cxema.org — Мощный УМЗЧ на полевых транзисторах

Давно, еще года два назад, приобрел я старый советский динамик 35ГД-1. Несмотря на его первоначально плохое состояние, я его восстановил, покрасил в красивый синий цвет и даже сделал для него ящик из фанеры. Большая коробка с двумя фазоинверторами сильно улучшила его акустические качества. Осталось дело за хорошим усилителем, который будет качать эту колонку. Решил сделать не так, как делает большинство людей – купить готовый усилитель D–класса из Китая и установить его. Я решил сделать усилитель сам, но не какой-нибудь общепринятый на микросхеме TDA7294, да и вообще не на микросхеме, и даже не легендарный Ланзар, а очень даже редкий усилитель на полевых транзисторах. Да и в сети очень мало информации об усилителях на полевиках, вот и стало интересно, что это такое и как он звучит.

Сборка

Данный усилитель имеет 4 пары выходных транзисторов. 1 пара – 100 Ватт выходной мощности, 2 пары – 200 Ватт, 3 – 300 Ватт и 4, соответственно, 400 Ватт. Мне все 400 Ватт пока не нужны, но я решил поставить все 4 пары, дабы распределить нагрев и уменьшить рассеиваемую каждым транзистором мощность.

Схема выглядит так:

На схеме подписаны именно те номиналы компонентов, которые установлены у меня, схема проверена и работает исправно. Печатную плату прилагаю. Плата в формате Lay6.

Внимание! Все силовые дорожки обязательно залудить толстым слоем припоя, так как по ним будет течь весьма большой ток. Паяем аккуратно, без соплей, флюс отмываем. Силовые транзисторы необходимо установить на теплоотвод. Плюс данной конструкции в том, что транзисторы можно не изолировать от радиатора, а лепить все на один. Согласитесь, это здорово экономит слюдяные теплопроводящие прокладки, ведь на 8 транзисторов их ушло бы 8 штук (удивительно, но факт)! Радиатор является общим стоком всех 8 транзисторов и звуковым выходом усилителя, поэтому при установке в корпус не забудьте как-нибудь изолировать его от корпуса. Несмотря на отсутствие необходимости установки между фланцами транзисторов и радиатором слюдяных прокладок, это место необходимо промазать термопастой.

Внимание! Лучше сразу всё проверить перед установкой транзисторов на радиатор. Если вы прикрутите транзисторы к радиатору, а на плате будут какие либо сопли или непропаяные контакты, будет неприятно снова откручивать транзисторы и измазываться термопастой. Так что проверяйте всё сразу.

Биполярные транзисторы: T1 – BD139, T2 – BD140. Тоже нужно прикрутить к радиатору. Они греются не сильно, но все таки греются. Их тоже можно не изолировать от теплоотводов.

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

Теперь я прилагаю фото разных этапов сборки усилителя. Для начала вырезаем кусок текстолита по размерам платы.

Затем накладываем изображение платы на текстолит и сверлим отверстия под радиодетали. Зашкуриваем и обезжириваем. Берем перманентный маркер, запасаемся изрядным количеством терпения и рисуем дорожки (ЛУТом делать не умею, вот и мучаюсь).

Далее кидаем плату в раствор хлорного железа и ждём, пока оно сделает своё дело. Затем вынимаем, оттираем маркер щёткой для сковород и плата готова.

Вооружаемся паяльником, берём флюс, припой и лудим.

Отмываем остатки флюса, берём мультиметр и прозваниваем на предмет замыкания между дорожками там, где его быть не должно. Если всё в норме, приступаем к монтажу деталей.
Возможные замены.
Первым делом я прикреплю список деталей:
C1 = 1u
C2, C3 = 820p
C4, C5 = 470u
C6, C7 = 1u
C8, C9 = 1000u
C10, C11 = 220n

D1, D2 = 15V

D3, D4 = 1N4148

OP1 = КР54УД1А

R1, R32 = 47k
R2 = 1k
R3 = 2k
R4 = 2k
R5 = 5k
R6, R7 = 33
R8, R9 = 820
R10-R17 = 39
R18, R19 = 220
R20, R21 = 22k
R22, R23 = 2.7k
R24-R31 = 0.22

T1 = BD139
T2 = BD140
T3 = IRFP9240
T4 = IRFP240
T5 = IRFP9240
T6 = IRFP240
T7 = IRFP9240
T8 = IRFP240
T9 = IRFP9240
T10 = IRFP240

Первым делом можно заменить операционный усилитель на любой другой, даже импортный, с аналогичным расположением выводов. Конденсатор C3 нужен для подавления самовозбуждения усилителя. Можно поставить и побольше, что я и сделал впоследствии. Стабилитроны любые на 15 В и мощностью от 1 Вт. Резисторы R22, R23 можно ставить исходя из расчета R=(Uпит.-15)/Iст., где Uпит. – напряжение питания, Iст. – ток стабилизации стабилитрона. Резисторы R2, R32 отвечают за коэффициент усиления. С данными номиналами он где то 30 – 33. Конденсаторы C8, C9 – емкости фильтра – можно ставить от 560 до 2200 мкФ с напряжением не ниже чем Uпит.* 1.2 дабы не эксплуатировать их на пределе возможностей. Транзисторы T1, T2 – любая комплементарная пара средней мощности, с током от 1 А, например наши КТ814-815, КТ816-817 или импортные BD136-135, BD138-137, 2SC4793-2SA1837. Истоковые резисторы R24-R31 можно ставить и на 2 Вт, хоть и нежелательно, с сопротивлением от 0.1 до 0.33 ом. Силовые ключи менять не желательно, хотя можно и IRF640-IRF9640 или IRF630-IRF9630; можно на транзисторы с аналогичными пропускаемыми токами, емкостями затворов и, разумеется, таким же расположением выводов, хотя если паять на проводках, значение это не имеет. Больше менять тут вроде и нечего.

Первый запуск и настройка.

Первый запуск усилителя производим через страховочную лампу в разрыв сети 220 В. Обязательно закорачиваем вход на землю и не подключаем нагрузку. В момент включения лампа должна вспыхнуть и погаснуть, причем погаснуть полностью: спираль не должна светиться вообще. Включаем, держим секунд 20, затем выключаем. Проверяем, нет ли нагрева чего-либо (хотя если лампа не горит, вряд ли что-нибудь греется). Если действительно ничего не греется, включаем снова и меряем постоянное напряжение на выходе: оно должно быть в пределах 50 – 70 мВ. У меня, к примеру, 61.5 мВ. Если всё в пределах нормы, подключаем нагрузку, подаём сигнал на вход и слушаем музыку. Не должно быть никаких помех, посторонних гулов и т. п. Если ничего этого нет, переходим к настройке.

Настраивается всё это дело крайне просто. Необходимо лишь выставить ток покоя выходных транзисторов с помощью вращения движка подстроечного резистора. Он должен быть примерно 60 – 70 мА для каждого транзистора. Делается это так же как и на Ланзаре. Ток покоя считается по формуле I = Uпад./R, где Uпад. – падение напряжения на одном из резисторов R24 – R31, а R – сопротивление этого самого резистора. Из этой формулы выводим напряжение падение на резисторе, необходимое для установки такого тока покоя. Uпад. = I*R. Например в моем случае это = 0.07*0.22 = где то 15 мВ. Ток покоя выставляется на “тёплом” усилителе, то есть радиатор должен быть тёплым, усилитель должен поиграть несколько минут. Усилитель прогрелся, отключаем нагрузку, закорачиваем вход на общий, берем мультиметр и проводим ранее описанную операцию.

Характеристики и особенности:

Напряжение питания – 30-80 В

Рабочая температура – до 100-120 град.
Сопротивление нагрузки – 2-8 Ом
Мощность усилителя – 400 Вт/4 Ом
КНИ – 0.02-0.04% при мощности 350-380 Вт
Коэффициент усиления – 30-33
Диапазон воспроизводимых частот – 5-100000 Гц

На последнем пункте стоит остановиться подробнее. Использование этого усилителя с шумящими тембрблоками, такими как TDA1524, может повлечь за собой необоснованное на первый взгляд потребление энергии усилителем. На самом деле это усилитель воспроизводит частоты помех, не слышные нашему уху. Может показаться, что это самовозбуждение, но скорее всего это именно помехи. Тут стоит отличать помехи, не слышимые ухом от реального самовозбуждения. Я сам столкнулся с этой проблемой. Изначально в качестве предварительного усилителя операционник TL071. Это очень хороший высокочастотный импортный ОУ с малошумящим выходом на полевых транзисторах. Он может работать на частотах до 4 МГц – этого с запасом хватает и для воспроизведения частот помех и для самовозбуждения. Что делать? Один хороший человек, спасибо ему огромное, посоветовал мне заменить операционник на другой, менее чувствительный и воспроизводящий меньший диапазон частот, который просто не может работать на частоте самовозбуждения. Поэтому я купил наш отечественный КР544УД1А, поставил и… ничего не поменялось. Это всё натолкнуло меня на мысль, что шумят переменные резисторы тембрблока. Движки резисторов немного “шуршат”, что и вызывает помехи. Убрал тембрблок и шум пропал. Так что это не самовозбуждение. С данным усилителем нужно ставить малошумящий пассивный тембрблок и транзисторный предусилитель дабы избежать вышеперечисленного.

Итоги

В результате получается хороший усилитель, который прекрасно воспроизводит как низкие, так и высокие частоты мало греется и работает в широком диапазоне питающих напряжений. Лично мне усилитель очень нравится. Осталось только соорудить для него предварительный усилитель, нормальный тембрблок и корпус, но об этом как-нибудь в другой раз.

Ниже прилагаю несколько фото готового усилителя.

На этом в принципе всё. Если остались какие-либо вопросы, задавайте их либо на форум VIP-CXEMA, либо мне на почту Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Автор: Дмитрий4202 

Схемы простых усилителей нч на транзисторах. Мощный усилитель на транзисторах

Усилители, основным назначением которых является усиление сигнала по мощности, называют усилителями мощности. Как правило, такие усилители работают на низкоомную нагрузку, например, громкоговоритель.

жений 3-18 В (номинальное — 6 В) . Максимальный потребляемый ток — 1,5 А при токе покоя 7 мА (при 6 В) и 12 мА (при 18 В). Коэффициент усиления по напряжению 36,5 дБ. на уровне -1 дБ 20 Гц — 300 кГц. Номинальная выходная мощность при коэффициенте нелинейных искажений 10 %

временно отключать звуковое сопровождение. Удвоить выходную мощность TDA7233D можно при их включении по схеме, представленной на рис. 31.42 . С7 предотвращает самовозбуждение устройства в области

высоких частот. R3 подбирают до получения равной амплитуды выходных сигналов на выходах микросхем.

Рис. 31.43. КР174УНЗ 7

КР174УН31 предназначена для использования в качестве выходных маломощных бытовой РЭА.

При изменении напряжения питания от

2.1 до 6,6 В при среднем токе потребления 7 мА (без входного сигнала), коэффициент усиления микросхемы по напряжению меняется от 18 до 24 дБ .

Коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности до 100 мВт не более 0,015 %, выходное напряжение шумов не превышает 100 мкВ. Входное микросхемы 35-50 кОм. нагрузки — не ниже 8 Ом. Диапазон рабочих частот — 20 Гц — 30 кГц, предельный — 10 Гц — 100 кГц. Максимальное напряжение входного сигнала — до 0,25-0,5 В.

Предлагаемый вашему драгоценному вниманию усилитель прост в сборке, ужасно прост в настройке (он её фактически не требует), не содержит особо дефицитных компонентов и при всем при этом имеет весьма недурные характеристики и запросто тянет на так называемый hi-fi, столь нежно любимый большинством граждан. Усилитель может работать на нагрузку 4 и 8 Ом, может быть использован в мостовом включении на нагрузку 8 Ом, при этом он отдаст в нагрузку 200 Вт.

Основные характеристики:

Напряжение питания, В………………………………………………………. ±35
Потребляемый ток в режиме молчания, мА………………………….. 100
Входное сопротивление, кОм………………………………………………… 24
Чувствительность (100 Вт, 8 Ом), В………………………………………. 1,2
Выходная мощность (КГ=0,04%), Вт………………………………………. 80
Диапазон воспроизводимых частот, Гц……………………….. 10 — 30000
Отношение сигнал/шум (не взвешенное), дБ………………………… -73

Усилитель полностью на дискретных элементах, без всяких ОУ и прочих хитростей. При работе на нагрузку 4 Ома и питании 35 В усилитель развивает мощность до 100 Вт. Если есть потребность подключить нагрузку 8 Ом питание можно увеличить до +/-42 В, в этом случае, мы получим те же самые 100 Вт. Очень сильно не рекомендуется увеличивать напряжение питания более 42 В, иначе можно остаться без выходных транзисторов. При работе в мостовом режиме должна использоваться 8-ми омная нагрузка, иначе, опять-таки, лишаемся всякой надежды на выживание выходных транзисторов. Кстати, надо учесть, что защиты от КЗ в нагрузке не предусмотрено, так что надо быть поосторожней. Для использования усилителя в мостовом режиме необходимо вход МТ прикрутить к выходу другого усилителя, на вход которого и подается сигнал. Оставшийся вход замыкается на общий провод. Резистор R11 служит для установки тока покоя выходных транзисторов. Конденсатор C4 определяет верхнюю границу усиления и уменьшать его не стоит — получите самовозбуждение на высоких частотах.
Все резисторы — 0,25 Вт за исключением R18, R12, R13, R16, R17. Первые три — 0,5 Вт, последние два — по 5 Вт. Светодиод HL1 служит не для красоты, поэтому не надо втыкать в схему сверхъяркий диод и выводить его на переднюю панель. Диод должен быть самый обычный зелёного цвета — это важно, поскольку светодиоды других цветов имеют другое падение напряжения. Если вдруг кому-то не повезло и он не смог достать выходные транзисторы MJL4281 и MJL4302, их можно заменить на MJL21193 и MJL21194 соответственно. Переменный резистор R11 лучше всего взять многооборотный, хотя подойдет и обычный. Ничего критичного тут нет — просто удобнее устанавливать ток покоя.

