cxema.org — Ультралинейный усилитель класса А

Ламповые усилители низкой частоты обладают качественным звучанием, с которым не сравнится ни одна микросхема.

Но мало кому известно, что почти аналогичное звучанием можно получить от транзисторных схем УНЧ.
Существуют несколько схем ультралинейных схем, но для того, чтобы тягаться с ламповыми усилителями нужно нечто, что сможет полностью повторить форму входного сигнала на выходе, притом не искажая его. Для получения таких параметров нужно соорудить усилитель, который будет работать в чистом классе А.

Такие схемы применяются достаточно редко, поскольку вся основная мощность источника питания уходит в тепло и лишь 1/4 часть мощности превращается в звуковую.

Иными словами усилитель кушает 100 ватт из которых только 20-25 ватт превращаются в полезную мощность на выходе. КПД таких усилителей не превышает 25-30%.

Одним из таких схем считается ультралинейная схема чистого класса А. JLH, или усилитель ДЖОНА ЛИНСЛИ-ХУДА в последнее время находит популярность среди радиолюбителей и не только.

Схема реализована всего на 4-х транзисторах, выходная мощность в пике доходит до 12 ватт, но это далеко не те 12 ватт, которые мы привыкли понимать 12 ватт класса А это то, что мне никогда ранее не довелось слушать, поэтому советую всем собрать и почувствовать всю красу этого усилителя.
Если реализовать схему на германиевых транзисторах, то этот усилитель может тягаться с ламповыми усилителями класса А!

При использовании германиевых транзисторов советую установить выходной каскад на большие теплоотводы, поскольку германий не чувствителен к теплу.

Для раскачки выходного каскада в моем случае был использован отечественный КТ 803, но можно использовать КТ817,815 и другие. В выходном каскаде желательно использовать КТ803 или 805 в металлическом корпусе.

Качество звучания такого усилителя во многом зависит от конструкции платы, в моем случае все собрано на макетке. Настройка достаточно проста — нужно всего лишь поставить на выходе половину напряжения питания.
Жуткий перегрев транзисторов пусть не пугает вас — это все в пределах нормы.

Скачать 2 версии печатной платы с СЕРВЕРА

АКА КАСЬЯН

Усилитель 2×10 ватт класс A своими руками

   Еще одна несимметричная схема усилителя мощности низкой частоты. Это одна из известнейших схем ДЖОНА ЛИНСЛИ-ХУДА. Схема является ультралинейным усилителем чистого А класса. Схема способна развивать до 10 ватт чистой звуковой мощности, но при этом потребляет 40 -50 ватт. Как известно усилители класса А имеют очень низкий КПД, большая часть напряжения уходит в виде нагрева выходного каскада. 
Схема полностью построена на импортных компонентах, хотя можно использовать отечественные аналоги.

   Усилители класса «А» обладают высоким качеством звучания, выходной сигнал не искажается и полностью повторяет форму входного сигнала, но из — за пониженного КПД не советуется делать усилители с мощностью более 20-30 ватт. Для более мощных аудиосистем советуется собрать усилители класса АВ. 

   В данном случае повторена схема знаменитого британског конструктора УМЗЧ J. Linsley Hood. Усилитель питается от однополярного напряжения. Диапазон входных напряжений достаточно широкий — от 8 до 45 вольт. В выходном каскаде можно использовать отечественные транзисторы КТ 803А, КТ819, КТ805. Для повышения мощности можно использовать больь мощные транзисторы — КТ827, КТ825. 

   В схеме нужно использовать резисторы с мощностью 1-4 ватт, на каждом резисторе наблюдается тепловыделение (дополнительные тепловые потери в мощности). 

   Сразу были собраны две полностью одинаковые схемы этого усилителя. Платы ничем не отличаются друг от друга. Питается усилители от одного мощного трансформатора на 200 ватт (работает с большим запасом мощности). Для каждого канала намотана отдельная обмотка, с диосным выпрямителем и блоком фильтров. В схеме УМЗЧ, ТР4 может быть заменен отечественным КТ361 или КТ3107, ТР3 — КТ801, КТ815, КТ817 или на любые другие аналогичные.

   Хочу сразу предупредить, что автор схемы не советует делать замены компонентов, поскольку на качество звука это конечно повлияет, может не на слух, но выходная осциллограмма поменяет форму или же будут помехи в полупериодах.

Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Знаменитый усилитель мощности класса A First Watt Нельсон Пасс

Обзор знаменитой схемы двухтактного усилителя класса A, использующего JFET и MOSFET в очень простой двухступенчатой комплементарной схеме включения — немного похожей на Aleph J. Данный усилитель мощности класса, основанный на дизайне Нельсона Пасс — First Watt F5.

