Однотактный усилитель — мощность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Однотактный усилитель — мощность

Cтраница 1

Однотактный усилитель мощности ( см. рис. 6.41) обычно работает в режиме А и используется для получения сравнительно небольших мощностей.  [1]

Однотактные усилители мощности работают обычно в классе А.  [3]

Однотактные усилители мощности еще применяют в ламповых радиоприемниках и телевизорах, выпускаемых отечественной радиопромышленностью. В переносных транзисторных приемниках однотактные усилители мощности чаще всего используют как ред-оконечные каскады тракта УКЧ и гораздо реже как оконечные. Однотактные ламповые усилители мощности выполняют на лучевых тетродах и пентодах.  [4]

Однотактные усилители мощности, как и усилители напряжения, работают только в классе А.

 [5]

Однотактные усилители мощности применяются при нагрузках, потребляющих мощность не более 4 — 5 Вт. Как правило, однотактные усилители мощности ( см. рис. 62) работают в режиме класса А.  [7]

Схема однотактного усилителя мощности на триоде показана на рис. 103, а. Примером однотактного усилителя мощности на транзисторе может служить каскад, рассмотренный в предыдущем параграфе. Средняя мощность, потребляемая каскадом на триоде в режиме класса А, не зависит от входного сигнала, так как в середине полупериода отрицательной полуволны от средней мощности / ао ао вычитается мощность Мг / Я. Под воздействием входного сигнала происходит лишь перераспределение потребляемой каскадом средней мощности между сопротивлением нагрузки и сопротивлением триода.  [8]

В однотактных усилителях мощности в режиме А, на лучевых тетродах и пентодах имеют место значительно большие искажения по сравнению с аналогичными триодными усилителями. Возрастание искажений происходит главным образом за счет третьей гармоники, когда лампа работает в условиях, близких к получению максимальной выходной мощности. Из рис. 4 — 4 следует, что вторая гармоника проходит через минимум, когда гн приближенно равно его значению, необходимому для получения максимальной выходной мощности.  [10]

Кратко рассмотрим однотактные усилители мощности, к которым относятся рассмотренные выше каскады ОЭ и ОК или ОИ, и ОС, работающие в режиме класса А.  [11]

Как работает однотактный усилитель мощности.  [12]

Типичная схема однотактного усилителя мощности на лучевом тетроде приведена на рис. 92, а. Конденсатор С1 и резистор Я ] служат для коррекции частотной характеристики: на высоких звуковых частотах сопротивление конденсатора С, уменьшается и, таким образом, сглаживается возможный подъем характеристики, обусловленный резонансными свойствами выходного трансформатора. Кроме того, цепочка Q i уменьшает нелинейные искажения, так как делает сопротивление нагрузки независимым от частоты.  [13]

Принципиальная схема однотактного усилителя мощности на транзисторе ( рис. 93, а) аналогична схеме лампового усилителя.  [15]

Страницы:      1    2    3

Трансформаторные усилители мощности: схемы, ВАХ, формулы КПД

Рассмотрим однотактный усилитель мощности, в котором трансформатор включен по схеме с ОЭ (рис. 2.41). Трансформаторы ТР₁ и ТР₂ предназначены для согласования нагрузки и выходного сопротивления усилителя и входного сопротивления усилителя с сопротивлением источника входного сигнала соответственно. Элементы R и D обеспечивают начальный режим работы транзистора, а С увеличивает переменную составляющую, поступающую на транзистор Т.

Для анализа схемы изобразим семейство выходных характеристик транзистора, линии нагрузки и временные диаграммы (рис. 2.42).

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Линия 1 — это линия нагрузки по постоянному току, выходящая из точки, соответствующей Ек, а наклон ее определяется омическим сопротивлением первичной обмотки трансформатора ТР2. Точка 0 является начальной рабочей точкой транзистора. Через нее проходит линия нагрузки по переменному току 2, наклон которой определяется приведенным сопротивлением.

Из построений следует, что напряжение на транзисторе может достигать почти удвоенной величины Е_к.

Проведем количественный анализ рассматриваемой схемы:

Р′_Н = (UКТ/ √2 ) · (IКТ/ √2 ) = ½ ·UКТ·IКТ где Р′_Н — выходная, мощность, приведенная к первичной обмотке трансформатора ТР₂;

Р_Н = Р′_Н ·ηТР где η ТР− КПД ТР₂ (ηТР= 0,75 − 0,95).

Мощность, потребляемая усилителем от источника питания P_ПОТР = Е_К · I_КН. Следовательно, КПД усилителя η = Р_Н / P_ПОТР = ½ ·UКТ·I КТ·η ТР/ (EК· I_КН ) Для идеального усилителя U_КТ = Е_К, I_КТ = I_КН, ηТР = 1, а следовательно, теоретический КПД усилителя η ТЕОР= 0,5 Реальный же КПД η_РЕАЛ = 0,3 + 0,35

Рассмотрим двухтактный усилитель мощности (рис. 2.43).

Транзисторы могут быть включены по схеме либо с ОЭ (рис. 2.43, а), либо с ОБ (рис. 2.43, б).

Обе схемы могут работать в режиме класса «В» (резисторы R₁ и R₂ не используются) либо в режимах классов «АВ» или «А» (резисторы R₁ и R₂ обеспечивают соответствующий начальный режим работы транзисторов).

Временные диаграммы, соответствующие классу «В» (рис. 2.44), показывают, что двухтактный усилитель можно рассматривать как две независимые схемы, работающие поочередно, каждая в течение полупериода входного сигнала.

Проведем количественный анализ двухтактного усилителя, работающего в режиме класса «В» при включении транзисторов по схеме с общей базой (рис. 2.43, б). Средний ток (постоянная составляющая) каждого из транзисторов с учетом обратного тока I_К0

I_срТ1 = I_срТ2 = 1/π· I_КТ + I_К0. Таким образом, ток и мощность, потребляемые усилителем от источника тока, соответственно равны:

I ПОТР= ( IсрТ1+ IсрТ2) ≈ 2 · ( 1/π · IКТ+ IК0)PПОТР= EК· IПОТР= 2 · EК/π · ( IКТ+ π · IК0) = 2 /π · EК

· I_l I_l=IКТ+π·IК0

Так же, как это делалось ранее для однотактного усилителя мощности, определим Р′_Н = ½ ·UКТ·I КТ Р_Н = Р′_Н ·ηТР= ½ ·UКТ·IКТ·ηТР

Следовательно, КПД двухтактного усилителя мощности в режиме класса «В» η = Р_Н / P_ПОТР = π/4 ·U КТ·IКТ·ηТР/ (EК· I_КН )

Для идеального усилителя U_КТ = Е_К , I_КТ =I1, η_ТР = 1, а следовательно, теоретический КПД η_ТЕОР = π / 4 = 0,78 Реальный же КПД η_РЕАЛ = 0,6 ÷ 0,7

Поскольку трансформатор является нежелательным элементом усилителей мощности, так как имеет большие габариты и вес, относительно сложен в изготовлении, то в настоящее время наибольшее распространение находят бестрансформаторные усилители мощности.

Избирательные усилители

 

Избирательные усилители предназначены для усиления сигналов в узкой полосе частот. По принципу действия различают избирательные усилители: резонансные и усилители с обратной связью. В резонансных усилителях в качестве нагрузки применяется колебательный контур, умеющий большое сопротивление на резонансной частоте f₀ и малое для других частот. Избирательные свойства усилителя оцениваются добротностью Q:

,

где f₀ – резонансная частота контура; 2 f – полоса пропускания контура.

Резонансные усилители обладают высокой помехозащищенностью и используются часто в измерительных и в приемопередающих устройствах на высоких и средних частотах. На более низких частотах избирательные усилители с резонансными контурами становятся слишком громоздкими. Поэтому на низких частотах обычно используются избирательные усилители с обратными связями с использованием частотно-избирательных фильтров RC-типа в цепях обратной связи.

 

Усилители мощности

Усилители мощности обычно являются выходными каскадами многокаскадных усилителей и предназначены для получения в нагрузке большой мощности. В связи с этим такие усилители должны иметь высокий КПД и минимальные нелинейные искажения. Усилители мощности выполняются на мощных биполярных и полевых транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или с ОК. По способу включения нагрузки усилители мощности могут быть трансформаторными и бестрансформаторными, а также однотактными и двухтактными. Однотактные усилители работают обычно в режиме А, а двухтактные – в режиме В или АВ. Схема однотактного усилителя мощности с трансформаторным выходом, работающего в режиме А, приведена на рис.66.

Рис. 66. Усилитель мощности однотактный с трансформаторным выходом

 

Однотактный усилитель имеет низкий КПД и используется редко. Расчет такого каскада производят графоаналитическим методом с использованием динамических характеристик.

Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности приведена на рис.67.

Рис. 67. Усилитель мощности двухтактный с трансформаторным выходом (а), входная

характеристика для режима В (б), для режима АВ (в)

 

Усилитель выполнен на двух транзисторах: VT1 и VT2. В коллекторные цепи

транзисторов подключен выходной трансформатор Тр2. Трансформатор Тр1 обеспечивает подачу входного сигнала Uвх на базы транзисторов. Каскад работает в режиме В. Следовательно, при отсутствии сигнала токи в транзисторах отсутствуют, и к коллекторам транзисторов прикладывается напряжение Un. При поступлении на вход усилителя сигнала Uвх каждая полуволна открывает поочередно один из транзисторов, и через первичную обмотку трансформатора Тр2 протекает ток полуволны. Таким образом, процесс усиления входного сигнала происходит в два такта. КПД двухтактного трансформаторного усилителя по сравнению с однотактным увеличивается примерно в 1,5 раза и достигает максимального значения 0,785.

Из-за нелинейности начального участка входной характеристики возникают нелинейные искажения (рис. 67, б). Если подать на базу транзисторов небольшое напряжение смещения Uсм, то нелинейные искажения можно свести к минимуму (рис. 67, в). Бестрансформаторные усилители мощности позволяют упростить схемы усилителей мощности за счет исключения крупногабаритных трансформаторов. Наибольшее распространение получили две схемы бес трансформаторных усилителей мощности: на транзисторах разного типа проводимости и на транзисторах одного типа проводимости (рис. 68).

Рис. 68. Бестрансформаторный усилитель мощности на транзисторах разной проводимости (а) и одного типа проводимости (б).

 

В каждый полупериод входного напряжения ток формируется одним из транзисторов. Усилитель (б) используется, как правило, в импульсных схемах.

 

Узнать еще:

2.2 Усилители мощности

2.2 Усилители мощности

Рассмотренные ранее усилительные каскады обеспечивают получение на выходе сигналов, мощность которых значительно выше мощности входных сигналов, однако, основным показателем работы этих каскадов являются коэффициент усиления по напряжению, а в эмиттерном и истоковом повторителе коэффициент усиления по току.

В том случае, когда в нагрузочном устройстве необходимо выделить максимальную мощность, используются усилители мощности. Они, как правило, являются выходными каскадами многокаскадных усилителей. Основным параметром усилителя мощности является коэффициент усиления по мощности, равный произведению коэффициентов усиления по напряжению и току:

Кр=Кu*Кi

Нагрузочными устройствами усилителя мощности являются обмотки электродвигателей, реле, громкоговорителей и других элементов электрических цепей, имеющие сравнительно небольшие сопротивления (единицы и десятки Ом). При выбранном усилительном элементе усилителя и заданном источнике усиливаемого сигнала получение максимальной мощности в нагрузочном устройстве возможно лишь при условии, что сопротивление нагрузки равно выходному сопротивлению усилительного каскада, т.е. в согласованном режиме.

Рисунок 2.2 1 Схема однотактного усилителя мощности.

 

Для согласования сопротивлений нагрузочного устройства с выходным сопротивлением усилителя мощности используются понижающие трансформаторы.

Схема усилительного каскада с трансформатором, нагруженным на резистор R_н, показана на рисунке 2.2.1

Первичная обмотка трансформатора включена в цепь коллектора; сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке трансформатора равно:

R^/_Н=(W₁/W₂)² R_Нн,

где W₁ и W₂ – число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Следовательно при определенном коэффициенте трансформации трансформатора h= W₁/W₂ можно добиться равенства R_вых=R^/_Н.

Назначение остальных элементов схемы аналогично усилителю напряжения.

Для усилителей мощности важное значение имеет коэффициент полезного действия (КПД.), который зависит от режима работы усилительного элемента. В приведенной схеме, называемой однотактным усилителем мощности, используется режим усиления класса А. При этом нелинейные искажения минимальны, однако КПД низок (не более 50%).

С целью повышения КПД усилительного каскада используется двухтактные усилители мощности, состоящие из двух симметричных плеч (рисунок 2.2.2).Эти усилители работают чаще всего в режиме класса В, что значительно повышает КПД ( до 80 %).

Рисунок 2.2 2 Схема двухтактного усилителя мощности

Транзисторы Т₁ и Т₁, которые подбирают с максимально близкими характеристиками, работают в одинаковом режиме. Единственным отличием в работе плеч усилителя является противофазность токов и напряжений в цепях баз транзисторов и обусловленная этим противофазность переменных токов и напряжений в коллекторных цепях.

Назначение элементов двухтактного усилителя аналогично назначению соответствующих элементов однотактного усилителя с учетом того, что они обслуживают два транзистора. Входной трансформатор Тр.вх обеспечивает получение двух одинаковых по модулю но противофазных напряжений Uвх1 и Uвых2. Выходной трансформатор Тр.вых суммирует переменные выходные токи и напряжения транзисторов. Ко вторичной обмотке трансформатора

Тр.вых подключен нагрузочный резистор Rн. При этом ток нагрузки состоит из двух полуволн, каждая из которых формируется поочередно одним из плеч двухтактного усилителя, в то время как вторая полуволна отсекается в режиме класса В.

Для простоты предложим, что на вход подано гармоническое напряжение. Тогда на базы транзисторов будут воздействовать напряжения (рисунок 2.2.2).

u_бэ1= U   + U_вх1m sin ωt,

u_бэ2= U   – U_вх2m sin ωt,

причем U_вх1m= U_вх2m.

В результате воздействия входных напряжений изменяются базовые и соответственно коллекторные токи транзисторов (рис.13)

i_к1= I   + I_к1m sin ωt,

i_к2= I  _{– Iк2m sin ωt,}

причем I_к1m= I_к2m.

Коллекторные токи будут создавать суммарный магнитный поток Тр вых,

Определяемый магнитодвижущей силой

F=0,5w₁i_к1 – 0,5w₁i_к2.

Подставив значения токов и учитывая, что их постоянные и переменные составляющие одинаковы, окончательно получим

F= w₁I_к1m sin ωt.

Таким образом, как следует из последнего выражения, постоянное подмагничивание трансформатора отсутствует, а транзисторы работают как бы поочередно, образуя гармоническое выходное напряжение из двух полусинусоид.

Напряжение на нагрузочном резисторе R_Н пропорционально магнитному потоку, определяемому магнитодвижущей силой F, поэтому напряжение на выходе усилителя также будет гармоническим.

Преимущества двухтактных усилителей мощности – меньшие нелинейные искажения, поскольку высшие гармонические составляющие компенсируются; возможность получения высокого КПД при использовании режима В; меньшая чувствительность к пульсация напряжения питания.

Однотактный трансформаторный усилитель мощности для радиоприемника прямого усиления

Все описанные выше схемы приемников хорошо работают на головные телефоны (наушники) или электродинамический капсюль ДЭМ-4М. Чтобы приемник стал действительно «громкоговорящим», в него нужно включить усилитель мощности (УМ). Если УМ подключить непосредственно к выходу детектора, приемник будет работать тихо ввиду того, что на его вход поступает малый сигнал. Поэтому сигнал с выхода детектора сначала усиливают по напряжению усилителем низкой частоты (его называют предварительным), и только потом он поступает на вход УМ.

Конструкция УМ может быть самой различной. Он может быть выполнен по двух- или однотактной схеме, содержать трансформаторы или быть бестрансформаторным.

Простая схема однотактного усилителя мощности с выходным трансформатором изображена на рис. 10-31. В этом усилителе мало деталей ввиду того, что в нем применяются транзисторы разной структуры (р-п-р и п-р-п).