В этой статье мы поговорим об усилителях. Они же УНЧ (усилители низкой частоты), они же УМЗЧ (усилители мощности звуковой частоты). Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая дань моде на винтаж, делают их по старинке — на лампах. Здесь советуем посмотреть . Особое внимание начинающих хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с 12-ти вольтовым питанием. Используя их можно получить довольно качественный звук на выходе, причем для сборки практически достаточно знаний школьного курса физики. Порой из обвеса, или говоря другими словами, тех деталей на схеме, без которых микросхема не будет работать, на схеме бывает буквально 5 штук. Одна из подобных, усилитель на микросхеме TDA1557Q приведена на рисунке:

Такой усилитель в свое время был собран мною, пользуюсь уже несколько лет им вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, совместно с компьютером. Качество звучания намного выше, чем у китайских пластмассовых колонок. Правда, чтобы почувствовать существенную разницу, мне пришлось купить звуковую карту creative, на встроенном звуке разница была незначительная.

Усилитель можно собрать навесным монтажом

Также усилитель можно собрать навесным монтажом, прямо на выводах деталей, но я бы не советовал собирать этим методом. Лучше потратить немного больше времени, найти разведенную печатную плату (или развести самому), перенести рисунок на текстолит, протравить его и получить в итоге усилитель, который будет работать много лет. Обо всех эти технологиях многократно рассказано в интернете, поэтому более подробно останавливаться на них не буду.

Усилитель прикрепленный к радиатору

Сразу скажу, что микросхемы усилителей при работе сильно нагреваются и их необходимо крепить, нанеся термопасту на радиатор. Тем же, кто хочет просто собрать один усилитель и нет времени или желания изучать программы по разводке печатных плат, технологии ЛУТ и травление, могу предложить использовать специальные макетные платы с отверстиями под пайку. Одна из них изображена на фото ниже:

Как видно на фото, соединения осуществляются не дорожками на печатной плате, как в случае с печатным монтажом, а гибкими проводками, подпаиваемыми к контактам на плате. Единственной проблемой при сборке таких усилителей, является источник питания, выдающий напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителем до 5 ампер. Разумеется, такой трансформатор (на 5 ампер) будет иметь немаленькие размеры, поэтому некоторые пользуются импульсными источниками питания.

Трансформатор для усилителя — фото

У многих, думаю, дома есть блоки питания компьютеров, которые сейчас морально устарели, и больше не используются в составе системных блоков, так вот такие блоки питания способны выдавать по цепям +12 вольт, токи намного большие чем 4 ампера. Конечно, такое питание среди ценителей звучания считается худшим, чем стандартное трансформаторное, но я подключал импульсный блок питания для питания своего усилителя, после сменил его на трансформаторный — разница в звучании можно сказать незаметна.

После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.

После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно большее напряжение, чем у нас в схеме. Например, если у нас в схеме питание 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большей емкости, у меня стоят подключенные параллельно 2 конденсатора по 2200 мкф, и это не предел. Параллельно питанию (шунтируем) нужно подключить керамический конденсатор емкостью 100 нф. У усилителя на входе ставят пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкф.

Пленочные конденсаторы

Подключение сигнала к усилителю, с целью снизить уровень наводимых помех, должно осуществляться экранированным кабелем, для этих целей удобно пользоваться кабелем Джек 3.5 — 2 Тюльпана, с соответствующими гнездами на усилителе.

Кабель джек 3.5 — 2 тюльпана

Регулировку уровня сигнала (громкости на усилителе) осуществляют с помощью потенциометра, если усилитель стерео, то сдвоенного. Схема подключения переменного резистора показана на рисунке ниже:

Разумеется усилители могут быть выполнены и на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости в них применяются точно так же, как и в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, к примеру, схему усилителя на одном транзисторе:

Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:

Следующая схема также на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, она состоит как-бы из 2 почти одинаковых частей. В первый каскад у нас входят: С1, R1, R2, V1. Во второй каскад C2, R3, V2, и нагрузка наушники В1.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах — схема

Если же мы хотим сделать стерео усилитель, нам нужно будет собрать два одинаковых канала. Точно также мы можем, собрав две схемы любого моно усилителя, превратить его в стерео. Ниже приведена схема трехкаскадного усилителя мощности на транзисторах:

Трехкаскадный усилитель на транзисторах — схема

Схемы усилителей также различаются по напряжению питания, некоторым достаточно для работы 3-5 вольт, другим необходимо 20 и выше. Для работы некоторых усилителей требуется двуполярное питание. Ниже приведены 2 схемы усилителя на микросхеме TDA2822 , первая стерео подключение:

На схеме в виде резисторов RL обозначены подключения динамиков. Усилитель нормально работает от напряжения в 4 вольта. На следующем рисунке изображена схема мостового включения, в ней используется один динамик, зато она выдает большую мощность, чем в стерео варианте:

На следующем рисунке изображены схемы усилителя на , обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:

Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего это 4-8 Ом, иногда встречаются динамики с сопротивлением 16 Ом. Узнать сопротивление динамика, можно перевернув его тыльной стороной к себе, там обычно пишется номинальная мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Ватт.

Если же динамик находится внутри колонки и посмотреть, что на нем написано, нет возможности, тогда динамик можно прозвонить тестером в режиме омметра выбрав предел измерения 200 Ом.

Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.

Если провода не имеют пометок, проверить правильность подключения можно, соединив батарейку плюс с плюсом, минус с минусом динамика (условно), если диффузор динамика выдвинется наружу — то мы угадали с полярностью. Больше различных схем УНЧ, в том числе ламповых, можно посмотреть в . Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.

Усилитель на транзисторах, несмотря на свою уже долгую историю, остается излюбленным предметом исследования как начинающих, так и маститых радиолюбителей. И это понятно. Он является непременной составной частью самых массовых и усилителей низкой (звуковой) частоты. Мы рассмотрим, как строятся простейшие усилители на транзисторах.

Частотная характеристика усилителя

В любом теле- или радиоприемнике, в каждом музыкальном центре или усилителе звука можно найти транзисторные усилители звука (низкой частоты — НЧ). Разница между звуковыми транзисторными усилителями и другими видами заключается в их частотных характеристиках.

Звуковой усилитель на транзисторах имеет равномерную частотную характеристику в полосе частот от 15 Гц до 20 кГц. Это означает, что все входные сигналы с частотой внутри этого диапазона усилитель преобразует (усиливает) примерно одинаково. На рисунке ниже в координатах «коэффициент усиления усилителя Ку — частота входного сигнала» показана идеальная кривая частотной характеристики для звукового усилителя.

Эта кривая практически плоская с 15 Гц по 20 кГц. Это означает, применять такой усилитель следует именно для входных сигналов с частотами между 15 Гц и 20 кГц. Для входных сигналов с частотами выше 20 кГц или ниже 15 Гц эффективность и качество его работы быстро уменьшаются.

Вид частотной характеристики усилителя определяется электрорадиоэлементами (ЭРЭ) его схемы, и прежде всего самими транзисторами. Звуковой усилитель на транзисторах обычно собран на так называемых низко- и среднечастотных транзисторах с суммарной полосой пропускания входных сигналов от десятков и сотен Гц до 30 кГц.

Класс работы усилителя

Как известно, в зависимости от степени непрерывности протекания тока на протяжении его периода через транзисторный усилительный каскад (усилитель) различают следующие классы его работы: «А», «B», «AB», «C», «D».

В классе работы ток «А» через каскад протекает на протяжении 100 % периода входного сигнала. Работу каскада в этом классе иллюстрирует следующий рисунок.

В классе работы усилительного каскада «AB» ток через него протекает более чем 50 %, но менее чем 100 % периода входного сигнала (см. рисунок ниже).

В классе работы каскада «В» ток через него протекает ровно 50 % периода входного сигнала, как это иллюстрирует рисунок.

И наконец в классе работы каскада «C» ток через него протекает менее чем 50 % периода входного сигнала.

НЧ-усилитель на транзисторах: искажения в основных классах работы

В рабочей области транзисторный усилитель класса «А» обладает малым уровнем нелинейных искажений. Но если сигнал имеет импульсные выбросы по напряжению, приводящие к насыщению транзисторов, то вокруг каждой «штатной» гармоники выходного сигнала появляются высшие гармоники (вплоть до 11-й). Это вызывает феномен так называемого транзисторного, или металлического, звука.

Если НЧ-усилители мощности на транзисторах имеют нестабилизированное питание, то их выходные сигналы модулируются по амплитуде вблизи частоты сети. Это ведет к жёсткости звука на левом краю частотной характеристики. Различные же способы стабилизации напряжения делают конструкцию усилителя более сложной.

Типовой КПД однотактного усилителя класса А не превышает 20 % из-за постоянно открытого транзистора и непрерывного протекания постоянной составляющей тока. Можно выполнить усилитель класса А двухтактным, КПД несколько повысится, но полуволны сигнала станут более несимметричными. Перевод же каскада из класса работы «А» в класс работы «АВ» повышает вчетверо нелинейные искажения, хотя КПД его схемы при этом повышается.

В усилителях же классов «АВ» и «В» искажения нарастают по мере снижения уровня сигнала. Невольно хочется врубить такой усилитель погромче для полноты ощущений мощи и динамики музыки, но зачастую это мало помогает.

Промежуточные классы работы

У класса работы «А» имеется разновидность — класс «А+». При этом низковольтные входные транзисторы усилителя этого класса работают в классе «А», а высоковольтные выходные транзисторы усилителя при превышении их входными сигналами определенного уровня переходят в классы «В» или «АВ». Экономичность таких каскадов лучше, чем в чистом классе «А», а нелинейные искажения меньше (до 0,003 %). Однако звук у них также «металлический» из-за наличия высших гармоник в выходном сигнале.

У усилителей еще одного класса — «АА» степень нелинейных искажений еще ниже — около 0,0005 %, но высшие гармоники также присутствуют.

Возврат к транзисторному усилителю класса «А»?

Сегодня многие специалисты в области качественного звуковоспроизведения ратуют за возврат к ламповым усилителям, поскольку уровень нелинейных искажений и высших гармоник, вносимых ими в выходной сигнал, заведомо ниже, чем у транзисторов. Однако эти достоинства в немалой степени нивелируются необходимостью согласующего трансформатора между высокоомным ламповым выходным каскадом и низкоомными звуковыми колонками. Впрочем, с трансформаторным выходом может быть сделан и простой усилитель на транзисторах, что будет показано ниже.

Существует и точка зрения, что предельное качество звучания может обеспечить только гибридный лампово-транзисторный усилитель, все каскады которого являются однотактными, не охвачены и работают в классе «А». То есть такой повторитель мощности представляет собой усилитель на одном транзисторе. Схема его может иметь предельно достижимый КПД (в классе «А») не более 50 %. Но ни мощность, ни КПД усилителя не являются показателями качества звуковоспроизведения. При этом особое значение приобретают качество и линейность характеристик всех ЭРЭ в схеме.

Поскольку однотактные схемы получают такую перспективу, мы рассмотрим ниже их возможные варианты.

Однотактный усилитель на одном транзисторе

Схема его, выполненная с общим эмиттером и R-C-связями по входному и выходному сигналам для работы в классе «А», приведена на рисунке ниже.

На ней показан транзистор Q1 структуры n-p-n. Его коллектор через токоограничивающий резистор R3 присоединен к положительному выводу +Vcc, а эмиттер — к -Vcc. Усилитель на транзисторе структуры p-n-p будет иметь такую же схему, но выводы источника питания поменяются местами.

C1 — разделительный конденсатор, посредством которого источник переменного входного сигнала отделяется от источника постоянного напряжения Vcc. При этом С1 не препятствует прохождению переменного входного тока через переход «база — эмиттер транзистора Q1». Резисторы R1 и R2 совместно с сопротивлением перехода «Э — Б» образуют Vcc для выбора рабочей точки транзистора Q1 в статическом режиме. Типичной для этой схемы является величина R2 = 1 кОм, а положение рабочей точки — Vcc/2. R3 является нагрузочным резистором коллекторной цепи и служит для создания на коллекторе переменного напряжения выходного сигнала.

