo твоя работа и держи рот на замке

νε τη δουλειά σου και μημιλάς

opensubtitles2

Винс, сейчас 9:11:30 или 9:11:31.

Βινς, είναι 9 το πρωί.

OpenSubtitles2018.v3

Какие действия Совет предпринял в соответствии с резолюцией Европейского парламента от 17 ноября 2005 г. по Бирме (P6_TA-PROV (2005) 0444), в частности параграфом 7, в котором содержится призыв к назначению высокопоставленного посланника ЕС для работы по обеспечению освобождения Аунг Сан Су Чжи, Хкун Хтун Oo и других политических лидеров, чтобы разработать всеобъемлющую стратегию ЕС по Бирме, позволяющую доставлять гуманитарную помощь народу Бирмы из Бирмы и через трансграничные стратегии, а также обеспечить переход к демократии и уважению прав человека?

Ποια δράση έχει αναλάβει το Συμβούλιο κατόπιν του ψηφίσματος του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου της 17ης Νοεμβρίου του 2005 σχετικά με τη Βιρμανία (P6_TA-PROV (2005) 0444), ιδίως όσον αφορά την παράγραφο 7, η οποία ζητεί τον διορισμό υψηλόβαθμου απεσταλμένου της ΕΕ με αποστολή την καταβολή προσπαθειών για την απελευθέρωση της Аун Сан Су Чжи, του Hkun Htun Оо και άλλων πολιτικών ηγετών, την χάραξη σφαιρικής στρατηγικής της ΕΕ για τη Βιρμανία που θα επιτρέψει την παροχή ανθρωπιστικής βοήθειας στον βιρμανικό λαό από το εσωτερικό της Βιρμανίας κάνοντας χρήση διασυνοριακών στρατηγικών, καθώς και την επιδίωξη της μετάβασης στη δημοκρατία και στον σεβασμό των ανθρωπίνων δικαιωμτν;

не задано

Бригадный генерал Сан Оо а.к.а. Hsan Oo

Ταξίαρχος San Oo άλλως Hsan Oo

ЕврЛекс-2

D15a | Maj-Gen Maung Oo | Внутренние дела |

Δ15α | Ποστράτηγος Maung Oo | Εσωτερικών |

ЕврЛекс-2

( oo ) документы, указанные в Статье 45 (1), за последний отчетный год с 1 июля 2022 года по 30 июня 2023 года.

γ) τα έγγραφα που αναφέρονται στο άρθρο 45 παράγραφος 1 για την τελευταία λογιστική χρήση, απυόυ υυ ο

ЕврЛекс-2

Бриг-Джен Соэ Оо

Ταξίαρχος Soe Oo

ЕврЛекс-2

Оо -оо, вы все нарядились.

Τα καλά σου έβαλες;

OpenSubtitles2018.v3

Вы знаете, « Oo -mox For Fun …»

ρεις, « υ -μοξ για διασκέδαση …»

OpenSubtitles2018.v3

Около 7: oo .

ερίπου στις εφτά .

OpenSubtitles2018.v3

Оо вы хотите отвечать за то, что он делает после того, как вешает трубку?

‘αναλάβετε την ευθύνη για ό, τι διαπράξει μετά το τηλεφώνημα;

OpenSubtitles2018.v3

Оо — давно его звали

Ου -Λονγκ τον έλεγαν.

OpenSubtitles2018.v3

ЗАГРУЗИ БОЛЬШЕ

Список самых популярных запросов: 1К, ~ 2К, ~ 3К, ~ 4K, ~ 5К, ~ 5-10К, ~ 10-20К, ~ 20-50К, ~ 50-100К, ~ 100–200 тыс., ~ 200-500К, ~ 1 млн

Двухтактный ламповый усилитель по схеме 6П45С.Одиночный усилитель на лампах. Установка транзисторов стабилизатора

Представляю свой вариант одноступенчатого усилителя на лампе 6П45С. За основу была взята схема Манакова А.

.

Я не смог найти 6,5п, поэтому решил попробовать 6п15п и 6п14п. Мне показалось, что 6п14п лучше звучит, к тому же доступнее.

Лампа 6П45С с фиксированным рабочим объемом ведет себя нестабильно (плавает ток). С автоматической пластиной большая рассеиваемая мощность на катодном резисторе.Я выбрал компромиссный вариант — полуавтоматический офсет.

Катодный резистор 150 Ом притянут конденсатором 2200МКФ * 35 Вольт. В сеть подается отрицательное смещение от отдельного маломощного трансформатора (можно сделать доп. Обмотку НАТС-180). Я использовал транзистор 12В от маломощного блока питания (50-200мА), включив вторичную обмотку 6,3В.

ТС-180 используется как форс. Оптимальный вариант: использование двух ТС-180 (два моноблока) или одного ТС-270.

Схема усилителя

В выходные можно применить ТС-180 без переделки, но лучше перемотать, так как без перемотки будет спад по версалам и низам.Первичная обмотка (750 витков на каждую катушку, диаметр провода 0,3-0,35 мм) находится между вторичными частями (120 + 120 ватт на каждую катушку, диаметр 0,6-0,7 мм). Две первичные обмотки подключены последовательно, четыре вторичных — параллельно (на нагрузке 8 Ом). Лучше конечно купить корпоративный транс, но денег он стоит и немаленький. Вам решать. Многие считают, что из железа TS-180 не сделать хорошего транса. Может и не в идеале, но на бесплатном …

Однако случилось вот что, FN-23Hz.FB-26000Hz при -1 дБ. Мощность 4 Вт. Мощность до предела-8Вт. Максимум-12Вт.