Рис. 10.31. Схема однотактного трансформаторного УНЧ на транзисторах разной структуры

Рис. 10.32. Монтажная схема однотактного трансформаторного УНЧ

На транзисторе VT1 структуры п-р-п выполнен предварительный усилитель НЧ, на вход которого поступает напряжение с выхода детектора. Нужный режим работы транзистора устанавливается путем подбора резистора R1. Усиленное напряжение НЧ с коллектора транзистора VT1 поступает на вход второго каскада, выполненного на транзисторе VT2 и являющегося эмиттерным повторителем. Этот каскад не усиливает напряжение, а согласует выходное сопротивление предварительного усилителя (на транзисторе VTI) со значительно меньшим входным сопротивлением выходного усилителя (на транзисторе VT3). Нагрузкой эмиттерного повторителя является сопротивление эмиттерного перехода транзистора VT3, а так как коэффициент усиления эмиттерного повторителя близок к единице, напряжение на входе третьего каскада почти такое же, как и на выходе первого каскада.

Для согласования большого выходного сопротивления третьего каскада с малым (порядка 10 Ом) сопротивлением динамической головки громкоговорителя в коллекторную цепь транзистора VT3 включена первичная обмотка выходного трансформатора Т1. Динамическая головка включена во вторичную обмотку, имеющую значительно меньше витков, чем первичная обмотка, и обладающую малым сопротивлением переменному току НЧ.

Фильтр R4C2 развязывает цепи питания усилителей НЧ и ВЧ. Вместе с конденсатором С4, шунтирующим внутреннее сопротивление источника питания GB, он предотвращает самовозбуждение усилителей.

В качестве VTI можно применить транзисторы МП35…МП38 и старых выпусков — П10 и П11; VT2 и VT3— любые низкочастотные транзисторы малой мощности типа р-п-р, например МП39.. .МП42. Выходной трансформатор Т1 берут от любого транзисторного приемника и используют только одну половину первичной обмотки. Трансформатор можно изготовить также самостоятельно. При этом первичная обмотка должна содержать 250…350 витков, а вторичная—60…100 витков провода диаметром в 1,..3 раза больше, чем диаметр провода первичной обмотки. Динамическая головка типа 0,1 ГД-3…0Д ГД-8.
Монтажная схема усилителя приведена на рис. 10.32.

В.И. Галкин. Начинающему радиолюбителю 1989 г.

виды, схемы, простые и сложные. Однотактный усилитель на одном транзисторе

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; +10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания. В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм. Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров — R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51. Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так. В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении. При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания. Для СЧ и ВЧ каналов — трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты:-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта сайт ).

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.

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

Эта схема усилителя звука была создана всеми любимым британским инженером (электронщик-звуковик) Линсли-Худом. Сам усилитель собран всего на 4-х транзисторах. С виду — обыкновенная схема усилителя НЧ, но это лишь с первого взгляда. Опытный радиолюбитель сразу поймет, что выходной каскад усилителя работает в классе А. Гениально то, что просто и эта схема тому доказательство. Это сверхлинейная схема, где форма выходного сигнала не изменяется, то, есть на выходе мы получаем ту же форму сигнала, что на входе, но уже усиленный. Схема более известна под названием JLH — ультралинейный усилитель класса А , и сегодня я решил представить ее вам, хотя схема далеко не новая. Данный усилитель звука, своими руками собрать может любой рядовой радиолюбитель, благодаря отсутствию в конструкции микросхем, делающей его более доступным.

Как сделать усилитель для колонок

Схема усилителя звука

В моем случае использовались только отечественные транзисторы, поскольку с импортными напряг, да и стандартные транзисторы схемы, найти нелегко. Выходной каскад построен на мощных отечественных транзисторах серии КТ803 — именно с ними звук кажется лучше. Для раскачки выходного каскада использован транзистор средней мощности серии КТ801 (удалось найти с трудом). Все транзисторы можно заменить на другие (в выходном каскаде можно использовать КТ805 или 819). Замены не критичны.

Совет: кто решит попробовать на «вкус» этот самодельный усилитель звука — используйте германиевые транзисторы, они лучше звучат (ИМХО). Было создано несколько версий этого усилителя, все они звучат… божественно, других слов не могу найти.

Мощность представленной схемы не более 15 ватт (плюс минус), ток потребления 2 Ампер (иногда чуть больше). Транзисторы выходного каскада будут греться даже без подачи сигнала на вход усилителя. Странное явление, не правда ли? Но для усилителей класса. А, это вполне нормальное явление, большой ток покоя — визитная карточка буквально всех известных схем этого класса.

В ролике представлена работа самого усилителя, подключенного к колонкам. Обратите внимание, что ролик снят на мобильный телефон, но о качестве звука можно судить и так. Для проверки любого усилителя стоит лишь послушать всего одно мелодию — Бетховен «К Элизе». После включения становится ясно, что за усилитель перед вами.

90% микросхемных усилителей не выдержат тест, звук будет «обломанным» могут наблюдаться хрипы и искажения при высоких частотах. Но вышесказанное не касается схемы Джона Линсли, ультралинейность схемы позволяет полностью повторить форму входного сигнала, этим получая только чистое усиление и синусоиду на выходе.

Николай Трошин

В последнее время заметно вырос интерес к усилителям мощности на германиевых транзисторах. Есть мнение, что звучание таких усилителей более мягкое, напоминает «ламповый звук».
Предлагаю вашему вниманию две простые схемы усилителей мощности НЧ на германиевых транзисторах, опробованные мной некоторое время назад.

Здесь использованы более современные схемные решения, чем те, которые использовались в 70-е годы, когда «германий» был в ходу. Это позволило получить приличную мощность при хорошем качестве звучания.
Схема на рисунке ниже, является переработанным под «германий» вариантом усилителя НЧ из моей статьи в журнале Радио №8 за 1989г (стр. 51-55).

Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;

Несколько слов о деталях:

При сборке усилителя, в качестве конденсаторов постоянной ёмкости (помимо электролитических), желательно применять слюдяные конденсаторы. Например типа КСО, такие, как ниже на рисунке.

Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г — на ГТ402В; ГТ404Г — на ГТ404В;
Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.

Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2.
На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.

Пластина разрезается по линиям, потом этой заготовке придают форму трубки, используя для этой цели любую подходящую цилиндрическую оправку (например сверло).
После этого заготовку (1) плотно надевают на корпус транзистора (2) и прижимают пружинящим кольцом (3), предварительно отогнув боковые крепёжные ушки.

Кольцо изготовляется из стальной проволоки диаметром 0,5-1,0 мм. Вместо кольца можно использовать бандаж из медной проволоки.
Теперь осталось загнуть снизу боковые ушки для крепления радиатора за корпус транзистора и отогнуть на нужный угол надрезанные перья.

Подобный радиатор можно также изготовить и из медной трубки, диаметром 8мм. Отрезаем кусок 6…7см, разрезаем трубку вдоль по всей длине с одной стороны. Далее на половину длины разрезаем трубку на 4 части и отгибаем эти части в виде лепестков и плотно надеваем на транзистор.

Так как диаметр корпуса транзистора где-то 8,2 мм, то за счёт прорези по всей длине трубки, она плотно оденется на транзистор и будет удерживаться на его корпусе за счёт пружинящих свойств.
Резисторы в эмиттерах выходного каскада — либо проволочные мощностью 5 Вт, либо типа МЛТ-2 3 Ом по 3шт параллельно. Импортные пленочные использовать не советую — выгорают мгновенно и незаметно, что ведет к выходу из строя сразу нескольких транзисторов.

Настройка:

Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом — напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.

Важно: перед первым включением необходимо выставить подстроечный резистор в нулевое сопротивление.
После настройки желательно подстроечный резистор выпаять из схемы, измерить его реальное сопротивление и заменить на постоянный.

Самая дефицитная деталь для сборки усилителя по вышеприведённой схеме — это выходные германиевые транзисторы ГТ806. Их и в светлое советское время было не так легко приобрести, а сейчас наверно и того труднее. Гораздо проще найти германиевые транзисторы типов П213-П217, П210.
Если Вы не сможете по каким либо причинам приобрести транзисторы ГТ806, то Вашему вниманию предлагается ещё одна схема усилителя, где в качестве выходных транзисторов, можно использовать как раз вышеупомянутые П213-П217, П210.

Схема эта — модернизация первой схемы. Выходная мощность этого усилителя составляет 50Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и 30Вт при 8-Омной нагрузке.
Напряжение питания этого усилителя (U пит) так же двухполярное и составляет ±27 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:

Какие же изменения внесены в эту схему;
Добавлены два источника тока в «усилитель напряжения» и еще один каскад в «усилитель тока».
Применение еще одного каскада усиления на довольно высокочастотных транзисторах П605, позволило несколько разгрузить транзисторы ГТ402-ГТ404 и расшевелить совсем уж медленные П210.

Получилось довольно не плохо. При входном сигнале 20кГц, и при выходной мощности 50Вт — на нагрузке искажений практически не заметно (на экране осциллографа).
Минимальные, мало заметные искажения формы выходного сигнала с транзисторами типа П210, возникают только на частотах около 20 кгц при мощности 50 вт. На частотах ниже 20 кгц и мощностях менее 50 вт искажений не заметно.
В реальном музыкальном сигнале таких мощностей на столь высоких частотах обычно не бывает, по этому отличий в звучании (на слух) усилителя на транзисторах ГТ806 и на транзисторах П210 я не заметил.
Впрочем, на транзисторах типа ГТ806, если смотреть осциллографом, усилитель работает все-таки лучше.

При нагрузке 8 Ом в этом усилителе, также возможно применение выходных транзисторов П216…П217, и даже П213…П215. В последнем случае напряжение питания усилителя нужно будет снизить до ±23В. Выходная мощность при этом, разумеется, тоже упадет.
Повышение же питания — ведет к увеличению выходной мощности, и я думаю, что схема усилителя по второму варианту имеет такой потенциал (запас), однако, я не стал экспериментами искушать судьбу.

Радиаторы для этого усилителя обязательны следующие — на выходные транзисторы площадью рассеивания не менее 300см2, на предвыходные П605 — не менее 30см2 и даже на ГТ402, ГТ404 (при сопротивлении нагрузки 4 Ом) тоже нужны.
Для транзисторов ГТ402-404 можно поступить проще;
Взять медную проволоку (без изоляции) диаметром 0,5-0,8, намотать на круглую оправку (диаметром 4-6 мм) проволоку виток к витку, согнуть в кольцо полученную обмотку (с внутренним диаметром меньше диаметра корпуса транзистора), соединить концы пайкой и надеть полученный «бублик» на корпус транзистора.

Эффективней будет наматывать проволоку не на круглую, а на прямоугольную оправку, так как при этом увеличивается площадь соприкосновения проволоки с корпусом транзистора и соответственно повышается эффективность отвода тепла.
Также для повышения эффективности отвода тепла для всего усилителя, можно уменьшить площадь радиаторов и применить для охлаждения 12В куллер от компьютера, запитав его напряжением 7…8В.

Транзисторы П605 можно заменить на П601…П609.
Настройка второго усилителя аналогична описанной для первой схемы.
Несколько слов об акустических системах. Понятно, что для получения хорошего звучания они должны иметь соответствующую мощность. Желательно также, используя звуковой генератор — пройтись на разных мощностях по всему диапазону частот. Звучание должно быть чистым, без хрипов и дребезга. Особенно, как показал мой опыт, этим грешат высокочастотные динамики колонок типа S-90.

Если у кого возникнут какие либо вопросы по конструкции и сборке усилителей — задавайте, по возможности постараюсь ответить.

Удачи всем Вам в Вашем творчестве и всего наилучшего!

Усилители мощности

Все рассмотренные нами усилители относятся к категории усилителей на­пряжения, их основное назначение — получение максимального размаха выходного напряжения. Когда требуется большая выходная мощность, например для «раскачки» мощных громкоговорителей или антенн или питания электродвигателей, применяются усилители мощности. Они ха­рактеризуются высоким коэффициентом усиления по мощности, который достигается за счет высоких коэффициентов усиления по напряжению и по току.

	Рис. 30.8. Влияние отвода от первичной обмотки трансформатора в    резонансном контуре. Первичная обмотка L3 играет роль автотрансформатора.		Рис. 30.9. Транзисторный усилитель мощности звуковой частоты с заземленным эмиттером.

На рис. 30.9 приведена базовая схема выходного транзисторного каска­да с эмиттером, заземленным по переменному току. Для получения не­искаженного выходного сигнала усилитель должен работать в режиме класса А. КПД такого усилителя мощности очень мал из-за большого тока, потребляемого от источника питания. От этого усилителя можно получить только небольшую мощность. Его можно использовать в авто­мобильном радиоприемнике, где величина потребляемого тока не имеет значения.

Двухтактный режим работы

Двухтактные выходные каскады почти повсеместно используются в со­временных транзисторных усилителях. Двухтактный усилитель содер­жит два транзистора, работающих в режиме классаВ, каждый из кото­рых обеспечивает усиление только одного полупериода входного сигнала.

Двухтактный усилитель с использованием двух идентичных транзисторов

На рис. 30.10 показана упрощенная схема двухтактного усилителя. Эмиттерные переходы транзисторов имеют нулевое напряжение смещения, по­этому каждый из транзисторов проводит ток только в одном из двух чере­дующихся полупериодов входного сигнала. Входной трансформатор Tp₁ с отводом от средней точки вторичной обмотки работает как расщепитель фазы.

Рис. 30.10. Двухтактный усилитель мощности с двумя идентичными транзи­сторами и трансформаторным расщепителем фазы.

Два равных и противоположных по знаку (противофазных) сигнала формируются в каждом полупериоде на половинах вторичной об­мотки этого трансформатора: сигнал V_a, находящийся в фазе с входным сигналом, и сигнал V_b, противофазный входному сигналу. В то время как положительный полупериод сигнала V_aсоответствует положительному периоду входного сигнала, положительный полупериод сигнала V_bсоот­ветствует отрицательному полупериоду входного сигнала. Транзисторы T₁ и T₂ открываются, когда потенциал базы транзистора становится по­ложительным по отношению к потенциалу эмиттера. Таким образом, транзистор T₁ открыт в течение положительного полупериода сигнала V_a. При этом через него протекает ток i₁ от эмиттера к коллектору и далее через верхнюю половину первичной обмотки выходного трансфор­матора Tp₂ к источнику питания V_CC. Этот ток создает положитель­ный полупериод выходного сигнала на вторичной обмотке трансформато­ра Tp₂. Транзистор T₂ открыт в положительном полупериоде сигнала V_b, при этом ток i₂ протекает снизу вверх (в обратном по отношению к току i₁ направлении) через нижнюю половину трансформатора Tp₂, создавая отрицательный полупериод выходного сигнала на его вторичной обмотке. Выходной трансформатор с отводом от средней точки первичной обмотки объединяет эти два полупериода в один полный период выходного сигна­ла. Транзисторы T₁ и T₂ включены по схеме с общим эмиттером и имеют при этом относительно высокое выходное сопротивление. Так как сопро­тивление нагрузки выходного каскада очень мало, обычно менее 10 Ом в случае громкоговорителя, всегда используется согласующий трансфор­матор Tp₂.

Выходной сигнал двухтактного усилителя с нулевым смещением эмиттерных переходов транзисторов воспроизводится с искажениями типа «ступенька», как показано на рис. 30.10. Эти искажения связаны с нели­нейными участками характеристик двух транзисторов. Искажения воз­никают в те моменты времени, когда один транзистор начинает откры­ваться, а другой — закрываться. Для устранения этих искажений на базы транзисторов подается небольшое напряжение прямого смещения (0,1-0,2 В), как показано на рис. 30.11, где резисторы R₁ и R₂ образу­ют общую цепь смещения для обоих транзисторов. Нелинейности двух транзисторов компенсируют друг друга, и на выходе воспроизводится не­искаженный сигнал.

Рис. 30.11. Цепь смещения R₁ — R₂ устраняет искажения типа «ступенька». 

Транзисторные фазорасщепители

На рис. 30.12 показана схема фазорасщепителя на транзисторе прп-типа. Резисторы R₃ и R₄ имеют равные сопротивления, для того чтобы полу­чить на выходе два равных по величине и противоположных по знаку си­нусоидальных сигнала, снимаемых с эмиттера и коллектора транзистора. Для обеспечения максимальной величины неискаженного выходного сиг­нала отношение сопротивлений R₁ : R₂ должно находиться в диапазоне от 2 : 1 до 3 : 1. Типичные значения постоянных напряжений, определя­ющих режим транзистора по постоянному току, указаны на схеме.

Рис. 30.12. Транзисторный фазорасщепитель.