Предположим, что Vcc = 20 В, R2 = 1 кОм, а коэффициент усиления по току h = 150. Напряжение на эмиттере выбираем Ve = 9 В, а падение напряжения на переходе «Э — Б» принимаем равным Vbe = 0,7 В. Эта величина соответствует так называемому кремниевому транзистору. Если бы мы рассматривали усилитель на германиевых транзисторах, то падение напряжения на открытом переходе «Э — Б» было бы равно Vbe = 0,3 В.

Ток эмиттера, примерно равный току коллектора

Ie = 9 B/1 кОм = 9 мА ≈ Ic.

Ток базы Ib = Ic/h = 9 мА/150 = 60 мкА.

Падение напряжения на резисторе R1

V(R1) = Vcc — Vb = Vcc — (Vbe + Ve) = 20 В — 9,7 В = 10,3 В,

R1 = V(R1)/Ib = 10,3 В/60 мкА = 172 кОм.

С2 нужен для создания цепи прохождения переменной составляющей тока эмиттера (фактически тока коллектора). Если бы его не было, то резистор R2 сильно ограничивал бы переменную составляющую, так что рассматриваемый усилитель на биполярном транзисторе имел бы низкий коэффициент усиления по току.

В наших расчетах мы принимали, что Ic = Ib h, где Ib — ток базы, втекающий в нее из эмиттера и возникающий при подаче на базу напряжения смещения. Однако через базу всегда (как при наличии смещения, так и без него) протекает еще и ток утечки из коллектора Icb0. Поэтому реальный ток коллектора равен Ic = Ib h + Icb0 h, т.е. ток утечки в схеме с ОЭ усиливается в 150 раз. Если бы мы рассматривали усилитель на германиевых транзисторах, то это обстоятельство нужно было бы учитывать при расчетах. Дело в том, что имеют существенный Icb0 порядка нескольких мкА. У кремниевых же он на три порядка меньше (около нескольких нА), так что в расчетах им обычно пренебрегают.

Однотактный усилитель с МДП-транзистором

Как и любой усилитель на полевых транзисторах, рассматриваемая схема имеет свой аналог среди усилителей на Поэтому рассмотрим аналог предыдущей схемы с общим эмиттером. Она выполнена с общим истоком и R-C-связями по входному и выходному сигналам для работы в классе «А» и приведена на рисунке ниже.

Здесь C1 — такой же разделительный конденсатор, посредством которого источник переменного входного сигнала отделяется от источника постоянного напряжения Vdd. Как известно, любой усилитель на полевых транзисторах должен иметь потенциал затвора своих МДП-транзисторов ниже потенциалов их истоков. В данной схеме затвор заземлен резистором R1, имеющим, как правило, большое сопротивление (от 100 кОм до 1 Мом), чтобы он не шунтировал входной сигнал. Ток через R1 практически не проходит, поэтому потенциал затвора при отсутствии входного сигнала равен потенциалу земли. Потенциал же истока выше потенциала земли за счет падения напряжения на резисторе R2. Таким образом, потенциал затвора оказывается ниже потенциала истока, что и нужно для нормальной работы Q1. Конденсатор C2 и резистор R3 имеют такое же назначение, как и в предыдущей схеме. Поскольку эта схема с общим истоком, то входной и выходной сигналы сдвинуты по фазе на 180°.

Усилитель с трансформаторным выходом

Третий одноступенчатый простой усилитель на транзисторах, показанный на рисунке ниже, также выполнен по схеме с общим эмиттером для работы в классе «А», но с низкоомным динамиком он связан через согласующий трансформатор.

Первичная обмотка трансформатора T1 является нагрузкой коллекторной цепи транзистора Q1 и развивает выходной сигнал. T1 передает выходной сигнал на динамик и обеспечивает согласование выходного полного сопротивления транзистора с низким (порядка нескольких Ом) сопротивлением динамика.

Делитель напряжения коллекторного источника питания Vcc, собранный на резисторах R1 и R3, обеспечивает выбор рабочей точки транзистора Q1 (подачу напряжения смещения на его базу). Назначение остальных элементов усилителя такое же, как и в предыдущих схемах.

Двухтактный звуковой усилитель

Двухтактный НЧ-усилитель на двух транзисторах расщепляет входной частоты на две противофазные полуволны, каждая из которых усиливается своим собственным транзисторным каскадом. После выполнения такого усиления полуволны объединяются в целостный гармонический сигнал, который и передается на акустическую систему. Подобное преобразование НЧ-сигнала (расщепление и повторное слияние), естественно, вызывает в нем необратимые искажения, обусловленные различием частотных и динамических свойств двух транзисторов схемы. Эти искажения снижают качество звука на выходе усилителя.

Двухтактные усилители, работающие в классе «А», недостаточно хорошо воспроизводят сложные звуковые сигналы, так как в их плечах непрерывно протекает постоянный ток повышенной величины. Это приводит к несимметрии полуволн сигнала, фазовым искажениям и в конечном итоге к потере разборчивости звука. Нагреваясь, два мощных транзистора увеличивают вдвое искажения сигнала в области низких и инфранизких частот. Но все же основным достоинством двухтактной схемы является ее приемлемый КПД и повышенная выходная мощность.

Двухтактная схема усилителя мощности на транзисторах показана на рисунке.

Это усилитель для работы в классе «А», но может быть использован и класс «АВ», и даже «В».

Бестрансформаторный транзисторный усилитель мощности

Трансформаторы, несмотря на успехи в их миниатюризации, остаются все же самыми громоздкими, тяжелыми и дорогими ЭРЭ. Поэтому был найден путь устранения трансформатора из двухтактной схемы путем выполнения ее на двух мощных комплементарных транзисторах разных типов (n-p-n и p-n-p). Большинство современных усилителей мощности используют именно этот принцип и предназначены для работы в классе «В». Схема такого усилителя мощности показана на рисунке ниже.

Оба ее транзистора включены по схеме с общим коллектором (эмиттерного повторителя). Поэтому схема передает входное напряжение на выход без усиления. Если входного сигнала нет, то оба транзистора находятся на границе включенного состояния, но при этом они выключены.

Когда гармонический сигнал подан на вход, его положительная полуволна открывает TR1, но переводит p-n-p транзистор TR2 полностью в режим отсечки. Таким образом, только положительная полуволна усиленного тока протекает через нагрузку. Отрицательная полуволна входного сигнала открывает только TR2 и запирает TR1, так что в нагрузку подается отрицательная полуволна усиленного тока. В результате на нагрузке выделяется полный усиленный по мощности (за счет усиления по току) синусоидальный сигнал.

Усилитель на одном транзисторе

Для усвоения вышеизложенного соберем простой усилитель на транзисторах своими руками и разберемся, как он работает.

В качестве нагрузки маломощного транзистора Т типа BC107 включим наушники с сопротивлением 2-3 кОм, напряжение смещения на базу подадим с высокоомного резистора R* величиной 1 МОм, развязывающий электролитический конденсатор C емкостью от 10 мкФ до 100 мкФ включим в базовую цепь Т. Питать схему будем от батареи 4,5 В/0,3 А.

Если резистор R* не подключен, то нет ни тока базы Ib, ни тока коллектора Ic. Если резистор подключен, то напряжение на базе поднимается до 0,7 В и через нее протекает ток Ib = 4 мкА. Коэффициент усиления транзистора по току равен 250, что дает Ic = 250Ib = 1 мА.

Собрав простой усилитель на транзисторах своими руками, можем теперь его испытать. Подключите наушники и поставьте палец на точку 1 схемы. Вы услышите шум. Ваше тело воспринимает излучение питающей сети на частоте 50 Гц. Шум, услышанный вами из наушников, и является этим излучением, только усиленным транзистором. Поясним этот процесс подробнее. Напряжение переменного тока с частотой 50 Гц подключено к базе транзистора через конденсатор С. Напряжение на базе теперь равно сумме постоянного напряжения смещения (приблизительно 0,7 В), приходящего с резистора R*, и напряжения переменного тока «от пальца». В результате ток коллектора получает переменную составляющую с частотой 50 Гц. Этот переменный ток используется для сдвига мембраны динамиков вперед-назад с той же частотой, а это означает, что мы сможем услышать тон 50 Гц на выходе.

Слушать уровень шума 50 Гц не очень интересно, поэтому можно подключить к точкам 1 и 2 низкочастотные источника сигнала (CD-плеер или микрофон) и слышать усиленную речь или музыку.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) это такое устройство для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеческим ухом диапазону частот, т.е УНЧ должны усиливать в диапазоне частот от 20 ГЦ до 20 кГц, но некоторые УНЧ могут иметь диапазон и до 200 кГц. УНЧ может быть собран в виде самостоятельного устройства, или использоваться в более сложных устройствах — телевизорах, радиоприёмниках, магнитолах и т.п

Особенность этой схемы в том, что 11 вывод микросхемы TDA1552 управляет режимами работы — Обычным или MUTE.

С1, С2 — проходные блокировочные конденсаторы, используются для отсекания постоянной составляющей синусоидального сигнала. Электролитические конденсаторы лучше не использовать. Микросхему TDA1552 желательно разместить на радиаторе с использованием теплопроводящей пасты.

В принципе представленные схемы является мостовыми, т.к в одном корпусе микросборки TDA1558Q имеется 4 канала усиления, поэтому выводы 1 — 2, и 16 — 17 соединены попарно, и на них поступают входные сигналы обоих каналов через конденсаторы С1 и С2. Но если вам нужен силитель на четыре колонки, тогда можно воспользоваться вариантом схемы ниже, правда мощность при этом будет в 2 раза меньше на канал.

Основа конструкции микросборка TDA1560Q класса H. Максимальная мощность такого УНЧ достигает 40 Вт, при нагрузки в 8 Ом. Такая мощность обеспечивается увеличенным напряжением примерно в два раза, благодаря работе емкостей.

Выходная мощность усилителя в первой схеме собранного на TDA2030- 60Вт при нагрузке 4 Ома и 80Вт при нагрузке 2 Ома; TDA2030А 80Вт при нагрузке 4 Ома и 120Вт при нагрузке 2 Ома. Вторая схема рассмотренного УНЧ уже с выходной мощностью 14 Ватт.

Это типовой двух канальный УНЧ. С небольшой обвязкой из пассивных радиокомпонентов на этой микросхеме можно собрать превосходный стереоусилитель с выходной мощностью на каждом канале 1 Вт.

Микросборка TDA7265 — представляет из себя достаточно мощный двухканальный Hi-Fi усилитель класса АВ в типовом корпусе Multiwatt, микросхема нашла свою нишу в высококачественной стерео технике, Hi-Fi класса. Проста схемы включения и отличные параметры сделали TDA7265 прекрасно сбалансированным и великолепным решением при построении радиолюбительской высококачественной аудио аппаратуры.

Сначала был собран тестовый вариант на макетной плате в точности как по даташиту по ссылке выше, и успешно испытан на колонках S90. Звук неплохой, но чего то не хватало. Через некоторое время решил переделать усилитель по измененной схеме.

Микросборка представляет собой счетверенный усилитель класса AB, разработанный специально для использования в автомобильных аудиоустройствах. На основе этой микросхемы можно построить несколько качественных вариантов УНЧ с задействованием минимума радиокомпонентов. Микросхему можно посоветовать начинающим радиолюбителям, для домашней сборки различных акустических систем.

Основным достоинством схемы усилителя на этой микросборке является наличие в ней четырех независимых друг от друга каналов. Работает данный усилитель мощности в режиме AB. Ее можно применять для усиления различных стерео сигналов. При желании можно подсоединить к акустической системе автомобиля, либо персонального компьютера.

TDA8560Q является всего лишь более мощным аналогом широко известной радиолюбителям микросхемы TDA1557Q. Разработчики только усилили выходной каскад, благодаря чему УНЧ отлично подходит к двух омной нагрузке.

Микросборка LM386, это готовый усилитель мощности, который можно применять в конструкциях с низким питающим напряжением. Например при питании схемы от аккумуляторной батареи. LM386 имеет коэффициент усиления по напряжению около 20. Но подключая внешние сопротивления и емкости можно регулировать усиление до 200, а напряжение на выходе автоматически становится равным половине питающего.

Микросборка LM3886 является усилителем высокого качества с мощностью на выходе 68 ватт при 4 Ом нагрузке или 50 ватт на 8 Ом. В пиковый момент мощность на выходе способна достигать значения в 135 Вт. К микросхеме применим широкий диапазон напряжений от 20 до 94 вольт. Причем можно использовать как двуполярные, так и однополярные блоки питания. Коэффициент гармоник УНЧ составляет 0,03 %. Причем это по всему частотному интервалу от 20 до 20000 Гц.