Нашел у Клауса статью «Варианты фиксированного смещения» и решил поэкспериментировать с 6П45С. Результат порадовал. Вариант для 6П45С-напряжение смещения -125 вольт подается через стабортон 72 вольт. При изменении напряжения сети от 160 до 250 вольт мощность на аноде остается практически постоянной.

Настройка. Настройка заключается в подборе резистора R4 в цепочке 2Y mesh 6P14P на максимум усиления и регулировке тока анода 6p45s с резистором хода R10 по падению напряжения на R9-0,165 вольт.

Комментариев к статье:

Предыстория проекта.
Как-то мне привезли поп-усилитель, двухканальный. Возраст ему лет 15, производство Украина.
Корпус Raequet, высота 4U (178 мм), глубина 370 мм. Внутри 8 штук 6п45с, 2 штуки 6н1п, 2 штуки 6н6п. Охлаждение шумным вентилятором от кухонной вытяжки. На передней панели стоит 300 + 300.
Только вот что?
Трансформатор силовой, общий на оба канала, намотанный на сальник от ОСМ-0.4. Поскольку здесь только тепло потребляет не менее 140 Вт, сколько мощности получают аноды выходных ламп и какую выходную мощность можно получить от этого, чтобы отразить эффективность? 100 Вт на канал, не более.К тому же усилитель был взят ужасно, и был в нерабочем состоянии, представлял в общем хлам. Смысл дальнейшего использования этого конструктива ограничивается объемом выдвижного ящика, который в его состав входят выходные трансформаторы и бюджет.
С учетом всех этих факторов задача приобрела вид «сделай хоть что-нибудь», как альтернатива выкинуть старую коробку и купить что-нибудь другое.

В процессе прояснения и анализа конструкции стало ясно, что она будет полностью реализована, что позволяет объем кузова и компоновка, не работает из-за ограниченного бюджета.Поэтому в проекте сразу вышили рефери (например, оставили место под дополнительный силовой трансформатор). В итоге на этом конструктиве собрана следующая схема, без претензий на оригинальность, конструкция практически повторяет оригинал.

Не показаны только простейшие светодиодные индикаторы сигналов и индикаторы перегрузки, они не изменились и работают от вторичной обмотки трансформатора. Все резисторы МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Резисторы R3 и R7 имеют мощность 1 Вт.Резисторы R10 — R13, R16, R26 — R33 имеют мощность 2 Вт. Пленочные конденсаторы К73-9 и К73-17.

Охлаждение осуществляется вентилятором компьютера, который нагнетается от дополнительного небольшого трансформатора с диодным мостом и конденсатором. Часть элементов и их наименования достались «по наследству», часть — за счет содержимого «прикроватных тумб».

Первое включение. Утепление, настройка вытеснения. Явных проблем с самовозбуждением, которые могут возникнуть при использовании ламп 6п45с, нет.Фон в пределах разумного, особенно с учетом разнообразия предназначения аппарата. Полученный звук нельзя назвать совершенством езды, но это уже что-то! Теперь владелец может сам решить, насколько ему это нужно, и при положительном ответе вложить деньги в улучшение аппарата, в разумных пределах, естественно.

Модернизация
В первую очередь займемся силовыми трансформаторами. Первый вариант — добавить еще кусок ОСМ-0.4. На двух таких деталях уже можно более или менее реализовать потенциал мощности, а индукцию можно уменьшить.Второй вариант — заменить существующие силы безопасности на три тороида. Один для нагрева + вытеснения, два одинаковых анода, а в последнем только один вторичный (упрощение подвижности в этом случае полезно и актуально). Далее добавляем емкость к анодному источнику питания выходного каскада, до 2 … 5 матеров на этаж. Все пленочные конденсаторы заменяем на «более повторяющиеся», номиналы С4 и С5 увеличиваются до 1 … 2,2 мкФ. Правильные режимы работы драйвера на 6Н6П. Настройте обратную связь. Не забываем о цепочке вытеснения.Можно сделать более надежным. Входные и выходные разъемы, регуляторы … Нет предела совершенству. При построении конструкции без «наследственных» ограничений можно попробовать выполнить аодный выпрямитель в виде удвоителя вместо двух мостов. При этом дополнительно упрощается анодный трансформатор, которому, еще раз напоминаем, должно хватить мощности. Некоторое повышение напряжения на нижнем этаже позволит использовать электронный дроссель для питания сеток экрана выходных ламп.Электронный дроссель может быть на каждый канал.

P. S. Приведенная выше схема с учетом рекомендаций при достойной реализации вполне может сыграть. И громко. От такой конструкции можно получить мощность порядка 120 … 160 Вт на канал. Попытки выжать побольше — только в ущерб качеству звука и надежности устройства, последняя проблема Для поп-усилителя она стоит особенно остро.

Навигация по записям


  • Предыдущая версия статьи была написана (точнее, скомпилирована) в ужасной спешке.Выходной каскад собран с фиксированным смещением, требует регулировки анодного тока в режиме тишины по допуску падения напряжения 0,035-0,04В постоянного тока На резисторах 1 Ом в катодах ламп выходного каскада с подстроечными сопротивлениями в блок питания. Поддерживаемый каскадный фазоинвертор выполнен […]

  • Описанный в статье Bestrancentor ламповый транзисторный усилитель мощности одностороннего действия является дальнейшим развитием Принципы и подходы описаны в первой статье, и при должном исполнении вы получите полную — продуманный Hi-end дизайн, который по музыкальности, качеству и красоте звука в одном ряду с лучшими образцами классических ламповых трансформаторных усилителей мощности.Имеется масштабная панорама, глубокая и хорошо прорисованная […] сцена и […]

