Site Loader
Posted on 07.05.2023

Малошумящий High-End предусилитель на транзисторах, схема и описание

Предлагаемая автором конструкция ПУ используется в составе звуковоспроизводящего комплекса вместе с УМЗЧ, описанным в статье «Сверхлинейный УМЗЧ класса High-End на транзисторах».

Сравниваются особенности спектра нелинейных искажений в усилителях с различной частотой среза АЧХ. Показано, что устройства на операционных усилителях обогащают звуковой сигнал высшими гармониками, поэтому их применение в аудиокомплексах особо высокого качества нежелательно. Представлена конструкция малошумящего высоколинейного предварительного усилителя с большой частотой среза и блоками регулировок громкости и тембра.

При использовании пассивных регуляторов тембра (РТ) и достаточной чувствительности УМЗЧ назначением предварительного усилителя ЗЧ (ПУЗЧ) остается компенсация вносимого РТ ослабления усиливаемого сигнала и согласования входных и выходных сопротивлений различных звеньев тракта между собой.

Эта функция принадлежит линейным малошумящим каскадам усиления с высоким (десятки-сотни кОм) входным и низким (не более 600 Ом) выходным сопротивлением. Такие значения необходимы, чтобы не вносились погрешности в характеристики регулирования РТ и регулятора громкости (РГ) и не оказывалось влияние на характеристики источников сигнала.

Известные автору конструкции ПУЗЧ не удовлетворяют возросшим к ним требованиям. Если ранее при воспроизведении граммофонной или магнитофонной записи было вполне достаточно, чтобы относительный уровень шума ПУЗЧ был около -80…-85 дБ, что не хуже, чем у источников сигнала, то при прослушивании компакт-дисков, когда «мертвая тишина» в паузах наполняется досадным шипением, такой шум уже становится назойливой помехой. Оставляют желать лучшего и другие параметры, особенно у ПУЗЧ, выполненных с использованием операционных усилителей (ОУ).

Низкая (десятки-сотни герц) собственная частота среза ОУ fc обусловливает не самую лучшую переходную характеристику, определяющую верность передачи фронта импульсных сигналов.

Такая fc заставляет считаться с возможностью возникновения динамических искажений, а также приводит к уменьшению глубины ООС с ростом частоты, т. е. к росту нелинейных искажений (НИ). Ухудшение подавления искажений сигнала начинается в ОУ, охваченном ООС, с частоты его среза to и происходит приблизительно прямо пропорционально частоте.

Например, если fc<500 Гц и при усилении сигнала с частотой fA=1 кГц получен уровень второй гармоники (на частоте 2 кГц) 0,001%, то при усилении равного по амплитуде сигнала с частотой fB=8 кГц уровень второй гармоники (на частоте 16 кГц) будет примерно в fB/fA=8 раз больше, что дает уже не такие благополучные искажения (0,008%). Однако это еще только полбеды.

Еще хуже то, что вместе с этим изменяется соотношение между гармониками одного и того же сигнала в пользу гармоник более высокого порядка. Это касается НИ, генерируемых теми каскадами ОУ (прежде всего, выходными, из-за значительности их вклада в общий уровень НИ), которые следуют за каскадом, формирующим излом АЧХ на частоте fc. Искажения этих каскадов и будем иметь в виду далее (в первых каскадах ОУ процессы имеют свои особенности).

На рис.1 показаны частотные зависимости отношения коэффициента НИ по гармонике n>2 Qn к коэффициенту НИ по второй гармонике Q2, приведенных к такому же отношению для ОУ без ООС Qn/Q2.

Прямая 1 соответствует ОУ без ООС, прямая 2 — ОУ с замкнутой петлей ООС. Прямая 1 соответствует также усилителю, имеющему высокую частоту среза fc’>>20 кГц, причем безразлично, включена ООС или нет.

Как видно, УЗЧ на ОУ обогащает спектр НИ гармониками высших порядков. Наблюдаемую реально картину сглаживает лишь то, что исходные (без ООС) амплитуды гармоник сами обычно уменьшаются с ростом их номера n, поэтому регистрируемые при измерениях продукты искажений зависят не так сильно от частоты. Понятно, что картина, аналогичная рис.1, имеет место и для компонентов интермодуляционных искажений различных порядков.

Как известно, качество звучания зависит не только от амплитуд гармоник различного порядка, но и от соотношения между ними: желательно, чтобы с ростом номера гармоники ее амплитуда достаточно быстро убывала, в противном случае звучание становится жестким, приобретает неприятный металлический оттенок.

Из рис.1 видно, что УЗЧ на ОУ действует в прямо противоположном направлении, причем практически во всем звуковом диапазоне, исключая лишь самые низкие частоты (и это касается, конечно, не только ПУЗЧ, но и усилителей мощности).

Рис. 1. График 1.

И если регулятор тембра НЧ, поднимая АЧХ тракта на частотах, ниже 1 кГц, в какой-то степени восстанавливает соотношение между гармониками в диапазоне наклона участка своей АЧХ, то подъем высоких частот регулятором тембра ВЧ еще более усугубляет нарушение соотношения между ними на частотах более 1 кГц.

Таким образом, пресловутое «транзисторное звучание» начинает зарождаться еще в ПУЗЧ, выполненных на ОУ. Поэтому увлечение такими схемами, несмотря на все удобства и упрощения при использовании ОУ, идет в ущерб качеству звуковоспроизведения.

