Транзисторный усилитель для гитары мощностью 100Вт

Усиление сигнала с учётом всех характерных особенностей гитарного тракта.

Виктор Кемпф – человек далеко не последний в сегменте корифеев-схемотехников, занимающихся проектированием устройств обработки гитарного звука. Его разработки положены в основу музыкального оборудования, выпускаемого компанией АМТ, а статьи, посвящённые использованию полевых транзисторов в дисторшенах и овердрайвах, широко известны в узких кругах заядлых самопальщиков гитарных прибамбасов.
На данную схему я наткнулся совершенно случайно, находясь где-то глубоко в недрах сайта http://media.amt-sales.com/. А поскольку, с одной стороны, я достаточно уважительно отношусь к автору разработки, а с другой – всегда жалко незаслуженно пропадающее «добро», то помещу-ка я сюда случайно найденную схему вкупе с полным авторским описанием.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ГИТАРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Возвращение к истокам бывает порой чрезвычайно полезным. Более того, простота и изящность некоторых старых схем нередко просто завораживает. И, смотря на нагромождение транзисторов в усилителях наших дней, невольно закрадывается мысль – а оно надо? Особенно назойливо такая мысль возникает в контексте гитарного усиления, которое, как известно, обладает выраженной спецификой: гитаристам плевать на коэффициент гармоник, на демпинг-фактор, на сверхширокую полосу частот.
Типичный ламповый гитарный двухтактник, например, при мощностях, близким к максимальным, имеет до 10% и более гармонических искажений, полосу частот в лучшем случае до 20кГц. А уж демпфирование порой вообще настолько мизерно, что усилитель предлагает динамической головке самой болтаться в своих резонансах, мало вмешиваясь в этот музыкальный процесс.

А ведь старые транзисторные схемы, при всей их примитивности и неидеальности, тоже прекрасно вписываются в общую концепцию гитарного звука, и после яркого осознания этого факта был «разработан» 100-ваттный вариант усилителя на пяти широко распространенных транзисторах по схемотехнике 40-летней давности.

В основу схемы лег усилитель из журнала Радио, 1976. Анализ схемы позволил сделать вывод, что она прекрасно должна справляться с усилением и гитарного сигнала с учетом всех характерных особенностей гитарного тракта.

Выходная мощность 100Вт (при Кг 10% и отсутствии ограничения по питанию) на нагрузке 8 Ом обеспечивается однополярным напряжением питания +85 В (2А).

Для получения высокого входного сопротивления (1МОм) входной каскад выполнен на полевом транзисторе Т1. Включение Т2 по схеме с общей базой устранило эффект Миллера, уменьшив входную динамическую ёмкость каскада на Т1 и, главное, расширило диапазон питания каскадов Т1-Т2.
Основное усиление осуществляет каскад на транзисторе Т3, нагруженный на источник тока R7, R8, С3 по схеме следящей связи. Кроме того, резистор R8 совместно с резистором R6 образует общую ООС.

На транзисторах Т4, Т5 собран двухтактный эмиттерный повторитель. Ток покоя повторителя составляет 150-200мА (класс АВ), что при нагрузке 8 Ом исключает отсечку тока и искажения, свойственные классу В.
Для увеличения выходного сопротивления в усилитель введена токовая обратная связь через нагрузку и резистор R9. С увеличением номинала этого резистора увеличивается и выходное сопротивление усилителя.
Цепь С2, R4 выполняет функцию, аналогичную цепи Presence в ламповых усилителях. В связи с тем, что найти низкоомный переменный резистор на 22..47Ом проблематично, R4 выбран по вкусу и цепь выполнена нерегулируемой. При желании возможна реализация ступенчатой регулировки.

© AMT Electronics
© Victor Kampf
05.06.2012

 

Транзисторный усилитель — постоянный ток

Cтраница 1

Транзисторные усилители постоянного тока имеют следующие принципиальные отличия от рассмотренных выше усилителей на несущей частоте.  [1]

У транзисторных усилителей постоянного тока дрейф увеличен по сравнению с электронными усилителями ввиду нестабильности параметров транзисторов, вызванной изменением температуры.

Величина дрейфа оценивается по изменению выходного напряжения за определенный промежуток времени при неизменном значении или при полном отсутствии входного сигнала.  [2]

Усилитель с непосредственной связью на полевых транзисторах.  [3]

В транзисторных усилителях постоянного тока основным является температурный дрейф.  [4]

Двухкаскадный транзисторный. усилитель постоянного тока с температурной компенсацией дрейфа.  [5]

В транзисторных усилителях постоянного тока дрейф нуля вызывается также изменением параметров транзисторов с изменением температуры.  [6]

Усилитель с непосредственно связью на полевых транзисторах.  [7]

В транзисторных усилителях постоянного тока основным является температурный дрейф.  [8]

Транзисторный усилитель постоянного тока с прямой связью.  [9]

В транзисторных усилителях постоянного тока прямого усиления находит применение простейшая схема прямой связи, так как в них компенсация постоянной составляющей выходного напряжения ( см. стр.  [10]

В транзисторных усилителях постоянного тока прямого усиления дрейф нуля сказывается еще сильнее, чем в ламповых, так как дополнительной причиной дрейфа здесь является сильное изменение свойств и параметров транзисторов с изменением температуры ( см. стр.  [11]

При проектировании транзисторных усилителей постоянного тока

( УПТ) не удается непосредственно использовать хорошо разработанную методику расчета усилителей звуковых частот. Это объясняется особенностями УПТ, главной из которых является значительная зависимость параметров транзисторов от температуры, приводящая к большому дрейфу нуля усилителей.  [12]

Параллельно-балансная схема транзисторного усилителя постоянного тока приведена на рис. 7.20. Структура этой схемы аналогична ламповому параллельно-балансному каскаду.  [13]

Схема термоанемометра следящего уравнове.  [14]

Основной недостаток транзисторных усилителей постоянного тока — их температурная нестабильность — не является в данном случае существенным, поскольку сам термоприемник — нить — чувствителен к изменениям температуры окружающей среды.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Усилители, что лучше купить ламповый или транзисторный усилитель?

Ламповый усилитель или транзистор?

Репутация лампового усилителя настолько велика, что лучшим комплиментом для транзисторного усилителя часто будет сказать, что у него «ламповый звук».

Вы, наверное, слышали о ламповых усилителях для электрогитар, они самые популярные. Очевидно, что ламповые усилители (или ламповые усилители) имеют не только преимущества: аналог должен быть громоздким, тяжелым и часто очень эффектным (эстетически говоря). Обычно они дороже транзисторных усилителей, потому что для них требуются высококачественные пассивные компоненты (конденсаторы, выходные трансформаторы, резисторы с допуском 1% и т. д.).

Как работает ламповый усилитель?

Ламповый усилитель работает совершенно иначе, чем транзисторный усилитель (также называемый твердотельным усилителем). Фактически, ламповые усилители работают при высоком напряжении (несколько сотен вольт по сравнению с несколькими десятками вольт в транзисторных усилителях). Лампы отличаются от транзисторов своим высоким выходным сопротивлением, что требует наличия в лампах выходных трансформаторов, адаптирующихся к импедансу громкоговорителей. Это означает большую способность воспроизводить пики звуковой синусоиды. Во многих случаях при прослушивании получается, что выходная мощность даже больше, чем у транзисторных усилителей равной мощности. Ламповые усилители также склонны сильно нагреваться и рассеивать значительное количество энергии в виде тепла. Многие фактически работают в классе А.

Технология ламповых усилителей0039 термоэлектронная трубка

). Количество электродов внутри вакуумной трубки определяет тип электрода : два электрода для диода , три электрода для триода , пять электродов для пентода и т. д.
Термоэмиссионные трубки имеют одинаковые работают как транзисторы (как известно, введенные позже), но они работают по-разному, особенно в отношении уровня импеданса и напряжения.

Операция аудиолампы основаны на генерации электронного потока, получаемого при нагревании нити накала (так называемый термоэмиссионный эффект ). Таким образом, этот нагрев определяет выход электронов из катода. Обычно катод отделен от нити накала, и это продлевает срок его службы с течением времени.

Электронный пучок стремится достичь только катода.

Поток электронов генерируется одновременно с приложением напряжения к аноду или другим электродам, имеющимся в термоэмиссионных трубках.

Например, триодная лампа состоит из трех электродов и нити накала для нагрева. Когда катод имеет потенциал земли, анод принимает положительный потенциал. Сетка поляризована отрицательно по отношению к катоду. Чем ниже отрицательное значение сетки, тем больше поток генерируемых электронов и, следовательно, производимый ток. Изменение напряжения на сетке слабее, чем на аноде.

Триод имеет ограниченную способность усиления сигнала и часто используется в несимметричная конфигурация (один триод на канал). Выходная мощность лампового усилителя этого типа невелика, поэтому требуются высокоэффективные драйверы.

Хотя эти лампы и не очень мощные, они отличаются утонченным звуком, что делает их поистине уникальными.

Некоторые производители разработали эволюцию этих конструкций для достижения более высоких уровней мощности: параллельный несимметричный (PSE) , в котором используются двойные триоды, с двойной несимметричной схемой и удвоением выходной мощности, и все это без ущерба для звуковое качество.

Успех пентодов

Пентод является более продвинутой версией триода и состоит из пяти электродов и нити накала. Есть три сетки:

• Контрольная сетка;
• Сетчатый экран с напряжением, намного превышающим управляющее напряжение;
• Подавляющая сетка, уменьшающая шум и ограничивающая потерю усиления). Последний подключен к тому же потенциалу, что и катод.

Пентоды — это аудиолампы с отличными возможностями усиления, уменьшенными искажениями (благодаря наличию сетки подавления) и линейной частотной характеристикой.

Эти термоэмиссионные лампы являются наиболее распространенными, поскольку они позволяют обеспечить очень хорошую мощность, особенно в конструкциях двухтактных , где лампы работают парами и отвечают за усиление положительным и отрицательным полу- волны.

Асимметричная структура этих конструкций позволяет нейтрализовать гармонические искажения четного порядка, которые сохраняются в несимметричном усилителе звука.

Двухтактные ламповые усилители часто дешевы, потому что они не требуют такого тщательного ухода за выходными трансформаторами, как те, которые необходимы для хорошего несимметричного усилителя.

Однако не все лампы имеют одинаковые характеристики. В зависимости от производителя и качества сборки звук тоже будет разным.

Лампы — это сложные электронные компоненты, изготовленные из материалов, требующих механической регулировки с течением времени. Это осаждение приводит к постепенному улучшению их исходных электрических характеристик.

Именно поэтому ламповые усилители требуют многочасовой приработки (от 50 до 100 часов), чтобы лучше оценить все богатство «лампового звука».

Средний срок службы лампы оценивается примерно в 3 000/5 000 часов прослушивания, даже если лампы предусилителя имеют гораздо более длительный срок службы (около 12 000 часов прослушивания).

Уход и советы

Ламповый усилитель требует осторожности при правильном использовании. Вот несколько советов по продлению срока службы ламп и лампового усилителя в целом.

Вот наши четыре совета:

• Должен ли я постоянно держать ламповые усилители включенными? Абсолютно нет, потому что помимо чрезмерного потребления тока, особенно при наличии ламповых усилителей класса А, основная проблема заключается в том, что лампы предусилителя и усилители мощности всегда находятся под напряжением и потребляют без реального использования. В этом режиме, по сути, неиспользуемыми остались бы только громкоговорители, но работали бы все схемы внутри лампового усилителя. Наш совет: включите ламповый усилитель и оставьте его включенным на 20 минут перед тем, как начать прослушивание музыки. Таким образом, лампы могут быть прогреты должным образом и начать стабильно работать, обеспечивая величину тока, необходимую для оптимального усиления аудиосигнала. Еще один совет: установите громкость на ноль и подождите одну-две минуты, прежде чем выключать ламповый усилитель.
  Таким образом, вакуумные трубки успеют начать остывать, не подвергаясь слишком сильным тепловым ударам.
• Правильная вентиляция. Очень важным аспектом ухода за ламповыми усилителями является правильная вентиляция. Всегда проверяйте, чтобы усилитель не находился в шкафах или на полках без воздуха или закрытым. Учитывая большое количество тепла, выделяемого термоэмиссионными трубками, абсолютно необходимо иметь достаточную рециркуляцию воздуха, чтобы тепло не застаивалось над трубками, вызывая их разрыв.
  Убедитесь, что между термоэмиссионными трубками и верхней полкой находится не менее 30 см воздуха для облегчения циркуляции. Также не закрывайте щели на панели усилителя.
  При отсутствии адекватной рециркуляции предлагаем установить рядом с усилением вентилятор с низкой скоростью вращения (поэтому бесшумного типа), чтобы отсосать избыточное тепло и продлить срок службы термоэлектронных ламп.
• Убедитесь, что громкоговорители всегда подключены. Всегда следите за тем, чтобы динамики были постоянно подключены к ламповому усилителю. На самом деле без нагрузки динамиков выходные трансформаторы ламповых усилителей были бы повреждены в короткие сроки. Их замена стоит особенно дорого, поэтому мы рекомендуем вам внимательно отнестись к этой ситуации, чтобы продлить срок службы вашего лампового усилителя.
• Осторожно, жидкости! Как и все электронное оборудование, ламповые усилители также должны быть защищены от случайного проливания жидкостей (воды или веществ), которые могут привести к немедленному короткому замыканию, если попадут внутрь. Влажность также является врагом ламповых усилителей. С помощью гигрометра проверьте, достаточен ли уровень относительной влажности в помещении, в котором находится ламповый усилитель. В винодельнях и тавернах часто бывает слишком высокий уровень влажности, поэтому перед тем, как выбрать эти условия, сделайте необходимые проверки.

Стоит ли покупать подержанный?

В этом случае ответ: зависит. Специально для усилителей такого типа, при поиске хорошего б/у усилителя, нужно обращать большое внимание на общее состояние сохранности и где вы покупаете (например, если вы ищете на ebay, всегда проверяйте отзывы продавца ).

В частности, проверьте, чтобы контакты трубки не окислились или, что еще хуже, не заржавели. В идеале также было бы иметь возможность проверить уровень остаточного излучения вакуумных ламп, но это очень сложно, так как ламповые тестеры , мало того, что это редкие устройства, так еще и очень дорогие.

Поэтому лучше полагаться на собственные уши и после не менее тридцатиминутного прослушивания (чтобы дать лампам время прогреться и достичь оптимальной рабочей температуры) сделать собственные оценки.

С появлением китайских ламповых усилителей , с их крайне дешевой ценой и отличной конструкцией и звуковыми качествами, покупать б/у ламповый усилитель стало неэкономично.

Сборка лампового усилителя своими руками: как это сделать?

Если вы меломан, вы можете самостоятельно собрать ламповый усилитель. На рынке есть много комплектов для создания дешевых ламповых стереоусилителей, таких как Nuova Elettronica. Но вы должны знать, что сборка займет много времени, как и во всех работах своими руками. Сборка дешевого лампового усилителя требует большой компетенции и, прежде всего, большого внимания. Используемые напряжения на самом деле очень высоки, и может быть очень опасно собирать усилитель самостоятельно, если вы не являетесь экспертом.

Поэтому мы советуем не создавать эти комплекты самостоятельно и выбрать готовое и безопасное решение, такое как китайский ламповый усилитель.

Гибридные усилители

Схема гибридного усилителя предлагает те же качества, что и чисто ламповая конструкция, но без недостатков. Результаты этой смешанной технологии очень достоверны и заслуживают внимания. Схемы, используемые в этих конкретных ламповых усилителях, называются «гибридами».

Обычно гибридный усилитель состоит из лампового предусилителя, за которым следует секция транзисторного выхода. Преимущество такой конструктивной схемы в том, что можно получить «типично» ламповый звук, но с той мощностью и силой импульса, которые типичны для транзисторного усилителя. Выходной каскад гибридного усилителя обычно управляется MOSFET-транзисторами, которые также характеризуются более мягким звуком и лучше сочетаются с ламповым компонентом, присутствующим перед схемой усиления.

Это основные отличия гибридного усилителя от лампового.

Поделиться этой публикацией

Транзистор как усилитель — принципиальная схема и его работа

Основная польза транзистора заключается в его способности усиливать слабые сигналы. Слабый сигнал подается на входные клеммы, а усиленный выходной сигнал поступает на выходные клеммы. Один только транзистор не может выполнять функцию усиления, и необходимо подключить некоторые пассивные компоненты, такие как резисторы и конденсаторы, а также смещающую батарею. Конфигурация с общим эмиттером (CE) из-за высокого коэффициента усиления по току, напряжению и мощности очень подходит для большинства схем усилителей.

Транзистор N-P-N с общим эмиттером в качестве принципиальной схемы усилителя приведен на рис. 10.32.

Слабый сигнал подается между переходом эмиттер-база, а выход снимается через нагрузочный резистор R _L , включенный последовательно с напряжением питания коллектора V _CC (рис. 10.32). Чтобы получить точное усиление, необходимо, чтобы входная цепь всегда оставалась смещенной в прямом направлении, независимо от полярности входного сигнала переменного тока. Так в цепь вставлена ​​батарейка V

BB с указанной полярностью помимо сигнального напряжения. Это постоянное напряжение называется напряжение смещения и его величина такова, что входная цепь всегда смещена в прямом направлении независимо от полярности входного сигнала.

Входная цепь, смещенная в прямом направлении, имеет низкое сопротивление, и небольшое изменение ΔV _в напряжения входного сигнала вызывает относительно большое изменение ΔI _E тока эмиттера.

Это вызывает почти такое же изменение тока коллектора из-за действия транзистора. Коллекторный ток, протекающий через большое сопротивление нагрузки R _L создает на нем большое напряжение. Изменение выходного напряжения на сопротивлении нагрузки R _L может во много раз превышать изменение напряжения входного сигнала. Таким образом, усиление напряжения A = ΔV _{вых /} ΔV _в будет больше единицы, а транзистор действует как усилитель. Это дополнительно проиллюстрировано ниже при рассмотрении типичных значений схемы.

Пусть сопротивление нагрузки R _L равно 10 кОм, а изменение напряжения входного сигнала на 0,1 В вызывает изменение тока эмиттера на 0,5 мА.

Это изменение тока эмиттера на 0,5 мА также изменит ток коллектора I _C примерно на 0,5 мА. Это изменение тока коллектора на 0,5 мА приведет к изменению 0,5 x 10 90 211 -3 90 212 x 10 x 10 90 211 3 90 212, т. е. 5 В выходного напряжения на нагрузочном резисторе R _L , равном 10 кОм.