  • Выходная мощность однобитного ONLC может быть увеличена путем параллельного подключения к выходной каскадной лампе другой или нескольких ламп. . Таким образом, при неизменном неизменном и анодном напряжении анодного тока и, соответственно, выходная мощность каскада увеличивается в два и более раз. Пример параллельного включения дополнительной лампы в оконечный каскад одномерного УНГ показан на рис.один. […]

Усилитель мощности на два 6П45С предназначен для повседневной работы в эфире. Кроме того, начинающим радиолюбителям можно порекомендовать повторить короткие волны. В усилителе используются лампы 6П45С, которые есть в наличии, обладают хорошей линейностью и огромным ресурсом работы (5000 часов). Их можно использовать даже после многих лет эксплуатации в блочном сканере телевизора. Усилитель мощности на двух 6П45С имеет выходную мощность 200 Вт на всех диапазонах кВ при входной мощности 30 Вт и собран в уполномоченном органе с габаритными размерами 193х393х270 мм.

Часто начинающие радиолюбители (и не только) приобретают недорогой импортный трансивер, не имеющий встроенного антенного тюнера (устройства автосогласования). Исходя из этого, в усилителе мощности на двух 6П45С применяется включение ламп с общим катодом, в котором напряжение возбуждения подается на управляющую сетку. Усилитель позволяет «разгрузить» трансивер, высвободив его из антенны. По сути, как сейчас принято говорить, это активный антенный тюнер.Помимо прочего, трансивер защищен от зарядов статического электричества на зажимах антенны и других неприятностей, связанных с этим (например, обрыв антенны или короткое замыкание в ней). В случае пробоя ламп (маловероятно возникновение при использовании ламп 6П45С) такое схемное решение намного безопаснее для трансивера, чем схема с общими сетками.

Принципиальная схема усилителя мощности на два 6P45C показана на рисунке. Входной сигнал через ВЧ разъем Xw1 и контакты реле K1.1 состоит из двух VH с частотой среза 32 МГц, которые выполнены в виде P-контуров, входное и выходное сопротивления которых составляют 100 Ом. На входе усилителя П-цепи он включен параллельно, поэтому входное сопротивление составляет 50 Ом. На схеме отсутствуют включенные в ФНХ конденсаторы емкостью около 60 ПФ. На самом деле эти конденсаторы образованы сборочными и другими емкостями. Контейнер ввода FNC образован емкостью коаксиального кабеля, с помощью которой выход трансивера подключается к входу усилителя, а также емкостью установки и емкостью контактов реле К1.1 реле, что на 120 пФ. Излучательная способность коаксиального кабеля РК50-3-13 составляет 110 пФ / м, следовательно, длина кабеля, соединяющего трансивер с усилителем мощности на двух 6П45С, должна быть около 90 см. Точнее длина кабеля выбирается не ниже CWW при установке усилителя мощности на два 6P45C.

В выходную емкость каждого FNH включены входной контейнер лампы (55 ПФ) и монтажная емкость (приблизительно 5 ПФ), что составляет 60 ПФ.Использование FNC полезно сразу по нескольким причинам. Во-первых, для снижения уровня высших гармоник, во-вторых, для компенсации емкости коаксиального кабеля, соединяющего усилитель с трансивером, длина которого не должна превышать 0,1 от длины короткой волны усиливаемого сигнала, т.е. 1 м. Когда это условие выполняется, кабель является контейнером и не преобразует входное сопротивление усилителя. В-третьих, FGH компенсирует входной контейнер лампы, в результате чего входное сопротивление усилителя становится частотно-независимым, а амплитуда сигнала возбуждения не уменьшается с увеличением частоты.Очевидно, что использование FNH оправдано.

Выходы FNC загружены на резисторы (соответственно R7 и R10). С этими резисторами через конденсаторы C7 и C9 переменное высокочастотное напряжение поступает на управляющие сети VL1 и VL2. Коэффициент усиления каждой лампы в 6,7 раза больше мощности (примерно 8,2 дБ). Это, конечно, немного и сравнимо с усилением при работе с разделяемыми сетками, но оправдывается очень стабильной работой усилителя. К тому же его входная часть упрощена.Задача фильтрации побочных колебаний на входе усилителя не ставилась, т.к. с этим справляются выходные цепи трансивера, хотя некоторая фильтрация высших гармоник, конечно, происходит.

Такая конструкция усилителя мощности на двух 6p45 имеет еще одно преимущество, заключающееся в том, что проходные емкости ламп не суммируются, что происходит при параллельном расположении ламп. Следовательно, дополнительно повышается устойчивость усилителя.

Применение переключаемого анодного дросселя в сочетании с другими принятыми мерами позволило получить одинаковую выходную мощность (200 Вт) на всех диапазонах кВ.Дрозд ДРЗ и конденсатор С12 служат для защиты источника питания с возможным усилителем самовозбуждения на УКВ. На выходе П-цепи для удобства настройки установлен вольтметр. В режиме передачи при нажатии педали срабатывает электронный ключ на транзисторах VT1 и VT2. Транзистор VT2 открывается, и срабатывает реле К1 — КЗ, включенное в его коллекторную цепь. Контакты реле К3.1 (рис. 2) переключаются, и на лампы подается напряжение питания от стабилизатора напряжения, выполненного на транзисторе VT1.Стабилизатор параллельного типа, защищающий лампы при динатронном эффекте анода или экранной сетки, несмотря на свою простоту, работает хорошо. Резистор R9, подключенный к выходу стабилизатора, облегчает тепловой режим транзистора VT1 в режиме приема.