И нет ничего удивительного в том, что они звучат хуже ламповых усилителей, имеющих, как правило, достаточно высокую fc (что возможно благодаря относительно неглубокой ООС) и к тому же благоприятный спектр генерируемых лампами гармоник (не выше пятого порядка).

Для получения благоприятного спектра НИ транзисторный усилитель до охвата ООС должен иметь частоту среза fc’>20 кГц (рис.2, кривая 1). Это требование удачно согласуется и с условием отсутствия динамических искажений.

Любопытной вместе с этим выглядит возможность дополнительного улучшения спектра гармоник и приближения его характера к ламповому путем специфической коррекции, заключающейся в подъеме исходной (без ООС) АЧХ с ростом частоты в звуковом диапазоне или хотя бы на некотором его участке (рис.2, ломаная 3). Кривая 2 соответствует случаю 2 рис.1.

Рис. 2. График 2.

Благодаря уменьшению относительной доли ВЧ компонентов в НИ, это позволило бы получить спектр искажений на рис.1, кривая 3, что должно, по-видимому, делать звучание более мягким. Однако этот вопрос требует еще своего изучения.

Характеристики предусилителя

Особенно заметными недостатки известных ПУЗЧ становятся при совместной работе с современными  высококачественными УМЗЧ, например [1]. 0) -103 дБ

  • Взвешенное значение -109 дБА
  • Выходное сопротивление < 0,1Ом
  • Фазовый угол при f=0,1 …200 кГц < 0,1°
  • Минимальное сопротивление нагрузки R 300 Ом.

Принципиальная схема

Усилитель выполнен по симметричной схеме на комплементарных парах транзисторов, такая структура значительно повышает его исходную линейность еще до охвата ООС.

Все транзисторы, включая выходные, работают в режиме класса «А», причем коллекторный ток покоя VT7, VT8 около 10 мА и позволяет им сохранять этот режим при сопротивлениях нагрузки Rh не менее 300 Ом.

Несмотря на то, что VT5 и VT6 включены по схеме с общим эмиттером, их передаточные характеристики достаточно линеаризированы значительными сопротивлениями в эмиттерных цепях (R15, R16).

Уровень НИ оказался настолько мал, что решено было не применять предусматривавшиеся петли ЕПОС [1, 3], которые значительно усложнили бы схему.

Входной каскад с целью получения низкого уровня шума выполнен на полевых транзисторах с р-п-переходом. Входное сопротивление усилителя, равное около 350 кОм, определяется только сопротивлениями резисторов R3, R6 (при этом следует не забыть о соответствующем изменении емкостей С1, С2, чтобы постоянные времени ФВЧ R3C1 и R6C2 оставались прежними).

Делители напряжения R1R2 и R4R5R7 задают рабочие точки VT1 и VT2, резистор R4 служит для начальной установки нулевого напряжения на выходе усилителя и после настройки его можно заменить постоянным резистором нужного сопротивления, причем значение постоянной составляющей на выходе усилителя не столь критично и может находиться в пределах ±200 мВ.

Для получения большого коэффициента усиления входного каскада и малого шума применена динамическая нагрузка на полевых транзисторах VT3, VT4. Поскольку оба плеча входного каскада (VT1-VT3 и VT2-VT4) в конечном итоге работают на общую нагрузку, это дает выигрыш в уровне шума 3 дБ.

В результате шум усилителя оказался примерно втрое (на 10 дБ) меньше, чем у усилителей, входной каскад которых выполнен на ОУ К157УД2.

Рис. 3. Принципиальная схема малошумящего High-End предусилителя на транзисторах.

Сигнал ООС с выхода подается в точку соединения R13R14. Коэффициент передачи цепи ООС определяется цепочками R10R13C3 и R11R1404 вместе с регулятором усиления R12, которым устанавливают коэффициент усиления устройства в пределах 2-5. При желании диапазон регулировки усиления можно расширить уменьшением R10 и R11.

Конденсаторы С5-С7 корректируют АЧХ усилителя с целью получения наилучшей переходной характеристики, но его работоспособность сохраняется и без них, однако фронт прямоугольного импульса в их отсутствие приобретает небольшой выброс, а на «полке» появляется рябь.

Резисторы R19, R20 предохраняют VT7, VT8 от перегрузки при коротком замыкании на выходе.

Режимы усилителя по постоянному току стабилизированы как местной (R13, R14, R8, R9, R15, R16), так и глубокой (около 66 дБ) общей ООС, благодаря чему температурные колебания и дрейф параметров элементов мало сказываются на его работе.

Детали

Полевые транзисторы следует подобрать в пары по начальному току стока. У транзисторов VT1, VT2 он должен быть около 0,8-1,8 мА, у VT3, VT4 — не менее 5-6 мА. VT1 можно взять с индексами Б, А, VT2 — с индексами И, Е, Ж, К, VT3, VT4 — с индексами Д, Г, Е, КТ3107 — с индексами Б или И, КТ3102 — соответственно А или Б, В, Д, VT5-VT8 можно не подбирать

Конденсаторы С5, С7 — типов КТ, КД, С1-С4 — К73-16, К73-17, К71-4, К76-5 и т.п. В качестве С3, С4 можно использовать электролитические конденсаторы, например, К50-16, К50-6 либо импортные.

Питание усилителя — от любого стабилизированного двуполярного источника напряжения ±15 В.