Схема высококачественного УНЧ Нельсон Пасс

• УНЧ имеет очень широкую полосу пропускания до 1 МГц.
• Конденсаторов нет нигде в цепи сигналов, да и вообще в схеме.
• Усилитель имеет высокий входной импеданс — 100 кОм и высокий коэффициент демпфирования (~ 40).
• Искажения очень низкие, до 0,001% при 1 Вт.
• На выходе очень тихо, шумы около 60 микровольт.

Электроника. Розетка IEC с предохранителем, выключателем и фильтром. Тороидальный трансформатор 300 Вт 2×17 В, два диодных моста 25 А, 4x 22000 мкФ / 35 В. Резервный источник питания (трансформатор 3 Вт, 12 В) включает реле, управляемое от селектора входов. Там 3 селектора входа на реле, управляемые поворотным переключателем.

Потенциометр — ступенчатая сборка сопротивлений. Усилитель мощности собран в соответствии со схемой из документации, без изменений.

Корпус усилителя

• Радиаторы тут 4 штуки 45x150x200 мм, анодированные — черненные.
• Алюминиевая основа 10x220x330 мм, покрытая порошковой краской.
• Алюминиевая лицевая панель 15x330x220 мм, фрезерованная поверхность и анодированная также.
• Задняя часть 3x220x195 мм алюминий.
• Верх 3x333x220 мм, перфорированный лист.

Усилитель перед использованием должен быть настроен, для этого два потенциометра на плате имеются. Корректировка предварительная лучше всего выполняется примерно через 1 час после включения, а точная — через 2 часа. Приблизительно после двух недель использования проверьте, поддерживается ли настройка, которая может измениться в результате так сказать «прогрева» транзисторов.

После двух часов прослушивания на уровне громкости, который считается средним, усилитель достигает температуры 45 C. Поэтому смысла увеличивать этот радиатор в будущем нету.

Установлено напряжение в соответствии с рекомендациями разработчика по резисторам R11 и R12, оно должно составлять 0,6 В, и что более важно, надо контролировать постоянный ток на выходе, потому что можно установить 0,6 В двумя способами, получая разные значения напряжения на выходе. Тут удалось достичь 8 мВ и 14 мВ на обоих каналах при падении U на резисторах 0,58 В.

Рекомендуется использовать трансформатор 2×17 В 2×8 A, будет примерно 6 A постоянного тока на канал и 10 A на пике. Приблизительно 60 Вт тепла идет в радиатор для каждого канала, что в сумме дает почти 150 Вт, измеренное потребление мощности 155 Вт без входного сигнала.

Усилитель звучит настолько красиво, что слышно разницу между CD и DVD аудио дисками, чего на обычном УМЗЧ не было и в помине.

Усилитель для наушников класса A

Недавно прослушанный у друга усилитель побудил тоже сделать себе А-класс УНЧ на наушники. Конструкция этого усилителя настолько проста, что даже начинающим радиолюбителям это удастся. В процессе сборки немного поэкспериментировал со значениями некоторых элементов, напряжением питания и токами покоя, чтобы получить собственное впечатление от лучшего звука. Разница в звучании эпичная, особенно когда сравнивать наушники подключенные через эту схему напрямую к выходу звуковой карты или к ужасающе шумному выходу наушников китайского усилителя от настольной аудиосистемы.

Схема УНЧ А-класса к наушникам

Усилитель был сделан всего за один день, кроме транзисторов и гнезд уже было большинство радиоэлементов. Остальное куплено на радиобазаре за копейки.

Сразу предупреждаю: усилитель А-класса, поэтому неплохо греется. Стоит сделать вентиляцию (на фото вентиляционных отверстий нет, что плохо). Вряд ли долго они выдержат конденсаторы, которые нагреваются в закрытом корпусе. Тем более недавно получил для ремонта оборудование, в котором была та же проблема: высушенные электролиты.

Первоначально предполагалось, что усилитель для наушников будет питаться от старого блока питания ноутбука, но во время прослушивания музыки было слышно как инвертор работает — шум в наушниках — непонятно связано ли это с ошибкой монтажа или низким качеством самого блока питания. В итоге применил трансформаторный источник питания, используя маленькие трансформаторы.

Блок питания работает по классической схеме трансформатор — диодный мост — 2000 мкФ конденсатор зашунтированный 100 нФ. Напряжение 23 В после нагрузки падает до 18 В и остается независимым от громкости с которой слушается музыка.