Конечно, можно применить параллельно-последовательный стабилизатор напряжения, что более экономично, но и намного сложнее, т.к. фактически содержит два стабилизатора. Такое конструктивное усложнение с не очень значительной экономией, по мнению автора, нецелесообразно.Работу стабилизатора можно улучшить, применив вместо балластного резистора R5 лампочку на соответствующее напряжение и ток, которые будут играть роль Бартера, увеличивая коэффициент стабилизации. По сути, параллельный стабилизатор напряжения — это просто мощный качественный стабилизатор, ток через который (62 — 70 мА) устанавливается с помощью балластного резистора R5.

Силовой трансформатор1 блока питания включается в сеть плавно, через ограничительный резистор R1, который через некоторое время после включения переключает контакты B1 в среднее нейтральное положение.Такая простая схема включения существенно продлевает срок эксплуатации ламп и силовых трансформаторов, да и всего усилителя в целом. Известно, что нить накала холодной лампы имеет сопротивление в десять раз меньше, чем нить прогрева. Следовательно, лампа лампы лампы в десять раз больше, чем номинальный ток протока. Большой ток во время появления напряжения приводит к перегрузке тепловой нити, разрушает ее структуру и сокращает срок службы лампы. Поэтому использование плавного включения более чем оправдано.

На входе силового трансформатора силовой фильтр установлен на двух обмоточных дросселях DR1 и конденсаторах C1 и C2. Источник анодного питания имеет защиту от превышения анодного тока. Резистор R11 (рис.) Ограничивает ток при пробном или коротком замыкании выхода анодного источника напряжения на уровне 600/10 = 60 (а). Используемые в блоке питания диоды (рис.) Диоды FR207 выдержат этот импульс тока и не выйдут из строя. Источник анодного напряжения состоит из двух, по 300 штук каждый, включенных последовательно, что улучшает динамические характеристики источника питания.

На задней стенке корпуса усилитель мощности на двух 6п45с, напротив ламп 6п45с установлен вентилятор М1 на напряжение 24В, работающее на выхлопе. Включается при длительной работе усилителя мощности В2. Для снижения акустического шума вентилятор питается от напряжения 20 В. Вентилятор закреплен через прокладку из мягкого войлока. Кроме того, на винтах, крепящих его к задней стенке, пластиковые трубочки и две шайбы из фетра и текстолита. Таким образом, корпус вентилятора полностью изолирован от металлической поверхности.В случае использования вентилятора с пластиковым корпусом — желательно, а если корпус металлический, то такое крепление обязательно. Фонари 6П45С установлены на пластине из двустороннего стеклопластика, в шасси которой выполнен вырез 125 × 65 мм. Все напряжения суммируются для ламп через проходные конденсаторы (за исключением, конечно, напряжения возбуждения, которое подается с помощью коаксиального кабеля диаметром около 4,5 мм с фторопластовой изоляцией). Реле K1 расположено возле входного разъема XW1 (рис.).

Все части, относящиеся к высокочастотному блоку, соединены между собой шиной шириной 20 мм, которые вырезаны из тиннитуса, тонированного растворимым кофе. Катоды подключены к катодам ламп, токосъемникам конденсаторов переменной емкости, включенным в P-цепь, антенному разъему, клемме «земля», блокировочным конденсаторам в цепи анодного дросселя. Особенно тщательно его следует совмещать с шинным преобразованием КПУ, заземленными выводами подключаемых к ним дополнительных конденсаторов и катодов ламп.Учитывая, что между точками заземления КП и катодами ламп существует большой контурный ток, другая, идущая на корпус детали, не должна заземляться между ними. Из-за большой суммарной выходной мощности двух ламп 6П45С (около 40 ПФ) значительная часть контурного тока (примерно половина до 28 МГц, на ОЗУ диапазонов значительно меньше) протекает по площади шины между анодными КПП. и катоды ламп.

Катушки индуктивности L1 и L2 входных ФНК содержат 12 витков провода ПЭВ-2 1.2 мм. Диаметр намотки — 10 мм, длина — 20 мм. Обмотка безрамная. Оба FGH заключены в один общий экран и расположены под шасси, рядом с панелями ламп.

Все индукторы П-контура намотаны в одну сторону, отводы считаются с «горячего» конца. Катушка L3 бескаркасная (диаметр — 26 мм), намотка благодарного провода на оправку 03 мм, длина намотки — 30 мм, количество витков — 4. Анод КПУ, использующий одну секцию от двухсекционного конденсатора. для переменной емкости старого образца с зазором между пластинами.Не менее 0,5 мм, припаянный к снятию с одного витка катушки L3. Такое соединение снижает влияние начальной емкости до резонансной частоты P-цепи в диапазоне 28 МГц.

Катушка L4 бескаркасная (диаметр — 40 мм), имеет 4,5 витка провода ПЭВ-2 02 мм, вынос с 3-го витка, длина намотки 27 мм. Катушка L5 намотана на рамку 45 мм и содержит 5 + 5 витков, диаметр провода 1,5 и 1,0 мм соответственно. Шаг намотки — 5 мм, длина намотки — 50 мм.Анодный дроссель намотан на фторопласт диаметром 18 мм, длина намотки 90 мм, проволока 0,4 мм, вынос с середины.

Трансформатор силовой ТП1 выполнен на магнитопроводе разводки шл32х40. Его данные приведены в таблице.