Налаживание

Налаживание собранного из исправных деталей усилителя несложно. Подбором R8 и R9 устанавливают указанные на схеме напряжения на стоках VT1 и VT2 (12± 0,5 В), а подбором R17, R18 — напряжения на эмиттерах VT7, VT8 (0,8-1,2 В). Параллельно этому подстройкой R4 устанавливают близким к нулю выходное напряжение.

Если же нужные режимы транзисторов сразу установить не удается, следует вначале наладить отдельно входной каскад. Для этого выход усилителя соединяют с общим проводом (чтобы отключить общую ООС) и отключают базы VT5 и VT6 от стоков VT1 и VT2, закорачивая затем эти базы со своими эмиттерами.

После этого добиваются во входном каскаде режимов, как указано выше. Если это удается, то восстанавливают соединения схемы и окончательно подбирают R17,R18 и R4.

Регулятор громкости и тембра

Схема регулятора громкости и тембра с использованием показанного на рис.3 усилителя представлена на рис.4, где А1, А2 — два таких усилителя; ФРТ — физиологический регулятор тембра [3]; ТКРГ — тонкомпенсированный регулятор громкости, выход которого подключается к УМЗЧ.

Инфразвуковые частоты срезаются в каждом из усилителей А1 и А2 как на входе (ФВЧ R1-R3C1 и R4-R5-R6-C2, рис.3), так и в цепи ООС (R10-R13-C3 и R11-R14-C4), что дает в итоге ФВЧ 4-го порядка (а вместе с входным ФВЧ УМЗЧ [1] — 5-го порядка), этого достаточно для эффективного подавления низкочастотных помех с частотой меньше 20 Гц, таких, например, как от коробленных грампластинок.

В обходе ФРТ нет острой необходимости, так как его органами регулировки легко получить строго горизонтальную АЧХ. Однако эту функцию несложно осуществить, как показано на рис.4, с помощью переключателя S1 и делителя R1R2.

Рис. 4. Схема регулятора громкости и тембра.

В качестве R12 (рис.3) использован сдвоенный переменный резистор, «половинки» которого включают в разные каналы стереотракта. В каскадах А1 они включены «синфазно» (сопротивление реостата R12 в обоих каналах изменяется в одну сторону при перемещении движка регулятора) и выполняют роль дополнительного регулятора уровня, повышая тем самым перегрузочную способность ПУЗЧ до 26 дБ и обеспечивая согласование АЧХ ТКРГ с уровнем сигнала. В каскадах А2 они включены «противофазно» (сопротивление R12 в одном канале увеличивается, в другом уменьшается) и играют роль регулятора стереобаланса.

На рис.5 изображена принципиальная схема ТКРГ, выполненного на сдвоенном переменном резисторе с двумя отводами типа СП3-30В. Часто в схемах ТКРГ применяется подключение цепей частотной коррекции к движку потенциометра.

Рис. 5. Принципиальная схема тонкомпенсированныого регулятора громкости.

Движущиеся контакты движка не могут быть идеальными, и при регулировании громкости их сопротивления изменяются от почти нулевого до весьма заметного, особенно после продолжительной эксплуатации.

В простом (не тонкомпенсированном) регуляторе это почти не ощущается, особенно если последующий каскад имеет достаточно большое входное сопротивление, и может проявляться незначительными шорохами при регулировании.

В ТКРГ с подключением цепей коррекции к движку дела обстоят значительно хуже, АЧХ при ухудшениях контакта может искажаться очень сильно и становиться полностью неприемлемой, временами оглушая слушателя резким звуком неестественной окраски.

Искажениями АЧХ страдают и ТКРГ, цепи коррекции которых подключают как к отводам, так и к движку. В таких ТКРГ даже при идеальном постоянном контакте движка хорошо заметны на слух раздражающие изменения АЧХ при проходе движка мимо отвода.

Предлагаемый ТКРГ лишен этих недостатков, так как в нем к движку потенциометра цепи частотной коррекции не подключаются. Его АЧХ представлены на рис.6. Они являются хорошим приближением к требуемым, благодаря детальной проработке частотно-зависимых звеньев.

Рис. 6. АЧХ тонкомпенсированныого регулятора громкости.

В схеме ТКРГ (и в ФРТ) нельзя использовать электролитические конденсаторы, так как постоянная составляющая напряжения на их обкладках при работе данных схем равна нулю.

Следует использовать те же типы неэлектролитических конденсаторов, какие указаны в схеме усилителя. Описанный предварительный усилитель и блок регулировки громкости и тембра при работе вместе с УМЗЧ [1], укомплектованым хорошими акустическими системами, обеспечивают превосходное звучание.

Автор:  В. П. Матюшкин, г. Дрогобыч, Украина.

Литература:

  1. Матюшкин В.П. Сверхлинейный УМЗЧ класса Hgh-End на транзисторах // Радіоаматор.-1998.-№8.-С.10-11; №9.-С. 10-11.
  2. Матюшкин В. П. Параллельные петли обратной связи и их применение в УЗЧ // Радіоаматор.-2000.-№12.-2001; №1-3.

Предусилитель для микрофона. Подборка схем

Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона — это такой вид усилителя, назначение которого — усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.

Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.

Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1


микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

↑ Расчет пассивных мостовых регуляторов тембров

Наиболее распространенной является комбинированная схема регуляторов нижних и верхних частот. Как видно из аппроксимированной логарифмической амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) регулятора тембра (рис. 3), в области средних частот f0≈1000 Гц передаточная функция остается неизменной, а на краях частотного диапазона ее можно регулировать в некоторых пределах.