Двухтактный усилитель на комплементарных транзисторах

Двухтактный усилитель мощности на комплементарных транзисторах по­зволяет отказаться от использования как фазорасщепителя на входе, так и трансформатора на выходе. В этом усилителе используются два сим­метричных транзистора, рпр- и npn-типа, называемые комплементарной парой. Принцип его работы основан на том факте, что положитель­ный сигнал открывает прп-транзистор, а отрицательный сигнал — рпр-транзистор. На рис. 30.13 приведена базовая схема двухтактного усили­теля на комплементарных транзисторах (иногда называемая каскадом с дополнительной симметрией). Транзисторы T₁ и T₂ работают в режи­ме класса В, т. е. в точке отсечки. Используются два источника пи­тания: +V_CC и –V_CC. В положительном полупериоде входного сигнала транзистор T₁ открыт, а транзистор T₂ закрыт. Ток i₁ транзистора T₁ создает положительную полуволну тока в нагрузочном резисторе R. В отрицательном полупериоде открывается транзистор T₂, и теперь его ток i₂, имеющий противоположное току i₁ направление, протекает через на­грузочный резистор. Таким образом, на нагрузке формируется полный синусоидальный сигнал, соответствующий двум половинам полного пери­ода входного сигнала. Следует отметить, что в рассматриваемом каскаде транзисторы включены по схеме с общим коллектором, то есть как эмиттерные повторители, поскольку выходной сигнал снимается с эмиттеров транзисторов.

На рис. 30.14 приведена полная схема двухтактного усилителя мощно­сти на комплементарных транзисторах вместе с предвыходным каскадом.

Рис. 30.13. Базовая схема двухтактного усилителя на комплементарных тран­зисторах.

 

Рис. 30.14. Двухтактный усилитель на комплементарных транзисторах с неза­висимой цепью смещения для транзистора T₁ предвыходного каскада.

Схема модифицирована для питания от одного источника. Транзистор T₁ работает в предвыходном каскаде (предусилителе мощности). Цепь сме­щения R₁ — R₂ обеспечивает работу этого каскада в режиме класса А. При подаче питания устанавливается нормальный статический режим тран­зистора T₁ (транзистор открыт). Разделительный конденсатор Сз раз­ряжен. Следовательно, потенциал точки А, где соединяются эмиттеры транзисторов T₂ и T₃, равен нулю. Однако базы этих транзисторов нахо­дятся под положительным потенциалом, определяемым напряжением на коллекторе транзистора T₁. Это положительное напряжение открывает транзистор T₂. Транзистор T₃ (рпр-типа) при этом закрыт. Таким обра­зом, ток i₂, протекающий через открытый транзистор, будет заряжать конденсатор C₃, как показано на схеме. По мере заряда этого конденса­тора возрастает напряжение в точке А. Процесс зарядки продолжается до тех пор, пока не закроется транзистор T₂. Это происходит в тот момент, когда напряжение на эмиттере этого транзистора (в точке А) сравнива­ется с напряжением на его базе.

Если статический режим транзистора T₁ выбран таким образом, что его коллекторное напряжение равно 0,5V_CC, то транзистор T₂ закроется, как только потенциал точки А возрастет до 0,5V_CC. В результате схе­ма будет сбалансирована по постоянному току и каждому транзистору будет приложено напряжение, равное половине напряжения источника питания. Транзисторы T₂ и T₃ оказываются в отсечке (режим класса В) с нулевым напряжением смещения на их эмиттерных переходах, т. е. они находятся на грани включения при отсутствии входного сигнала.

При подаче входного сигнала транзистор T₁ находится в проводящем состоянии в течение всего периода, усиливая этот сигнал и обеспечивая «раскачку» выходных транзисторов T₂ и T₃. Комплементарная пара выходных транзисторов обеспечивает дальнейшее усиление сигнала, как это рыло описано выше при рассмотрении базовой схемы.

Схема на рис. 30.14 имеет низкую стабильность по постоянному то­ру. Любое изменение тока транзистора T₁ вызывает изменение статиче­ского режима выходной пары транзисторов, что может привести к иска­жениям выходного сигнала. Для улучшения стабильности использует­ся отрицательная обратная связь по постоянному току, обеспечивающая автоматическую подстройку смещения транзистора T₁, как показано на рис. 30.15. Постоянное напряжение, действующее в точке А (0,5Vcc), подается обратно на базу транзистора T₁ через резистор обратной связи R_F. В этой схеме громкоговоритель подключен к положительной шине источника питания через разделительный конденсатор С₃. Заметим, что в такой конфигурации ток транзистора T₃ заряжает этот конденсатор, а ток транзистора T₂ разряжает его. Вообще, транзистор, включенный «последовательно» с разделительным конденсатором, заряжает его, а включен­ный «параллельно» — разряжает. Через резистор R₄ на базы выходных транзисторов подается небольшое напряжение прямого смещения, обеспечивающее уменьшение искажений типа «ступенька». Резисторы R₆ и R₇ в эмиттерных цепях транзисторов T₂ и T₃ обеспечивают стабильность по постоянному току, а также неглубокую обратную связь по переменному оку, улучшающую частотные характеристики усилителя.

 

Рис. 30.15. Типичный двухтактный усилитель мощности на комплементарных резисторах. Смещение на базу транзистора Т₁ подается через резистор отрицательной обратной связи R_F.

Усилители постоянного тока

При усилении сигналов постоянного тока между каскадами действует не­посредственная связь, как показано на рис. 30.16. Напряжение на базу транзистора Т₂ напрямую подается с коллектора транзистора Т₁. По­этому статический режим (в отсутствие сигнала) транзистора Т₂ опре­деляется статическим режимом предыдущего каскада. Отсутствие раз­делительного конденсатора позволяет усиливать самые низкочастотные сигналы.

Усилители постоянного тока подвержены так называемому дрейфу, представляющему собой сдвиг рабочей точки усилителя при изменении температуры. Для устранения дрейфа в схему включаются термисторы (термосопротивления) или другие температурно-чувствительные элемен­ты, как показано на рис. 30.16.

Рис. 30.16. Усилитель с непосредственной связью.

 

Обратная связь в усилителях

На рис. 30.17 показана система с обратной связью, в которой часть вы­ходного напряжения подается обратно на вход усилителя. Напряжение υ_f есть напряжение обратной связи, которое добавляется к входному на­пряжению υ_i для получения эффективного входного напряжения e_i, дей­ствующего непосредственно на входе усилителя. Цепь обратной связи В передает весь или часть β выходного сигнала обратно на вход усилите­ля. Если выходное напряжение равно υ₀, то напряжение обратной связи равно

υ_f  = βυ₀

Эффективный сигнал на входе усилителя υ_i = e_i + υ_f = e_i + βυ₀. При введении обратной связи коэффициент усиления становится равным

Рис. 30.17. Обратная связь в усилителях.

При введении отрицательной обратной связи, когда напряжение обрат­ной связи находится в противофазе с входным напряжением, эффектив­ное входное напряжение e_i = υ_i – υ_f, что приводит к уменьшению коэф­фициента усиления всей системы. При положительной обратной связи ситуация изменяется на обратную: напряжение обратной связи находит­ся в фазе с входным напряжением, и эффективное входное напряжение e_i = υ_i + υ_f,  т. е. превышает входное напряжение на величину напряже­ния обратной связи, в результате увеличивается коэффициент усиления всей системы.

Используя величины, указанные на рис. 30.17, и предполагая, что дей­ствует отрицательная обратная связь, можно рассчитать некоторые па­раметры системы с обратной связью.

Эффективное входное напряжение e_i = 10 — 2 = 8 мВ.

Выходное напряжение υ₀ = 8 · 100 = 800 мВ.

 Таким образом, коэффициент усиления системы с обратной связью

Коэффициент обратной связи

Различают обратную связь по току и обратную связь по напряже­нию. При обратной связи по току напряжение обратной связи пропорци­онально выходному току. Например, в схеме на рис. 30.18 такая связь осуществляется через резистор R₄. Когда напряжение обратной связи пропорционально выходному напряжению, мы имеем дело с обратной свя­зью по напряжению. В схеме на рис. 30.18 обратная связь по напряжению осуществляется через цепь C₂ – R₃.

Таблица 30.1. Сравнение характеристик систем с отрицательной и положи­тельной обратной связью

Положительная обратная связь	Отрицательная обратная связь
1. Высокий коэффициент усиления 2. Узкая полоса пропускания 3. АЧХ с выбросами 4. Низкое входное сопротивление 5. Высокое выходное сопротивление 6.Вносит нестабильность как по переменному току (возникновение колебательных процессов), так и по постоянному току (неустойчи­вость стационарного режима) 7. Применяется в генераторах	1. Низкий коэффициент усиления 2. Широкая полоса пропускания  3. Плоская АЧХ 4. Высокое входное сопротивление 5. Низкое выходное сопротивление 6. Улучшается устойчивость системы, как по переменному, так и по постоянному току  7. Часто применяется для улучше­ния устойчивости и расширения полосы пропускания усилителя

Рис. 30.18. Усилитель на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, с двумя видами обратной связи: по току (через резистор R₄) и по напряжению (через цепь C₂ – R₃).

Усилители радиочастоты (УРЧ)

На радиочастотах, например в УКВ-диапазоне, влияние межэлектродных емкостей транзистора, особенно между коллектором и базой, становит­ся очень заметным. Для устранения влияния этих емкостей использу­ется усилитель по схеме с общей базой. Однако в схеме с ОБ транзи­стор имеет низкое входное сопротивление, которое чрезмерно нагружает предыдущий каскад, работающий на усилитель.

Рис. 30.19. Каскодный усилитель.

Для решения пробле­мы существуют два метода. В первом методе используется усилительс ОЭ и схемой нейтрализации обратной связи. Такая схема компенсирует, или нейтрализует, отрицательную обратную связь через емкость перехо­да коллектор-база за счет введения еще одной петли обратной связи, но противоположного знака.

Во втором методе используется усилитель с общим эмиттером, каскодно включенный с усилителем с общей базой (рис. 30.19). Транзистор T₁ работает в усилителе с ОЭ, а транзистор T₂ — в усилителе с ОБ. Входной сигнал подается на базу транзистора T₁. Его эмиттер развязан с шасси через конденсатор С₃. Выходной сигнал с коллектора транзистора T₁ по­дается на эмиттер транзистора T₂, база которого развязана с шасси через конденсатор С₁. Смещение обоих транзисторов обеспечивает резисторная цепочка R₁ – R₂ – R₃.

 

Hi-Fi-усилители

Английское сокращение Hi-Fi(high fidelity — высокая верность переда­чи или воспроизведения, читается «хи-фи») используется для обозначе­ния высокого качества. Этот термин применяется в звуковоспроизводя­щей аппаратуре, которая обеспечивает реалистичное воспроизведение ис­ходного звука, — другими словами, высокое качество воспроизведения. Hi-Fi-системы должны иметь широкую полосу пропускания (40 Гц — 16 кГц), низкий уровень шумов и воспроизводить звук с минимальными искажениями.

Регулировка тембра

регулировка тембра нужна для расширения или сужения (т. е. изме­нения формы) АЧХ усилителя. Регулировка тембра осуществляется в области нижних (низкочастотный участок АЧХ) и верхних (высокоча­стотный участок АЧХ) звуковых частот. Для этой цели используются самые различные схемы: начиная от простейшей цепи, состоящей из последовательно включенных конденсатора и резистора, до очень сложных систем с использованием обратной связи. На рис. 30.20 приведена схе­ма регулятора тембра с возможностью независимой регулировки тембра в области нижних и верхних звуковых частот. На элементах R₁ и C₁ выполнен делитель напряжения поступающего сигнала ЗЧ. Поскольку реактивное сопротивление конденсатора C₁ мало па высоких частотах, этот делитель обеспечивает ослабление верхних звуковых частот, при­чем степень ослабления зависит от установки движка потенциометра R₁. Элементы R₂ и C₂ образуют еще один делитель. Конденсатор C₂ имеет высокое реактивное сопротивление в области нижних звуковых частот, поэтому второй делитель ослабляет эти частоты в степени, зависящей от установки потенциометра R₂. 

Рис. 30.20. Схема регулятора тембра.

Громкоговорители

Громкоговоритель представляет собой преобразователь электрической энергии в акустическую или звуковую энергию. Один из факторов, определяющих выбор громкоговорителя, — его АЧХ по звуковому давлению, т. е. диапазон эффективно воспроизводимых им звуковых частот. Еслидиапазон частот, воспроизводимых данным громкоговорителем, недостаточно широк, можно использовать два громкоговорителя, один из которых хорошо воспроизводит нижние, а другой — верхние звуковые частоты. На рис. 30.21 иллюстрируется один возможный способ разбиение частотного диапазона с помощью разделительного (двухполосного) фильтра.

Рис. 30.21. Двухполосный разделительный фильтр для акустической системы с использованием низкочастотного и высокочастотного громкоговорителей.

Разделительный фильтр состоит из фильтра нижних частот L₁ — C₁, к выходу которого подключается низкочастотный громкоговоритель, и фильтра верхних частот L₂ — C₂, связанного с высокочастотным громко­говорителем.

Другими факторами, влияющими на выбор громкоговорителя, явля­ются его выходная мощность, КПД и сопротивление (для согласования с УЗЧ).

В этом видео рассказывается об усилителе мощности для самостоятельной сборки:

Добавить комментарий

A Твердотельный несимметричный усилитель мощности

В этом простом проекте усилителя Эд Саймон описывает конструкцию усилителя класса A, которая в основном предназначена для воспроизведения музыки с усиленным эмоциональным выражением. Это то, что вы обычно получаете с качественным дизайном, но для этого автор делится полной концепцией, требованиями к питанию, топологией схемы, конструкцией и испытаниями этого несимметричного усилителя … в твердотельном исполнении. Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, апрель 2006 г.

Уильям Оккам (родившийся Оккам, графство Суррей, Англия, около 1285 г., умер в Мюнхене, Германия, 1349 г.) часто считается инженером-философом. То, что часто называют бритвой Оккама, является средневековым принципом экономии, который можно перевести как «множественность не должна допускаться без необходимости» 1. Это часто сводится к «простейшее возможное объяснение — лучшее» или «будь простым, глупым».

Проектная цель
Когда я проектирую, используя эту философию, я должен сначала решить, какова цель, а затем использовать самый простой из возможных методов для ее достижения.Моя простейшая цель — воспроизвести музыку.

Затем я рассматриваю музыку как эмоциональное выражение, передаваемое в трех измерениях посредством модуляции давления в воздухе. Мне это приходит в кодировке как изменяющееся во времени напряжение одного или нескольких каналов. Я хочу вернуть это к эмоциональному выражению, но у меня нет всей исходной информации; по самой природе процесса записи информация теряется. Поэтому я не чувствую себя виноватым из-за того, что драматизирую то, с чем мне приходится работать, чтобы увеличить эмоциональное содержание в соответствии с моей интерпретацией оригинального спектакля.

Инженерная интерпретация этой цели при создании усилителя включает, во-первых, простые вещи; то есть полоса пропускания, начиная с высокочастотной характеристики. В прошлом, используя синтезированный в цифровом виде сигнал для создания сигналов с одинаковой пиковой амплитудой, но с разными временными задержками между тонами, я установил цель проектирования для моего порога прослушивания как менее 5 ° сдвига фазы при 20 кГц.

Мне нравится хороший низкочастотный отклик. Несмотря на то, что очень мало комнат могут позволить хорошему громкоговорителю полностью проявить себя, просто и недорого убедиться, что усилитель не ограничивает остальную часть системы.Я не определил практическое правило относительно точных значений дизайна нижнего уровня, и мои текущие правила могут быть изменены по мере появления лучших динамиков.

Питание усилителя немного сложнее. Из предыдущих разработок я заметил, что у каждого усилителя есть золотая середина для уровня, на котором он работает лучше всего, и нагрузок, которые он любит видеть. Некоторые усилители очень привередливы, а другие нет. У меня широкий ассортимент динамиков. Некоторые из них очень неэффективны, другие могут немного справиться с 1 Вт.Эта конкретная конструкция усилителя рассчитана на масштабирование. Усилитель с лучшим звуком, который я когда-либо создавал, имел выходную мощность всего четверть ватта. К сожалению, не существует громкоговорителя, который использовал бы это для достижения практического уровня прослушивания.

Рисунок 1: Схема усилителя.
Еще один интересный факт, который следует учитывать, заключается в том, что усилители выдают напряжение, но большинство громкоговорителей используют ток. Самая маленькая версия этого усилителя может выдавать около 15 В RMS и может безопасно управлять очень низким импедансом.Однако текущий выход не симметричен. Он может подтолкнуть к громкоговорителю несколько ампер, но может отодвинуть только часть этого. Это не то, что многие сочли бы хорошим дизайном, если, конечно, они не слушали его.

Предположение, что громкоговоритель требует симметричных источников тока, является «множеством», которое «не следует предполагать без необходимости». Когда вы подаете положительный ток на громкоговоритель, его конус должен двигаться внутрь, увеличивая давление в коробке. Когда вы отпустите ток, конус выдвинется сам по себе.Это, конечно, грубое упрощение того, что происходит — просто возложите ответственность за любые проблемы на разработчика акустической системы.