Дроссель сетевого фильтра несколько необычный. Он намотан двойным сетевым проводом от перегоревшей электросиловой плоскости на ферритовый стержень в 08 мм от магнитной антенны радиоприемника. Длина стержня не менее 120 мм.Перед намоткой ферритовый стержень наматывают несколькими слоями лакокрасочного полотна. Вначале дроссельная заслонка как обычно притупляется, но когда обмотка доходит до середины стержня, направление намотки меняется на противоположное. Для этого в середине дросселя проволока загибается, петля фиксируется прочной капроновой или шелковой нитью. Затем, если намотку смотрели по часовой стрелке, после середины длины стержня, она настраивается против часовой стрелки. Индуктивность дросселя остается довольно большой, но полностью исключает добавление ферритового стержня и его насыщение из-за возможного недостаточного сечения.Следовательно, все нелинейные эффекты и изменение индуктивности дроссельной заслонки полностью исключаются при изменении нагрузки на сетевой фильтр.

Усилитель мощности на двух 6P45C работает в классе V. Ток остальных ламп (80 — 100 мА) устанавливается с помощью резистора переменного тока R13. Напряжение смещения — около -45 В. Использование дополнительных резисторов R14 и R15 полностью исключает ошибочную установку напряжения смещения и его исчезновение при контакте контакта в переменном резисторе R13.

На входе усилителя мощности на двух 6п45, между точкой опускания нижних (по схеме) выводов катушек L1 и L2 и общим проводом выставлен конденсатор емкостью около 120 ПФ, составленный из 3-х конденсаторов ТТ-2. Емкость этого конденсатора указывается при настройке усилителя в диапазоне 28 МГц по минимальной CWW в кабеле, соединяющем трансивер с усилителем мощности. Настройку желательно проводить при хорошо нагретых лампах.Настройка FNH производится подбором индукторов катушек L1 и L2, а также длиной кабеля.

П-контур Сначала необходимо настроить «холодный» способ. Схема стенда представлена ​​на рис.З. При настройке P-цепи не рекомендуется, как рекомендуют некоторые авторы, выключать лампы и анодный дроссель и заменять их эквивалентной емкостью. Во-первых, этот контейнер сложно точно измерить, и не у всех радиолюбителей есть контейнер-счетчик, во-вторых, анодный дроссель в параллельной схеме питания подключается точно параллельно катушкам П-цепи (посредством блокировки конденсаторы С12 и С15).Следовательно, через нее идет контурный струйный ток, зависящий от величины переменного напряжения на анодной лампе и индуктивности самого дросселя.

Как известно, при параллельном соединении двух (или нескольких) катушек их суммарная индуктивность уменьшается и становится меньше индуктивности любой из параллельно соединенных катушек. Понятно, что наибольшее уменьшение индуктивности P-цепи произойдет в диапазоне 1,8 МГц. В диапазоне 28 МГц влияние анодного дросселя на уменьшение индуктивности контурной катушки незначительно, находится в пределах погрешности измерительных приборов и им можно пренебречь.

Если катушки L3 — L5 сделаны в точности по описанию, настройка P-цепи сводится к проверке резонанса в середине каждого диапазона. Для этого подойдет индикатор гетеродинного резонанса (гир), который, несмотря на свою простоту, является универсальным высокочастотным прибором и совершенно незаслуженно забыт. Не стоит забывать и о неоновой лампочке, которая, будучи закрепленной на длинной палке из стекловолокна, является отличным пиковым индикатором высокочастотного напряжения и позволяет определить момент точной настройки P-контура в резонанс, или, например, появление самовозбуждения.По цвету его свечения можно определить частоту самовозбуждения. На рабочей частоте свечение неоновой лампочки имеет желтовато-пурпурный цвет, а при самовозбуждении на УКВ ее свечение приобретает голубоватый оттенок.

Анодный ток лампы с нарушенной P-цепью должен быть около 600 — 650 мА, с настроенной P-цепью — не менее 535 — 585 мА, т.е. «пропадание» анодного тока в процессе настройки P-цепь не должна превышать 65 мА, т.к. в этом случае происходит перераспределение анодного тока «в пользу тока экранных сеток ламп.Следовательно, больший ток экранных сеток вызовет их перегрузку по мощности, что нежелательно.

Не следует стремиться к получению выходной мощности более 200 Вт. Однако, увеличивая анодное напряжение до 900 — 1000 В и, соответственно, изменяя данные P-цепи, в режиме SSB можно получить мощность 300 Вт. выходная мощность. Но надежность усилителя падает, т.к. максимально допустимая мощность, длительно рассеиваемая на аноде одной лампы, составляет всего 35 Вт. Поэтому такой режим использовать не рекомендуется, а разница в уровне излучаемого излучения. сигналы не так уж и хороши.

Предлагаю Вашему вниманию усилитель от Юрия Малышева

Широкополосный усилитель предназначен для вокала или для тракта Misk-RF в 2-полосной клубной системе. Его также можно использовать в качестве сценических мониторов.
Краткие характеристики:
1. Диапазон частот 40-30000Гц (в нуле)
2. Малая мощность 2х170Вт (для железных выводов от TC-250 или PL20X40X100) на лампах 6P45C (желательно парами) или 6p42c. Можно применить 4P44C, но уже два в плече и обязательно выбранные.
3. -0дб (0,775В)
4. Шум шоу -80дб
5.KEF.Garmonic-1.5%, можно и намного меньше при точной балансировке оконечного каскада.
6. Бытовые выдувные розетки.
7.Силовой ТП-П-Перед ТС-250 или Спаркл на ПЛ2040100 (желательно)
8. Топливо «РЭЦ»
Схема отработана и накатана на долгие годы. Есть несколько вариантов усилителей (за 10 лет ОК.Тысичи в Харькове, под разными названиями)