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики регуляторов нижних и верхних частот

Обычно величины подъема и спада и их частоты регулирования делают одинаковыми. На рис. 3 приняты следующие обозначения: fнр, fвр – соответственно, нижняя и верхняя частоты регулирования, fнп, fвп – нижняя и верхняя частоты перегиба АЧХ, f0 – частота раздела. Для того чтобы регуляторы нижних и верхних частот не влияли друг на друга, необходимо выполнение условий не перекрытия зон регулирования

fнп < f0 < fвп В практических схемах пассивных регуляторов тембра величины подъема и спада АЧХ составляют ±(8…20) дБ, нижняя частота регулирования равна fнр=(20…80) Гц, а верхняя частота регулирования fвр=(5…18) кГц. Недостатком пассивных корректоров тембра является большое собственное затухание, превышающее полный коэффициент регулирования – (16…40) дБ.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.

HILDA — электрическая дрель-гравер

Многофункциональный электрический инструмент способн…

Подробнее

В данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Содержание / Contents

  • 1 И снова немного истории
  • 2 Расчет пассивных мостовых регуляторов тембров
  • 3 Высококачественный регулятор тембра
  • 4 Пассивный упрощенный регулятор тембра
  • 5 Расчет регулятора тембра с помощью программы Е. Москатова
  • 6 Регулятор тембра с небольшим диапазоном регулировок
  • 7 Делаем «правильный» регулятор тембров
  • 8 Предварительный усилитель для «студенческого» УМЗЧ
  • 9 Детали
  • 10 Монтаж и налаживание
  • 11 Характеристики предварительного усилителя:
  • 12 Файлы
  • 13 Упомянутые источники

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

↑ О звуке и впечатлениях

И настало время рассказать о самом интересном, о том что же получилось в итоге. А в итоге получилась еще одна хорошая игрушка в моей коллекции звуковоспроизводящей аппаратуры.
Схема несомненно заслуживает внимания и того, чтобы ее повторяли. Звучание готового устройства понравилось, оно вносит какой-то свой окрас в музыку. Несмотря на всего лишь 4 ступени в регуляторе тембра Матюшкина, не могу сказать, что регулировок низких частот не хватает. Четырех позиций регулятора НЧ вполне достаточно для того, чтобы подобрать нужный уровень низких частот для конкретного стиля музыки и своих предпочтений. Любите взрывной бас? Переключаем темброблок в четвертое положение и пусть колонки рвутся! Диапазона регулировок по высоким тоже хватает с избытком при положении ручки максимально вправо, количество высоких начинает резать слух.

Но в целом, немного разочаровался. Не знаю даже, чего мне хотелось услышать в итоге от этого преда. Наверное, хотел понять, чему же восхищаются люди, собравшие его, но, к сожалению, пока не понял.

С усилителями всё сразу ясно: мой звук – это ламповый звук, и есть любимый ламповый усилитель. А вот с предусилителями и РТ не все так определенно. Но, опять повторюсь, что из того немногочисленного, что удалось послушать, этот пред нравится больше всех.

Спасибо за внимание!

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

(140,5 KiB, скачано: 3 825)


предусилитель микрофона на 4558

Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.

При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.

↑ Удобный корпус

Расскажу немного и о самом корпусе. Как я уже упоминал – в качестве корпуса для предусилителя используется корпус от спутникового ресивера. Старичок верой и правдой служил много лет, несколько раз ремонтировался и после очередной поездки в мастерскую был переправлен мне с диагнозом «труп».
Хорошие были раньше корпуса, большие! Именно по причине своих размеров и большого окна я и выбрал этот корпус. На лицевой панели кроме надписей не оказалось ничего лишнего. Остались, конечно 3 незадействованный кнопки, но это не страшно. Закрасил надписи матовой краской из балончика, купленного в автомагазине. Краска процентов на 98 совпала по цвету с той, которой был покрашен корпус изначально. Разницу можно заметить, только если очень присмотреться.


В качестве ручек для этих регуляторов установил хорошие алюминиевые ручки, которые кстати купил в датагорском магазине. Они отлично (на мой взгляд) вписались в общий дизайн предусилителя, который выдержан в серебристо-черном цвете.

Блок питания лампового пред-УНЧ

Предусилитель требует одно переменное напряжение 12-18V, которое используется таким образом, чтобы запитывать накал и анод лампы. Чтобы получить высокое анодное напряжение, оно умножается с помощью четырехкратного умножителя напряжения (диоды D1-D4 и конденсаторы C1-C4). Выпрямленное напряжение фильтруется конденсаторами C5-C6 и резистором R7. Схема очень проста, но у нее есть ограничения — поскольку для питания анода и накала используется одинаковое напряжение, невозможно использовать трансформатор слишком высокого напряжения, поскольку проблема будет состоять в том, чтобы снизить его до низкого напряжения накала.

В свою очередь более низкое напряжение питания облегчает его настройку на накал, но после умножения может быть недостаточно для питания анода. Хотя лампы работают даже при очень низких анодных напряжениях, но это уже за счет повышенных искажений. Поэтому надо выбрать компромисс. На практике пробовали напряжение от 12 В до 18 В переменного тока. Для ECC88 требуется ток накала 6,3 В и 0,36 А, оптимальное напряжение трансформатора 15-18 В.