В схеме используются две ИС в типовом включении — КР548Уh2 в качестве микpофонного усилителя (устанавливается в тангенте) и (TDA2005) в мостовомвключении в качестве оконечного усилителя (устанавливается в коpпусе сиpены вместо pодной платы). В качестве акустического излучателся используется доpаботанная сиpена от сигнализации с магнитной головкой (пьезоизлучатели не годятся). Доpаботка заключается в pазбиpании сиpены и выкидывании pодной пищалки с усилителем. Микpофон — электpодинамический. Пpи использовании электpетного микpофона (напpимеp, от китайских телефонных тpубок), точку соединения микpофона с конденсатоpом нужно чеpез pезистоp ~4.7К подключить к +12В (после кнопки!). Резистоp 100К в цепи обpатной связи К548Уh2 пpи этом лучше поставить сопpотивлением ~30-47К. Данный pезистоp используется для настpойки гpомкости. Микpосхему TDA2004 лучше установить на небольшой pадиатоp.

Испытывать и эксплуатиpовать — с излучателем под капотом, а тангентой в салоне. Иначе неизбежен визг из-за самовозбуждения. Подстpоечным pезистоpом устанавливается уpовень гpомкости, чтобы не было сильных искажений звука и самовозбуждения. Пpи недостаточной гpомкости (напpимеp, плохой микpофон) и явном запасе мощности излучателя можно повысить усиление микpофонного усилителя, увеличив в несколько pаз номинал подстpоечника в цепи обpатной связи (тот, котоpый по схеме 100К). По-хорошему — нужен бы еще пpимамбас, не дающий схеме самовозбуждаться — фазосдвигающая цепочка какая-нибудь или фильтp на частоту возбуждения. Хотя схема и без усложнений работает отлично

Усилитель на КТ805БМ своими руками

При нынешнем повсеместном внедрении микросхем в радиотехнике все уже просто забыли о том, что усилители можно собирать на базе транзисторов. А ведь этот вариант не только до гениальности простой, но и недорогой, а также гибко настраиваемый. При достаточном опыте, знаниях и различных подходах к проектированию можно создать по-настоящему уникальные схемы.

Принцип работы биполярного транзистора, по сути, и предполагает его работу в качестве простейшего усилителя сигнала:

• Требуемый уровень напряжения прикладывается к переходу эмиттер-коллектор.
• Управление пропускной способностью осуществляется с помощью базы.
• При этом напряжение, прикладываемое к базе, может быть значительно меньшим, чем к эмиттеру-коллектору, отсюда и возникает эффект усиления. Колебания малых импульсов можно превратить в более мощные.

 

Транзистор КТ805БМ

Если вам нужен мощный и простой усилитель «за копейки», то его можно собрать на транзисторе. В качестве основы мы рассмотрим достаточно популярную, но от этого не менее функциональную модель отечественных транзисторов — КТ805БМ.

Она отличается следующими свойствами:

• Миниатюрные размеры (корпус ТО-220, вес – 2,5 грамма).
• Максимальное напряжение на переходе коллектор-эмиттер – 60 В.
• При этом ток коллектора может достигать 5 А.
• Допустимая мощность нагрузки – до 30 Вт.
• Граничная частота – 20 МГц (для звуковых колебаний отлично подойдёт).
• Коэффициент передачи тока (общий эмиттер) – минимум 15.

 

Усилитель на КТ805БМ

Принцип «проще и надёжнее дальше некуда».

Рис. 1. Схема устройства

 

Напряжение можно поменять в соответствии с питанием вашего динамика. А резистор можно использовать переменный, таким образом, усилитель можно будет еще и регулировать!

Сборка может быть произведена «на весу» или с применением макетной платы. При желании и наличии достаточно времени, можно озадачиться даже печатной платой.

На вход можно подключить любой плеер (из 3,5 мм мини-джека) напрямую.

 

Более сложный вариант

Если функционала первой схемы вам недостаточно, можно перейти к более сложным решениям на базе отдельных комплектующих.

Например, усилитель уже может выглядеть вот так.

Рис. 2. Схема усилителя

 

Все номиналы и модели обозначены непосредственно на схеме. Из пояснений:

• VT1 лучше взять сразу парой (сборкой).
• VT4 и 9 необходимо закрепить на радиатор (лучше всего при помощи термопасты), можно даже на общий.
• За ток смещения отвечают резисторы R2 и R5. При необходимости можно подобрать их значения.

Автор: RadioRadar

Транзисторный усилитель класса А своими руками / Хабр

© Mark Houston and diyAudioProjects.com

© Igor «Datagor» Kotov — авторский перевод
Мне захотелось построить усилитель со следующими параметрами: 1. Без ООС, так называемый вариант «0-NFB» (zero negative feed back) 2. Чистый класс А 3. Однотактный Нельсон Пасс (Nelson Pass) проделал огромную работу в этом направлении при строительстве своего усилителя «Zen», но я решил пойти еще дальше! Я построю «Усилитель Без Деталей» — Zero Component Amplifier (ZCA). Думаете, я пытался найти «Священный Грааль» в усилительной схемотехнике, этакий прямой кусок серебрянного провода, дающий чистое усиление без искажений?

↑ Class-A 2SK1058 MOSFET Amplifier

Несомненно, чтобы усилитель назывался усилителем, он должен содержать активные компоненты, обеспечивающие усиление. Меня всегда восхищали однотактные ламповые усилители. Как такое вообще возможно? Посмотрите, одна лампа, пара резисторов и выходной трансформатор. Поэтому я и решил создать усилитель на полевом транзисторе, придерживаясь такой же простоты дизайна.
Один канальный полевой униполярный МОП-транзистор, пригодный для аудио, парочка резисторов и конденсаторов, и конечно же умощненный хорошо «профильтрованный» блок питанния. Схема такого усилителя представлена на рис. 1.

Рис. 1: Схема однотактного усилителя класса A на MOSFET-е

Применен полевик 2SK1058 от Hitachi. Это N-канальный MOSFET. Внутренняя схема и распиновка для 2SK1058 представлена на рис. 2.

Рис. 2: Hitachi 2SK1058 N-Channel MOSFET

Я использовал конденсаторы Sprague Semiconductor Group во входных цепях и большие электролиты на выходе с «бутербродом» из полиэстерного конденсатора на 10 мф. Все резисторы, если не указано иначе, на 0,5 Ватт. Четыре 10-ти Ваттных проволочных резистора работают в качестве нагрузки. Внимание, эти резисторы рассеивают около 30 Ватт и становятся чрезвычайно горячими даже при простое усилителя.

Да, это класс А, а низкий КПД — расплата. Он съедает 60 Ватт, чтобы выдать ок. 5Вт! Мне пришлось использовать мощный и качественный радиатор с эффективным теплоотведением (0.784 °C/Ватт).

Фото 1: Печатная плата усилителя в сборе

Схема усилителя

В этой статье рассмотрим процесс сборки весьма необычного усилителя, работающего в классе «А» и содержащего всего 4 транзистора. Эта схема разработана ещё в 1969 году английским инженером Джоном Линсли Худом, несмотря на свою старость, она и по сей день остаётся актуальной.

В отличие от усилителей на микросхемах, транзисторные усилители требуют тщательной настройки и подбора транзисторов. Эта схема – не исключение, хоть она и выглядит предельно простой. Транзистор VT1 – входной, структуры PNP. Можно экспериментировать с различными маломощными PNP-транзисторами, в том числе и с германиевыми, например, МП42. Хорошо себя зарекомендовали в этой схеме в качестве VT1 такие транзисторы, как 2N3906, BC212, BC546, КТ361. Транзистор VT2 – структуры NPN, средней или малой мощности, сюда подойдут КТ801, КТ630, КТ602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165. Особое внимание стоит уделить выходным транзисторам VT3 и VT4, а точнее, их коэффициенту усиления. Сюда хорошо подходят КТ805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. Нужно отобрать два одинаковых транзистора с как можно более близким коэффициентом усиления, при этом он должен более 120. Если коэффициент усиления выходных транзисторов меньше 120, значит в драйверный каскад (VT2) нужно поставить транзистор с большим усилением (300 и более).

↑ Блок питания усилителя

Блок питания состоит из трансформатора мощностью 160 Ватт, нагруженного на 25-ти Амперный выпрямительный мост, и обеспечивает напряжени ок. 24 Вольт. Используется П-образный фильтр (конденсатор — дроссель — конденсатор) состоящий из электролитов на 10.000 Мф и 5-ти Амперных дросселей индуктивностью 10 мГн.

Рис. 3: Схема блока питания

Фото 2: Усилитель в сборе

Фото 3: Усилитель в сборе, вид сзади

↑ Звучание

Я прослушивал мой усилитель с ламповым предусилителем на 12AU7, т. к. он обеспечивает наиболее чистый звук. Я понятия не имею об коэффициентах искажений этого усилителя и т. п. цифрах, лишь скажу, что у него точная звукопередача и деликатно текстурированный тембральный окрас.
Для работы с усилителем требуется высокочувствительная, эффективная аккустика, т. к. он выдаёт ок. 5 Ватт RMS (и до 15 Ватт на пиках, что я ясно наблюдал на экране осциллографа). Передача басса оказалась значительно лучшей, чем можно было ожидать от такого решения. Усилитель с легкостью раскачивает мои 12-ти дюймовые трех-полосные колонки.

Ультралинейный усилитель класса «А»

Вариант усилителя на отечественных транзисторах

Автор: АКА КАСЬЯН

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

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

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

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

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

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

Широкий диапазон воспроизводящих частот — еще одно достоинство этой схемы, хотя частоты ниже 30 Гц усилитель не сможет воспроизвести. Усилитель предназначен для широкополосной акустики, и для качественного звучания в первую очередь нужны качественные колонки. Хотя многие могут не согласится, но очень советую использовать отечественные головки 5 — 10 ГДШ с бумажным или поролоновым подвесом. После чистого класса «А» даже музыкальный центр будет звучать не так хорошо, как раньше.

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

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

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

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
T1	Биполярный транзистор	КТ361Г	1	2N3906	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T2	Биполярный транзистор	КТ801А	1	КТ630Д, КТ602А, 2N697	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Т3, Т4	Биполярный транзистор	КТ803А	2	MJ480	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	100 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2	Конденсатор	0.22 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	220 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С4	Электролитический конденсатор	470 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	3300 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С6	Конденсатор	0.1 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	39 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Переменный резистор	100 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	100 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	220 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5	Резистор	2.7 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	8.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	47 Ом	1	0.5 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	180 Ом	1	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	2.2 кОм	1	0.5 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	10 Ом	1	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

Прикрепленные файлы:

Теги:

↑ От редакции

• Чувствительность усилителя по входу низкая, около 2 Вольт. Если такого источника у вас нет, то предусилитель НЕОБХОДИМ. Любой, с выходом 1-2 Вольта.
• Используйте чувствительные АС 5-10 Вт с легкими (бумага, волокна и пр.) диффузорами, как для ламповых усилителей небольшой мощности.

• Оригинальный транзистор 2SK1058 найти нынче практически невозможно. У китайцев сейчас есть предложения по 2SK1058, вот только гарантий, как обычно, нет. Можно получить битые, перемаркированные, отбракованные или вполне здоровые. Можно и нужно пробовать, но на свой риск. Обратие внимание на корпус 2SK1058 (см. выше в статье), он очень своеобразный, часть объявлений по фоткам сразу можно исключить.

Пробуйте разные варианты

, сравнивая параметры в датащитах, ищите доступный транзистор с подобными параметрами. И даже пробуйте просто на слух. За неимением 2SK1058, по при большом желании, люди собирают на неподходящих IRF530, IRF540, IRF610 и пр.

Всем Доброй Удачи!

Игорь

Схема принципиальная УМЗЧ Power Follower 99c

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

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

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

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

Как сделать простой и мощный усилитель 500 Вт | Сделай Сам — Своими Руками

Схема данного усилителя мощности звуковой частоты очень привлекательна тем, что не имеет в своем составе никаких микросхем, полностью построена на транзисторах, при всем при этом довольно проста и имеет минимум деталей. Благодаря нескольким отрицательным обратным связям в схеме, коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности 500 Вт не превышает 0,1%.

Понадобится

Схема усилителя 500 Вт

Почти классическая схема усилителя класса «АВ».

Двухтактный усилитель с отрицательной обратной связью построен на 6 транзисторах. Но чуть позже будут добавлены еще 2 выходных транзистора, для эффективной работы и уменьшения теплоотдачи.

Блок питания двуполярный, построен по классической мостовой схеме с отводом от средней точки трансформатора.

Трансформатор выдает 32 В на плече, в итоге после выпрямления получается двуполярное питание 40 Вольт.

Как сделать мощный аудио усилитель на 500 Вт

Сначала соберем усилитель навесным монтажем и проверим его работу. Припаиваем резисторы к выходным транзисторам.

Собираем навесной монтаж всего усилителя.

Паяем выпрямитель и подключаем к трансформатору.

Радиаторы небольшие, для максимальной отдачи погружаем их в воду. Этот лайфхак точно не даст выходным каскадам перегреться в случае чего.

На смартфон устанавливаем приложение звукового генератора. Подаем с него звук на усилитель.

Подаем питание на схему усилителя и проверяем работу.