Приведу выходные данные, потом напишу подробные замеры их в работе усилителя.А корректировка по расчетным данным обычно составляет не более 5% от количества витков в первичной и вторичной обмотках. По вашей классике, я еще все проверяю в продукте «Живой»!
Так железо от ТС-250.тес -180 хоть и такое же по размерам, но существенно хуже, чем каркас из стеклопластика, хотя по бедности (а точнее Лен) можно взять рамку от Presspan
На каждой первичной обмотке с проволока 0,355 -4 сечение 360 вод. Когда сечение, это два слоя.На двух катушках соответственно 2880вит.
Вторичная обмотка — это 4-омная 5-я секция 130VIT. На каждую катушку 0,45. Подходит-10 сек. Верх каждой катушки — это слияние 8-го 55VIT. Начиная с 1.06. Нетрудно заметить, что коэфрикс на 4-й = 22,15
Изоляции предпочтительно лаварил. Многие сотни выходов за 25 лет не сгорели, по крайней мере, не встретили таких повреждений.
Вот я нашел очень интересную таблицу в подробном усилителе вакуума с этим трансформатором.
Вкратце 28Гз- 182Вт (выходная мощность) при кг-6%.
28 Гц-169 Вт с кг-3,4%
28 Гц-156 Вт уже кг-2,3%

30 Гц -182 Вт (4-я нагрузка везде) -KG-3%
40 Гц-182 Вт кг-1,7%
1000 Гц 182 Вт кг-1,3%
10 кГц 182 Вт кг-1,3%
20 кг 182 Вт кг-1,5%
40 кг 182 Вт кг-2,0%
60кгз 156Вт кг = 4,3%
100кГц ОК 100Вт в лампах Есть свечение синим и это примерно 2 минуты. терпит неудачу.
И при нормальной эксплуатации годами служит с хорошим вентилятором Jamikon например высотой ок.100мм. Высота передней панели усилителя 3U-стандарт.Ширина-19 «(482мм).
Устройствами тогда были генератор Г3-102, измеритель искажений С6-8, осцил. ° -83, вольтметр на выходе у 3-33.

А вот схема выходного трансформатора. Первый цвет. Секции представляют собой два слоя проволоки 0,355, 180вит. в слое.

Питание вторых сетей

«Мессир, почему Монстры? Они тяжелые, огромные и сильно разозлены жарой». Начну с того, что журнал, который вы читаете, все же не аудиофильский.Что такое аудиофилия? Это страсть консервированная (в хорошем смысле!) Звуковая. Щелчок выключателем питания и … завораживающие звуки полива.

Не от ролика Эдисона, не от граммофона и не от патефона, а от вашего, это ваши колонки. Но как добиться волшебства или чародейства? Понятно — применение соответствующих компонентов звуковой системы. Мы не будем говорить о плеерах и динамиках, особенно о позолоченных кабелях и серебристом корпусе.

Обратим ваш взор на схемные усилители.Раньше в нашей огромной стране все силы уходили на «защиту». Отдельные энтузиасты занимались вопросами качественного воспроизведения звука. Публикаций было мало. Основные достижения получены не от нас, а где-то там, за океаном.

Здесь же находятся основные источники информации. Кто раньше нас слышал о триодных усилителях CUCING’A, прославленных Д.Н.Вильямсоном или о том, что местный трансформатор ООС в катоде пентогена подсказал Петр I.ходунки на F. Acoustical Manufacturing, производящие продукцию под брендом QUAD? Что-то появляется в последнее время и у нас. Хотя информации все равно мало.

  • Во-первых, это лампы.
  • Во-вторых, это триоды.
  • В-третьих, это — (не дай Бог!) — не использовать отрицательные отзывы (ООС) и класс «в» (только «а»!).

В четвертом, чем проще, тем лучше. «СинглТорн» лучше «двухтактного».

К сожалению, мне не удалось услышать работу настоящего «Онгаку».Среди моих знакомых не было владельца этого замечательного устройства Audio Note. И всякие «заезды» и даже один «люксман» на лампах звучали как-то одинаково «тускло», и впечатлений не производили. Но вот как-то знакомый аудиофил пожаловался, что ламповый усилитель, который он лично собрал на год, не оправдывает надежд, не «звучит» и даже не дает необходимой мощности.

Помог отрегулировать режимы лампы, уменьшить фон и получить выходную мощность 6 Вт на канал, а также ввел отключенные ООС с выхода на входной каскад, т.е.е. Она покрыла его тремя каскадами, что часто делают в ламповых усилителях. Кроме того, была добавлена ​​RC-цепочка на выходе (схема COBEL) для устранения ВЧ-колебаний на холостом ходу. Аппараты оказались примерно той же настройки времени, что и без ООС, и того же экспонента.

Итак, слушаем этот усилитель. Звучит здорово! Глубокий, без привязки к динамикам, объемный звук просто завораживает! Вместо лампы «Монстр» американский «HARMAN KARDON» (НК-1400) — транзистор с ООС («недорогой», всего 700 долларов).Звук заметно хуже самодельного — такой громкости и глубины нет. Запуск отечественной пробирки «прибой 50 ум-204с». Звук еще более «сухой».

Наконец, самый решающий эксперимент. Включите ООС в самодельной лампе. В этом случае полоса пропускания расширяется с 30 кГц до 100 кГц, выходная мощность увеличивается до 12 Вт при том же коэффициенте гармоник (около 3%), выходное сопротивление уменьшается. Вроде все нормально, но эффект потрясающий! Звук становится таким же.Как «прибой». Пропала прелесть, звук «сухой», громкости нет. Не говоря уже о мелких деталях.

Я не хочу слушать. Удалите ООС — и «Магия» восстановлена! Опять же не хочу выключать усилитель. Я так слушал и слушал … Потом мы сравнили его звук со звуком усилителя «Orbit’s mind-002 stereo», скопированного с «QUAD-405», и обнаружили, что «orbit» там же, где и «NK-1400». «, Но место намного ниже, чем у самодельного светильника.