↑ Упомянутые источники

1. Дайджест // Радиохобби, 2003, №3, с.10, 11. 2. Стародуб Д. Блок регуляторов тембра высококачественного усилителя НЧ // Радио, 1974, №5, с. 45, 46. 3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. – М.: Мир, 1991, с. 150 – 153. 4. Шихатов А. Пассивные регуляторы тембра // Радио, 1999, №1, с. 14, 15. 5. Ривкин Л. Расчет регуляторов тембра // Радио, 1969, №1, с. 40, 41. 6. Солнцев Ю. Высококачественный предварительный усилитель // Радио, 1985, №4, с.32 – 35. 7. //www.moskatov.narod.ru/ (Программа Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0»).

↑ Расчет регулятора тембра с помощью программы Е. Москатова

Для частного случая глубины регулировок ±20 дБ, частот регулировки fнр=72 Гц, fвр=16000 Гц Евгением Москатовым из города Таганрога разработана программа «Timbreblock 4.0.0.0» (рис. 8).

Рис. 8. Вид окна программы Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0» [8]

Результаты расчета для различных значений сопротивлений переменных резисторов регулятора тембра сведены в табл. 1.

Как известно, номинальное выходное напряжение современных источников сигнала звуковой частоты (3Ч) не превышает 0,5 В, в то время как номинальное входное напряжение большинства усилителей мощности 3Ч (УМЗЧ) составляет обычно 0,7. .1 В. Для повышения напряжения сигнала до уровня, обеспечивающего нормальную работу УМЗЧ, а также для согласования выходных сопротивлений источников сигнала с его входным сопротивлением служат предварительные усилители 3Ч. Как правило, именно в этой части звуковоспроизводящего тракта осуществляются регулировки громкости, тембра и стереобаланса. Основные требования к предварительным усилителям — малые нелинейные искажения сигнала (коэффициент гармоник — не более нескольких сотых долей процента) и небольшой относительный уровень шумов и помех (не выше -66..-70 дБ), а также достаточная перегрузочная способность. Всем этим требованиям в значительной мере отвечает предварительный усилитель москвича В. Орлова (за основу он взял схему усилителя AU-X1 японской ). Номинальные входное ‘и выходное напряжения усилителя соответственно 0,25 и 1 В, коэффициент гармоник в диапазоне частот 20..20000 Гц при номинальном выходном напряжении не превышает 0,05 %, а отношение сигнал/шум 66 дБ. Входное сопротивление усилителя 150 кОм, пределы регулирования тембра (на частотах 100 и 10000 Гц) от -10 до +6 дБ. Устройство предназначено для работы с УМЗЧ, входное сопротивление которого не менее 5 кОм.

Усилитель (на рис.1 изображена принципиальная схема одного из его каналов) состоит из истокового повторителя на транзисторе VT1, так называемого мостового пассивного регулятора тембра (элементы R6-R11.1, С2-С8) и трехкаскадного симметричного усилителя напряжения сигнала. Регулятор громкости — переменный резистор R1.1 — включен на входе усилителя, что уменьшает вероятность его перегрузки. Тембр в области низших частот звукового диапазона регулируют переменным резистором R7.1, в области высших частот — переменным резистором R11.1 (резисторы R7.2 и R11.2 использованы в другом канале усилителя). Коэффициент передачи симметричного усилителя определяется отношением сопротивлений резисторов R18, R17 и при указанных на схеме номиналах равен примерно 16. Режим работы транзисторов оконечного каскада (VT6, VT7) задан падением напряжения, создаваемым коллекторными токами транзисторов VT4, VT5 на включенных в прямом направлении диодах VD1 — VD3. Подстроечный резистор R15 служит для балансировки усилителя. Питать усилитель можно как от источника, питающего УМЗЧ, так и от любого нестабилизированного выпрямителя с выходными напряжениями +18..22 и -18..22 В.

Возможный вариант печатной платы одного канала устройства изображен на рис.2.

Рисунок 2

Изготовлена она из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и рассчитана на установку резисторов МЛТ и СП4-1 (R15), конденсаторов МБМ (С1, С4, С8, С11), БМ-2 (С3, С5-С7) и К50-6, К50-16 (остальные). Конденсаторы МБМ и БМ-2 смонтированы на плате вертикально (один из их выводов наращивают до требуемой по месту длины луженым проводом диаметром 0,5..0,6 мм). Сдвоенный переменный резистор R1 любого типа группы В, резисторы R7 и R11 — группы Б. Транзисторы КП303Д можно заменить на КП303Г, КП303Е, транзистор КП103М — на КП103Л, транзисторы КТ315В и КТ361В — транзисторами этих серий с индексом Г. Полевые транзисторы необходимо подобрать по начальному току стока, который при напряжении Uси=8 В не должен выходить за пределы 5,5. .6,5 мА. Диоды Д104 вполне заменимы диодами серий Д220, Д223 и т.п. Регулировка сводится к установке подстроечным резистором R15 нулевого напряжения на выходе и подбору резистора R18 до получения при входном напряжении 250 мВ частотой 1000 Гц выходного напряжения, равного 1 В (движки резисторов R7, R11 — в среднем, а резистора R1 — в верхнем по схеме положении).

Существенный недостаток описанного, да и многих других подобных устройств на транзисторах — сравнительно большое число элементов и, как следствие этого, довольно большие габариты монтажной платы. Значительно более компактными получаются предварительные усилители на основе операционных усилителей (ОУ).

Примером может служить устройство, разработанное москвичом Ю. Солнцевым на базе ОУ общего применения К574УД1А (рис.3).