Искажения — еще одна проблема конструкции усилителя. Как видно из предыдущего абзаца, меня не особенно беспокоят гармонические искажения на высоких уровнях. Усилитель должен обеспечивать низкие искажения компонентов музыки, которые важны для передачи эмоций. Для меня это означает, что искажения, присущие всем усилителям, не мешают, но не гнаться за одним измерением искажения только потому, что это возможно.

Мои предубеждения проявляются именно в топологии схемы. Мне нравятся усилители класса А. В мире аудио также распространено суеверие, что усилители, использующие одно устройство вывода, звучат лучше, чем усилители, использующие несколько. Лучший усилитель, который я когда-либо построил, следовал этому принципу, но был непрактичным. Итак, первый базовый шаг в дизайне — это масштабирование этого усилителя.

Таблица 1: Список деталей малого усилителя.
Требования к питанию
Сначала посмотрите на выходной транзистор.Какую максимальную мощность может дать одно устройство? Силовые транзисторы рассчитаны на 200 Вт и более. Однако мелким шрифтом написано 200 Вт при 25 ° C.

Когда вы фактически пропускаете питание через транзистор, он нагревается. Согласно паспорту, вы уменьшаете мощность на 1,14 Вт на каждый градус повышения температуры. Без радиатора этот транзистор мощностью 200 Вт на самом деле хорош примерно для 5 Вт. На этом экспериментальном этапе я не буду использовать самый большой транзистор, а начну с дешевых, чтобы ошибки не причиняли столько вреда.

Корпус TO-220 — самый популярный корпус для транзисторов средней мощности с широким выбором устройств до доллара. Типичный транзистор в этом корпусе рассчитан на 65 Вт, снижение на 0,52 Вт на градус и тепловое сопротивление 1,67 ° на ватт. Очень оптимистичным предположением было бы дополнительное тепловое сопротивление по 0,5 Вт на градус для каждого радиатора и способа монтажа.

Использование алгебры показывает, что транзистор может безопасно работать при 27 Вт без какого-либо запаса прочности.Интересно, что силовые трансформаторы рассчитаны на входное напряжение 115 В, а линия переменного тока может работать до 132 В. Таким образом, вы должны позволить немного большее напряжение, увеличивая рассеиваемую мощность.

Было бы неплохо предположить, что усилитель будет работать при 25 ° C. Если поместить его в шкаф, ожидайте температуру 60 ° C. Так что 27 Вт — это слишком много. Я буду использовать 15 Вт в качестве расчетного значения для первой попытки.
Усилитель мощностью 15 Вт будет составлять около 11 В RMS на нагрузке 8 Ом. Для этого потребуется напряжение питания 15,5 В и ток питания 1.94A. Если по какой-то причине на усилитель будет оказана наихудшая нагрузка, транзистор должен будет рассеивать около 30 Вт. Фактическая нагрузка на выходной транзистор не может быть рассчитана, поскольку точная нагрузка представляет собой неизвестную комбинацию сопротивления, индуктивности, емкости и обратной ЭДС. Нагрузка тоже имеет привычку меняться.

В трансформаторах малой мощности три наиболее распространенных напряжения — 12, 18 и 24 В. Я буду использовать трансформатор 18 В, который должен давать пиковое напряжение:

18 x 1.414 х 130/115 х 1,2 = 34,5 В.

Это минимальное напряжение, на которое должны рассчитываться конденсаторы фильтра. Ожидаемое напряжение зависит от трансформатора. Я использую один, рассчитанный на 18 В, 2 А.

Я узнал, что когда вы включаете громкоговоритель на большую мощность, его звуковая катушка нагревается, и она потребляет меньше тока. Чтобы получить больше напряжения от теплового предела 15 Вт, я разрешаю больше напряжения и меньше тока. Текущее потребление для моей первой цели будет в среднем только около ½A.

Ток будет потребляться только тогда, когда пиковое напряжение переменного тока больше, чем напряжение постоянного тока, хранящееся на конденсаторах фильтра.Учитывая 5% пульсацию при 18 В переменного тока (пиковое значение 25,45), ток будет потребляться только тогда, когда пиковое напряжение переменного тока превышает 24,18 В. Обратный косинус 24,18 / 25,45 равен 18,19 °. Таким образом, во время положительного полупериода для зарядки конденсатора фильтра остается только 18 ° из 180. Моя ½A через выходные транзисторы теперь составляет нагрузку 5A на трансформаторе.

В паспорте трансформатора указано, что без нагрузки он выдает 20,6 В и 18 В при нагрузке 2 А. (Вот почему в уравнении максимального напряжения есть 1,2.) Это будет моделироваться 1.Внутреннее сопротивление 3 Ом. При 5А он должен потерять 6,5В. Итак, ожидайте:

20,6 x 1,414 — 6,5 — 0,8 = 21,8 В.

.8 исходит от диодного падения. Это больше, чем предполагает большинство людей 0,7 из-за более высокого тока. Так что для моего ½A мощность от трансформатора должна быть 11Вт. Это не.

Есть и другие плохие новости для трансформатора. Усилитель не имеет симметричных выходов, поэтому нагрузка на трансформатор не будет симметричной. Это означает, что когда я включаю громкую музыку, будет смещение постоянного тока, намагничивающее сердечник трансформатора и уменьшающее его емкость.Я мог бы использовать трансформатор побольше, но пока я остановлюсь на своем блоке 18V 2A, используя гораздо больший трансформатор для большей версии усилителя.

Этот источник питания оставляет около 22 В для выходного транзистора. В усилителе класса A ток всегда течет через транзистор. Если ток установлен на 600 мА, транзистор рассеивает около 13 Вт, что достаточно близко, чтобы учесть колебания компонентов и температуры.

Я уже упоминал конденсаторы главного фильтра, но на первый взгляд их размер прост, используя теорию электрического поля, а не теорию цепей, как это использовалось до сих пор.Теория поля редко используется для проектирования систем, потому что она слишком громоздка, но более точна.

Определение емкости: C = Q / V. (Q — это заряд или количество электронов.) С помощью алгебры вы переставляете это так, чтобы CV = Q. Затем вы используете исчисление, чтобы взять первую производную:

C dV / dT + V dC / dT = dQ / dT.

Ток (I) определяется как dQ / dT. Большинство людей считает, что dC / dT равно нулю. Отбросьте термин и получите:

C dV / dT = I.

Это не лучшее предположение для использования конденсаторов в аудио.dC (или изменение значения емкости) может происходить из-за изменения напряжения на конденсаторе, изменения давления вокруг конденсатора или даже движения конденсатора. Это значение не отображается в технических данных производителя. Имейте это в виду, когда на конденсаторе наблюдается большой скачок напряжения.

Перестановка простой формы дает мне:
C = I x dT / dV.
Для первой попытки выбора емкости конденсатора фильтра я позволю 10% пульсации, потому что теперь потребляемый ток больше:
C =.6 x (1/60) / 2,2 = 5000 мкФ.

4700 мкФ — ближайшее стандартное значение, и я могу использовать либо 35, либо 50 В. Быстрая проверка технических данных показывает, что конденсатор такого размера может выдерживать ток пульсаций до 1,9 А. Конденсатор на 50 В позволит мне попробовать трансформатор с более высоким напряжением, а в запасах конденсаторов некоторых поставщиков я могу получить его только до 3300 мкФ.

Топология цепи
Пришло время разобраться в самом усилителе (рис. 1). Начиная с вывода, я могу использовать либо биполярный, либо MOSFET для недорогих устройств вывода.(Если вы ожидали вакуумную лампу, таких конструкций существует множество.)

Есть три возможных способа подключения транзисторов. Общая база (или затвор) дает усиление по напряжению, но не по току. Общий коллектор (сток) дает усиление по току без усиления по напряжению. Общий эмиттер (источник) обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению, что является хорошей отправной точкой. Усилитель с общим эмиттером и фиксированным источником тока — самый популярный каскад усиления в твердотельных усилителях. Он достаточно хорошо изучен и имеет ряд забавных особенностей, таких как колебания, изменение внутренних параметров в зависимости от приложенной мощности и т. Д.Всегда старый друг.

Использование полевого МОП-транзистора в качестве выходного устройства требует подключения к нему источника напряжения, который может подавать ток, достаточный для поддержания целевой полосы пропускания. Типичный полевой МОП-транзистор (IRF610) имеет входную емкость в диапазоне 200 пФ, а также следует беспокоиться о емкости на основе эффекта Миллера. Чтобы довести его до 100 кГц, требуется ток менее нескольких сотен микроампер. Выходной сигнал будет иметь потери менее 0,5 В и соответствовать требованиям по мощности. Это довольно хорошие цифры.

Обратной стороной является то, что мой выбор полевых МОП-транзисторов весьма ограничен.Они предназначены для промышленной обработки электроэнергии, а устройства, предназначенные для аудио, встречаются редко, и их труднее получить (да, они существуют).

Для биполярного транзистора требуется ток возбуждения 30 мА или около того. У него будут потери на выходе менее 0,4 В, и у меня есть широкий выбор. Если я захочу увеличить усилитель в размерах, я найду свободный путь для легкодоступных биполярных транзисторов большего размера, некоторые из которых имеют хорошо линейные характеристики усиления. Я могу добавить резистор эмиттера, чтобы получить локальную обратную связь.Проблема в том, чтобы получить достаточный ток привода.

Использование биполярного транзистора для управления выходным каскадом биполярного транзистора потребует входного тока почти в миллиампер. Это дало бы мне низкий входной импеданс и потерю низких частот, если только каскадов не более двух. MOSFET имеет более высокий входной импеданс и представляет собой устройство для преобразования напряжения в ток, поэтому обеспечение привода не является проблемой.

Если я использую дифференциальный входной каскад с согласованными полевыми МОП-транзисторами, мое устройство с более высокими искажениями будет в цепи с ограниченным усилением, что сводит к минимуму проблему.Совместимость двух устройств также позволит мне уменьшить искажения. Это также упрощает применение глобальной обратной связи.

Всего с двумя ступенями одно устройство должно иметь конструкцию N, а другое — P. Плохая новость заключается в том, что устройства, сконструированные на основе P, не работают так же хорошо, как Ns для аудиоприложений. С полевыми МОП-транзисторами разница хуже, чем с биполярами. Чтобы минимизировать повреждение, имеет смысл использовать N-канальный MOSFET в качестве входа и биполярный PNP в качестве выхода.

Несимметричный усилитель класса A требует некоторых источников тока.Легко сделать простой источник тока, такой как источник высокого напряжения и просто резистор, или стать немного сложнее и использовать трансформатор и источник высокого напряжения (сделано это — отдельная история), или использовать твердотельный регулятор тока. . Хотя у регулятора больше деталей, но он стоит меньше всего. Так что иногда «множественность необходима».

Обычная конструкция представляет собой транзистор, питаемый от источника постоянного напряжения, сбрасываемый в резистор. Я решил использовать для этого биполярные транзисторы, потому что их базовое напряжение более равномерно, чем у полевых МОП-транзисторов.Я провел небольшой эксперимент, проверяя светодиод, силовой диод и сигнальный диод, чтобы увидеть, насколько равномерным было их прямое падение напряжения с изменениями тока. Сигнальный диод имел самый пологий наклон, и его зона наилучшего восприятия составляла от 15 до 30 мА. Точное напряжение на диоде зависит от температуры.

При использовании диодного источника напряжения в качестве источника выходного тока имейте в виду, что по мере нагрева выходного транзистора падение его базового напряжения (Vbe) уменьшается, и он пропускает больше тока. Поэтому я предполагаю, что 0.9 В на резисторе эмиттера, а не 0,6 или 0,7 В в источнике выходного тока.

Соображения
Стабилизаторы напряжения, образованные последовательно соединенными диодами, также обходятся конденсатором, чтобы уменьшить любой шум и пульсации источника питания. Любой шум в источнике напряжения усиливается источником выходного тока.

Теперь у меня есть основная топология схемы. Довольно стандартно использовать скромную глобальную обратную связь на переменном токе и полную обратную связь на постоянном токе.Я решил не использовать дополнительные детали, пока не послушаю усилитель и не увижу, что добавит каждое изменение или новая деталь.

Еще одна действительно важная цель — создать усилитель. В простейшем виде этот усилитель может быть проектом новичка. Я построил этот усилитель, используя только дрель (с битами), паяльник, несколько отверток, плоскогубцы, небольшой диагональный нож, кусачки, термофен и вольтметр. Я не раскладывал кусок квадратом и писцом; вместо этого я использовал свой револьверный перфоратор с ЧПУ, который немного дороже, поэтому вы можете выбрать квадрат.

Если вы сделали ошибку при сборке этого базового усилителя, вероятно, это потому, что я забыл сообщить вам некоторые важные детали или вы прочитали слова, которые я написал, а не те, которые я имел в виду. Давным-давно я однажды спросил своего наставника о постоянной Больцмана. Он сказал мне, что это было «базовое». Примерно через две недели я извинился за то, что не получил его, и попросил у него дополнительной информации. Он начал с того, что сказал: «Я сказал, что это просто, а не просто».

Это «базовый» усилитель. Если вы собрали несколько комплектов и решили попробовать сборку с нуля, это может быть для вас.Безусловно, поможет, если у вас есть друг, который поможет вам с трудностями.

Я перечислил все детали вместе с номером детали Mouser Electronics. Обратите внимание, что они не продают некоторые детали, такие как резисторы, по отдельности. Вы также можете купить несколько дополнительных полевых МОП-транзисторов, чтобы подобрать пары для входного каскада. Я полагаю, что кто угодно сможет вытащить некоторые детали, даже если это всего лишь шнур питания из еженедельного мусора. Если вам удастся найти алюминий, шнур питания и обрезки проводов, вы сможете построить два усилителя примерно за 100 долларов.

Вы можете собрать весь базовый усилитель на одном куске алюминия размером 12 x 12 дюймов. Я использовал сплав 5052 толщиной 1/8 дюйма с закалкой h42. Толщина важна для того, чтобы тепло могло распространяться; при необходимости вы можете использовать две более тонкие детали.

Если вы покупаете алюминий, другой выбор — 6062 практически с любым характером, кроме T0. Вы можете найти кусок лома где угодно, от свалки до металлического магазина, и, конечно, вы всегда можете купить его в Интернете. Есть также много других сплавов алюминий, который будет работать, просто не покупайте уже анодированный алюминий.

Я использовал клеммные колодки, прикрученные к пластине, чтобы удерживать все компоненты. Таким образом вы легко сможете внести изменения. Например, я использовал TIP42C, это не лучший аудиотранзистор, но он дешевый.

Вы можете играть с другими. Попробуйте MJL4302A. Вы можете отрегулировать зону наилучшего восприятия усилителя, увеличив значение R9. Вы также можете попробовать трансформатор более высокого напряжения. (Не забудьте также увеличить R9.) Вы можете добавить ступени усиления, попробовать все полевые МОП-транзисторы или двухполюсники. Я не использовал транзисторные розетки, но для заинтересованных перечисляю их в таблице 1.Они не предназначены для использования в качестве розеток, но будут работать нормально.

Рис. 2: Направляющая для сверла малого усилителя.
Строительство
Для начала выложите кусок металла. Вам следует использовать регулируемый квадрат 12 дюймов. Установите линейку на один из размеров, показанных на чертеже (рис. 2), плотно прижмите край квадрата к металлу чуть выше того места, где вы хотите закончить разметку. Затем поместите разметчик (который во многих моделях хранится в ручке) в выемке на конце линейки и потяните инструмент к себе, удерживая разметку в выемке.Это позволит вам провести линию в пределах 0,005 дюйма, немного потренировавшись. Когда вы выдвигаете линейку более чем на 6 дюймов, начинайте с противоположного края, за исключением случаев, когда вы делаете соответствующее отверстие (например, вы должны измерить два отверстия которые монтируют трансформатор с той же кромки).

Начертите все линии перед пробойником, чтобы оставить начальную ямку для сверла. Если вы будете осторожны и сделаете резкий удар, вы сможете почувствовать пересечение нанесенных линий и точно пробить углубление именно там, где хотите.У машинистов на самом деле есть три острых инструмента. Писец, который используется только для нанесения царапин, имеет очень тонкий наконечник, который можно повредить при ударе. Укол-пуансон почти такой же, как и центральный пуансон, за исключением того, что наконечник находится под более острым углом. Его легким ударом делают небольшую выемку. Затем с помощью центрального керна делают углубление достаточно большим, чтобы сверло не выскользнуло.

Когда все будет сделано таким образом, ваша лунка будет именно там, где вы этого хотите. Конечно, нормальным людям ногти подойдут, но вам нужно будет часто менять их, поскольку они притупляются.Чтобы упростить задачу, я считаю сторону с нанесенными на ней линиями лицом, а другую сторону — спиной. Трансформатор устанавливается снизу.

Наденьте перчатки и защитные очки, затем просверлите все отверстия сверлом B \ cx «. Если у вас проблемы с удержанием центральных пуансонов, используйте сверло меньшего размера. Если вы используете слишком маленькое сверло, алюминий склеит его и сломает. Рекомендуется окунуть сверло в масло или даже в мыльную воду перед тем, как просверлить каждое отверстие.

После просверливания всех отверстий вы можете просто вернуться с большим сверлом чтобы увеличить отверстия.Когда вы это сделаете, постепенно переходите к окончательному размеру, проверяя, подходит ли он вам по ходу. Вы можете перейти от B \ cx «к ¼», к C \, «к ½». Во время сверления проверяйте отверстия для переключателя, держателя предохранителя, зажимных штырей и входного гнезда. Больше — легко, меньше — нет. Возможно, вам придется пошевелить сверлом в отверстии, чтобы точно подогнать некоторые детали.

После того, как все отверстия станут окончательными, отшлифуйте алюминий перед покраской. Я использую наждачную бумагу с зернистостью 120 в маленькой электрической шлифовальной машине. Вы можете сделать это вручную; это не займет много времени.Идея состоит в том, чтобы удалить большую часть слоя оксида, образовавшегося на алюминии, чтобы краска прилипла к нему. После того, как вы удалили тускло-серый алюминий, чтобы увидеть в основном яркий алюминий, вы можете протереть его сухим бумажным полотенцем или полотенцем, слегка смоченным в растворителе. Не используйте воду.

Быстро замаскируйте все монтажные отверстия с обеих сторон пластин. Я использую малярную ленту, разрезанную на квадраты размером 3/8 дюйма. На лицевой стороне (как это выглядит на рис. 2) используйте кусочки размером ¾ дюйма, чтобы замаскировать пять монтажных отверстий транзистора.С обеих сторон замаскируйте отверстие диаметром ¼ дюйма для входного разъема. Нет необходимости маскировать отверстия для крепежных штырей, держателя предохранителя или переключателя.

Процесс от шлифовки металла до окраски должен занять менее 15 минут. минут. Я предпочитаю самую дешевую черную аэрозольную краску, которая обычно тонкая и быстро сохнет. Я распыляю один очень легкий слой со всех четырех краев на обратной стороне, жду две минуты, переворачиваю его на трех маленьких блоках и краслю другой ( Мне нужно трижды обвести все четыре стороны очень, очень тонким слоем, чтобы алюминий стал однородно черным.Я не хочу, чтобы на лице было густое пальто.

На этом этапе есть финишное покрытие на лице и защитное покрытие на спине. После того, как лицо почти высохнет (краска, которую я использую, занимает 10 минут), снимите малярный скотч. Когда лицо высохнет (примерно через 1 час), переверните его на блоки и нанесите ровно столько краски, чтобы убедиться, что оно равномерно черное. Через несколько минут удалите остатки малярной ленты. Если снять ленту, пока краска не полностью высохла, край краски очень слегка переместится в маскируемую область и оставит плавный переход.Затем дайте панели высохнуть в течение ночи. Для своего «футляра» я использовал только кусок размером 12 дюймов размером 2 x 4 с прорезью 1/8 дюйма со смещением от центра. Пластина просто упирается в основание и стоит вертикально (фото 6).

Фото 1: Источник переменного тока. Фото 2: Полный усил.
Сборка
После того, как панель полностью, полностью и по-настоящему высохнет, можно приступать к сборке. Начните с монтажа трансформатора на лицевой стороне, подложив под него кусок тонкого картона, используя крепежные винты из нейлона 6-32.Установите двухконтактную планку на правый винт. Убедитесь, что предохранитель не находится в держателе предохранителя, и установите его так, чтобы клеммы выходили на лицевую сторону. С лицевой стороны должна быть только гайка; резиновая шайба должна быть внизу.

Плотно затяните гайку. Если затянуть его слишком сильно, патрон предохранителя сломается. Если он слишком ослаблен, держатель предохранителя будет вращаться, когда вы попытаетесь заменить предохранитель. Если хотите схитрить, используйте каплю суперклея. Затем установите выключатель, снова с выводами на лицевую сторону.Если вы используете две гайки на переключателе, затяните его с лицевой стороны, чтобы получить аккуратный вид сзади. Шнур питания должен быть надежно зажат.

Я оставляю около 4 дюймов из трех проводников, выходящих из внешней оболочки шнура питания. Зеленый провод подключается к заземленной клемме, прикрепленной к силовому трансформатору. Здесь нет необходимости в термоусадочной трубке. Это обеспечивает безопасное заземление. без создания дополнительных шумов в плоскости звукового радиатора и заземления.Вы можете использовать другую изолированную клемму для хранения белого центрального вывода от трансформатора.

Поместите кусок термоусадочной трубки на черный (или коричневый) и белый (или синий) провода шнура питания. Затем держите трубку подальше от концов, припаивая выводы к клеммам переключателя, ближайшим к краю переключателя, по одному проводу с каждой стороны. Черный или коричневый — в зависимости от имеющегося у вас шнура питания — ближе всего к трансформатору. От центральной клеммы переключателя на стороне, к которой подключен черный провод, присоедините провод, который также идет к задней клемме держателя предохранителя.Не забудьте про термоусадочную трубку!

Два черных провода трансформатора теперь готовы к подключению, опять же с трубкой на проводах — один идет к открытой клемме переключателя, а другой идет к клемме держателя предохранителя, ближайшей к панели. Перед тем, как надеть термоусадочную трубку на оголенный металл, убедитесь, что ваши паяные соединения блестящие и плотно прилегают как к проводу, так и к его клеммам. Вы можете использовать термофен, фен, спичку или зажигалку, чтобы нагреть трубку до плотной усадки.Теперь оберните все изолентой, чтобы не было видно металла. Это единственное место, где у вас достаточно напряжения, чтобы поранить вас (фото 1).

Теперь можно вставить предохранитель. Это хорошее время, чтобы проверить свою работу.

Фото 3: Входная секция. Фото 4: Выходной участок.
Тестирование
Если у вас есть детали, вы можете построить испытательный стенд переменного тока, который представляет собой просто шнур питания переменного тока, розетку и лампочку на 60 Вт. Подключите заземление и нейтраль (зеленый и белый) от шнура к розетке.Горячий (черный) провод от шнура идет к лампочке, а другой провод лампочки идет к розетке. Обязательно соберите это устройство, используя стандартные детали распределительной коробки и устройства для снятия натяжения. Чтобы проверить это устройство, подключите к нему лампу, а устройство — в стену. Когда вы включаете лампу, она должна гореть так же, как лампочка 60 Вт вашего испытательного стенда.

Если вы смелы, вы можете просто подключить усилитель прямо к розетке; в любом случае вы должны измерить около 21 В переменного тока на двух красных проводах. Если нет, попробуйте включить выключатель питания.Теперь обязательно отключите его, прежде чем продолжить.

Следующим шагом является установка клеммной колодки над трансформатором, в котором находятся конденсаторы источника питания. Теперь вы узнаете, правильно ли вы разместили отверстия. Вдавите стальные крепежные винты снизу. Они плотно прилегают к монтажным ножкам клеммной колодки. Используйте стопорную шайбу и гайку с лицевой стороны. Эти винты должны быть достаточно тугими.

Я устанавливаю конденсаторы в отверстие в ленте, где они приклепываются к изолятору.Это не обычный метод, но он мне подходит и позволяет удерживать конденсатор близко к заземляющему слою. Подключите левый конденсатор так, чтобы его полоса, показывающая отрицательный вывод, была подключена к заземленной клемме. Конденсатор справа имеет заземленный положительный вывод.

Подключите диоды, используя одну из центральных клемм для обоих и другой конец каждого, идущий к конденсаторам. Обе диодные полосы должны быть слева. Подключите провода трансформатора и перемычку между двумя заземленными клеммами.Я не хочу просто доверять механическому соединению с землей. После того, как вы это подключили, вы должны протестировать свою работу.

Подключите усилитель снова. Если вы используете тестовую коробку, вы можете заметить кратковременный свет во время зарядки конденсаторов. Я этого не сделал. Теперь быстро отключите усилитель. Поскольку конденсаторы не имеют нагрузки, они некоторое время будут удерживать заряд.

Теперь у вас есть хороший шанс убедиться, что вы ничего не подключили назад, без риска взрыва. (Конденсаторы, подключенные обратной связью, могут взорваться!) Вы должны измерить около 28 В на каждом конденсаторе.Убедитесь, что положительный результат действительно положителен для обоих. Если вы достигли этой точки, вы должны были сделать хотя бы одну ошибку и найти способ скрыть или исправить!

Следующим шагом является создание временной схемы для сортировки полевых МОП-транзисторов. Я подключил один из резисторов 1K0 1 Вт к клеммной колодке источника питания и подключил его к тройной розетке с шагом 0,1 дюйма. Контакты 1 и 2 пошли на резистор, который я затем подключил к положительному источнику питания. Контакт 3 пошел на землю Затем я измерил напряжение между 1 и 3.

Без МОП-транзистора в розетке было около 28В. Установка полевого МОП-транзистора снизила его до 2,78 В для четырех из них и 2,79 В для пяти из них. Один из десяти, которые я купил, имел 2,77 В. Это дало мне четыре согласованных комплекта и убедило меня в том, что полевые МОП-транзисторы сделаны хорошо.

Фото 5: Блок питания с тестовой розеткой.
Далее собираем выходной каскад. Установите две клеммные колодки с зазором между ними, используя два винта, как и раньше. Обе планки устанавливаются в одни и те же отверстия. Я довольно сильно согнул выводы транзисторов TIP41C и TIP42C, чтобы они соединились с заклепками на клеммной колодке.Если вы попытаетесь согнуть провода слишком быстро или слишком сильно, вы можете их сломать. Я использую старинный способ монтажа транзисторов (Фото 5).

Я нанес очень небольшое количество смазки для радиатора на обе стороны слюдяной шайбы, а затем поместил ее между транзистором и радиатором. Я продеваю крепежный винт из нейлона 6-32 через узел и затягиваю гайку с обратной стороны. Некоторые предпочитают стальной винт и изолированную втулку; другие используют термопрокладку, не требующую смазки. Винт следует плотно затянуть сейчас и затянуть позже, когда усилитель нагреется.Сначала установите все детали на клеммные колодки, а затем, когда убедитесь, что все правильно, припаяйте их. Используйте кусочки провода, чтобы соединить все клеммы заземления.

Вставьте на этом этапе выходные зажимные штыри, а теперь прикрепите выходной фильтр (C11 и R12). Я использовал старые зеленые столбы, которые у меня были, и просто покрасил их в красный и черный цвета. При установке столбов убедитесь, что отверстие для проводов обращено в сторону, иначе впоследствии будет сложно подключить динамики.

После установки R7, R8, R9, R12, C4, C8, C10, C11, D3, D4, D9 и D10 вы можете снова запустить усилитель.Выходное напряжение должно быть около -26 В. Затем выключите усилитель и временно подключите резистор (1 кОм 1 Вт) между базой Q4 и землей. Снова включите усилитель.

Теперь выходное напряжение должно быть более положительным. Оно может быть от -10 до +15 В. Если вы используете коробку с лампочкой, лампочка должна светиться. Выходные транзисторы начнут нагреваться. Измерение от базы Q5 до отрицательного напряжения должно быть между 1,3 и 1,4 В. На R9 должно быть около 0,7 В.

Если все работает, выключите и выньте лишний резистор.Если это не помогло, начните с проверки правильности подключения транзисторов и правильности полос на диодах. Если у вас C4 в обратном направлении, это не будет иметь большого значения, потому что напряжение на нем очень низкое. Однако в конечном итоге это не удастся. Если резистор дымит, возможно короткое замыкание Q4 или Q5.

Когда выходной каскад заработает, начните с источника тока для входа. Установите обе клеммные колодки и смонтируйте Q3. Установите R5, R6, C2, C6, C7, D1 и D2. После подключения этих частей временно подключите резистор 100 Ом ¼Вт от положительного источника питания к коллектору Q3.Ожидайте измерения на этом резисторе от 5 до 10 В. Будь счастлив! Текущий источник рабочий. Кроме того, полезно проверить от отрицательного предложения до основания Q3; показание должно быть от 1,3 до 1,9 В.

Затем установите входное гнездо и все возможные пассивные компоненты, не усложняя установку Q1 и Q2 (полевые МОП-транзисторы). Я сам никогда не взорвал ничего из этого, но мне сказали, что если вы попытаетесь собрать этот усилитель зимой на шерстяном ковре, сидя в обтянутом шерстью мягком кресле и в шелковых трусах, вы обязательно это сделаете.Как можно реже беритесь за полевые МОП-транзисторы, а затем держите их за большой металлический язычок (слив), а не за затвор. Входные полевые МОП-транзисторы не требуют теплоотвода, но делают это, чтобы убедиться, что они оба имеют одинаковую температуру. Это важно для минимизации смещения постоянного тока на выходе.

При сборке входа важно установить R2, R3, R10 и R11 рядом с их транзисторами. В противном случае могут возникнуть колебания. Как только вы все соберете, сделайте перерыв.

Когда вы вернетесь, перепроверьте свою проводку, убедившись, что вы припаяли все клеммы (я никогда не делаю этого mysstake).Подключите усилитель без нагрузки. Измерьте выходное напряжение. Если оно меньше 0,080 В — отлично. Измерьте положительный и отрицательный источники питания, которые должны быть 21 В, плюс-минус один или два вольта.

Если все в порядке и у вас есть доступ к испытательному оборудованию, посмотрите на результат с помощью осциллографа или эквивалента на компьютере. На выходе должна получиться плавная линия без всплесков звона. Прокачайте усилитель синусоидой; вы можете увидеть некоторые искажения в синусоиде выше 50 кГц.Если вы видите серию звонков, убедитесь, что C11 и R12 подключены (Фото 3).

Если это не так, вы можете тыкать пальцем, пока не увидите, что что изменилось. Дополнительный конденсатор на землю в порядке в любой точке питания. Я полагаю, что если вы действительно видите звонок, наиболее вероятная проблема заключается либо в неправильном подключении, либо в коротком замыкании.

Если у вас нет испытательного оборудования и ваш измеритель показывает небольшой постоянный ток и менее 50 мВ переменного тока, подключите быстродействующий предохранитель на 1 А последовательно со старым громкоговорителем и подключите его на секунду или около того.Если все тихо, подключите усилитель и снова подключите динамик. Вы должны услышать музыку. Если это звучит хорошо, на данном этапе он будет звучать действительно хорошо. Если он не воспроизводит музыку, снимите динамик, проверьте все напряжения и сравните их с указанными на схеме, чтобы определить, где вы ошиблись.

Усилитель нагревается на ощупь, но это нормально. Если вы положите палец прямо на выходные транзисторы и не сильно кричите, с ними все в порядке. Силовой трансформатор тоже нагреется.Любой нагрев конденсатора — плохой знак.

Слушая свой усилитель, вы можете не заметить, почему люди сначала предпочитают звук несимметричных усилителей класса А. После того, как вы послушаете пару часов, попробуйте еще раз свой старый усилитель. Внезапно вы обнаружите, что это звучит забавно! В одном из этих прекрасных психологических эффектов вы можете не замечать, когда что-то становится лучше, но вы гораздо быстрее замечаете, когда что-то хуже.

Теперь у вас есть усилитель, который вы можете слушать и играть.Если вам пришло в голову, что этот усилитель можно построить с помощью PC-карты или увеличить масштаб и использовать более качественные детали, вы правы. Но тогда это другой усилитель. AX

Фото 6: Окрашенное шасси.
Номер ссылки
1. Дэйв Беккет, Кентский университет в Кентербери, Великобритания.

Об авторе
Эд Саймон получил степень B.S.E.E. в Университете Карнеги-Меллона. Он установил более 500 звуковых систем на площадках, включая Джейкобс Филд, Кливленд, Огайо; Центр MCI, Вашингтон Д.C .; Музей современного искусства рестораны, Нью-Йорк; Колизей, Нэшвилл, Теннесси; Форум, Лос-Анджелес; Стадион Fisher Cats, Манчестер, Нью-Гэмпшир.

Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, апрель 2006 г.

PassDiy

Усилитель Zen

Нельсон Пасс

Введение

I. «Что за звук хлопает один транзистор?»

Есть два наиболее важных принципа при проектировании аудиоусилителя.Первое — это простота. Второй — линейность.