Следует отметить, что прослушивание 16 м² в одной комнате, с одной и той же акустической системой, с одним проигрывателем компакт-дисков, на одних и тех же дисках (тестовые, джазовые, хоровые, вокальные, симфонические).

Самодельный усилитель представляет собой усилитель I.Morrison’а, адаптированный под нашу конфигурацию А. Бокарева. Я привожу эту простую схему (рис. 1) с той цепочкой OOS, которая улучшила объективные технические параметры, но «испортила» звук. В усилителе использован корпус и трансформаторы от «прибоя 50ум-204с».

Напряжение питания оказалось чуть меньше указанного в. Выходная мощность тоже оказалась меньше. Что дает использование триода в выходном каскаде вместо пентодеров? Вернее лампы 6п45с в триодном включении, по классу «А» и без ООС.В классе «A» выходная мощность значительно снижается при том же напряжении питания по сравнению с классом «B».

Но ведь для качественного звука в небольших помещениях (16.,18 м²) и с большой отдачей 6 … 8 Вт на канал вполне достаточно. Триодное включение дает меньший коэффициент гармоник, чем пентер, раза в 2-5% и 10% соответственно (без ООС) при оптимальной нагрузке и еще меньше при увеличении нагрузки на аноды, но ценой снижения выходной мощности.

Внутреннее сопротивление тройки (rj = Δua / δia) значительно меньше, чем у пентода. Это видно из приведенных анодных характеристик навеса ГУ-50 (П-50, ЛС-50) (рис. 2). В триодном включении ГУ-50 и 6П45С выходные характеристики практически совпадают. Для 6п45с в триодном включении они приведены в

.

Использование выходного трансформатора, рассчитанного на пентод и имеющего большую индукцию первичной обмотки, позволяет сильно расширить АЧХ на боковые низкие частоты, поскольку Ri trio в несколько раз меньше, чем Ri подачи.По этой же причине рабочая емкость обмоток перезаряжается быстрее, и полоса частот расширяется £ в сторону высоких частот.

Small RI в триггере дает небольшое выходное сопротивление и без OOS, хотя LC несколько подчеркнут. И, наконец, самое главное. Отсутствие ООС дает чисто апериодический переходный процесс, без подтяжек и колебаний (Tyst = 10 мкс до уровня 99% установленных значений UR).Введение резистивной КС глубиной 20 дБ (в комплекте только резистор R7) приводит к большим колебаниям переходных характеристик (ПК). Амплитуда колебаний достигает 60% от амплитуды импульса, а период колебаний составляет 6… 0,7 мкс.

Включение Емкость С2 = 1500 … 2000 ПФ устраняет колебания, процесс становится аналогичным экспоненциальному, Тыст 5 мкс. Колебания с периодом 6 … 7 мкс говорят о наличии на диаграмме партитуры на частоте около 150 кГц резонансный максимум или диполь, который может вызвать затяжку ПК и «испортить» звук.Так что выбирайте! Или экономичность как у паровоза и красивый звук, или хорошие показатели и желание побыстрее выключить усилитель. Аудиофилов Низкая производительность не пугайтесь. Их девиз: качество звука — любой ценой!

Аудиопродуктов, разработанных и созданных в Калифорнии

Да, мы знаем, компьютерное аудио должно быть таким же простым, как «подключи и работай». Но в мире, где даже такие простые вещи, как клавиатура, иногда мешают, это не всегда так просто. Не паникуйте — здесь у нас есть ответы на самые распространенные проблемы с цифровыми технологиями.


ЦАП не распознается / отключается

1. У вас может быть порт USB с низким энергопотреблением. В своем стремлении спасти нас от чрезмерного энергопотребления USB, Windows и MacOS могут вызвать проблемы, выборочно приостанавливая работу и / или имея только малую мощность, доступную через порт USB.

2. На ПК и Mac его можно устранить, отключив управление питанием порта. Смотрите здесь:

https: //www.windowscentral.com / how-prevent-windows-10-turn-usb-devices и https://support.apple.com/en-gb/HT204032

3. Для всех устройств окончательное решение — использовать концентратор USB 2.0 с внешним питанием и вставить его между компьютером и ЦАП. Это обеспечивает питание, недоступное для USB-порта с недостаточной мощностью.


Щелчок при изменении скорости выборки / паузы / т. Д.

1. Для ЦАП Bifrost, Gungnir и Yggdrasil совершенно нормально щелкнуть (механически, с шасси) во время нормальной работы.Это реле отключения звука делает свое дело. Он щелкает всякий раз, когда поток данных SPDIF прерывается.

2. Если он слишком часто щелкает на Mac или ПК, вы можете уменьшить его, направив системные звуки на динамик на Mac, а не на выход аудиоустройства Schiit USB Audio. На ПК можно установить системные звуки на «без звуков». В обоих случаях использование USB в значительной степени устраняет его.

3. Если он слишком часто щелкает по транспортному средству CD во время паузы, транспортный компакт-диск имеет циклическое прерывание в потоке данных.Для этого нет никакого реального решения, кроме как получить другой транспорт для компакт-дисков. Однако это не повредит Bifrost или Gungnir — реле рассчитаны на несколько миллионов циклов.


Нет выхода DAC

1. Если вы используете компьютерный источник, убедитесь, что вы выбрали выход SPDIF в ОБЕИХ Системных настройках / Панели управления и в программном обеспечении проигрывателя, отличном от iTunes (Bitperfect, Amarra, Audirvana, Foobar, JRiver и т. Д.) Иногда вам также придется перезапускать плеер заново.