Рисунок 3

Проведенные им исследования показали, что коэффициент гармоник этого ОУ сильно зависит от нагрузки: вполне приемлемый при ее сопротивлении более 100 кОм, он возрастает до 0,1 % при уменьшении сопротивления нагрузки до 10 кОм. Для получения достаточно малых нелинейных искажений автор добавил к указанному ОУ так называемый параллельный усилитель, отличающийся практическим отсутствием искажений типа «ступенька» даже без отрицательной обратной связи (ООС). С ООС же коэффициент гармоник не превышает 0,03 % во всем звуковом диапазоне частот при сопротивлении нагрузки более 500 Ом. Остальные параметры предварительного усилителя следующие: номинальные входное и выходное напряжения 250 мВ, отношение сигнал/шум не менее 80 дБ, перегрузочная способность 15..20 дБ. Как видно из схемы, устройство состоит из линейного усилителя с горизонтальной АЧХ на ОУ DA1 и транзисторах VT1-VT4 («параллельный» усилитель) и пассивного мостового регулятора тембра (элементы R12-R14, R17-R19, С6-С9). Этот регулятор при необходимости можно исключить из тракта с помощью реле К1 (сигнал в этом случае снимают с делителя напряжения R10R11). Коэффициент передачи усилителя определяется отношением сопротивления резистора R3 к суммарному сопротивлению резисторов R2, R4. Мостовой регулятор особенностей не имеет. На низших частотах тембр регулируют переменным резистором R18.1, на высших — резистором R13.1. Резисторы R12, R14 предотвращают монотонный подъем и спад АЧХ за пределами номинального диапазона частот усилителя. Для нормальной работы регулятора тембра сопротивление нагрузки должно быть не менее 50 кОм. При работе с источником сигнала, выходное напряжение которого содержит постоянную составляющую, на входе усилителя необходимо включить разделительный конденсатор (на схеме изображен штриховыми линиями).

Рисунок 4

Все детали усилителя, за исключением элементов регулятора тембра, монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита (на рис.4 изображена ее часть для одного канала). Плата рассчитана на монтаж резисторов МЛТ, СП4-1 (R4), конденсаторов К53-1а, К53-18 (С1, С4), КМ-6Б (С2, С3, С5, С6) и МБМ (остальные). Сдвоенные переменные резисторы R13 и R18 — любого типа группы Б. Элементы регулятора тембра монтируют непосредственно на их выводах и соединяют с платой экранированными проводами. Вместо указанных на схеме в усилителе можно применить транзисторы КТ3107И, КТ313Б, КТ361К (VT1, VT4) и КТ312В, КТ315В (VT2, VT3). Реле К1 — марки РЭС60 (паспорт РС4.569.436) или любое другое с подходящими габаритами и током и напряжением срабатывания. Диод VD1 — любой с допустимым обратным напряжением не менее 50 В. Для соединения с усилительным трактом применен разъемный соединитель МРН14-1 (на плате устанавливают его вилку). Для питания усилителя необходим двуполярный источник питания, способный отдать в нагрузку ток около 30 мА при напряжении пульсации не более 10 мВ (иначе при неудачном монтаже возможно появление заметного фона). Регулировка усилителя сводится к установке требуемого коэффициента передачи с подключенным регулятором тембра и без него. В первом случае нужного результата добиваются изменением сопротивления подстроечного резистора R4 (а если нужно, то и подбором резистора R2), во втором — подбором резистора R11. Усилитель рассчитан на работу с УМЗЧ, описанным в статье Ю. Солнцева «Высококачественный усилитель мощности» («Радио», 1984, №5, с.29-34). Регулятор громкости (сдвоенный переменный резистор группы В сопротивлением 100 кОм) включают в этом случае между его входом и выходом предварительного усилителя. Такой же резистор, но группы А, используют в качестве регулятора стереобаланса (один из его крайних выводов и вывод движка в каждом канале подсоединяют к движку регулятора громкости, а другой крайний вывод — к входу УМЗЧ).

В последние годы промышленность освоила выпуск интегральных микросхем (ИС КМ551УД, КМ551УД2), специально предназначенных для работы во входных каскадах трактов звуковой частоты бытовой радиоаппаратуры (предусилителях-корректорах электропроигрывателей, усилителях записи и воспроизведения магнитофонов, микрофонных усилителях и т.п. устройствах). Их отличают пониженный уровень собственных шумов, малый коэффициент гармоник, хорошая перегрузочная способность.

Рисунок 5

На рис. 5 приведена схема предварительного усилителя на ИС КМ551УД2 (предложена москвичом А. Шадровым). Эта ИС представляет собой сдвоенный ОУ с напряжением питания от +5 до +16,5 В. ИС с индексом А отличается от прибора с индексом Б вдвое меньшим (4 В) входным синфазным напряжением и нормируемым приведенным к входу напряжением шумов (не более 1 мкВ при сопротивлении источника сигнала 600 Ом; у КМ551УД2Б оно не нормируется). Номинальные входное и выходное напряжения этого усилителя такие же, что и у устройства по схеме на рис.1, коэффициент гармоник в диапазоне частот 20..20000 Гц не более 0,02 %, отношение сигнал/шум (невзвешенное) 90 дБ, Диапазон регулирования громкости и тембра (на частотах 60 и 16000 Гц) соответственно 60 и +10 дБ, переходное затухание между каналами в диапазоне частот 100..10000 Гц не менее 50 дБ. Входное и выходное сопротивления усилителя соответственно 220 и 3 кОм. Мостовой регулятор тембра включен в данном случае в цепь ООС, охватывающей ОУ DA1.1 (здесь и далее в скобках указаны номера выводов второго ОУ микросхемы). На входе включен тонкомпенсированный регулятор громкости на переменном резисторе R2.1 с отводом от токопроводящего элемента. Тонкомпенсацию (подъем составляющих низших частот на малых уровнях громкости) можно отключить выключателем SA1.1. Устойчивую работу ИС КМ551УД2 (ее АЧХ имеет три перегиба) обеспечивают конденсатор С7 и цепь R5C5, номиналы которых выбраны для коэффициента передачи Ки=10 (скорость нарастания выходного напряжения при таком усилении достигает 3..4 В/мкс). Конденсаторы С12, С13 предотвращают взаимосвязь усилителя с другими устройствами тракта при питании от общего источника. Переменным резистором R12.1 (в другом канале R12.2) регулируют стереобаланс.