Всего сделал два усилителя — первый, сделанный по приведенной выше схеме, показался практически идеальным, но так было до тех пор пока не вышел из строя недостаточно охлажденный стабилизатор 7815 и не появилось +30 В на его выходе. Через мгновение перегорели резисторы R10 и транзисторы, не охлаждаемые радиаторами. Так что начал создавать второй, улучшенный усилитель, в котором:

1. Использовал более слабые транзисторы QFET FQP1N60, которые желательны при характеристиках линейной работы звука при значительно более низком токе, чем BUZ10.
2. Сделал сетевой фильтр на транзисторе IRFP450 (отдельно для каждого канала), который имеет дополнительную очень приятную функцию: он устраняет все щелчки наушников при включении и выключении устройства.
3. Увеличил напряжение питания до 30 В (после фильтра), что делает усилитель более мощным и практически нечувствительным к нагрузке различных типов наушников (хорошо работает даже при нагрузке на 16-омные).
4. Увеличил ток покоя до 1 А, но высокая мощность потерь (65 Вт) потребовала использования радиатора.
5. Резисторы R10 15 Ом / 0,5 Вт заменены на сборку 5 х 75 Ом / 2 Вт из-за большого количества выделяемого ими тепла.
6. Все работает от тороидального трансформатора 2 х 24 В, двухполюсного выпрямителя на высокоскоростных диодах SFAF50G, фильтрация 10000 мкФ / 50 В.

В итоге ни шумов, ни гудений — чистая тишина. Тем более там нет потенциометра — вход УНЧ напрямую подключен к выходу USB звуковой карты.

Схема фильтра питания

Вот схема фильтра. Диод — любой кремний, вместо полевика IRFP240 можете использовать IRFP450 или аналогичный, также подойдут те, которые использовались в усилителе. Это классический транзисторный фильтр, схема которого является частью усилителя ZEN V9 Nelson Pass.

В принципе достаточно 1 х 4700 мкФ до и 2 х 2200 мкФ после фильтров, в идеале вместо 1 х 2200 мкФ дать 2 х 1000 мкФ с низким ЭПС. Усилители класса А потребляют почти постоянный ток, в музыке нет колебаний мощности, как в случае с другими классами усилителей, следовательно, гораздо меньше потребность в больших конденсаторах в источнике питания. Представленная схема является правильной и спаянная без ошибок должна сразу заработать.

Усилитель класса В | Микросхема

Давненько не публиковали схем усилителей звуковой частоты. И вот буквально на днях один из радиолюбителей своим комментарием напомнил о таком замечательном транзисторном, биполярном усилителе класса В.

Надо сказать, что он отлично зарекомендовал себя и по мощности, и по качеству звука (хотя и класса В), т.к. основан на разработках фирмы Philips в области звукотехники начала 70-х гг. прошлого столетия. И вот в 1981 году один из британских журналов по практической электронике опубликовал концепцию усилителя. Сразу же у него появилось много последователей из-за неоспоримых достоинств. Радиолюбители оценили простоту сборки, доступность радиодеталей, неприхотливость как в номиналах компонентов, так и при эксплуатации, дешевизну, высокую мощность, качество звучания. Также многих радиолюбителей опубликованная схема усилителя подтолкнула к дальнейшим его модификациям.

Итак, с 1981 по 1986 гг. было проведено много доработок, модернизаций, что, естественно, сопровождалось испытаниями в домашних и полевых условиях. В конечном счете на базе того усилителя класса B была спроектирована новая схема усилителя с обратной связью. После небольших доработок заметно повысилась надежность и качественные показатели.

Схема усилителя класса В с обратной связью

Сегодня мы хотим предложить вам, уважаемые радиолюбители, для повторения эту схему усилителя класса В с обратной связью. Возможно, кто-то уже видел, слышал или даже изготавливал его. Хочется, конечно, услышать ваше мнение в комментариях. Тем, кто еще не собирал, но есть желание спаять достойный усилитель мощности – рекомендуем обратить внимание.

Отлично воспроизводит низкие частоты при высокой выходной мощности. Поэтому при использовании фильтра низких частот и регулятора фазы усилитель идеально подходит для сабвуферов. Но этим не ограничивается его применение. Усилитель универсален. Кристально чистое воспроизведение средних и высоких частот позволяет использовать его в любом канале широкополосной акустической системы.

Мифы о классе B

Вообще не стоит думать, что от усилителей В класса не получить качественного звучания. В звукотехнике давно известно, что нелинейные искажения динамика превалируют над коэффициентом нелинейных искажений усилителя мощности. Данное правило особенно актуально при воспроизведении НЧ. Особенно если сабвуфер открытого, фазоинверторного типа. Знаете, что такое экскурсия конуса динамика? Это максимально возможное его линейное перемещение относительно магнита из своего покоя. Так вот глубокое воспроизведение низких частот требует от диафрагмы перемещения больших объемов воздуха. Если конус превышает максимально возможное перемещение, то наблюдается overexcursion, т.е. выскальзывание катушки из магнитного зазора. Чем меньше эта самая экскурсия, тем меньше вносимые динамиком искажения. Поэтому мощные сабвуферные динамики имеют относительно небольшие пределы перемещения диафрагмы и/или довольно жесткую подвеску, удерживающую ее и не позволяющую значительно колебаться без высокой мощности.