Динамическая головка двигалась настолько сильно, что не выдержала, задымилась и вышла из строя.Решено было перенести усилитель на плату и добавить два выходных каскада паралельно имеющимся на тех же деталях.Припаиваем транзисторы к универсальной плате.

Устанавливаем выходные каскады транзисторов на радиаторы.

Собираем весь усилитель по схеме.

Подключаем к мощной колонке и проверяем работу.

Данный усилитель не имеет никакой защиты, поэтому нужно быть очень аккуратным при подключении, не допускать замыканий или перегрузок акустических систем.

Смотрите видео

Простой усилитель мощности на полевых транзисторах. Схема и описание

Низкочастотные усилители очень популярны среди любителей радиоэлектроники. В отличии от предыдущей схемы усилителя на tda7297, данный усилитель мощности на полевых транзисторах состоит в основном из транзисторов и использует выходной каскад на транзисторах MOSFET, которые при двухполярном напряжении питания в 30 вольт могут обеспечить на динамиках сопротивлением 4 Ом выходную мощность до 70 Вт.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Принципиальная схема усилителя на полевых транзисторах

Усилитель собран на базе операционного усилителя TL071 (IO1) или любой аналогичный ему, который создает основное усиление дифференциального сигнала. Усиленный низкочастотный сигнал с выхода операционного усилителя, большая часть которого поступает через резистор R3 к средней точке. Оставшаяся часть сигнала достаточна для прямого усиления на MOSFET IRF9530 (T4 ) и IRF530 (T6).

Транзисторы T2 ,T3 и окружающие их компоненты служат для стабилизации рабочей точки переменного резистора, так как она должна быть правильно установлена в симметрии каждой полуволны на нагрузке усилителя.

Все детали собраны на односторонней печатной плате. Обратите внимание, что на плате необходимо установить три перемычки.

Настройка усилителя

Настройку усилителя лучше всего сделать путем подачи синусоидального сигнала на его вход и подключением нагрузочного резистора со значением 4 Ом. После этого резистор R12 устанавливается таким образом, чтобы на выходе усилителя сигнал был симметричным, т.е. форма и размер положительной и отрицательной полуволн были одинаковыми при максимальной громкости.

На следующем рисунке отражена максимальная мощность синусоидальной волны при напряжении питания около 2×32В и нагрузке 4 Ом.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

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

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

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

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Схема № 1

Выбор класса усилителя . Сразу предупредим радиолюбителя — делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста — как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом — вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика — и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами — трансформатором или конденсатором, — и оба варианта, что называется, один хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.

Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы — простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы — она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него — на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него — на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал — с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

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

F = 1 / (R×C) .

Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

Плата . Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать . Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно . Хочу сразу предупредить радиолюбителя — звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.

Элементная база . При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы — любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы — любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы — электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

Радиаторы для усилителя . Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

P = (U × U) / (8 × R), Вт ,

где U — напряжение питания усилителя, В; R — сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

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

P рас = 0,25 × P, Вт .

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

S = 20 × P рас, см 2

В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить — радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно — посчитайте сами!

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

Причина этого — «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 — на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

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

Продолжение читайте

Всем Привет! В этой статье я буду подробно описывать как изготовить классный усилитель для дома или авто . Усилитель несложный в сборке и настройке, и имеет хорошее качество звучания. Ниже вашему вниманию представлена принципиальная схема самого усилителя.

Схема выполнена на транзисторах и не имеет дефицитных деталей. Питание усилителя двуполярное +/- 35 вольт, при сопротивлении нагрузки в 4 Ома. При подключении 8-ми Омной нагрузки, питание можно увеличить до +/- 42 вольт.

Резисторы R7, R8, R10, R11, R14 — 0,5 Вт; R12, R13 — 5 Вт; остальные 0.25 Вт.
R15 подстроечный 2-3 кОм.
Транзисторы: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 — 2sc945 (на корпусе пишется обычно c945).
Vt4, Vt7 — BD140 (Vt4 можно заменить нашим Кт814).
Vt6 — BD139.
Vt8 — 2SA1943.
Vt9 — 2SC5200.

ВНИМАНИЕ! У транзисторов c945 есть разная цоколевка: ЭКБ и ЭБК. Поэтому перед впайкой нужно проверять мультиметром.
Светодиод обычный, зеленого цвета, именно ЗЕЛЕНОГО! Он здесь не для красоты! И НЕ должен быть сверхъярким. Ну а остальные детали видно на схеме.

И так, Погнали!

Для изготовления усилителя нам понадобятся инструменты :
-паяльник
-олово
-канифоль (желательно жидкий), но можно обойтись и обычным
-ножницы по металлу
-кусачки
-шило
-медицинский шприц, любой
-сверло 0.8-1 мм
-сверло 1.5 мм
-дрель (лучше какую-нибудь мини дрель)
-наждачная бумага
-и мультиметр.

Материалы:
-односторонняя текстолитовая плата размером 10х6 см
-лист тетрадной бумаги
-ручка
-лак для дерева (желательно темного цвета)
-небольшой контейнер
-пищевая сода
-лимонная кислота
-соль.

Список радиодеталей я перечислять не буду, их видно на схеме.
Шаг 1 Готовим плату
И так, нам нужно изготовить плату. Так как лазерного принтера у меня нет (вообще нет ни каково), плату мы будем изготавливать «по старинке»!
Для начала нужно просверлить отверстия на плате для будущих деталей. У кого есть принтер, просто распечатайте эту картинку:

если нет, то тогда нам надо перенести на бумагу разметку для сверловки. Как это сделать вы поймете на фото ниже:

когда будете переводить, не забудьте про размер платы! (10 на 6 см)

вот как то так!
Отрезаем ножницами по металлу нужный нам размер платы.

Теперь прикладываем листок к вырезанной плате и фиксируем скотчем, чтобы не съехала. Далее берем шило и намечаем (по точкам) где будем сверлить.

Можно конечно обойтись без шила и сверлить сразу, но сверло может съехать!

Теперь можно и начать сверловку. Сверлим дырки 0.8 — 1 мм.Как я говорил выше: лучше использовать мини дрель, так как сверло очень тонкое и легко ломается. Я например использую моторчик от шуруповерта.

Дырки под транзисторы Vt8, Vt9 и под провода сверлим сверлом 1.5 мм. Теперь надо зачистить наждачкой нашу плату.

Вот теперь можно и начать рисовать наши дорожки. Берем шприц, стачиваем иголку, чтоб была не острой, набираем лак и вперед!

Подравнивать косяки лучше когда лак уже застынет.

Шаг 2 Травим плату
Для травления плат я использую самый простой и самый дешевый метод:
100 мл перекиси, 4 ч ложки лимонной кислоты и 2 ч ложки соли.

Размешиваем и погружаем нашу плату.

Далее счищаем лак и получается вот так!

Желательно сразу все дорожки покрыть оловом для удобства пайки деталей.

Шаг 3 Пайка и настройка
Паять удобно будет по этой картинке (вид со стороны деталей)

Для удобства с начало впаиваем все мелкие детали, резисторы и прочее.

А потом уже все остальное.

После пайки плату нужно отмыть от канифоли. Отмыть можно спиртом или ацетоном. На крайняк можно даже бензином.

Теперь можно и пробовать включать! При правильной сборке усилитель работает сразу. При первом включении резистор R15 надо вывернуть в сторону максимального сопротивления (меряем прибором). Колонку не подключать! Выходные транзисторы ОБЯЗАТЕЛЬНО на радиатор, через изолирующие прокладки.

И так: включили усилитель, светодиод должен гореть, меряем мультиметром напряжение на выходе. Постоянки нет, значит все хорошо.
Далее нужно установить ток покоя (75-90mA): для этого замкните вход на землю, нагрузку не подключать! На мультиметре поставьте режим 200mV и подсоедините щупы к коллекторам выходных транзисторов. (на фото отмечено красными точками)

Читатели! Запомните ник этого автора и никогда не повторяйте его схемы.
Модераторы! Прежде чем меня забанить за оскорбления, подумайте, что Вы «подпустили к микрофону» обыкновенного гопника, которого даже близко нельзя подпускать к радиотехнике и, тем более, к обучению начинающих.

Во-первых, при такой схеме включения, через транзистор и динамик пойдет большой постоянный ток, даже если переменный резистор будет в нужном положении, то есть будет слышно музыку. А при большом токе повреждается динамик, то есть, рано или поздно, он сгорит.

Во-вторых, в этой схеме обязательно должен быть ограничитель тока, то есть постоянный резистор, хотя бы на 1 КОм, включенный последовательно с переменным. Любой самоделкин повернет регулятор переменного резистора до упора, у него станет нулевое сопротивление и на базу транзистора пойдет большой ток. В результате сгорит транзистор или динамик.

Переменный конденсатор на входе нужен для защиты источника звука (это должен обьяснить автор, ибо сразу же нашелся читатель, который убрал его просто так, считая себя умнее автора). Без него будут нормально работать только те плееры, в которых на выходе уже стоит подобная защита. А если ее там нет, то выход плеера может повредиться, особенно, как я сказал выше, если выкрутить переменный резистор «в ноль». При этом на выход дорогого ноутбука подастся напряжение с источника питания этой копеечной безделушки и он может сгореть. Самоделкины, очень любят убирать защитные резисторы и конденсаторы, потому-что «работает же!» В результате, с одним источником звука схема может работать, а с другим нет, да еще и может повредиться дорогой телефон или ноутбук.

Переменный резистор, в данной схеме должен быть только подстроечным, то есть регулироваться один раз и закрываться в корпусе, а не выводиться наружу с удобной ручкой. Это не регулятор громкости, а регулятор искажений, то есть им подбирается режим работы транзистора, чтобы были минимальные искажения и чтобы из динамика не шел дым. Поэтому он ни в коем случае не должен быть доступен снаружи. Регулировать громкость, путем изменения режима НЕЛЬЗЯ. За это нужно «убивать». Если очень хочется регулировать громкость, проще включить еще один переменный резистор последовательно с конденсатором и вот его уже можно выводить на корпус усилителя.

Вообще, для простейших схем — и чтобы заработало сразу и чтобы ничего не повредить, нужно покупать микросхему типа TDA (например TDA7052, TDA7056… примеров в интернете множество) , а автор взял случайный транзистор, который завалялся у него в столе. В результате доверчивые любители будут искать именно такой транзистор, хотя коэффициент усиления у него всего 15, а допустимый ток аж 8 ампер (сожгет любой динамик даже не заметив).

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIP142-TIP147 установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и один BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на всю схему! Такая конструкция УМЗЧ свободно может быть использована например в составе домашнего музыкального центра или для раскачки сабвуфера установленного в автомобиле, на дискотеке.

Главная привлекательность данного усилителя мощности звука заключается в легкости его сборки даже начинающими радиолюбителями, нет необходимости в какой либо специальной его настройке, не возникает проблем в приобретении комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема УМ обладает электрическими характеристиками с высокой линейностью работы в частотном диапазоне от 20Гц до 20000Гц. p>

При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для блока питания нужно учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный запас по мощности, например: 300 Вт из расчета на один канал, в случае двухканального варианта, то естественно и мощность удваивается. Можно применить для каждого свой отдельный трансформатор, а если использовать стерео вариант усилителя, то тогда вообще получится аппарат типа «двойное моно», что естественно повысит эффективность усиления звука.

Действующее напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно составлять ~34v переменки, тогда постоянное напряжение после выпрямителя получится в районе 48v — 50v. В каждом плече по питанию необходимо установить плавкий предохранитель рассчитанный на рабочий ток 6А, соответственно для стерео при работе на одном блоке питания — 12А.

DIY 100 Watt MOSFET Amplifier Circuit

Усилители на основе MOSFET, как мы все знаем, обладают выдающимися звуковыми качествами и могут легко превзойти по производительности другие аналоги на силовых транзисторах или линейных ИС.

Зачем использовать МОП-транзисторы в усилителях

Усилители на основе МОП-транзисторов не всегда легко спроектировать или изготовить.

Более того, после сборки прототипа тестирование до совершенства всегда остается проблемой для начинающих любителей электроники.

Вы, возможно, встречали много сложных Hi-Fi усилителей с МОП-транзисторами, но, возможно, не осмелились бы сделать это только по указанным выше причинам.

Простая принципиальная схема усилителя MOSFET очень проста в сборке и при этом обеспечит вам кристально чистую мощность 100 Вт необработанной музыки, которую все слушатели будут ценить в течение долгого времени.

Идея была разработана исследователями Hitachi давным-давно, и до сих пор остается одним из самых любимых дизайнов всех времен, учитывая важность простоты и качества.

Как усилитель спроектирован для работы

Глядя на рисунок, мы можем понять схему со следующими пунктами:

Присутствующая простота также определенно означает, что некоторые из идеальных характеристик схемы были принесены в жертву в конструкции, так как Например, отсутствует источник постоянного тока для дифференциального усилителя на входном каскаде усилителя.

Но это не оказывает серьезного влияния на конструкцию.

Дифференциальный усилитель обеспечивает достаточное усиление входного сигнала до некоторых разумных уровней, подходящих для питания следующего каскада драйвера.