Рисунок 6

Все детали усилителя, кроме переменных резисторов R2, R7, R11 и выключателя SA1, монтируют на печатной плате, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита. Рассчитана она на установку резисторов МЛТ, конденсаторов МБМ (С1, С10), БМ-2 (С3-С5, С11), KM (C6, С7, С12, С13) и К50-6, К50-16 (остальные). Конденсаторы МБМ и БМ-2 монтируют вертикально. Для регулирования громкости и стереобаланса подойдут любые сдвоенные переменные резисторы группы А, для регулирования тембра — резисторы группы Б. Налаживания усилитель не требует. АЧХ мостовых регуляторов тембра имеют, как известно, фиксированные частоты перегиба, поэтому плавно регулируется, в сущности, только крутизна участков АЧХ левее и правее этих частот, причем ее максимальное значение не превышает 5..6 дБ на октаву. Для получения требуемых пределов регулирования тембра на высших и низших частотах звукового диапазона частоты перегиба приходится выбирать в области средних частот. Такой регулятор малоэффективен в том случае, если необходимо подавить низко- или высокочастотные помехи в спектре сигнала. Например, при частоте перегиба 2 кГц регулятором тембра можно понизить уровень помехи частотой 16 кГц на 15 дБ, только ослабив одновременно составляющие спектра 8 и 4 кГц соответственно на 10 и 5 дБ. Ясно, что в подобном случае это не выход из положения, поэтому для подавления помех на краях спектра иногда используют отключаемые фильтры нижних (ФНЧ) и верхних (ФВЧ) частот с большой крутизной спада АЧХ за пределами полосы прозрачности. Однако и в этом случае нужный результат достигается далеко не всегда, так как эти фильтры обычно имеют фиксированные частоты среза. Иное дело, если фильтры сделать перестраиваемыми по частоте. Тогда, плавно смещая грааницы диапазона пропускаемых частот в нужную сторону, можно будет «вывести» помеху за его пределы, не влияя при этом на форму АЧХ внутри диапазона. Кстати, такие фильтры целесообразно сделать неотключаемыми: они помогут бороться с инфранизкочастотными помехами от механизма недостаточно совершенного электропроигрывающего устройства.

Сборка комплекта предусилителя Hypex DIY

См. этот пост для подробного изложения нашей эталонной системы.

Эта запись была опубликована в Учебники по предусилителям с меткой Учебники по предусилителю Hypex DIY на от Ashley (обновлено ) только что с конвейера. В отличие от хорошо зарекомендовавших себя DSP-решений компании, представленных на рынке уже некоторое время, предусилитель имеет полностью аналоговую конструкцию, но с современными удобствами, включая дистанционное управление, гибкую маршрутизацию сигналов и большой монохромный дисплей.

Однако он ограничен в возможностях подключения, всего с тремя входами, хотя в будущем запланированы дополнительные модули, а его параметры вывода и срабатывания относительно обширны.

В свое время я рассмотрю особенности, плюсы и минусы предусилителя в статье. Сейчас я хотел задокументировать сборку и показать, насколько легко собрать этот высококачественный предусилитель, независимо от опыта или технических способностей.

Epic Lofi Synthwave Saturation Plug…

Включите JavaScript

Предусилитель упакован в картонную упаковку, пригодную для вторичной переработки, каждый компонент упакован и аккуратно разложен. В комплект входит все необходимое, даже инструменты, кроме гаечного ключа на 5,5 мм или комбинированных плоскогубцев.

Также полезно иметь лоток для кубиков льда или коробку для таблеток, чтобы упорядочить различные винты и шайбы перед началом работы.

Найдите компоненты корпуса. Прикрепите боковые выступы к базовой панели, используя четыре более длинных винта с потайной головкой и пружинные шайбы.

Выбросьте винты из упаковки с ножками. Установите шайбу на каждый винт, проденьте винт для основания, затем проденьте его через боковой выступ и вставьте в резьбовое отверстие в основании.

Далее кронштейны передней панели. Вставьте четыре больших серебристых винта с потайной головкой в ​​отверстие с потайной головкой в ​​каждом кронштейне, установите сзади пружинную шайбу так, чтобы купол был обращен наружу, и ввинтите кронштейны в передний конец боковых выступов.

Установите блок питания в основание корпуса с помощью 5 черных винтов с потайной головкой. Блок питания расположен так, чтобы входная розетка находилась рядом с левой стороной корпуса.

Найдите заднюю панель и установите вход IEC так, чтобы отсек предохранителей был внизу. Он плотно прилегает, но защелкнется. Для переключения в слот выше с клеммами, наиболее удаленными от края панели.

Подсоедините провод с двумя лопатками на каждом конце между клеммой под напряжением (нижней) на вводе IEC и клеммой переключателя, наиболее удаленной от конца задней панели. Подсоедините коричневый кабель под напряжением от входного кабеля источника питания к противоположной стороне коммутатора, а нейтральный (синий) кабель — к средней клемме на входе IEC. Подсоедините провод заземления к верхней клемме входа IEC.

Прикрепите заднюю панель к корпусу с помощью четырех больших черных винтов с потайной головкой и четырех пружинных шайб. Аналогично кронштейнам передней панели, проденьте винт через панель, установите сзади пружинную шайбу и ввинтите в боковые выступы.

Установите дополнительную заглушку на заднюю панель с помощью 2 маленьких черных винтов, 2 пружинных шайб и 2 гаек.

Установите материнскую плату. Это самая сложная часть, если три стойки не имеют резьбы. Три винта с полукруглой головкой проходят через отверстия в передней части платы, через стойку и в нижнюю часть корпуса. Вы должны расположить разъемы на задней панели, зацепив защелки входных разъемов на место. Отверстия под втулки обработаны с жестким допуском. Если вы обнаружите, что у вас возникли трудности с размещением разъемов на задней панели, вы, вероятно, обнаружите, что виноваты триггерные разъемы.

Используя конец маленького шестигранного ключа, осторожно перемещайте триггерные разъемы, пока они не встанут на место на задней панели.

Затем вставьте 16 винтов с потайной головкой в ​​гнезда и затяните три винта с полукруглой головкой в ​​основании корпуса. Для этого полезно иметь подходящую отвертку TX10.

Найдите переднюю панель и плату наушников. Прикрепите плату наушников к панели с помощью 2 винтов с полукруглой головкой.

Прикрепите дисплей и плату управления к передней панели с помощью пяти оставшихся винтов с полукруглой головкой и двух удерживающих скоб. Обратите внимание на отмеченное положение отверстия, в которое нельзя вкручивать винт, иначе вы повредите дисплей. Обратите также внимание на ориентацию двух боковых кронштейнов: больший фланец направлен к нижнему краю передней панели./гал.

Установите переднюю панель на место и подключите кабели, как показано на рисунке. Кабели наушников связаны вместе двумя прилагающимися стяжками-молниями и ориентированы так, чтобы проходить вдоль боковой стороны корпуса под выступом бокового выступа. Это удерживает чувствительную сигнальную проводку подальше от проводки источника питания.

Подключите кабели от блока питания к материнской плате, от блока питания к плате управления и от платы управления к плате наушников.

Подсоедините кабель питания и прикрутите кольцо кабеля заземления к шасси с помощью пятого большого черного болта с потайной головкой, зубчатой ​​шайбы, пружинной шайбы и гайки. Внизу идет зубчатая шайба, затем разъем, затем пружинная шайба и, наконец, гайка, которую следует надежно затянуть гаечным ключом на 5,5 мм или комбинированными плоскогубцами.

Установите верхнюю панель, вставив ее в прорези боковых выступов. Когда он сядет, зацепите переднюю панель сверху и прижмите ее к нижней части. Установите два установочных винта в нижний конец передней панели и затяните прилагаемым шестигранным ключом.

Установите установочные винты в ручки управления. Поверните ручки так, чтобы плоские участки валов были направлены прямо вверх, и установите ручки так, чтобы винты совпадали с лысками валов. Затяните до упора, но не переусердствуйте.

И это все, что нужно для сборки комплекта предусилителя Hypex DIY. 15 шагов приведены ниже. Оставайтесь с нами в следующих выпусках, где мы подробно рассмотрим новые моноусилители Nilai и этот предусилитель. Если вы еще не видели статью о сборке усилителей Nilaai, вы можете щелкнуть здесь, чтобы прочитать ее. Я также надеюсь получить в свои руки будущие дополнения для предусилителя, когда они будут доступны.

  1. Установка ножек и боковых профилей на панель основания
  2. Установите кронштейны передней панели, 4 серебряных винта и 4 пружинные шайбы
  3. Установите блок питания, 5 черных винтов
  4. Соберите вход IEC и выключатель питания на задней панели, подключите провода.
  5. Установите заднюю панель, 4 черных винта и 4 пружинные шайбы
  6. Прикрепите дополнительную заглушку, 2 черных винта, 2 пружинные шайбы, 2 гайки
  7. Материнская плата Fit – 3 стойки, 3 винта с полукруглой головкой, 16 винтов с потайной головкой
  8. Прикрепите плату наушников к передней панели, 2 винта с полукруглой головкой
  9. Установите плату дисплея на переднюю панель, 2 скобы, 5 винтов с полукруглой головкой, избегая нижнего отверстия
  10. Соедините болт заземления, винт с потайной головкой, зубчатую шайбу, кабель, пружинную шайбу, гайку
  11. Подсоедините входной кабель питания к источнику питания, кабели питания к передней и основной плате, кабели наушников от передней платы наушников к основной плате и от передней платы наушников к плате передней панели.
  12. Свяжите кабели наушников, изгибая их под правым выступом, чтобы они не мешали.
  13. Установите верхнюю панель, установите переднюю панель на место, затяните установочные винты.
  14. Установите винты в ручки
  15. Установите ручки на валы управления.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Лучший предусилитель DIY II | diyAudio

#3