Из сказанного можно сделать вывод, что при желании получить качественный глубокий бас от сабвуфера фазоинверторного типа обязательно проектируйте и собирайте его правильно. Тщательно высчитывайте размеры корпуса и правильно подбирайте динамик, чтобы свести к минимуму неминуемые искажения.

Между прочим, покупные малобюджетные сабвуферы, которые красуются на витринах гипермаркетов, в массе своей, совершенно не отвечают предъявляемым требованиям. Вообще кажется, что их не проектируют, внутренности штампуют на коленке и лишь придают красивый внешний вид. Недаром сейчас на рынке труда востребованы всевозможные дизайнеры, нежели инженеры (извините за лир. отступление — AndReas).

Всех тонкостей звукотехники в нашей коротенькой (хотя уже среднего размера) статье не опишешь. Да перед нами и не стоит такой задачи. Об этом в Интернете очень много публикаций. Мы лишь хотим показать, что усилители класса В, как наиболее производительные, рекомендуются для подключения к сабвуферам. В итоге вносимый ими шум при КНИ, допустим, 0,1% получается ничтожным по сравнению с КНИ саба, варьирующимся, в лучшем случае, от 3 до 50% в зависимости от громкости.

Описание усилителя мощности

В представленном усилителе мощности обратная связь и нужна как раз для снижения искажений, вносимых динамиком. Потому как любое изменение индуктивности катушки мгновенно корректируется цепью ОС. Получается, что ток, протекающий через динамик, пропорционален экскурсии конуса и может быть скорректирован обратной связью.

Синусоидальная (RMS) выходная мощность усилителя 40 ватт при коэффициенте нелинейных искажений

Усилители класса В обычно питаются от однополярного источника питания. В нашем случае напряжение 56 вольт.

Обратная связь реализована через резистор 470 Ом. Налаживание усилителя сводится к установке в точке соединения двух резисторов 0,47 Ом напряжения, равного половине напряжения питания. Достигается путем изменения сопротивления резистора 39К при отсутствии входного сигнала. При тестовом включении вместо него можно установить переменный 100К и добиться необходимого напряжения (28 вольт в нашем случае). Ток покоя через выходные транзисторы может быть отрегулирован за счет изменения сопротивления резистора, включенного последовательно с двумя диодами 1N4007. Номинал резистора лежит в пределах 15…33 Ом. Необходимо добиться тока в 50 мА при питании от 56 В. Резистор 0,47 Ом на 2 Вт, 56 Ом на 0,5 Вт, а все остальные на 0,25 Вт.

Транзисторы BD139 и BD140 необходимо установить на небольшие радиаторы (например, алюминиевый лист с размерами 60мм х 25мм толщиной 1 мм), а выходные 2N3055 требуют усиленного отвода тепла, возможно, даже с применением вентилятора и/или термопасты. 2N3055 можно заменить на TIP41B.

Как и в предыдущем варианте усилителя, конденсаторы 220 мкФ и 47 пФ отвечают за воспроизводимость усилителем НЧ и ВЧ соответственно. Чем больше емкость первого, тем лучше низкие частоты; чем больше второго, тем тише высокие. Возможные замены транзисторов прописаны в предыдущей статье, но ими не ограничены.

Предусилитель с активным фильтром

Для рассмотренного усилителя В класса хорошим предусилителем с фильтром НЧ и ВЧ может послужить следующая схема:

Этот простой активный фильтр имеет частоту среза 50 Гц для низких и 10 кГц для высоких частот. В дополнение частоты среза могут регулироваться переменными резисторами R7 и R10. Транзистор Q1 (BC109) и связанные с ним компоненты (R1, R2 и R3) образуют эмиттерный повторитель, который является входным каскадом. Входное сопротивление около 225 кОм. Далее сигнал через конденсатор C1 проходит пассивную цепь регулятора частот и поступает на выходной каскад на транзисторе Q2 (BC109), который обеспечивает общий коэффициент усиления по напряжению >3. При питании его от 50 вольт необходимо увеличить сопротивление резистора R14 до 12 кОм. Ток потребления небольшой – около 3 мА. Вместо BC109 можно использовать BC546 или PN2222.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: сабвуфер, темброблок, УНЧ, фильтр НЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

УНЧ 900 Вт — Класс D
Hi-Fi усилитель ЗЧ на TDA2052