Управляющий каскад состоит из хорошо сбалансированного высоковольтного транзисторного каскада, который обязательно расположен для управления МОП-транзисторами выходной мощности.

Горшок, расположенный между двумя секциями каскада драйвера, используется для установки тока покоя схемы.

Выходной каскад представляет собой обычный двухтактный каскад с МОП-транзистором, который, наконец, обеспечивает усиление для усиления подаваемой музыки с низким сигналом в 100-ваттную музыку с громким звуком через динамик с сопротивлением 8 Ом.

Показанные детали сегодня могут быть устаревшими, поэтому их можно заменить следующим образом:

Дифференциальный транзистор можно заменить на BC556.

Драйверные транзисторы можно заменить на MJE350 / MJE340.

МОП-транзисторы могут быть заменены на 2SJ162 / 2SK1058

Приведенная ниже диаграмма является оригинальной конструкцией Hitachi, см. Предустановленное устройство для настройки тока покоя.Вы должны отрегулировать эту предустановку, чтобы установить нулевой ток покоя перед подключением динамика.

Я изменил вышеуказанный дизайн, добавив пару диодов 1N4148 вместо предустановленных. Это избавляет от предустановленных настроек и позволяет пользователю напрямую включать усилитель с подключенным динамиком.

Список деталей

Резисторы

Все резисторы имеют мощность 1/4 Вт, CFR 5%, если не указано иное.

• 100 Ом = 7 шт.
• 100 кОм = 1 шт.
• 47 кОм = 1 шт.
• 5.1k = 2nos
• 62k = 1no
• 22k = 1no
• 2.2k = 1no
• 12k = 1no
• 1k = 1no
• 4,7 Ом = 1no
• 0,2 Ом / 5 Вт = 4nos

Конденсаторы

Все конденсаторы должны быть рассчитаны минимум на 100 В

• 1 мкФ = 1 нет электролитический
• 100 мкФ = 3 нет электролитический
• 15 пФ = 1 нет полиэстер
• 30 пФ = 1 нет полиэстер
• 0,22 мкФ = 3 нет полиэстер
• 0,0068 мкФ = 1 нет полиэстер

  Полупроводники

  • Q1, Q2 = BC546
  • Q3 = MJE350
  • Q4, Q5 = MJE340
  • Q6, Q7 = 2SK1058
  • Q8, Q9 = 2SJ162

    056

  • 1N41456

    5 Разное

    Разное

    Индуктор = 1 мкГн, 20 витков 1 мм суперэмалированного медного провода с закрытой обмоткой и диаметром 10 мм (воздушный сердечник)

    Примечание. Значения резистора и конденсатора не критичны, подойдет небольшой подъем и опускание. l не причиняет никакого вреда характеристикам усилителя

    Детали, изображения печатных плат и прототип

    1) На первом изображении показана печатная плата, которая использовалась для схемы усилителя MOSFET мощностью 100 Вт , проект

    2) На втором рисунке показана паяная часть собранной схемы.

    3) Третье изображение иллюстрирует сторону компонентов собранной платы

    4) Четвертое изображение относится к нескольким компонентам, участвующим в создании схемы.

    5) Пятый рисунок показывает динамики, которые использовались для тестирования усилителя с удивительным уровнем четкости и превосходной выходной мощностью: p

    Я использовал только пару МОП-транзисторов, которые могли генерировать выходную мощность более 100 Вт RMS, подключив больше параллельные числа могут легко позволить этой схеме выйти за отметку 1000 ватт.

    Если вы собираетесь купить готовый усилитель мощности для своего дома, я бы посоветовал вам построить его вместо него и стать счастливым обладателем этого выдающегося домашнего усилителя мощности, который, вероятно, будет служить вам долгие годы.

    Дизайн, который я построил

    Схема, которую я тестировал, была взята из eeweb, и диаграмма показана ниже. Он похож на вышеуказанный оригинальный дизайн от Hitachi. Однако, поскольку это тот, который я тестировал, я бы порекомендовал вам пойти с этим.

    Принципиальная схема с увеличенными значениями деталей

    Дорожка печатной платы и схемы расположения компонентов

    Кредит на Original Creator

    Размеры печатной платы: 120 мм x 78 мм

    Лучший транзистор для аудиоусилителя

    Вы, вероятно, сделаете более эффективный выходной каскад мощности, используя BJT для того же количества компонентов, что и MOSFET. Я использую слово «эффективный» для обозначения того, что ваше выходное напряжение будет качать все больше / больше для того же источника питания с BJT, используемыми в простой двухтактной схеме.Это связано с тем, что для включения BJT вам нужно всего около 0,6–0,7 В, тогда как для получения полевого МОП-транзистора, питающего несколько сотен миллиампер, вам может потребоваться управлять его затвором с помощью 3 или 4 вольт.

    Опять же, это будет простой двухтактный выходной каскад класса AB с эмиттерным повторителем. Вы можете управлять выходными транзисторами только с помощью сигнала, который ограничен шинами питания, и если это (скажем) 24 В постоянного тока, вы должны иметь возможность передавать сигнал, который составляет 22 В (размах) на силовые транзисторы. Учитывая, что каждый BJT «проиграет» 0.7 вольт (из-за перехода база-эмиттер) максимальное выходное напряжение будет около 20,6 вольт от пика до пика. Если бы вы использовали МОП-транзисторы, это было бы больше похоже на 14 вольт от пика до пика при приличной нагрузке.

    Пока что в моем ответе есть немного размахивания руками, но просто сделайте свою домашнюю работу с МОП-транзисторами, подключенными в качестве повторителя источника, и выберите один с маленьким Vgs (порог) и изучите лист данных, чтобы увидеть, сколько напряжения привода затвора необходимо, чтобы через него протекало несколько сотен миллиампер.

    Существуют более сложные конструкции, которые довольно сложно заставить работать, когда выходные транзисторы подключены к коллектору или к стоку, но для новичка я бы держался от них подальше, потому что они будут нестабильными, если не будут тщательно спроектированы и потребуют большего кремний для эффективной работы.

    Итак, учитывая, что вы не указали выходную мощность, нагрузку на динамик или шины напряжения, я бы сказал, что выходной каскад мощности BJT, вероятно, является лучшим выбором. Что касается других транзисторов, я бы остановился на BJT — они использовались в десятках тысяч хороших коммерческих проектов.Конечно, вы могли бы рассмотреть выходной каскад класса A с выходным трансформатором — это, вероятно, стоит рассмотреть, но недостатком является потеря эффективности из-за окончательного смещения транзистора.

    Я только что поискал довольно простой выходной каскад, который показывает схему смещения, которая вам, вероятно, понадобится для приличного усилителя, и наткнулся на этот: —

    Оно взято с этого сайта. Я рекомендую его, потому что он, кажется, имеет приличную спецификацию, и на сайте также рекомендуется урезанная версия без диодов / смещения.Лично я думаю, что это будет хорошее начало для новичка. На сайте обсуждается несколько вещей о том, что необходимо для создания хорошего выходного каскада.

    Вы можете взять базовую конструкцию, добавить к ней усиление и поменять ОУ на отдельные транзисторы, если проведете немного больше исследований.

    Лучший транзистор для аудиоусилителя

    Вы можете успешно собрать аудиоусилитель из различных типов BJT. Это будет схема, а не транзистор, который заставит усилитель работать хорошо.Я бы выбрал желейные детали, такие как 2N4401 (NPN) и 2N4403 (PNP), и придерживался их для всего, кроме транзисторов конечной выходной мощности. Эту роль могло бы сыграть множество деталей. Если у вас есть свои любимые малосигнальные транзисторы Jellybean, при желании используйте их. Те, которые я упомянул, имеют разумное усиление и могут работать с напряжением до 40 В, что должно быть достаточно хорошим, чтобы позволить усилителю произвести впечатление на вашего профессора.

    Есть много возможных силовых транзисторов для использования в качестве конечного выхода.Если вы нацелены на несколько ватт, я бы, вероятно, выбрал базовые детали, такие как TIP41 (NPN) и TIP42 (PNP).

    Опять же, это не выбор транзистора, который сделает или сломает этот проект. Вы, конечно, можете создать впечатляющий звуковой усилитель с упомянутыми мной транзисторами, но вы также можете навести беспорядок. Это действительно зависит от дизайна. В звуке общий шум и гармонические искажения имеют первостепенное значение. Это результат тщательного проектирования схем и внимания к этим параметрам на каждом этапе.

    Вы также можете использовать другие типы транзисторов, такие как JFET или MOSFET. Для их правильного использования потребуется другая топология схемы, но их также можно использовать для создания хорошего усилителя. Поскольку вы подробнее остановитесь на деталях BJT, я пока буду придерживаться их. Это будет отличным обучающим упражнением. Спроектировать усилитель с очень низким уровнем шума и очень низким уровнем искажений нетривиально.

    Вы, вероятно, сделаете более эффективный выходной каскад мощности, используя BJT для того же количества компонентов, что и MOSFET.Я использую слово «эффективный» для обозначения того, что ваше выходное напряжение будет качать все больше / больше для того же источника питания с BJT, используемыми в простой двухтактной схеме. Это связано с тем, что для включения BJT вам нужно всего около 0,6–0,7 В, тогда как для получения полевого МОП-транзистора, питающего несколько сотен миллиампер, вам может потребоваться управлять его затвором с помощью 3 или 4 вольт.

    Опять же, это будет простой двухтактный выходной каскад класса AB с эмиттерным повторителем. Вы можете управлять выходными транзисторами только с помощью сигнала, который ограничен шинами питания, и если это (скажем) 24 В постоянного тока, вы должны иметь возможность передавать сигнал, который составляет 22 В (размах) на силовые транзисторы.Учитывая, что каждый BJT будет «терять» 0,7 В (из-за перехода база-эмиттер), максимальное выходное напряжение будет около 20,6 В от пика к пику. Если бы вы использовали МОП-транзисторы, это было бы больше похоже на 14 вольт от пика до пика при приличной нагрузке.

    Пока что в моем ответе есть немного размахивания руками, но просто сделайте свою домашнюю работу с МОП-транзисторами, подключенными в качестве повторителя источника, и выберите один с маленьким Vgs (порог) и изучите лист данных, чтобы увидеть, сколько напряжения привода затвора необходимо, чтобы через него протекало несколько сотен миллиампер.

    Существуют более сложные конструкции, которые довольно сложно заставить работать, когда выходные транзисторы подключены к коллектору или к стоку, но для новичка я бы держался от них подальше, потому что они будут нестабильными, если не будут тщательно спроектированы и потребуют большего кремний для эффективной работы.

    Итак, учитывая, что вы не указали выходную мощность, нагрузку на динамик или шины напряжения, я бы сказал, что выходной каскад мощности BJT, вероятно, является лучшим выбором. Что касается других транзисторов, я бы остановился на BJT — они использовались в десятках тысяч хороших коммерческих проектов.Конечно, вы могли бы рассмотреть выходной каскад класса A с выходным трансформатором — это, вероятно, стоит рассмотреть, но недостатком является потеря эффективности из-за окончательного смещения транзистора.

    Я только что поискал довольно простой выходной каскад, который показывает схему смещения, которая вам, вероятно, понадобится для приличного усилителя, и наткнулся на этот: —

    Оно взято с этого сайта. Я рекомендую его, потому что он, кажется, имеет приличную спецификацию, и на сайте также рекомендуется урезанная версия без диодов / смещения.Лично я думаю, что это будет хорошее начало для новичка. На сайте обсуждается несколько вещей о том, что необходимо для создания хорошего выходного каскада.

    Вы можете взять базовую конструкцию, добавить к ней усиление и поменять ОУ на отдельные транзисторы, если проведете немного больше исследований.

    Схема транзисторного усилителя мощности 100 Вт: узнайте, как его построить

    Введение

    Если мы сравним простоту предлагаемой схематической конструкции транзисторного усилителя мощности 100 Вт с его выходной мощностью, которая составляет хорошие 100 Вт, это действительно выглядит очень впечатляюще.

    Вся схема использует общедоступные компоненты и может быть просто построена на плате общего назначения. Если все соединения выполнены точно, как показано на схеме, схема должна немедленно начать «накачивать» ваши громкоговорители высококачественным музыкальным выходом. Я лично протестировал эту схему и считаю, что ее отклик выдающийся, построил пару таких, и она станет совместимой со стереовходами — это также означает, что теперь вы производите 200 Вт невероятной музыкальной мощности.

    Рассмотрим работу схемы.

    Описание схемы

    На первый взгляд схема кажется несимметричной по конструкции из-за несбалансированного выходного каскада. Однако более пристальный взгляд докажет, что это неверно. Транзисторы T9, T10, T11 и T12, T13 и T14 образуют две хорошо сбалансированные половины схемы, идеально дополняющие друг друга.

    Входной каскад использует стандартную конфигурацию фильтра R / C. R1 и R2 фиксируют входное сопротивление, а включение C1 создает фильтр верхних частот, который блокирует все частоты около 1.5 Гц. C1 также функционирует как изолятор смещения постоянного тока входного каскада.