2. Если вы используете проигрыватель дисков, убедитесь, что вы подключены к цифровому выходу и что он работает.

3. Если вы используете проигрыватель SACD, помните, что он не выводит цифровой контент с дисков SACD. Это не наша вина. Винить в этом юристов Sony.

4. ЦАП с несколькими входами, как Gungnir или Bifrost, должен быть настроен на правильный вход. Вы не поверите, но некоторым не хватает кнопки на передней панели.

5. Если выбран правильный вход, но вы по-прежнему не слышите музыку, убедитесь, что в программном обеспечении проигрывателя не установлена ​​полная громкость.

6. Попробуйте другой оптический или коаксиальный кабель.

7. Попробуйте другой транспортный сервер или компьютер-источник.

8. Все еще нет звука? Вы используете усилитель и наушники или динамики? ЦАП сам по себе не воспроизводит звук.


№ 24 / 176,4 или 24/192 от оптического

1. Большинство компьютеров Apple блокируют оптический выход выше 24/96. Если вы используете Mac, это все, что у вас есть. Пожаловаться в Apple.

2. Многие ПК также не могут выводить на оптическом выходе что-либо выше 24/96. Даже если ПК заявляет, что оптическое разрешение превышает 24/96, BIOS или драйверы не смогут его включить. Посетите сайт производителя.

3. Многие более длинные оптические кабели не смогут обеспечить скорость передачи данных 24/192. Используйте короткий высококачественный оптический кабель. И скрестите пальцы. На самом деле, если вы хотите надежно работать в режиме 24/192, используйте USB или коаксиальные входы.


Пропуски, сбои и искаженный звук

1. Оптические кабели могут вызывать проблемы при более высоких скоростях передачи данных. См. Выше.

2. Кабели USB также могут быть проблематичными. Попробуйте другой, длиной 2 метра или меньше и с классом USB не ниже 2.0. Также см. Советы по управлению питанием выше.

3. Если вы используете компьютер не только для прослушивания музыки, может иметь проблемы с вашей работой и музыкой, особенно если ему несколько лет или используется более старая операционная система.

4. Некоторые антивирусные программы и программы для защиты от вредоносных программ могут взаимодействовать с USB-аудиоинтерфейсом Windows UAC2 и вызывать проблемы со звуком , такие как пропадания, всплывающие сообщения и сбои.Рассмотрите возможность отключения такого программного обеспечения и использования стандартных параметров безопасности Windows в Windows 10 или 8.1, включая параметры брандмауэра и защитника, если это необходимо, поскольку они разработаны специально для работы со всеми драйверами и возможностями Windows

MYRYAD Z40: усилитель для наушников класса A / предварительный -Усилитель 299 долларов США (OOS), ONKYO ES-HF300: Накладные наушники 129 долларов США с доставкой @ Rio Sound & Vision

MYRYAD Z40: усилитель для наушников / предусилитель класса A $ 299 с доставкой @ Rio Sound & Vision

399 фунтов стерлингов (~ 700 австралийских долларов) при выпуске в Великобритании.
Примечания: Двухступенчатое усиление. Ручка регулирует громкость предусилителя, а также выход на наушники. При подключении наушников предварительные выходы отключены.
Имеет 2 гнезда для наушников 6,35 мм (1/4 дюйма).

Разработано в Великобритании
Компактный и потрясающий дизайн
3-летняя гарантия Australia Wide

Технические характеристики
Входы (4x RCA): CD / DAC, NET, Tuner, Phono
Максимальный выходной уровень Нагрузка 32 Ом> = 4 В среднекв. (500 мВт)
Нагрузка 600 Ом> = 8 В среднекв. (107 мВт)
Усиление (при макс. громкость) Высокий: +14 дБ
Низкий: +4 дБ
Входное сопротивление 20 кОм
Частотная характеристика (20 Гц — 20 кГц) ± 0.1 дБ
THD (1 В на выходе на 32 Ом) <= 0,001%
Отношение сигнал / шум (взвешенное по шкале A, на выходе 1 В среднеквадратичное значение) Высокое усиление: 106 дБ
Низкое усиление: 115 дБ
Выходное сопротивление Выходы на наушники: <0,5 Ом
Линейный выход: 75 Ом
Размеры (Ш x В x Г) 215 x 56 x 228 мм
Отделка Лицевая панель «Натуральное серебро» с корпусом «Серебристо-серый»
или лицевая панель «Сатиновый черный» с корпусом «Черный».
Гарантия 3 года в Австралии

Фото: Задняя часть устройства.


ONKYO ES-HF300: Накладные наушники $ 129 с доставкой @ Rio Sound & Vision

ХАРАКТЕРИСТИКИ
— Новые титановые драйверы с широким диапазоном 40 мм для более чистого звука
— Две камеры для глубоких, четко определенных басов
— Прочный алюминиевый корпус динамика и кронштейны
— Бескислородный медный кабель 6N защищает сигнал для чистого звука
— Съемный кабель для простой замены
— Прочная эластомерная оболочка кабеля сопротивляется запутыванию и снижает уровень шума при прикосновении
— Позолоченные разъемы MMCX и мини-стерео
— Г-образный усиленный стереоразъем
— Складная конструкция для портативности
— Регулируемое оголовье с мягкой подкладкой
— Удобные и стильные амбушюры из кожзаменителя
— Совместимость с большинством медиаплееров

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Частотный диапазон: 10 Гц – 27 кГц
Максимальная входная мощность: 1000 мВт
Уровень звукового давления на выходе: 97 дБ / мВт
Номинальное сопротивление: 32 Ом
Длина кабеля: 1.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *