После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.
Начнем с более мощной схемы.
Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.
Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.
Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.
Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.
Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.
Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.
Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.
Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.
Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.
Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.
Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.
Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.
И наконец - третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.
Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.
Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.
Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.
Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Усилитель на микросхеме TDA2003 | |||||||
| Аудио усилитель | TDA2003 | 1 | В блокнот | ||||
| С1 | 47 мкФ х 25В | 1 | В блокнот | ||||
| С2 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | Пленочный | В блокнот | ||
| С3 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ х 25В | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ х 16В | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 100 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Переменный резистор | 50 кОм | 1 | От 10 кОм до 50 кОм | В блокнот | ||
| Ls1 | Динамическая головка | 2-4 Ом | 1 | В блокнот | |||
| Усилитель на транзисторах схема №2 | |||||||
| VT1-VT3 | Биполярный транзистор | КТ315А | 3 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ х 16В | 1 | В блокнот | |||
| С2, С3 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ х 16В | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R3 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R4 | Резистор | 1 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R5 | Переменный резистор | 50 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 3 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Динамическая головка | 2-4 Ом | 1 | В блокнот | ||||
| Усилитель на транзисторах схема №3 | |||||||
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ315А | 1 | В блокнот | |||
| VT3 | Биполярный транзистор | КТ361А | 1 | В блокнот | |||
| VT4 | Биполярный транзистор | КТ815А | 1 | В блокнот | |||
| VT5 | Биполярный транзистор | КТ816А | 1 | В блокнот | |||
| VD1 | Диод | Д18 | 1 | Или любой маломощный | В блокнот | ||
| С1, С2, С5 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ х 16В | 3 | ||||
Хочу предложить начинающим любителям качественного звуковоспроизведения одну из разработанных и опробованных схем УНЧ. Данная конструкция поможет сделать качественный усилитель, который можно дорабатывать с минимальными затратами и использовать усилитель для исследований схемных решений.
Это поможет в пути от простого к сложному и более совершенному. К описанию прилагаются файлы печатных плат, которые можно трансформировать под конкретный корпус.
В представленном варианте использовался корпус от Радиотехники У-101.
Данный усилитель мощности я разрабатывал и делал в прошлом веке из того, что возможно было приобрести без затруднений. Хотелось сделать конструкцию с максимально возможным соотношением цены и качества. Это не High-End, но и не третий сорт. Усилитель имеет качественное звучание, отличную повторяемость и прост в наладке.
Принципиальная схема усилителя
Схема полностью симметрична для положительной и отрицательной полуволн низкочастотного сигнала. Входной каскад выполнен на транзисторах VT1 – VT4. От прототипа он отличается транзисторами VT1 и VT4, которые повышают линейность каскадов на транзисторах VT2 и VT3. Существует множество схемных разновидностей входных каскадов, обладающих различными достоинствами и недостатками. Этот каскад выбран из-за простоты, возможности снижения нелинейности амплитудной характеристики транзисторов. С появлением более совершенных схем входных каскадов можно проводить его замену.Сигнал отрицательной обратной связи (ООС) берется с выхода усилителя напряжения и поступает в эмиттерные цепи транзисторов VT2 и VT3. Отказ от общей ООС обусловлен желанием избавиться от влияния на ООС всего лишнего, что не является выходным сигналом схемы. В этом есть свои плюсы и минусы. При данной комплектации это оправдано. При более качественных комплектующих элементах можно пробовать и с различными типами обратной связи.
В качестве усилителя напряжения выбрана каскодная схема, которая обладает большим входным сопротивлением, малой проходной емкостью и меньшими нелинейными искажениями в сравнении со схемой ОЭ. Недостатком каскодной схемы является меньшая амплитуда выходного сигнала. Такова плата за меньшие искажения. Если установить перемычки, то на печатной плате можно собирать и схему ОЭ. Питание усилителя напряжения от отдельного источника напряжения не вводилось из-за желания упростить конструкцию УНЧ.
Выходной каскад представляет собой параллельный усилитель, обладающий рядом преимуществ перед другими схемами. Одно из важных преимуществ – линейность схемы при значительном разбросе параметров транзисторов, что проверялось при сборке усилителя. Этот каскад должен обладать, возможно, большей линейностью, т.к. нет общей ООС и от него очень зависит качество выходного сигнала усилителя. Напряжение питания усилителя 30 В.
Конструкция усилителя
Печатные платы я разрабатывал для «доступных» корпусов от усилителей Радиотехника У-101. Схему разместил на двух частях печатной платы. На первой части, которая закреплена на радиаторе, размещены «параллельный» усилитель и усилитель напряжения. На второй части платы размещен входной каскад. Эта плата крепится на первой плате при помощи уголков. Такое разбиение платы на две части позволяет с минимальными конструктивными изменениями проводить усовершенствование усилителя. Кроме того, такая компоновка может служить и для лабораторных исследований каскадов.Собирать усилитель необходимо в несколько этапов. Сборка начинается с параллельного усилителя и его налаживания. Вторым этапом собирается и налаживается остальная часть схемы и проводится окончательная минимизация искажений схемы. При размещении транзисторов выходного каскада на радиаторе необходимо помнить о необходимости теплового контакта корпусов попарно транзисторов VT9, VT14 и VT10, VT13.
Печатные платы разработаны с помощью программы Sprint Layout 6, что позволит корректировать размещение элементов на плате, т.е. подгонять под конкретную комплектацию или корпус. См. архивы внизу.
Детали усилителя
Параметры усилителя зависят от качества применяемых радиоэлементов и их расположения на плате. Примененные схемные решения позволяют обойтись без подбора транзисторов, но желательно применять транзисторы с граничной частотой усиления от 5 до 200 МГц и запасом предельного рабочего напряжения более чем в 2 раза в сравнении с напряжением питания каскада.Если есть желание и возможность, то желательно выбирать транзисторы по принципу «комплементарности» и одинаковости усилительных характеристик. Пробовались варианты изготовления с подбором транзисторов и без него. Вариант с подобранными «комплементарными» отечественными транзисторами показал значительно лучшие характеристики, чем без подбора. Только КТ940 и КТ9115 из отечественных транзисторов являются комплементарными, а у остальных комплементарность условная. Среди зарубежных транзисторов комплементарных пар очень много и информацию об этом можно взять на сайтах производителей и в справочниках.
В качестве VT1, VT3, VT5 возможно применение транзисторов серии КТ3107 с любыми буквами. В качестве VT2, VT4, VT6 возможно применение транзисторов серии КТ3102 с буквами, которые имеют характеристики схожие с примененными транзисторами для другой полуволны звукового сигнала. Если возможен подбор транзисторов по параметрам, то лучше сделать это. Почти все современные тестеры позволяют это сделать без проблем. При больших отклонениях временные затраты при настройке будут больше и результат скромнее. Для VT6 подойдут транзисторы КТ9115А, КП960А, а для VT7 – КТ940А, КП959А.
В качестве VT9 и VT12 можно применять транзисторы КТ817В (Г), КТ850А, а в качестве VT10 и VT11 – КТ816В (Г), КТ851А. Для VT13 подойдут транзисторы КТ818В (Г), КП964А, а для VT14 – КТ819В (Г), КП954А. Вместо стабилитронов VD3 и VD4 можно использовать по два последовательно соединенных светодиода АЛ307 или им подобные.
Схема позволяет применять и другие детали, но может потребоваться коррекция печатных плат. Конденсатор С1 может иметь емкость от 1 мкФ до 4,7 мкФ и обязательно полипропиленовый или другой, но качественный. На радиолюбительских сайтах можно найти об этом информацию. Подключение напряжения питания, входного и выходного сигналов проводится с использованием клемм для печатного монтажа.
Налаживание усилителя
При первом включении УНЧ следует подключать через мощные керамические резисторы (10 – 100 Ом). Это спасет элементы от перегрузок и выхода из строя при ошибке в монтаже. На первой части платы выставляется резистором R23 ток покоя УНЧ (150-250 мА) при отключенной нагрузке. Далее надо установить отсутствие постоянного напряжения на выходе усилителя при подключенном эквиваленте нагрузки. Это делается изменением номинала одного из резисторов R19 или R20.После монтажа остальной части схемы резистор R14 выставить в среднее положение. На эквиваленте нагрузки проверяется отсутствие возбуждения усилителя и резистором R5 устанавливаем отсутствие постоянного напряжения на выходе усилителя. Усилитель можно считать настроенным в статическом режиме.
Для налаживания в динамическом режиме параллельно эквиваленту нагрузки подключается последовательная RС цепь. Резистор мощностью 0,125 Вт и номиналом 1,3-4,7 кОм. Конденсатор неполярный 1-2 мкФ. Параллельно конденсатору подключаем микроамперметр (20-100 мкА). Затем, подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 5-8 кГц, по подключенному к выходу осциллографу и вольтметру переменного тока нужно оценить пороговый уровень насыщения усилителя. После этого снижаем входной сигнал до уровня 0,7 от насыщения и резистором R14 добиться минимума показания микроамперметра. В некоторых случаях, для снижения искажений на верхних частотах, необходимо проводить коррекцию фазы по опережению установкой конденсатора С12 (0,02-0,033 мкФ).
Конденсаторы С8 и С9 подбираются по наилучшей передаче импульсного сигнала частотой 20 кГц (ставятся при необходимости). Конденсатор С10 можно не ставить, если схема устойчива. Изменением номинала резистора R15 устанавливают одинаковое усиление для каждого из каналов стереофонического или многоканального варианта. Изменяя величину тока покоя выходного каскада можно попытаться найти наиболее линейный режим работы.
Оценка звучания
Собранный усилитель обладает весьма хорошим звучанием. Долгое прослушивание усилителя не приводит к «утомлению». Конечно, есть и лучше усилители, но по соотношению затрат и полученного качества схема понравится многим. При более качественных деталях и их подборе можно добиться и еще более значительных результатов.Ссылки и файлы
1. Король В., "УМЗЧ с компенсацией нелинейности амплитудной характеристики" - Радио, 1989, № 12, с. 52-54.09-06-2017 - Исправлена схема, перезалиты все архивы.
▼
🕗 09/06/17 ⚖️ 24,43 Kb ⇣ 17
Здравствуй, читатель!
Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель.
Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
Появилось желание собрать более мощный усилитель «А» класса. Прочитав достаточное количество соответствующей литературы и выбрал из предлагавшегося самую последнюю версию. Это был усилитель мощностью 30 Вт соответствующий по своим параметрам усилителям высокого класса.
В имеющеюся трассировку оригинальных печатных плат никаких изменений вносить не предполагал, однако, ввиду отсутствия первоначальных силовых транзисторов, был выбран более надежный выходной каскад с использованием транзисторов 2SA1943 и 2SC5200. Применение этих транзисторов в итоге позволило обеспечить большую выходную мощность усилителя. Принципиальная схема моей версии усилителя далее.
Это изображение плат собранных по этой схеме с транзисторами Toshiba 2SA1943 и 2SC5200.
Если присмотреться, то сможете увидеть на печатной плате вместе со всеми компонентами стоят резисторы смещения, они мощность 1 Вт углеродного типа. Оказалось, что они более термостабильны. При работе любого усилителя большой мощности выделяется огромное количества тепла, поэтому соблюдение постоянства номинала электронного компонента при его нагреве является важным условием качественной работы устройства.
Собранная версия усилителя работает при токе около 1,6 А и напряжении 35 В. В результате чего 60 Вт мощности непрерывного рассеивается на транзисторах в выходном каскаде. Должен заметить, что это только треть мощности, которую они способны выдержать. Постарайтесь представить, сколько тепла выделяется на радиаторах при их нагреве до 40 градусов.
Корпус усилителя сделан своими руками из алюминия. Верхняя плита и монтажная плита толщиной 3 мм. Радиатор состоит из двух частей, его габаритные размеры составляют 420 x 180 x 35 мм. Крепеж - винты, в основном с потайной головкой из нержавеющей стали и резьбой М5 или М3. Количество конденсаторов было увеличено до шести, их общая ёмкость 220000 мкФ. Для питания был использован тороидальный трансформатор мощностью 500 Вт.
Блок питания усилителя
Хорошо видно устройство усилителя, которое имеет медные шины соответствующего дизайна. Добавлен небольшой тороид, для регулируемой подачи под управлением схемы защиты от постоянного тока. Так же имеется ВЧ фильтр в цепи питания. При всей своей простоте, надо сказать обманчивой простоте, топологии платы этого усилителя и звук им производится как бы без всякого усилия, подразумевающего в свою очередь возможность его бесконечного усиления.
Осциллограммы работы усилителя
Спад 3 дБ на 208 кГц
Синусоида 10 Гц и 100 Гц
Синусоида 1 кГц и 10 кГц
Сигналы 100 кГц и 1 МГц
Меандр 10 Гц и 100 Гц
Меандр 1 кГц и 10 кГц
Полная мощность 60 Вт отсечение симметрии на частоте 1 кГц
Таким образом становится понятно, что простая и качественная конструкция УМЗЧ не обязательно делается с применением интегральных микросхем - всего 8 транзисторов позволяют добиться приличного звучания со схемой, собрать которую можно за пол дня.
На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.
В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.
Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
- минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
- несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
- выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
- класс А - он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.
Внутренний дизайн
Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.
Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.
Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:
Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:
Не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.
Не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.
При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:
Пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
- предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
- очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.
Слесарно-столярное
Теперь о традиционно самой сложной части в DIY - корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя - каждое отверстие проходится за несколько секунд!Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.
Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.
Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.
Я угадаю этот контейнер за 5 секунд...
Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок - это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы - dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.Материальные затраты
Трансформатор 2200 р.Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.
Предлагаемый УНЧ является аппаратом среднего качества. При хорошем подборе оконечных транзисторов суммарный коэффициент искажений в электрическом тракте составляет около 0,7…1,2%. Данный УНЧ создает очень малые акустические искажения при взаимодействии с АС. По этой причине даже с суммарными искажениями до 3,5% он явно превосходит по естественности звучания практически любой обычный бестрансформаторный аппарат (включая зарубежные образцы).
Поскольку данный УНЧ хорошо взаимодействует с АС, по субъективному восприятию его отдача приравнивается к отдаче обычного бестрансформаторного УНЧ мощностью около 50 Вт.
Этот УНЧ отвечает трем основным конструктивным требованиям к аппаратам высокой верности воспроизведения:
— имеет двухтактный выходной каскад;
— выходной каскад выполнен по трансформаторной схеме;
— выходное сопротивление УНЧ согласовано с конкретной акустической системой.
Как показала практика, необходимо придерживаться еще одного правила. Глубина ООС в УНЧ должна быть не более 10… 16 дБ. Связано это не с возможностью появления динамических искажений, а с другими факторами, приводящими к потере «свежести» звучания. УНЧ, имеющий очень низкое выходное сопротивление и очень глубокую ООС, является самозамкнутой системой. По этой причине он практически не реагирует на изменение нагрузочного сопротивления. Его ООС решает при этом только одну задачу - в масштабе усиления строго повторять на выходе форму входного сигнала.
Даже самая качественная звуковая головка на частоте резонанса и на частоте около 10 кГц имеет сопротивление в 7…8 раз больше ее полного сопротивления на частоте 400 Гц. Кроме того, головка имеет большое количество выбросов и провалов на характеристике, но гораздо меньших по величине. Все эти выбросы и про¬валы при низком Rвых и бестрансформаторном выходе дают большое количество слабых призвуков, искажающих звуковую картину. Почти все призвуки и искажения имеют акустическое происхождение и на осциллограмме не фиксируются. Говорить об электроакустическом тракте как о чем-то едином при таком положении дел не приходится. Большинство конструкторов для уменьшения количества призвуков идет на очень значительное демпфирование головок. Резкая потеря отдачи при этом требует соответственного увеличения мощности, а это почти полностью восстанавливает уровень и призвуков, и искажений. Круг замыкается.
В предлагаемом усилителе все это происходит не так.
Данный УНЧ, имея в исходном состоянии (без ООС)
Rвых=7…10R.Haгp, обязательно реагирует на изменение нагрузки, т.е. на выбросы и провалы, изменением выходного сигнала. При этом даже неглубокая ООС способствует уменьшению провалов без всякого демпфирования или шунтирования,сохраняя «свежесть» звучания.
Введение неглубокой ООС уменьшает выходное сопротивление до 0,5…2,0 Rнагр, что говорит об открытости системы и в этом состоянии. При таком положении уже можно говорить об электроакустическом тракте. Как и раньше, в «дотранзисторное» время, встает вопрос уменьшения до минимально возможной величины сопротивления соединительных проводов, которое мешает полному участию ООС усилителя в исправлении отдачи АС по звуковому диапазону.
Если учесть все эти особенности, УНЧ не будет иметь практически никаких призвуков, влияющих на тембровую окраску звуковой картины. Это сразу отмечают неопытные слушатели как «бедность» верхнего звукового диапазона даже при хорошем уровне верхов. При сравнительном прослушивании необходимо сначала хорошо вслушаться в звучание трансформаторного УНЧ, а затем слушать бестрансформаторный. Такой порядок очень резко показывает преимущества трансформаторного УНЧ. Настолько резко, что его замечают даже те, кто вообще не обращает внимание на качество.
УНЧ без ООС должен иметь коэффициент усиления, приблизительно на порядок больший необходимого. При небольшой глубине ООС для получения суммарного коэффициента искажений порядка 1,0% необходимо, чтобы исходный УНЧ имел иска¬жения не более 4…6%. Следовательно, подбор транзисторов для выход¬ного каскада должен быть очень тщательным. Линейность в указанных пределах УНЧ должен сохранять во всем диапазоне выходного сигнала.
При выборе выходных транзисторов для схем с общим эмиттером (ОЭ) необходимо обязательно знать фор му зависимости h21э от Iк. Посмотрим на рис.1, где показана такая зависимость для транзистора КТ802А (кривая 1). Максимум значения п21э соответствует току порядка 3,5 А. За этой точкой начинается спад. Для того чтобы знать, в диапазоне каких токов можно использовать транзистор, нужно учитывать еще зависимость п21э от UK. В принципе, эта зависимость для подавляющего большинства мощных транзисторов имеет подъем разной крутизны с ростом UK.
В реальном УНЧ большему току всегда соответствует меньшее UK. Это означает, что если нанести зависимость h21э от UK на характеристику h21э от 1к, она имеет наклон, обратный по отношению к участку прямолинейного роста h21 (кривая 2). Во многих справочниках форма зависимости h21э от 1к есть, а зависимости h21э от UK нет практически нигде. Для исключения ошибки при выборе типа транзисторов нужно учитывать только прямолинейную часть подъема характеристики. Ток, при котором начинается изгиб характеристики, нужно считать максимальным линейным током данного типа. Зная максимальный линейный ток и допустимое напряжение на коллекторе, легко определить, какую мощность можно снимать с данной пары транзисторов. С ростом температуры кривая зависимости h21э от 1к начинает изгибаться при меньших значениях 1к. По этой причине площадь радиаторов выходных транзисторов должна быть в 1,5 раза большей, чем в обычных бестрансформаторных УНЧ.
Отбор пар транзисторов по величине h21э необходимо делать не менее чем при двух значениях тока. Для УНЧ средней мощности - на токах 0,3 А и 1,0 А. Лучше, если разница в усилении транзисторов не превышает 7…10%. Не все любители имеют возможность произвести замер h21э при усилении переменного тока. Отбирая транзисторы по параметрам на постоянном токе, следует принимать при расчетах величину на 30% меньшую.
Не менее важное значение имеет форма входной характеристики транзисторов. От нее зависит, в каком режиме должен работать возбуждающий каскад. На рис.2 приведена входная характеристика транзистора КТ802А. 
Такая характеристика свойственна довольно многим типам мощных кремниевых транзисторов. С этими транзисторами при раскачке их генератором напряжения, т.е. источником с очень низким выходным сопротивлением, можно получить на выходе сравнительно неплохую линейность. Однако гораздо лучшие результаты можно получить, если возбуждающий каскад работает в «умягченном» промежуточном режиме. Такой режим просто осуществляется на практике.
Схема предлагаемого УНЧ приведена на рис.3. Выбор довольно мощного возбуждающего каскада и отказ от составных транзисторов не случаен. Сделано это для сведения к минимуму искажений при переходных процессах, а также искажений, свойственных работе выходных транзисторов в классе Б.
Схема во многом заимствована из [ 1 ]. Бестрансформаторный выход заменен на трансформаторный. Емкость конденсатора фильтра в источнике увеличена до 11000 мкФ и не помешает увеличить ее до 15000 мкФ. В связи с проявлением индуктивности некоторых типов электролитических конденсаторов лучше использовать параллельное соединение нескольких, меньших по емкости конденсаторов.
Схема стабилизатора напряжения может быть любой. Главное, чтобы он мог длительное время работать при токе нагрузки не менее 350 мА и при этом имел малый уровень пульсаций.
Особое внимание необходимо уделить изготовлению выходного трансформатора (Т2). Автор применил железо Э-310 Ш20х40 с окном 20x50мм. Первичная обмотка состоит из четырех секций по 60 витков. Каждая секция занимает точно слой, если мотать проводом диаметром 0,68 мм. Допускается некоторое уменьшение толщины провода. Вторичная обмотка состоит из шести секций по 75 витков провода диаметром 0,56 мм, соединенных параллельно. Каждая секция также занимает слой. Схема соединений секций первичной обмотки приведена на рис.3, а расположение на катушке - на рис.4. Такая система намотки дает наибольшую плотность, что очень важно для получения хорошей АЧХ. Трансформатор имеет хорошую симметричность обмоток как по сопротивлению постоянному току, так и по индуктивности.
Если усилитель предполагается эксплуатировать с АС сопротивлением 4 Ом, то секции вторичной обмотки должны содержать по 53 витка, а при АС с сопротивлением 16 Ом - по 106 витков. Следует особо подчеркнуть необходимость строго одинакового числа витков в каждой секции вторичной обмотки. Для выполнения этого условия выводы начала каждой секции должны располагаться строго друг, над другом. Таким же образом на другой щечке следует располагать выводы концов.
Между слоями (секциями) нужно прокладывать 2 слоя чертежной кальки или подобной бумаги. Толщина намотки составляет около 11 мм.
Согласующий трансформатор (Т1) выполнен на железе Ш12х16. Качество железа особого значения не имеет.
Первичная обмотка содержит 400 витков провода ПЭЛ 0,27, а вторичная располагается в двух обособленных секциях по 315 витков провода ПЭЛ 0,51. Обе секции вторичной обмотки следует размещать между половинами первичной.
Для большей симметрии лучше вторичные обмотки мотать в 2 провода. Это делать можно в том случае, если есть опыт такой намотки без
опасных перехлестов витков при переходе на верхний слой.
Силовой трансформатор блока питания намотан на железе от приемника «Фестиваль». Сетевая об-мотка содержит 770 витков провода диаметром 0,51 мм. Обмотка питания стабилизатора имеет 122 витка провода диаметром 1,0 мм, а обмотка нестабилизированного выпрямителя - столько же витков провода 1,5 мм. Для питания схемы задержки наматывается 38 витков провода 0,51 мм. Для сигнальных ламп (3,5 В) мотается 12 витков проводом 0,68 мм. Экранная обмотка содержит один слой провода 0,25 мм.
Если в усилителе применены элементы хорошего качества, наладка его хоть и длительна, но не сложна.
Выходные транзисторы с h21э<22 применять не рекомендуется. Дело в том, что при этом необходимо увеличенное напряжение возбуждения, приводящее к нехватке усиления предварительных каскадов и даже появлению искажений в возбуждающем каскаде. Очень хорошие результаты дают транзисторы КТ908. Среди них часто попадаются пары с Ь21э=40…60. У транзисторов КТ805 перегиб на зависимости Ь21э от 1к начинается раньше, чем у КТ802 и КТ908. Однако это может сказаться только на самых больших громкостях, где чувствительность слуха уже притуплена. Все транзисторы должны быть в металлостеклянном корпусе.
Перед подачей питания резисторы Rl 1 и R12 устанавливаются в положение минимального сопротивления. Подав питание, проверяют режимы VT1 и VT2. При отклонении на 10% и менее подгонку делать не нужно. Для установки начальных токов выходных транзисторов необходимо включить миллиамперметр в разрыв коллекторной цепи. Нельзя включать прибор вместо R13 и R14, поскольку после их установки на место токи сильно меняются.
Ток покоя VT3 и VT4 устанавливается изменением сопротивлений Rl 1 и R12 равным 40 мА.
На время подбора R15 его можно заменить на переменное сопротивление 1,5 кОм. Уменьшать его необходимо до тех пор, пока нижние частоты не начинают хорошо прорабатываться. Обычно это сопровождается уменьшением усиления в 3…3,5 раза. Увеличением громкости уровень выхода необходимо поддерживать таким, на котором обычно производится прослушивание. Увеличение глубины ООС следует производить осторожно, прислушиваясь к тому, не началось ли глушение «свежести» звучания. Дальнейшее углубление ООС уже ничего не улучшает в звучании.
Чувствительность оконечного УНЧ после наладки составляет 1,2…2,0 В. При подборе глубины ООС может оказаться, что уровень верхов неприятно возрастает. Тогда, уменьшив С5 до величины 0,25 мкФ или 0,15 мкФ, можно сместить подъем в сторону более высоких частот и этим уменьшить выброс характеристики.
Наиболее ярко естественность звучания данного УНЧ проявляется при его работе на АС с малой степенью компрессии, т.е. с относительно большим объемом ящика.
Предварительный усилитель может быть любым. Важно, чтобы он дал необходимое усиление и возможность регулировки тембра. В этом отношении удобны предварительные усилители на микросхеме. Уровень выхода таких схем легко меняется в цепи ООС.
Усилитель не требует защиты оконечных транзисторов от короткого замыкания на выходе и защиты АС от пробоя оконечных транзисторов. Однако схему задержки включения АС ввести не помешает.
Данный УНЧ, как и многие другие трансформаторные, малокритичен к отсутствию тонкомпенсации. Получается это из-за того, что с уменьшением громкости уменьшается напряжение звуковой частоты на обмотках согласующего и выходного трансформаторов. Это приводит к росту числа витков на вольт, что расширяет полосу в сторону нижних частот и создает впечатление роста отдачи на этих частотах.
Может случиться, что при наладке появляется нежелательный подъем характеристики на нижних частотах. Избавиться oт этого можно просто уменьшением переходного конденсатора С1 на входе усилителя. Это чаще всего случается при использовании закрытых АС.
Если Вы администратор сайта, самый быстрый способ исправить эту ошибку — воспользоваться
Технической проверкой сайта в панели управления хостингом.