    Наличие R2 и C2 гарантирует, что частота выше 250 кГц не попадет в цепь, тем самым блокируя большинство высокочастотных радиочастотных вторжений.

    Транзисторы T1 и T2 подключены в стандартном режиме дифференциального усилителя.

    Оставшаяся часть схемы в основном является выходным каскадом и отвечает за усиление дифференциального каскада в громкоговорителях.

    Технические характеристики:

    Выходная мощность составляет 60 Вт на 8 Ом и 100 Вт на 4 Ом громкоговоритель.

    Суммарный коэффициент гармонических искажений менее 0,01%.

    Диапазон частот от 20 Гц до 20 кГц.

    Входная чувствительность составляет около 750 мВ.

    Частотные характеристики лежат в диапазоне от 1 дБ от 15 Гц до примерно 100 кГц.

    Из-за очень высокого коэффициента усиления, составляющего около 20 000, выходной каскад может иметь идеально низкий ток потребления около 40 мА.

    Ток покоя может быть установлен через P1 с помощью цифрового мультиметра, подключенного к резисторам R6 и R7.

    Отрегулируйте P1, пока счетчик не покажет около 40 мВ, что соответствует току 50 мА.

    Важные технические параметры, которым необходимо следовать

    Хотя параметры схемы не критичны и могут быть построены на плате общего назначения, следует позаботиться о том, чтобы компоновка компонентов не сильно отличалась от принципиальной схемы.

    Желательно использовать отдельные радиаторы для транзисторов T10, T11, T13, T14, чтобы избежать попадания грязных слюдяных изоляторов, пасты для радиаторов и т. Д.

    Выходной каскад схемы практически не подвержен колебаниям температуры, однако в идеале T8, T9 и T7, T12 можно соединить друг с другом (склеив их вместе) для повышения термической стабильности схемы.

    Выходная катушка индуктивности L1 образована намоткой 20 витков 0,8 мм суперэмалированного медного провода прямо над резистором R24.

    Потребление тока может колебаться в пределах от 1 до 3 ампер в зависимости от уровня громкости устройства.

    Список деталей

    Для построения этой схематической конструкции транзисторного усилителя мощности на 100 Вт вам потребуются следующие детали.

    Все резисторы — 1 / 4Вт, CFR, если не указано иное.

    R1 = 470K,

    R2 = 47K,

    R3 = 330E,

    R4, R5 = 10K,

    R6, R7, R20, R21, R22, R23, R24 = 1E / 2W,

    R8, R17 = 56E,

    R9 = 100K,

    R10, R11, R12, R13 = 4K7,

    R14, R15 = 10K,

    R16, R19 = 100E,

    R25 = 10E / 2W,

    P1 = 100E Preset,

    C1 = 1µ / 25V,

    C2 = 1n, CERAMIC,

    C3, C4 = 100Pf

    C5 = 100n,

    C6, C7 = 1000uF / 35V,

    L1 = см. Текст, 9000

    D1, D2 = КРАСНЫЙ светодиод 5 мм,

    Остальные диоды = 1N4148,

    T1 = Пара хорошо согласованных BC546,

    T2 = Пара хорошо согласованных BC556,

    T3 = BC557,

    T4 , T7, T8 = BC547,

    T5, T12 = BC556,

    T6, T9 = BC546,

    T10 = BD140 (установка на радиатор канала «C»)

    T13 = BD139 (установка на радиатор канала «C» )

    T11, T14 = 2N3055 (установка на большой оребренный радиатора)

    Плата общего назначения,

    Источник питания = 25-0-25 В, 5 ампер.

    Предохранитель, сетевой шнур, металлический корпус, выключатель, внешние розетки и т. Д.

    Если вам нужна дополнительная информация об идентификации компонентов и построении схем, см. Мою статью «Что вам нужно для изготовления электронных схем в Bright Hub».

    Схема транзисторного усилителя звука мощностью 200 Вт

    Эта схема аудиоусилителя обеспечивает мощность до 200 Вт высочайшего качества для громкоговорителей от 4 до 16 Ом. Рабочее напряжение от 24 до 36 В, максимум 5 А.Частотный диапазон от 20 до 20000 Гц.
    Пожалуйста, обратите особое внимание на то, чтобы транзисторы и ИС были надежно закреплены и использовались только один или два отдельных охлаждающих элемента с достаточными размерами для этой цели (тепловое сопротивление

    Для этого необходимо установить транзисторы и ИС изолированными ( с слюдяными промывками и пластиковым ниппелем ). Перед первой работой убедитесь, что транзисторы и ИС действительно не имеют электрического соединения с охлаждающей пластиной! Транзисторы необходимо установить на охлаждающий элемент ровно и прочно! Чрезвычайно важно для этого мощного усилителя значительное рассеивание тепла.Уже установленный охлаждающий элемент должен находиться в хорошо вентилируемом корпусе.

    Схема усилителя мощности

    200 Вт

    БП должен быть достаточно мощным, потребляемая мощность усилителя может увеличиться до 5А. В случае использования нестабильного источника питания. Рекомендуется разместить трансформатор не более 28 В.

    Усилитель покажет прибл. 120Вт при 4-омном динамике, для него напряжение холостого хода блока питания не будет завышенным.2. Подключенный громкоговоритель должен быть оборудован в соответствии с высокой выходной мощностью и не должен иметь сопротивление ниже 4 Ом! При более низком импедансе соединения и коротком замыкании в проводке громкоговорителя транзисторы будут разрушены.

    Усилитель имеет входную чувствительность прибл. 500… 800 мВ. Следовательно, возможно подключение непосредственно к магнитофонным декам усилителя, тюнерам и т. Д. В случае подключения источников сигнала с более низким выходным напряжением необходимо предварительно подключить предусилитель.Тогда также можно будет подключить микрофоны и т. Д.

    Печатная плата усилителя звука мощностью 200 Вт

    
    

    Компоненты усилителя мощности звука

    IC1, IC2 = 2 IC TDA2030
    T1, T3 = 2 транзистора KT818 или BD708
    T2, T4 = 2 транзистора KT819 или BD705
    C1, C2, C3, C4, C7 = 5 конденсаторов 150 нФ
    C5 = 1 elca 10 мкФ
    C8 — 1 конденсатор 1,8 нФ
    R1, R7, R9 = 3 сопротивления 100К
    R2, R3, R10, R11 = 4 сопротивления 2,2 Ом
    R4, R5 = 2 резистора.2K
    R6, R8 = 2 рез. 1 Ом
    R12, R13 = 2 рез. 2 рез. 3.3K
    D1… D4 = 1N4001, 1N4002, 1N4003
    1 печатная плата примерно 56 × 51 мм

    50 Вт DIY Hi-Fi аудио усилитель со схемой защиты

    Иллюстрация изображения

    Вы когда-нибудь создавали у себя дома супер-крутой усилитель Hi-Fi Audio с простыми компонентами? Если нет, вот ваше руководство, я уверен, что вам это понравится. В этой статье рассказывается о создании высококачественного аудиоусилителя своими руками со схемой защиты выходных транзисторов и схемой защиты двусторонних динамиков.Давайте обсудим некоторые поразительные особенности, которые могут убедить вас попробовать создать этот усилитель.

    ОСОБЕННОСТИ ДАННОГО АУДИОУСИЛИТЕЛЯ Hi-Fi:

    1. Входная чувствительность — 0,25 мВмакс. — большинство телефонов выдают такой уровень.
    2. Входное сопротивление — 470 Ом — зависит исключительно от R1. Вы можете увеличить R1 до любого желаемого значения или вообще исключить его, но я рекомендую вам оставить его на этом уровне. Большинство аудиокарт ноутбуков и телефонов легко справятся с таким сопротивлением.
    3. Частотный диапазон — 1 Гц — 45 кГц при -3 дБ
    4. Выходная мощность — 50 Вт или 70 Вт музыкальная мощность
    5. Потребляемая мощность — 95 Вт
    6. КПД — 53%
    7. Подавление пульсаций — -68 дБ — хорошее значение, которое ослабит шум источника питания до нескольких сотен мВ.Поскольку усилитель относится к классу B, в состоянии покоя не будет значительного потребления тока, поэтому конденсаторы 10 мФ обеспечат превосходную фильтрацию. При подаче сигнала гул по-прежнему будет настолько низким, что его не будет слышно.
    8. THD + N — 0,007 @ 50 Вт / 1 кГц — это значение усилителя мощности. Из-за необходимости предусилителя значение будет немного выше. Это значение часто не превосходит даже лучшие усилители класса А, поэтому усилитель будет иметь практически идеальное воспроизведение сигнала. Это значение часто является ориентировочным и может в некоторой степени варьироваться.В худшем случае 0,05%, что по-прежнему идеально для всех целей. Ключевым моментом является сохранение низкого коэффициента усиления по напряжению усилителя мощности, в данном случае 4.
    9. Выходные транзисторы этого аудиоусилителя защищены от чрезмерного потребления тока, как это может произойти, если выход закорочен, когда усилитель разогнан до максимума. Максимальный потребляемый ток составляет 6,3 А. Защита осуществляется Q13 и Q14 и всеми окружающими компонентами в их непосредственной близости.

    СТУПЕНИ УСИЛИТЕЛЯ Hi-Fi:

    1. Блок питания (БП)
    2. Цепь предусилителя
    3. Усилитель мощности и схема защиты

    БЛОК ПИТАНИЯ (БП):

    Источник питания состоит из обычного мостового выпрямителя.В схеме использовались фильтрующие конденсаторы С1 и С2. Значения этих C1 и C2 должны быть не менее 10 000 мкФ / 35 В. Я всегда предпочитаю использовать 1500 мкФ в качестве предельного значения для каждого усилителя тока, это эмпирическое правило, которому я следую. Важно подключить к мостам радиатор, он будет поддерживать температуру моста ниже 50 градусов Цельсия при рассеивании 10 Вт.

    ЦЕПЬ ПРЕДУСИЛИТЕЛЯ:

    Схема предусилителя

    была построена на операционном усилителе для усиления входного сигнала. Это не что иное, как неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления замкнутого контура около 20.Переменный резистор R3 используется для регулировки усиления этой цепи предусилителя. Затем усиленный сигнал поступает на следующий этап «Усилитель мощности и схема защиты».

    УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ И ЦЕПЬ ЗАЩИТЫ:

    Щелкните изображение, чтобы увидеть принципиальную схему с высоким разрешением

    Усилитель мощности принимает входной сигнал с высоким сопротивлением, дополнительно усиливает его и преобразует в сигнал с низким сопротивлением, подходящий для динамика. Смещение выходного напряжения устанавливается R10, а коэффициент усиления усилителя мощности устанавливается R14 и в настоящее время установлен на 4.3. Входного сигнала 4,6 В макс. Будет достаточно для полного размаха выходного сигнала.

    Усилитель также имеет двустороннюю защиту динамиков. Одна из защит задерживает включение динамиков на 5 секунд после включения усилителя. Это сделано для того, чтобы свести на нет любые пики, которые могут поразить динамик в первые несколько секунд, прежде чем все режимы успокоятся. Это защищает динамики и останавливает громкий хлопок при первом включении усилителя. Другая защита включает реле Q19 и RC цепочку задержки R35, C9.Я разработал его для реле, которое включает напряжение 8 В. Подойдет любой, но время включения будет другим.

    Вторая защита, которую я придумал, довольно интересна, и я лично не видел ее ни в каких других схемах. Эта схема состоит из двух крайних правых операционных усилителей (они поставляются в одном корпусе) и Q20 и защищает динамики в случае выхода из строя какого-либо из силовых транзисторов. Обычно при этом на динамики оказывается полное напряжение на одной из шин (30 В), что может иметь катастрофические последствия для динамиков и диодных мостов.Суть в том, что этого следует полностью избегать.

    Как это работает, спросите вы. Два операционных усилителя работают как компараторы. На одном конце установлено напряжение, близкое к напряжению шины. Вы можете выбрать любое напряжение от 22 В до 28 В, установленное R38 / R39 и R40 / R41. Я выбрал напряжение около 26В. Таким образом, поскольку выходное напряжение в нормальном режиме работы никогда не превысит 0,707 максимального напряжения шины (21Vmax), можно с уверенностью предположить, что во время нормальной работы не произойдет ложного срабатывания.

    На всякий случай при выходе из строя одного из силовых транзисторов чаще всего происходит короткое замыкание.Это подвергает динамик и другой вход уважаемого компаратора напряжению выше, чем опорное напряжение (26 В). Это заставляет операционный усилитель запускать транзистор Q20, который затем полностью разряжает C9, конденсатор, который удерживает транзистор управления реле включенным, тем самым прерывая соединение с динамиком. Эта защита работает очень быстро (50-60 мс) и превосходит простую защиту плавким предохранителем, которая может удерживать короткое замыкание до 1 с.