Эйнштейн сказал: «Все должно быть сделано как можно проще, но не проще». Простота — общий элемент лучших и самых изысканных дизайнов. Он предпочтителен по чисто эстетическим причинам, а также потому, что меньшее количество элементов меньше окрашивает звук и теряет меньше информации. Многие аудиофилы, включая меня, готовы пожертвовать другими областями исполнения, чтобы достичь интимности со звуком, доступным через простую схему.

Усилитель должен быть простым, но и линейным. Некоторая мера искажений в усилителе неизбежна и простительна, если она менее агрессивного типа, но все же важно, чтобы измеренные характеристики искажения были достаточно низкими. Преимущество простой схемы теряется, если на звук накладывается избыток ложной окраски.

Многие сложные топологии оправданы высоким качеством измеренных характеристик. По объективным критериям это вполне верный подход.Есть много приложений, в которых важна точность измерений, а субъективные характеристики не важны. Любое приложение, в котором производительность имеет решающее значение для получения точных чисел, например, полевой усилитель МРТ, должно оцениваться объективно.

Но это не ракетостроение; наша цель — сделать так, чтобы слушатели наслаждались звуком. Если мы оправдываем такой подход, называя его искусством, а не наукой, это прекрасно, даже предпочтительнее.

Наша цель — разрешить очевидный конфликт между простотой и объективной производительностью.Имеющиеся в продаже усилители мощности имеют до 7 последовательно включенных каскадов усиления. Самый простой из известных мне по-прежнему имеет 3 этапа. Эта последовательность этапов усиления важна для создания избыточного усиления, которое можно использовать для отрицательной обратной связи. Обратная связь используется для корректировки характеристик каскадов усиления. Как это ни парадоксально, дополнительное усиление используется для исправления дополнительных искажений дополнительных каскадов усиления.

Насколько просто сделать схему и при этом она будет хорошо работать? Очевидно, что усилитель с одним каскадом усиления будет настолько простым, насколько мы можем топологически создать, и мы задаемся вопросом: «Какую производительность мы можем получить от одного устройства с одним усилением?»

II.Односторонний класс A

Для получения линейных характеристик такой простой схемы доступен только один подход: несимметричный класс A. Это была топология самого раннего использования усилительных устройств (конечно, ламп), но не получила широкого распространения в выходных каскадах твердотельных датчиков. государственные усилители мощности благодаря своей

Двухтактные схемы имеют более высокий КПД, а также имеют то преимущество, что они могут подавать ток, превышающий ток холостого хода, или ток смещения, за счет перехода в более низкий класс работы.Двухтактный усилитель класса A, работающий на холостом ходу при токе смещения 1 ампер, может выдавать пиковое значение 2 ампер перед выходом из класса A и может обеспечивать еще более высокие токи, рассматриваемые как усилитель класса AB, где одна половина усилителя испытывает отсечку и не выдерживает сигнал для части формы волны. Напротив, односторонние усилители класса A не могут линейно передавать ток за пределы своей точки смещения, и они, как правило, должны рассеивать на холостом ходу более 4

раз больше их номинальной мощности. Типичный КПД составляет максимум около 20%.

Сама по себе эта огромная неэффективность объясняет, почему одностороннему классу A уделяется ограниченное внимание, хотя тщательное рассмотрение возможных схем показывает, что возможен КПД, приближающийся к 50%. Кроме того, существуют способы, которыми одноконтактный усилитель класса A может работать как двухтактное устройство за пределами его точки смещения, при этом предполагается, что двухтактные характеристики предпочтительнее ограничения. Pass Labs получила один патент и подала заявку на другой, отражающий новые разработки в этой области.

На рисунке 1 показан простой пример несимметричной схемы класса А. В этом случае устройством усиления является полевой транзистор, хотя эта концепция одинаково хорошо применима и к лампе для биполярного транзистора. Входной сигнал подается на затвор, и транзистор обеспечивает усиление по току и напряжению, которое появляется на стоке. Каскад усиления смещен некоторым импедансом, который обеспечивает ток смещения транзистора.

Этот импеданс может быть резистором, источником постоянного тока или другой нагрузкой, например громкоговорителем.Поскольку этот элемент несет постоянный ток смещения, маловероятно, что мы захотим использовать для этого громкоговоритель, и обычно мы хотели бы подключить громкоговоритель параллельно с элементом смещения, последовательно с блокирующим конденсатором.

Если элемент смещения представляет собой резистор, мы видим типичный КПД около 4%. Это означает, что мы простаиваем цепь на 100 Вт и имеем максимальную выходную мощность

.

энергетическая неэффективность. Работа с односторонними усилителями класса A в последнее время привлекает повышенное внимание, в первую очередь со стороны энтузиастов ламп, а недавно ряд компаний представили ламповые усилители класса A с одним концом.Для них характерны ограниченная мощность, высокая стоимость и несколько каскадов усиления.

В 1977 году в журнале Audio Magazine я опубликовал 20-ваттную двухполюсную одноконтактную конструкцию класса A с четырьмя каскадами усиления. Pass Labs производит серию односторонних усилителей Aleph класса A с 1992 года, и они имеют три каскада усиления. Мне неизвестно о других твердотельных предложениях в США, хотя я ожидаю, что моя гегемония будет недолгой с неизбежным появлением других несимметричных транзисторных усилителей.

Простота — не единственная причина использования несимметричной топологии. Характеристики несимметричного каскада усиления наиболее естественны в музыкальном плане. Его асимметрия аналогична характеристике сжатия / разрежения воздуха, где для данного смещения наблюдается немного более высокое давление на положительном (сжатие), чем на отрицательном (разрежение). Сам воздух является несимметричной средой, где давление может стать очень высоким, но никогда не опускаться ниже 0. Гармонические искажения такой среды — вторая гармоника, наименее неприятная разновидность.

Иногда неправильно понимают, что несимметричные усилители намеренно искажают сигнал второй гармоникой, чтобы добиться ложно благозвучного характера. Это неправда. Низкие искажения по-прежнему являются важной целью, и я считаю, что преднамеренное введение второй гармоники в музыкальный сигнал не улучшает качество звука.

Несимметричное усиление отличается от двухтактных схем тем, что для каждого каскада усиления используется только одно устройство усиления, и оно передает только полный сигнал.Линейные односторонние конструкции работают только в классе A.

Напротив, двухтактные конструкции распределяют сигнал между двумя противоположными устройствами, одно концентрируется на положительной половине, а другое — на отрицательной половине. Эта положительная / отрицательная половина аудиосигнала является уловкой, вызванной желанием эффективно обрабатывать сигнал только переменного тока без компонента постоянного тока. Большинство двухтактных конструкций класса A предлагают энергоэффективность в два раза выше, чем у большинства однотактных конструкций, и они также предлагают меру подавления искажений.

Хорошо подобранная пара двухтактных устройств усиления будет иметь более низкие измеренные искажения из-за подавления и будет концентрировать гармоническое содержание в третьей гармонике и других «нечетных» гармониках, отражая симметрию между положительной и отрицательной половинами формы волны. Возможна работа в режимах класса A, класса AB и класса B. Наиболее линейным из них является класс A, в котором на холостом ходу рассеивание в цепи будет более чем в два раза превышать номинальную выходную мощность.

4 Вт. Мы можем значительно повысить эффективность, если отделим ток смещения от тока сигнала, чтобы источник смещения обрабатывал только постоянный ток, и, конечно, наш блокирующий конденсатор гарантирует, что динамик видит только переменную часть сигнала.

Мы можем добиться этого, смещая схему с помощью источника постоянного тока, и КПД поднимается примерно до 20%, или примерно в 5 раз лучше. Источник постоянного тока обеспечивает только постоянный ток, который не зависит от сигнала. Помимо повышения эффективности, источники постоянного тока устраняют шум источника питания из-за смещения и обеспечивают абсолютно постоянную нагрузку на источник питания. В результате этого абсолютно постоянного потребления источника питания становится относительно неважным, какое сопротивление наблюдается в цепи источника питания, и два канала могут потреблять один источник питания без модуляции сигналов друг друга.

Очевидно, что использование источника постоянного тока для смещения оправдано производительностью по сравнению с использованием резистора, хотя не все разработчики-единомышленники с этим согласны.

III. Mosfets

Мы должны рассмотреть, какой тип устройства усиления подходит для этого приложения. На самом деле выбор прост: биполярные устройства имеют слишком низкий входной импеданс, чтобы их можно было использовать, а лампы имеют слишком малое усиление для использования в одноступенчатом усилителе мощности. Единственное используемое устройство — это силовой МОП-транзистор, который является крутильным устройством, подобным лампе, и имеет высокий входной импеданс, но работает с достаточным усилением при достаточно высоких токах, чтобы управлять им напрямую линейным сигналом.

По совпадению, я предпочитаю Mosfet. Даже в более сложных схемах биполярные транзисторы не имеют характеристики крутизны, которую я считаю желательной, а лампам требуется трансформатор связи с сопутствующим ухудшением характеристик.

Использование трансформаторов в качестве нагрузки для несимметричной цепи очень проблематично, поскольку постоянный ток, проходящий через трансформатор, имеет тенденцию насыщать сердечник. Решение, которое было применено, состоит в том, чтобы использовать сердечник с воздушным зазором, желая добиться того, чтобы первичная и вторичная катушки были только слабо связаны, что еще больше снизило бы производительность.

Мосфеты не получили должной оценки за их характеристики в высококачественном аудио. Я считаю, что это связано с относительно тусклым звуком, связанным с коммерческими предложениями на сегодняшний день. Однако это не вина Mosfets. Изучение усилителей на рынке выявило два серьезных недостатка в том, как используются МОП-транзисторы для усиления. Во-первых, почти все разработчики просто поместили МОП-транзисторы в те же (сложные) топологии, которые были разработаны для биполярных устройств, без учета их особых характеристик.Такое невообразимое использование нового устройства усиления приводит к получению звука, незначительно отличающегося от исходной биполярной схемы, и не дает большого улучшения.

Представленные на рынке конструкции Mosfet также относятся к классу AB. Передаточная кривая МОП-транзисторов обнаруживает серьезные нелинейности при малых токах смещения, что приводит к нелинейности кроссовера в двухтактных схемах. Этот недостаток конструкции создает звуковую сигнатуру, которую многие называют «туман Mosfet», где потеря деталей очевидна.Чтобы полностью реализовать

Преимущества транзисторов Mosfet, они должны работать в классе A.

Поэтому неудивительно, что Mosfets не нашли среди аудиофилов той благосклонности, которой заслуживают эти устройства. Я ожидаю, что это изменится в ближайшем будущем, особенно по мере того, как МОП-транзисторы найдут свое применение в несимметричных усилителях класса А.

IV. Схема.

На рисунке 2 показана полная схема усилителя. Q1 — это каскад усиления, смещенный источником постоянного тока Q2.

Обращаясь в первую очередь к источнику тока, отметим схему, связанную с Q2. Q3 используется для регулирования привода затвора для Q2. На него подается ток (смещение) от R6 / R7, а C5 используется для фильтрации пульсаций источника питания. Когда ток проходит через Q2, он вызывает падение напряжения на R1, и когда это падение напряжения достигает примерно 0,66 В (2 А через Q2 / R1), он включает переход Q3, и Q3 затем ограничивает появляющееся напряжение

на затворе Q2 примерно до 4 вольт.Эта маленькая петля поддерживает постоянный ток через Q2 на уровне 2 ампера. R3 и R4 предназначены для добавления стабильности контуру и предотвращения паразитных колебаний Mosfet Q2.

Этот постоянный ток в 2 ампера подается на Q1. Резистор R8 и потенциометр P1 образуют контур обратной связи постоянного тока, который управляет затвором Q1 при напряжении около 4 вольт и помещает потенциал стока Q2 в среднюю точку источника питания, или около 17 вольт. Входной сигнал проходит через C6 и R5 к затвору Q1, а выходной сигнал проходит через C3 и C4 параллельно громкоговорителю.R9 и R2 предназначены для отвода постоянного тока, но не особенно важны. Z1 необходим для обеспечения того, чтобы входной переходный процесс не превышал номинальное значение затвора 20 В Mosfet.

На рис. 3 показаны изображения двух каналов на ПК. Шаблон предназначен для одностороннего (конечно!) Строительства, но у меня были платы, сделанные с заземляющим слоем на верхней стороне платы и покрытые сквозными отверстиями, так как разница в стоимости очень небольшая.

Обратите внимание, что полярность выходных соединений перепутана.Поскольку топология обратной полярности, плюсовые клеммы громкоговорителя должны быть подключены к земле, а минусовые клеммы — к активному выходу усилителя.

На рис. 4 показано размещение компонентов, на рис. 5 — список деталей. Обратите внимание, что трансформатора T1, предохранителя F1 и диодных мостов B1 нет на печатной плате. Метки соединений платы L POWER и R POWER прикреплены к диодному мосту + и -. Замены частей, безусловно, возможны. Первое требование к МОП-транзисторам — это способность непрерывно рассеивать 30 Вт без сбоев, что означает выбор устройств с номинальной мощностью 125 Вт или более.МОП-транзисторы должны быть рассчитаны на 50 вольт или более, и я предлагаю, чтобы они были рассчитаны на постоянные токи стока 10 ампер или более. В данном случае я выбрал детали International Rectifier, и многочисленные замены будут соответствовать этим требованиям на странице IR каталога Digikey.

Очень важный элемент — радиатор. Раковина для каждого канала должна обеспечивать непрерывное рассеивание 70 Вт при повышении температуры примерно на 25 градусов по Цельсию. Меньший радиатор сократит срок службы Mosfet.Если вы обнаружите, что не можете дотронуться до радиатора во время работы, я предлагаю использовать вентилятор.

Силовой трансформатор должен подавать около 25 В переменного тока при 6 А или около того на каждый канал. Хотя фактическое потребление постоянного тока составляет ровно 2 ампера на канал, коэффициент мощности, создаваемый при зарядке блока питания

Конденсаторы приводят к тому, что трансформатор рассеивает больше, чем предполагается в 2 ампера. Из рис. 5 видно, что предлагаемый силовой трансформатор имеет вторичную обмотку для каждого канала, однако допустимо управлять обоими каналами от одной вторичной обмотки и диодного моста.

V. Операция

Когда вы закончите строительство, подключите его. Если предохранитель блока питания не перегорел, вы будете искать около 0,66 вольт на R1, отсутствие постоянного напряжения на выходе и около 17 вольт на стоках (центральные штыри). Mosfets. При входном сигнале и нагрузке 8 Ом отрегулируйте P1 для симметричного ограничения. Отрегулируйте P1 после того, как усилитель прогреется.

На рис. 6 показана кривая гармонических искажений от 10 милливатт до 20 Вт на частоте 1 кГц и 8 Ом.Ниже 10 Вт искажение чисто вторая гармоника. На рис. 7 показано искажение на уровне 2 Вт в звуковом диапазоне. На рис. 8 показана частотная характеристика. Амплитуда составляет примерно 0,25 дБ при 20 Гц и примерно 0,5 дБ при 20 кГц.

Стол 1

Резисторы:

Конденсаторы:

C1

10,000 мкФ

35 В

Digi-Key

P6485

C2

10,000 мкФ

35 В

Digi-Key

P6485

C3

2200 мкФ

35 В

Digi-Key

P6481

C4

2200 мкФ

35 В

Digi-Key

P6481

C5

47 мкФ

25 В

Digi-Key

P5976

C6

47 мкФ

25 В

Digi-Key

P5976

Разное:

1 квартал

IRFP140, N-канальный МОП-транзистор, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

2 квартал

IRFP9240, МОП-транзистор с каналом P, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

3 квартал

MPSA92, транзистор PNP, мин. 50 В, 10 мА, TO92

П1

Потенциометр 10 кОм, Digi-Key 3386P-103-ND

BR1

Диодный мост 25A 50V, Digi-Key GBPC12005

F1

Быстродействующий предохранитель типа 3AG 5-6A

T1

Авель Линдберг # D4040 (2 канала)

Т1, Т2

Корпорация Тороид №617.242 (по 1 на каждый канал)

Трансформатор

ок. 24-25 В переменного тока @ 5A вторичные цепи

Выходное сопротивление усилителя составляет примерно 1 Ом с коэффициентом демпфирования примерно 8. Существуют громкоговорители, которые не подходят для этого усилителя, либо из-за того, что им нужен высокий коэффициент демпфирования, у них сопротивление ниже 8 Ом, либо требуется больше. чем 10 ватт. При импедансах ниже 8 Ом выход усилителя не увеличивается, а падает.Это связано с тем, что несимметричная конструкция может обеспечивать только значение тока смещения и не будет работать линейно за пределами точки смещения.

Существует довольно много громкоговорителей с импедансом 8-16 Ом и чувствительностью в диапазоне 90-100 дБ, которые вполне подходят. Усилитель также отлично подходит для использования в качестве среднечастотного или высокочастотного усилителя и особенно хорош с рупорными драйверами.

Если вы хотите управлять нагрузкой 4 Ом с удвоенной мощностью, я предлагаю просто подключить два канала параллельно в моно на входных и выходных клеммах.

Входное сопротивление составляет 4,75 кОм, а коэффициент усиления — около 8,5 дБ. Это означает, что усилитель должен приводиться в действие активным источником, способным выдавать 3,5 В при 700 мкА. Входную характеристику можно отрегулировать для источников с большим напряжением и меньшим током, увеличив R5, и можно отрегулировать для источников с большим током и меньшим напряжением, пропорционально уменьшив R5.

Так как это звучит? С правильным динамиком просто замечательно.

Неизбежно после публикации такого проекта, как этот, я получаю большое количество запросов о том, как улучшить дизайн. Как сделать его больше, меньше, лучше; Используйте лучший провод, лучшие конденсаторы, лучшие разъемы.Предлагаю ли комплекты, запчасти; Я продаю напрямую; Буду ли я ремонтировать усилители?

Аналогичный усилитель должен появиться в продаже у дилеров Pass примерно в то время, когда вы это прочтете. Информацию о продуктах и ​​дилерах, а также официальные документы по эксплуатации односторонних устройств класса A можно получить по адресу:

Pass Labs, почтовый ящик 219, 24449 Foresthill Rd.
Foresthill CA 95631, факс (530) 367 2193

Я не предлагаю комплекты, не продаю напрямую и не ремонтирую. Бесплатные советы предоставляются редко.

Усовершенствовав усилитель, вы можете использовать любую лучшую деталь, которая вам нравится. Маловероятно, что вы попросите усилитель меньшего размера, и если вам нужен усилитель большего размера, я предлагаю вам найти детали побольше и построить их. Все элементы здесь легко масштабируются, и вы можете либо найти более крупные Mosfet, либо запустить существующие ближе к их пределам. Я построил более крупные версии этой схемы с использованием промышленных корпусов Mosfet, которые рассчитаны на 600 Вт каждая, и они отлично работают.

Простота усилителя допускает большую терпимость к модификации. В отличие от большинства конструкций, он не критичен к деталям и не требует компенсации стабилизации частоты и обратной связи. При оценке деталей для увеличенной версии необходимо обратить внимание на параметры рассеяния и напряжения компонентов.

Есть ли другие способы улучшить схему, помимо лучших конденсаторов? Так получилось, что они есть, и на лучшее из них недавно выдан патент компании Pass Labs.Если интерес к такому подходу к усилению сохраняется, возможно, он ляжет в основу другой статьи.

Авторское право 1994 Nelson Pass

Схема усилителя мощности класса A

— Теория | Типовой проект дома

Усилитель мощности класса А.

Усилитель мощности класса A — это тип усилителя мощности, в котором выходной транзистор постоянно включен, а выходной ток течет в течение всего цикла формы входной волны. Усилитель мощности класса A является самой простой из конфигураций усилителей мощности.Они обладают высокой точностью воспроизведения и полностью невосприимчивы к кроссоверным искажениям. Несмотря на то, что усилители мощности класса A имеют несколько хороших характеристик, они не являются лучшим выбором из-за их низкой эффективности. Поскольку активные элементы (транзисторы) постоянно смещены в прямом направлении, через них будет протекать некоторый ток, даже если нет входного сигнала, и это основная причина неэффективности. Выходные характеристики усилителя мощности класса A показаны на рисунке ниже.

Из приведенного выше рисунка ясно, что точка Q расположена точно в центре линии нагрузки постоянного тока, а транзистор проводит ток для каждой точки входной волны.Теоретический максимальный КПД усилителя мощности класса A составляет 50%. На практике при емкостной связи и индуктивных нагрузках (громкоговорители) КПД может упасть до 25%. Это означает, что 75% мощности, потребляемой усилителем от линии питания, тратится впустую. Большая часть потерянной мощности теряется в виде тепла на активных элементах (транзисторе). В результате даже умеренно мощный усилитель мощности класса A требует большого блока питания и большого радиатора.

Схема усилителя мощности класса А.

Принципиальная схема двухкаскадного несимметричного усилителя мощности класса A показана выше. R1 и R2 — резисторы смещения. Они образуют сеть делителей напряжения, которая подает на базу транзистора напряжение на 0,7 В выше, чем «отрицательный максимальный размах амплитуды» входного сигнала. Это причина того, что транзистор включен независимо от амплитуды входного сигнала. Конденсатор Cin — это входной развязывающий конденсатор, который удаляет компоненты постоянного тока, присутствующие во входном сигнале.Если Cin отсутствует, а во входном сигнале присутствуют компоненты постоянного тока, эти компоненты постоянного тока будут напрямую связаны с базой транзистора и обязательно изменят условия смещения.

Rc — резистор коллектора, Re — сопротивление эмиттера. Их значение выбирается таким образом, чтобы ток коллектора находился на желаемом уровне, а рабочая точка располагалась в центре линии нагрузки при условии нулевого сигнала. Размещение рабочей точки как можно ближе к центру линии нагрузки очень важно для работы усилителя без искажений.Cc — это конденсатор связи, который соединяет два каскада вместе. Его функция — блокировать прохождение компонентов постоянного тока от первой ступени ко второй ступени.

Ce — это шунтирующий конденсатор эмиттера, функция которого заключается в шунтировании составляющих переменного тока в токе эмиттера во время работы усилителя. Если Ce нет, компоненты переменного тока будут падать на эмиттерный резистор, что приведет к снижению коэффициента усиления (дегенеративная обратная связь). Самое простое объяснение состоит в том, что дополнительное падение напряжения на Re будет добавлено к напряжению база-эмиттер, а это означает, что для прямого смещения транзистора требуется дополнительное прямое напряжение.

Cout — выходной конденсатор связи, который связывает выход с нагрузкой (громкоговорителем). Cout блокирует попадание компонентов постоянного тока второй ступени в нагрузку (громкоговоритель). Конденсатор связи Cout, Cin и Cc ухудшает низкочастотную характеристику усилителя. Это связано с тем, что эти конденсаторы образуют фильтры верхних частот вместе с входным сопротивлением последующих каскадов, что приводит к ослаблению низкочастотных компонентов. Формы входных и выходных сигналов двухкаскадного усилителя RC-пары показаны на рисунке ниже.

Преимущества усилителя мощности класса А.

• Конструкция класса А самая простая.
• Высокая точность, потому что входной сигнал будет точно воспроизводиться на выходе.
• Поскольку активное устройство работает постоянно, время на включение не требуется, и это улучшает высокочастотный отклик.
• Поскольку активное устройство проводит весь цикл входного сигнала, переходных искажений не будет.
• Несимметричная конфигурация может быть практически реализована в усилителе класса А.Несимметричный означает только одно активное устройство (транзистор) в выходном каскаде.

Недостатки усилителя мощности класса А.

• Главный недостаток — низкая эффективность.
• Действия по повышению эффективности, такие как трансформаторная связь и т. Д., Влияют на частотную характеристику.
• Мощные усилители мощности класса A дороги и громоздки из-за большого блока питания и радиатора.

Трансформаторный усилитель мощности класса А.

Усилитель, в котором нагрузка соединяется с выходом с помощью трансформатора, называется усилителем с трансформаторной связью.Использование трансформаторной связи позволяет значительно повысить эффективность усилителя. Трансформатор связи обеспечивает хорошее согласование импеданса между выходом и нагрузкой, и это основная причина повышения эффективности. Согласование импеданса означает, что выходной импеданс усилителя равен входному сопротивлению нагрузки, и это важный критерий для передачи максимальной мощности. Принципиальная схема типичного одноступенчатого усилителя класса A показана на схеме ниже.

Согласование импеданса может быть достигнуто путем выбора числа витков первичной обмотки таким образом, чтобы ее чистый импеданс был равен выходному сопротивлению транзистора, и выбора числа витков вторичной обмотки таким образом, чтобы ее чистый импеданс был равен входному сопротивлению громкоговорителей.

Преимущества усилителя с трансформаторной связью.

• Главное преимущество — повышение эффективности.
• Обеспечивает хорошую изоляцию по постоянному току, поскольку нет физического соединения между выходом усилителя и нагрузкой.Аудиосигналы передаются с одной стороны на другую за счет индукции.

Недостатки трансформаторного усилителя.

• Немного сложно сделать / найти точно подходящий трансформатор.
Трансформаторы
• громоздкие, что увеличивает стоимость и размер усилителя.
• Обмотка трансформатора не обеспечивает сопротивления постоянному току. Если на выходе усилителя присутствуют какие-либо компоненты постоянного тока, они будут проходить через первичную обмотку и насыщать сердечник.Это приведет к снижению активности трансформатора.
• Трансформаторная муфта снижает низкочастотную характеристику усилителя.
• Трансформаторная муфта вызывает гудение на выходе.
• Трансформаторная муфта может использоваться только для небольших нагрузок.

ПЕРВАЯ ВАТТА

J2 Усилитель мощности

J2 — стереофонический усилитель мощности с номинальной мощностью 25 Вт на канал. Это имеет двухступенчатую схему, которая работает в чисто несимметричном режиме класса A режим, с сигнальными устройствами JFET, образующими входной каскад и питание Устройства JFET для выходного каскада.

JFET транзисторы уже давно признаны имеющими высочайшее качество звука качество любого транзистора; устройства ввода J2 известны в отрасли как стандарт низкого шума и линейности, и находятся на входах лучших фонокорректоров линейного уровня. предусилители и усилители мощности.

Но более 30 лет надежные силовые полевые транзисторы не получили широкого распространения доступный после недолгих усилий Sony и Yamaha.в за последние несколько месяцев достижения в технологии карбида кремния (SiC) привели к появлению новых силовых JFET-транзисторов с высоким напряжением, током, и мощности — до 1200 вольт, 30 ампер и 273 Вт.

Создано от SemiSouth Corporation из Миссисипи, эти надежные новые полевые транзисторы предназначены для очень быстрого переключения высокой мощности в солнечной энергии и приложения для электромобилей. Однако у них также очень низкий характеристика искажения, которая делает их превосходными для использования в линейных усилители.В сравнении яблок с яблоками с сопоставимым MOSFET типа силовых транзисторов, они могут достичь улучшения от 10 до 20 дБ в искажении производительности.

Для более 10 лет First Watt расширяет границы дизайна с простые высокоэффективные схемы усилителя класса A, и когда лучший транзистор, как этот, может означать получение та же характеристика искажения с гораздо меньшей обратной связью или ниже искажение при том же количестве обратной связи.J2 делает усилитель делает и то, и другое, и это помогает улучшить звучание усилитель, чем лучший из его предшественники.

с устройство, которое ведет себя немного как трубка, естественно рассмотрим популярные топологии конструкции ламповых усилителей. Односторонний Ламповые усилители класса А не очень мощные, и их цифры измерений не исключение, но тут не спорят что они имеют сильную музыкальную привлекательность для большинства аудиофилов Население.В усилителе J2 используется классический дифференциал JFET. входной каскад, за которым следует один силовой JFET-транзистор. Эта сила JFET смещен другим JFET, который известен в ламповых кругах как «последователь му».

Здесь это немного упрощенная схема цепи J2. Возможно классический ламповый усилитель, за исключением того, что входные полевые транзисторы канала P будут должны быть изготовлены из антивещества. Несимметричный класс A выходной каскад носит характер «второй гармоники», и он использует примерно половину обратной связи сопоставимой схемы MOSFET, но с половиной искажений и удвоенной пропускной способностью.

Усилитель мощности J2 простой, чистый и потрясающе измеряет хорошо. Он обеспечивает теплый и расслабленный звук, сочетающий в себе точность и детализация без стерильности. С парой разумных эффективные громкоговорители, это подарит вам незабываемые впечатления этого нет в других твердотельных усилителях. Дизайн чрезвычайно надежен и никогда не потребует регулировки.

Загрузить: J2 Руководство

© Усилитель общего назначения

2018 г.

5W MOSFET Усилитель класса A, несимметричный проект

Долгое время я думал о том, чтобы сделать себе усилитель хорошего класса, в следующий раз, когда вы исправите механическую неисправность перед грузовиком и мин, я сказал что-то вроде доступа Pila ваше удовольствие от прослушивания и… Electronics Projects, Усилитель MOSFET класса A мощностью 5 Вт, несимметричный проект «Схемы усилителя звука, транзисторный усилитель», Дата 22.06.2014

Долгое время я думал о том, чтобы сделать себе усилитель хорошего класса, в следующий раз, когда вы исправите механическую неисправность перед грузовиком и мином, я сказал что-то вроде Pila, чтобы получить удовольствие от прослушивания, и решил сделать этот усилитель с несимметричным выходом 5 Вт, давным-давно, когда я был действительно удовлетворен тем, что это был экспериментальный звук усилителя.

Так как схема несимметричного усилителя очень удачна, 4-5 м — это квадратная звуковая мощность помещения
, я думаю, достаточно, особенно с хорошей парой динамиков для отдыха и she’il (высокая чувствительность 90 дБ или более) может быть очень и очень хороший КПД.

Схема несимметричного усилителя очень проста, но очень хочу качественной работы, насколько я могу, я старался не идти на компромисс по качеству. Я определенно рекомендую аналогичную схему для тех, кто хочет.

Давайте начнем с первой разомкнутой цепи, схема довольно проста, есть питание, 24 В

2SK1058 MOSFET Усилитель класса A (ZCA)

Я использовал схему трансформатора около 100 Вт 2 выхода x 18 В переменного тока (трансформатор wraps master действительно хорошо справляется, потому что трансформатор с трансформатором для тех, кто во мне нуждается, я мастерство.

Я думаю, что самая важная часть после питания трансформатора, эта работа с прототипом схемы, которую я проделал, когда я использовал простую подачу, оставляя сильный гул (шум). Асыл питал конденсатор 20000 мкФ с катушкой 10MH, приземлился очень, очень низкий уровень шума .

Контур относится к классу работы, естественно, идет с нагревом, особенно если в контуре
много резистора 15 Ом, который обеспечивает поток тепла, следовательно, он должен быть подключен к хладагенту, работающему под давлением.

Hüseyin Güngör
[email protected]

Службы борьбы с вредителями Сакраменто — Службы борьбы с вредителями в жилых и коммерческих помещениях Сакраменто

ПРОСТО

3 ПРОСТОГО ШАГА К ДОМУ, БЕЗ ВРЕДНЫХ

ШАГ 1

БЕСПЛАТНЫЙ ОСМОТР / КОНСУЛЬТАЦИЯ

ШАГ 2

ЛЕЧЕНИЕ ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ

Семьи и предприятия в регионе Сакраменто полагаются на нас, чтобы предоставить лучшие в отрасли решения по борьбе с вредителями и сорняками. Мы специализируемся на уничтожении ваших сорняков и вредителей! Наши клиенты вознаграждают эти функции, оставаясь верными ежегодно.

Наша команда технических специалистов оценит, определит, предложит решение и лечит различные проблемы с вредителями или садоводством в рамках вашего бюджета. Вам не нужно тратить деньги на наши услуги по борьбе с вредителями Sacramento .

После завершения первоначального обслуживания мы будем возвращаться к вам домой каждый квартал, чтобы повторно установить внешний барьер. Во время нашего ежеквартального визита мы будем обрабатывать участок от четырех до пяти футов по периметру вашего дома. Уведомление будет оставлено на вашей входной двери, чтобы вы знали, что ваша защита была продлена.Мы вас прикрываем.

Мы предоставляем лучшие услуги по борьбе с вредителями в Сакраменто. Взгляните на наши обзоры! Если у вас возникла проблема внутри вашего дома, которую необходимо решить, мы с радостью предоставим внутренние услуги в удобное для вас время без дополнительной оплаты.

Позвольте нам предоставить вашему дому необходимые средства от вредителей и / или сорняков. В Центре борьбы с вредителями мы относимся к вашему дому как к своему!

ПРЕИМУЩЕСТВА НАЙМА УСЛУГ ПО БОРЬБЕ С ВРЕДИТЕЛЯМИ

Когда вы ходите по своему чистому и аккуратному дому, последнее, что вы хотите видеть, — это паутина, дыры, сделанные крысами в ваших картонных коробках или шкафах с хлопьями, или даже муравьи, выставляющие напоказ вашу кладовую.Насекомых и грызунов приятно наблюдать в лесу или на открытом воздухе, но когда они попадают в наши дома, это уже не такое приятное зрелище. Но не волнуйтесь, эта статья и услуг по борьбе с вредителями Sacramento помогут вам.

Часто мы пытаемся бороться с вредителями только потому, что они беспокоят, но мы можем не до конца понимать, почему борьба с ними чрезвычайно важна. Давайте посмотрим, почему нам нужна борьба с вредителями. Борьба с вредителями необходима по следующей причине.Служба борьбы с вредителями Сакраменто:
• Доставляет неудобства и вызывает стресс.
• Угрожает безопасности пищевых продуктов
• Угрожает здоровью
• Конкурирует за еду и воду
• Уничтожает собственность и имущество
• Вызывает аллергию

ВЫЗЫВАЕТ НЕУДОБСТВО И СТРЕСС
Простое присутствие вредителей в вашем доме — серьезная тревога для стресса. Их устранение становится навязчивой мыслью, от которой невозможно избавиться, пока вредители не будут удалены, взяты под контроль или полностью устранены.Кроме того, большинство вредителей всегда оставляют в доме следы, которые не так уж и красивы. Это означает, что вам придется больше заниматься уборкой или пытаться убить насекомых самостоятельно.

JEOPARDIZES БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Когда насекомые (насекомые и грызуны) ползают вокруг, они собирают грязь и микроорганизмы. Когда вредители контактируют с вашей пищей, эти диеты и микробы (которые они носят с собой) заражают пищу и делают ее нездоровой для употребления.

УГРОЗА ЗДОРОВЬЮ
Вредители — основные переносчики болезней.Вредители являются одной из 3 самых смертоносных причин болезней из-за их способности передавать их. Мыши и крысы являются переносчиками хантавируса, клещи переносят болезнь Лайма, а комары способны переносить множество различных болезней, от вируса Западного Нила до вируса Зика и даже малярии. Тараканы распространяют такие болезни, как сальмонеллез, передаваемый через пищевые продукты, а комнатные мухи переносят сальмонеллы, кишечную палочку, вибрионы и шигеллы. Укусы муравьев и пауков иногда смертельны или ядовиты. Этот список можно продолжить.

УНИЧТОЖАЕТ ИМУЩЕСТВА И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
Вредители, такие как термиты и грызуны, могут придать вашей собственности и имуществу такой раздражающий внешний вид. Обычно это дорогостоящая вещь, потому что вам придется потратить немного денег на ремонт собственности, или это может даже быть полной потерей, если это связано с такими вещами, как ваши сертификаты или документы.

ТРИГГЕРЫ АЛЛЕРГИИ
Некоторые вредители могут вызывать аллергические реакции в организме, когда кусают вас или выделяют химические вещества.

Кто должен заниматься вашей борьбой с вредителями?
Борьба с вредителями — серьезное дело, с которым не стоит заниматься самостоятельно. Потому что для получения наилучших результатов (а это именно то, чего вы хотите) вам нужны профессионалы, которые сделают эту работу.

Преимущества найма службы борьбы с вредителями

Благодаря этим преимуществам услуги по борьбе с вредителями — лучший выбор, когда дело доходит до борьбы с вредителями.
• Целостный подход
• Лучшее оборудование и инструменты
• Безопасность
• Экономия денег
• Экономия времени
• Обучение
• Последующие действия

ЦЕЛОСТНЫЙ ПОДХОД
Компания по борьбе с вредителями не просто занимается уничтожением вредителей.Они начинают с осмотра, чтобы определить источник, причину и уровень заражения до лечения. Они также проводят наблюдение после лечения. Такой подход носит систематический характер и гарантирует, что вы будете свободны от вредителей на долгое время.

ЛУЧШЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ
Всегда приятно позаботиться о вредителях самостоятельно, потому что вы можете зайти в магазин и купить химикаты. Но есть ли у вас или даже знаете, какие инструменты или оборудование нужно использовать? Вот почему услуги по борьбе с вредителями так важны.У этих компаний есть нужные инструменты; это дает им технологическое преимущество, позволяющее очень хорошо выполнять свою работу.

БЕЗОПАСНОСТЬ
Услуги по борьбе с вредителями означают, что безопасность превыше всего. Эти профессионалы понимают влияние пестицидов и следят за тем, чтобы они использовали правильные (в нужном количестве) и применяли их таким образом, чтобы вы и ваша семья подвергались небольшому риску или вовсе не подвергались риску после применения.

ЭКОНОМИЯ ДЕНЬГИ
Подумайте о сумме денег, которая потратится на ветер, если вы продолжите пробовать пестицид за пестицидом.Компании по борьбе с вредителями знают, какой пестицид следует использовать в любой ситуации, что позволяет сэкономить много средств.

ЭКОНОМИЯ ВРЕМЕНИ
Когда вы нанимаете компанию по борьбе с вредителями, вы можете тратить это время на другие важные дела. Это также означает, что вы можете спокойно спать, не бегая вокруг, чтобы убить пауков, и не искать совета по борьбе с вредителями у друзей и семьи. Кроме того, компании по борьбе с вредителями позаботятся обо всем, включая очистку от мертвых вредителей. Вам тоже не о чем беспокоиться.

ОБРАЗОВАНИЕ
Компании по борьбе с вредителями не только справятся с вашей ситуацией с вредителями, но и предоставят вам информацию о том, как избежать или уменьшить заражение в будущем. Это знание обычно является палочкой-выручалочкой.

ПОСЛЕДУЮЩИЕ ДЕЙСТВИЯ
Для профессиональных компаний по борьбе с вредителями борьба с вредителями не заканчивается обработкой. Они совершают повторный визит, чтобы проверить свою работу и проверить наличие новых заражений.

Видите ли, наем службы борьбы с вредителями в конце концов — хорошее использование денег.

Что еще?
Теперь вы понимаете, зачем вам нужны услуги по борьбе с вредителями, Сакраменто, но знаете ли вы, где получить лучшие профессиональные услуги по борьбе с вредителями , Сакраменто ? США — Центр борьбы с вредителями, Inc.

ͧӭ 响

Разработка согласованного несимметричного предусилителя класса A и усилитель мощности
@

СТ-1 усилитель мощности и предусилитель ST-7 были разработаны как взаимодополняющая пара Несимметричные усилители класса А.Основная часть обсуждения ниже посвящена усилитель мощности, но беглый взгляд показывает, что платы усиления на обоих похожи. Кратко о предусилителе рассказывается в конце этой статьи. бумага.

В несимметричный усилитель класса A — это очень уважаемая конструкция с традиция восходит к Линсли Гуду. Совсем недавно было сделано известный Нельсон Пасс и другие уважаемые звукорежиссеры. Класс A, SE усилители имеют характеристики действует в целом входного цикла таким образом, чтобы выходной сигнал был точным увеличенная копия входа без отсечения.Потребляйте электроэнергию подача высока и близка к постоянной независимо от силы сигнала и таким образом, усилители класса A намного менее эффективны, чем, например, класса AB. усилители. В противовес этому усилители класса A SE производят ровные гармоники, которые делает их высоко оцененными аудиофилами за их теплоту, звуковую сцену и разрешение.

Хотя оригинал Схема Линсли Гуда была элегантной и простой, у нее была небольшая выходная мощность. Увеличение мощности, полученное более поздними проектами, такими как PASS принес с собой определенные проблемы.Схема дифференциального входа имеет тенденция к уменьшению SE-характера дизайна, и хотя это может быть улучшенный путем перенастройки компонентов схемы, результат не такой естественный. Другой подход, используемый в усилителях класса A SE, заключался в использовании моста методы, но это, возможно, даже менее удовлетворительное решение, чем метод дифференциального ввода.

В конструкция предусилителя ST-7 и усилителя мощности ST-1 настолько же философский, поскольку он технический и приносит свои плоды в течение многих лет опыт.В этих усилителях объединена движущая сила усилителя SS. наряду с разрешением, тональным цветом и ароматом лампового усилителя SET. Вдобавок ко всему этому добавляется простота обслуживания и низкая стоимость.

Схемотехника анализ

В конструкция выдающейся электронной схемы должна основываться не только на технические характеристики, но также следует учитывать понимание акустической точности отдельных компонентов использовал.Помимо этого, дизайнер также должен предвидеть, как эти компоненты будут объединены, чтобы произвести нейтральный и естественный звук. это гораздо приятнее сделать правильный первоначальный выбор, чем внесите дополнительные исправления позже.

Присущий этому Классическая схема усиления SE — проблема, заключающаяся в том, что вариации рабочий ток и выходное напряжение могут возникать при изменении температуры.Контроль этих колебаний необходим для предотвращения катастрофических и дорогостоящее повреждение колонок. Традиционные решения этой проблемы имеют был:

1. добавление несколько тысяч мкФ высокой емкости непосредственно перед выходом клемма к блоку постоянного тока.

2. нанять дифференциальная схема для ограничения дрейфа постоянного тока [на примере PASS схемотехника]

В погоне за совершенство, другой подход был применен к дизайну ST-1 и ST-7 с сервоприводом постоянного тока для фиксации рабочих точек.Сервопривод постоянного тока Схема, используемая здесь, основана на свежем рассмотрении теории. и таким образом отрывается от более традиционного мышления. Первый этап сервосистема использует интегрированный усилитель для извлечения постоянного тока из сигнал при уменьшении переменного тока. Кроме того, имеется буфер -6 ​​дБ для уменьшения любой шум, вносимый интегрированным усилителем.

В выход сервопривода постоянного тока снова проходит через RC-фильтр, а затем на конденсатор связи с обратной связью, чтобы избавиться от переменной составляющей, давая чистую составляющую постоянного тока.Когда уровень постоянного тока на выходе равен При изменении, выходная точка сервопривода постоянного тока TP1 изменяется соответственно. V / I изменения проходят через резистор и изменяют рабочую точку входа этап восстановления выхода ОВ. Выходной постоянный ток ограничен до 2 мВ во время фактическое испытание цепи.

Ищу на основном усилителе схема довольно проста, хотя и заслуживает объяснения. Если бы первый этап схемы должен был использовать постоянный ток для получения высокого отношения сигнал / шум, это также обязательно уменьшить несимметричный характер усилителя класса А.Следовательно на этом этапе не используется источник постоянного тока, а вместо этого разрешается другой части схемы для увеличения отношения сигнал / шум.

В Вторая часть — это критический основной каскад усиления, где большая часть усиления имеет место. Эксплуатационная характеристика здесь существенно влияет на весь звук. Если на этом этапе используется только схема с общим эмиттером, звук плотный и теплый, но размытый и лишенный нежности. С желанием воспроизводить средние / высокие частоты, чтобы передать ощущение бега вода, плавающее облако и высокая прозрачность — другой подход. нужный.Итак, каскод схема, которая имеет желаемый тембр становится здесь логичным выбором. Следующая задача — сохранить заветный тембр, но при этом для снижения широкополосных характеристик.

Каскод транзисторы с общей базой требуют напряжения смещения для работы должным образом в качестве опорного напряжения цепи качества звука на слух эффекты. Много времени было посвящено сравнению следующего эталонного напряжения методы.

1. Стабилитрон подключен к цепи питания

2. Стабилитрон подключен к сигнальному шлейфу

3. Светодиод подключен к сигнальному шлейфу

4. Резистор, подключенный к сигнальному контуру

5. Напряжение триода BE умножитель, подключенный к сигнальному контуру,

Из пяти вариантов:

1.имеет хорошее тело и динамика но не хватает тонкости.

2. улучшено на 1) но все еще не хватает деликатесов

3. с помощью зеленого светодиода звук был чистым и прекрасным на верхних частотах, но слабее, чем Стабилитроны на низкой частоте. Интересно, что синий светодиод давал разные результаты, хотя все светодиоды вверху имели отказы, а также страдали от короткого замыкания жизнь в этом приложении.

4. с помощью резисторов Дейла, Громкость низких частот была уменьшена, и вдобавок глубина частоты ответ был ограничен

5.используя A970 / C2240 средние частоты теплые и четкие, в то время как воспроизведение низких частот слегка улучшено вперед с хорошим чувством реальности.

Хотя это может показаться случайный наблюдатель, что такие различия слишком тонки, чтобы их Можно заметить, что это природа Hi-Fi аудио, что внимание к таким крошечным различия имеют важное значение для дизайна выдающегося оборудования. В Вышеуказанные результаты явились результатом многочисленных контролируемых испытаний. условия.

В Нагрузка этой цепи — источник постоянного тока, который может увеличить нагрузку мощности, эффективно увеличивайте производительность и одновременно снижайте искажение. Когда сильноточные транзисторы Дарлингтона [MJ11032 / MJ11033] рабочий ток 80MA, качество звука хорошо сбалансировано и восхитительно. Следовательно, это Схема установлена ​​на 80 мА примерно. Выходной ток достаточен для привода выходные транзисторы без использования каких-либо транзисторов предварительного драйвера.

Чтобы выявить открытую и поющую натуру, требуется низкий коэффициент усиления без обратной связи. Коэффициент усиления этой схемы без обратной связи составляет всего 39 дБ. Частотная характеристика -3 дБ находится на 55 кГц. Коэффициент усиления замкнутого контура составляет 27 дБ. Локальный контур обратной связи подключен к выходу частей усиления напряжения, но не не присоединяйтесь повторно на этапе предварительной оценки, чтобы дать глобальную обратную связь. Аудиофилы мог бы оценить это отвращение к глобальной обратной связи

В конструкция этой системы также проверила теорию о том, что трубчатая мягкая и глубокое низкочастотное представление будет предпочтительнее при использовании низкочастотного коэффициент демпфирования.Это было достигнуто за счет отказа от транзистора с предварительным возбуждением. Прослушивание готовой системы подтвердило правильность теории. что интересно, такая форма дизайна противоречит используется в Hi-Fi с огромной динамикой.

Когда считается, что многие компоненты выходной цепи являются параллельно простота схемы становится очевидной. Выход усилителя мощности можно изменять от 15 Вт при 8 Ом до 60 Вт при 8 Ом за счет изменение количества выходных транзисторов.Дизайн платы позволит до шести пар транзисторов. ST-1 использует C5200s предпочтительнее A1943, поскольку они предлагают превосходную линейность и единообразие. В цепи постоянного тока выходного каскада из 6 транзисторы, один для предварительного драйвера, 5 для вывода. Выход 45 Вт / 8 мощность требует примерно 2. 5 А электрического тока. Для этого 1. 5 Ом сопротивление контура постоянного тока получается с помощью два резистора 1/2 Вт 3 Ом, включенных параллельно.

В усилитель использует локальную обратную связь на каждом этапе. Все компоненты были выбран для создания лампового звука с высочайшей точностью.

Вдоль при высоком рабочем токе увеличивается пульсация питания и потенциально гул. Альтернативой увеличению отношения сигнал / шум является обеспечение напряжения регулятор к выходному каскаду. Стабилизированный источник напряжения слева Сторона схемы источника питания предназначена для вывода, а питание — справа. сторона предназначена для схем усиления напряжения.Эти регуляторы напряжения работают хорошо и имеют уважаемый и признанный дизайн. В схемы были переработаны для повышения температурной стабильности и подавить возможность пульсации.

Текущее потребление составляет до 2,5 А для 45 Вт при 8 Ом. Для будущего увеличения выходной мощности ток будет больше. По этой причине регуляторы напряжения транзисторы используют двойную параллельную конструкцию, которая обеспечивает безопасную работу маржа с отличной линейностью.

Плата блока питания может дом 200000 мкФ конденсатор. При использовании 60 000 мкФ емкость составляет Достаточно для мощности 45 Вт. Возможность одиночного мостового выпрямления для обогащения звука делает его подходящим для этой цели.

Класс-А усилитель работает с постоянным потреблением тока и поэтому требует менее актуальное регулирование. Хотя трансформатора на 350 Вт будет достаточно для выходной мощности 45 Вт предпочтительно, чтобы трансформатор питал, возможно, В 20 раз больше, чем фактическое потребление энергии, чтобы уменьшить проблемы механической вибрации.Предполагается, что трансформатор мощностью 1000 Вт будет используется для каждого канала, хотя еще неизвестно, будут ли аудиофилы будьте готовы заплатить цену за эту дополнительную емкость

С усилителем класса A-SE, аудиофилов больше беспокоит отношение сигнал / шум и любой шумный, остаточный звук. который может замаскировать доставку слабого сигнала, поскольку такой шум может настроение и испортить качество изображения. Выход усилителя шум всего 0.1MV, невзвешенное SNR составляет 104 дБ, что чрезвычайно высокий для любого коммерческого продукта.