    Компенсация температурного дрейфа термистором Q11 и R22.Оба должны быть установлены близко к радиатору или как-то приклеены к нему. Повышение температуры вызовет дрейф выходного напряжения около смещения 0 В, поэтому температурная зависимость термистора и транзистора Q11 будет поддерживать напряжение в центре около 0 В или частично сводит на нет этот эффект. Обычно используется более сложная система, но этот усилитель рассчитан только на 50 Вт, так что даже он поможет.

    СОВЕТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ:

    1. Самый важный совет, который я должен вам дать, — никогда не исключать C6.Это (вместе с C4) два компонента, которые обеспечивают стабильность усилителя и предотвращают его склонность к колебаниям.
    2. Используйте в схеме наиболее подходящие транзисторы из BCxxx, которые вы можете получить. Просто купите 40-50 BC550 (они очень дешевы) и примерно 10-20 BC560, протестируйте их все и выберите только те, у которых самый близкий hFe, который вы можете получить.
    3. Также используйте резисторы с очень низким допуском, резисторы 3,3 кОм должны иметь допуск 1%.
    4. Поскольку практически невозможно согласовать все компоненты, я добавил R10, который используется для точной настройки смещения выходного напряжения.Используя его, установите максимально возможное смещение на 0 В. Для этого не используйте на выходе вольтметр. они имеют тенденцию быть несколько неточными, вместо этого используйте измеритель мА, подключенный последовательно к нагрузке. Как только вы достигнете максимального значения, вы сможете достичь 0 мА, это ваша центральная точка.
    5. Схема рассчитана только на 50 Вт мощности. Если вы хотите получить от этого больше, вам нужно будет подключить еще одну пару выходных транзисторов параллельно, увеличить шины питания и увеличить коэффициент усиления усилителя мощности, уменьшив значение R14.2 / Rl.
    6. Для охлаждения силовых транзисторов необходимо обеспечить достаточный радиатор. Держите термистор и Q11 близко или даже приклеенными к радиатору. Они являются компонентами компенсации температурного дрейфа.
    7. Установите ток через силовые транзисторы на 20 мА с помощью R20
    8. Установите смещение выходного напряжения как можно ближе к 0 В, вы можете с помощью R10 поддерживать работу усилителя на максимальной выходной мощности в течение 20 минут или около того и при необходимости отрегулировать.
    9. Диодные мосты также должны быть установлены на радиаторе, достаточном для обработки примерно 10-15 Вт рассеиваемой мощности.
    10. Используйте топологию топологии заземления в виде звезды для минимального шума

    ИНСТРУКЦИИ ПО ПЕРВОМУ ВКЛЮЧЕНИЮ:

    1. После сборки схемы убедитесь, что все правильно припаяно, и установите все радиаторы.
    2. Установите R20 где-нибудь в среднее положение.
    3. Добавьте фиктивную нагрузку. Просто используйте резистор 1 Вт / 4 Ом, погруженный в чистую воду.
    4. Включите его. Установите вольтметр на шкалу 20 мВ и измерьте падение напряжения на одном из резисторов 220 мОм. Отрегулируйте R20, пока не увидите значение около 5 мВ. Это означает, что ток холостого хода силовых транзисторов установлен на уровне 25 мА. Это устанавливает усилитель в область класса B. Если вы хотите продвинуть его дальше в области класса AB (что я действительно рекомендую), просто отрегулируйте R20, пока вы не получите показание 25 мВ.Это означает, что ток холостого хода установлен на уровне 100 мА.
    5. Измерьте выходное напряжение. Используйте R10, чтобы отрегулировать смещение, пока не получите его как можно ближе к 0 В.
    6. Подайте входной сигнал (желательно синусоидальный) или что-то еще из источника, который вы собираетесь использовать чаще всего, поддерживая нагрузку с водяным охлаждением, и используйте осциллограф на выходе. Отрегулируйте усиление предусилителя до тех пор, пока на выходе не будет синусоидальной волны без ограничения, и оставьте усилитель работать на максимальной мощности в течение некоторого времени (15-20 минут), а затем отключите входной сигнал.Снова измерьте смещение выходного напряжения и снова отрегулируйте с помощью R10.
    7. Перезагрузите усилитель снова и посмотрите, все ли работает как надо, если нет, повторите шаги и снова отрегулируйте.

    Надеюсь, вам всем понравился этот проект, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять свои вопросы в разделе комментариев ниже.

    Связанное содержание

    Создание гибридного лампового / полевого МОП-транзистора SE Amp

    Обладая небольшим ноу-хау и некоторыми базовыми деталями, вы можете создать гибридный усилитель в довольно короткие сроки.В этом проекте сочетаются лучшие черты ламповой и транзисторной технологий.

    Привет!
    Добро пожаловать в самый популярный DIY-проект audioXpress, который мы когда-либо публиковали в Интернете.
    Надеюсь, вам понравится эта и многие другие статьи, которые доступны для вас — и бесплатно — на audioxpress.com
    Читайте дальше, и если вы чувствуете, что хотите узнать больше, отправьте нам электронное письмо.

    Если вам нужно связаться с автором по техническим вопросам, Generoso Cozza можно написать здесь.

    Сообщите нам, какие еще статьи вы хотели бы читать в Интернете бесплатно — audioXpress, Glass Audio, Audio Electronics, Speaker Builder, Audio Amateur.
    Но прежде чем вы это сделаете, пожалуйста, проверьте другие статьи, которые у нас есть для вас в Интернете по нескольким категориям:
    статей проекта
    статей журнала
    статей теории

    И последнее, не забудьте подписаться на нашу бесплатную еженедельную рассылку: The Audio Voice.
    Просто нажмите здесь.

    Наслаждайтесь проектом.

    ---

    
    Generoso Cozza создал несимметричный гибридный усилитель мощности класса A, который сочетает в себе лучшее из обоих миров: теплый звук ламп и технологические достижения в современных устройствах с силовыми MOSFET.В следующей статье он объясняет свой проект.

    В течение многих лет в усилителях мощности использовались только электронные лампы, а в современных усилителях почти исключительно используются транзисторы. Ламповые усилители работают по тем же принципам, что и транзисторные усилители, но внутренняя конструкция может значительно отличаться. Обычно лампы — это устройства, которые работают при высоком напряжении и подают слабый ток. Напротив, транзисторы работают при низком напряжении, но могут обеспечивать высокий ток. Кроме того, ламповые усилители обычно рассеивают много энергии в виде тепла и, как правило, не очень эффективны.
    
    Одно из самых ярких различий между ламповыми и транзисторными усилителями заключается в том, что ламповый усилитель нуждается в выходном трансформаторе. Из-за высокого выходного сопротивления ламповой цепи обычно требуется трансформатор для правильной подачи мощности на громкоговоритель. Высококачественные трансформаторы аудиовыхода не только сложно спроектировать, но и обычно бывают большими, тяжелыми и дорогими. С другой стороны, транзисторный усилитель не требует выходного трансформатора, поэтому он более эффективен, меньше по размеру и меньше нуждается в периодической замене.
    
    Многие люди считают, что качество звука ламповых усилителей может быть как превосходным, так и обладать уникальным характером. Несомненно то, что существуют различия в звуке между ламповыми и транзисторными усилителями. Я искренне ценю оба мира и имел возможность слышать прекрасно звучащие системы, использующие обе технологии.
    

    Рисунок 1: Упрощенная схема гибридного усилителя.
    Комбинированная работа
    При разработке этого гибридного усилителя (рис. 1) я намеревался объединить лучшие качества ламповой и транзисторной технологий.Лампы обеспечивают полное и точное воспроизведение звука, богатую детализацию, великолепную четкость и точное отслеживание сложных форм волны. Они также лучше воспроизводят глубокие басы и расширенные, сладкие, естественные высокие частоты. Транзисторы способны управлять даже сложными динамиками, обеспечивая при этом качественные басы.
    
    В гибридном усилителе волшебные средние частоты, размер звуковой сцены, воздух и общая музыкальность лампового входного каскада передаются непосредственно на твердотельный выходной каскад с низким уровнем искажений, который сохраняет большую часть хороших ламповых качеств, но обеспечивает лучший интерфейс для современные колонки.
    Рисунок 2: Гибридная принципиальная схема. Исправленная версия.
    Гибридная схема
    Схема (рис. 2) представляет собой простую конструкцию, в которой реализованы такие интересные идеи, как работа низковольтной лампы Эрно Борбели и выходной каскад Zen Райнхарда Хоффмана с дифференциальным источником питания.

    Этот гибридный усилитель представляет собой двухкаскадный несимметричный усилитель класса A со связью по постоянному току, обеспечивающий мощность около 30 Вт при нагрузке 8 Ом или 15 Вт при нагрузке 4 Ом. Вы можете легко увеличить выходную мощность, подключив несколько выходных MOSFET-транзисторов параллельно к соответствующему источнику тока.Такие параллельные устройства увеличивают коэффициент демпфирования и снижают зависимость от импеданса нагрузки.

    Стереоусилитель с двумя выходными полевыми МОП-транзисторами на канал обеспечит более 50 + 50 Вт полезной мощности чистого класса A для нагрузок 6–8 Ом. Благодаря работе класса A в таких условиях стереоусилитель будет рассеивать более 300 Вт, поэтому вы должны использовать соответствующие радиаторы (с тепловым сопротивлением не менее 0,2 ° C / Вт) и подходящий хорошо вентилируемый корпус.
    
    Входной каскад построен на двухтриодной лампе 6DJ8 / ECC88 в конфигурации дифференциального усилителя.Я выбрал 6DJ8 за его линейность и хорошую работу при анодном напряжении 35–40 В. Для 6DJ8 / 6922 / ECC88 / E88CC значение mu постоянно в пределах 20% от 0,4 мА до минимум 6 мА, и тенденция продолжает снижаться до 15 мА. Я выбрал рабочий ток 3–5 мА для каждой половины каскада и напряжение пластины 35–40 В, чтобы рассеивание было значительно ниже номинального значения 1,8 Вт. Вы можете достичь почти всех достоинств 6DJ8 при 5 мА. или ниже.
    
    Катодный ток подается от источника постоянного тока Q3, а Q1 и Q2 образуют активную нагрузку или токовое зеркало.Активная нагрузка вынуждает анод / катод обоих триодных токов быть почти равными, что обеспечивает превосходное подавление искажений второй гармоники и способствует как линеаризации работы, так и увеличению подавления синфазного сигнала и скорости нарастания напряжения. С помощью P3 можно регулировать ток смещения от 1 до приблизительно 7 мА, а P1 управляет выходным напряжением смещения, которое вы должны настраивать близким к 0 В.
    

    Рисунок 3: Предлагаемый источник питания для гибридного усилителя.
    Выходной каскад
    Выходной каскад состоит из одного или нескольких P-канальных полевых МОП-транзисторов в несимметричной конфигурации общего источника класса A, аналогичной усилителю Nelson Pass Zen (подробнее см. Www.passlabs.com). Ток стока подается от источника постоянного тока Q4, который вырабатывает ток холостого хода 3 А с использованием указанного значения R14. Вы можете поэкспериментировать с разными значениями тока холостого хода, изменив R14 в формуле Id = (Vz − Vgs) / R14 = 0.9 / R14. При определении различных токов холостого хода необходимо учитывать максимальные характеристики выходных устройств MOSFET. Как правило, каскад класса A должен пропускать ток, по крайней мере, на 50% больше, чем потребляет нагрузка.
    
    Общий коэффициент усиления усилителя с обратной связью составляет около 20 и зависит от значений R8 и R9.Таким образом, входной сигнал 1 В будет выводить усилитель на полную мощность, поэтому выходной уровень типичного проигрывателя компакт-дисков достаточен для управления усилителем. Вы можете рассчитать другое усиление, используя следующую формулу: Av = 1 + (R9 / R8).

    Протестированная печатная плата, которую вы можете использовать для сборки этого усилителя, доступна в формате Ivex Winboard. В этой печатной плате трубка и устройства MOSFET установлены на стороне припоя.

    Блок питания
    Для каждого канала гибридного усилителя требуется источник питания, обеспечивающий 35 + 35 В постоянного тока / 6 А для основного усилителя, и регулируемый 6.Источник питания 3 В постоянного тока / 0,5 А для трубчатых нагревателей. Источник питания основного усилителя должен включать в себя диодные / мостовые выпрямители на 20 А или более для поддержки постоянного тока 3 А или более. На рисунке 3 показана схема блока питания для этого усилителя.

    Результаты
    Этот гибридный усилитель обеспечивает ровный отклик во всем диапазоне звуковых частот. Даже с неэффективными динамиками вы можете оценить их четкость и детальную музыкальность, особенно когда к ним напрямую подключен проигрыватель компакт-дисков.С одним выходным устройством усилитель обеспечивает до 20 Вт с THD менее 1%, но он будет лучше работать со вторым выходным каскадом, подключенным параллельно. У меня была возможность оценить одни из лучших усилителей класса А на рынке, и я считаю, что этот гибрид излучает тот же аромат и ощущение свежести, когда вы слушаете качественные музыкальные материалы. — Автор: Generoso Cozza, audioXpress, май 2001 г.
    

    ---

    Примечание редактора: эта статья впервые появилась в audioXpress в мае 2001 г.