Усилитель на 100 ватт своими руками. Усилитель мощности звуковой частоты 100 Вт своими руками: схема и описание

Основные элементы схемы:

• VT1-VT2 — входной дифференциальный каскад на малошумящих транзисторах
• VT3-VT4 — предоконечный каскад с динамической нагрузкой
• VT5-VT6 — выходной каскад на составных транзисторах
• Цепи термокомпенсации и защиты
• Глубокая ООС, охватывающая все каскады усилителя

Выбор компонентов для УМЗЧ 100 Вт

При подборе элементов для мощного усилителя звука следует обратить внимание на следующие моменты:

• Выходные транзисторы — мощные биполярные, например, КТ819/КТ820 или их аналоги
• Предварительные каскады — малошумящие транзисторы КТ3102, КТ3107
• Конденсаторы в цепях сигнала — только высококачественные пленочные или керамические
• Резисторы — прецизионные металлопленочные с допуском 1%
• Радиаторы для выходных транзисторов — площадью не менее 400 см2 каждый

Качественный подбор компонентов позволит получить хорошие параметры усилителя по уровню шумов и нелинейных искажений.

Настройка и регулировка УМЗЧ

После сборки усилителя необходимо провести его настройку и регулировку:

1. Проверка отсутствия короткого замыкания в цепях питания
2. Установка тока покоя выходных транзисторов (обычно 50-100 мА)
3. Проверка симметрии выходного напряжения относительно общего провода
4. Измерение коэффициента усиления и полосы пропускания
5. Проверка формы выходного сигнала на осциллографе
6. Измерение коэффициента нелинейных искажений

Тщательная настройка позволит реализовать заложенные в схему параметры и получить качественное звучание усилителя.

Конструктивное исполнение УМЗЧ на 100 Вт

При конструировании мощного усилителя звука следует учитывать следующие рекомендации:

• Размещение элементов на печатной плате с минимальными длинами проводников
• Разделение силовых и сигнальных цепей
• Качественное заземление всех каскадов в одной точке
• Применение толстых силовых шин питания
• Надежное крепление выходных транзисторов к радиаторам
• Установка входных разъемов и регуляторов на отдельной панели

Правильная компоновка элементов позволит избежать самовозбуждения усилителя и снизить уровень наводок.

Рекомендации по эксплуатации УМЗЧ

Для надежной работы мощного усилителя звука следует соблюдать несколько простых правил:

• Не допускать длительной работы на максимальной мощности
• Обеспечить хорошую вентиляцию корпуса усилителя
• Периодически проверять ток покоя выходных транзисторов
• Не допускать попадания внутрь корпуса посторонних предметов
• При появлении искажений немедленно отключить усилитель

Соблюдение этих рекомендаций обеспечит длительную и надежную работу собранного своими руками УМЗЧ на 100 Вт.

Возможные неисправности и методы их устранения

При эксплуатации мощного УМЗЧ могут возникнуть следующие проблемы:

При возникновении других неисправностей рекомендуется тщательно проверить монтаж и параметры всех элементов схемы.

Заключение

Самостоятельная сборка усилителя мощности звуковой частоты на 100 Вт — интересный и познавательный проект. Он позволяет на практике изучить принципы работы аналоговых схем и получить качественное звучание при умеренных затратах. При аккуратном изготовлении и правильной настройке такой УМЗЧ способен обеспечить отличные параметры, не уступающие промышленным образцам. Описанная конструкция может стать хорошей основой для дальнейшего совершенствования и экспериментов в области звуковой техники.

Автомобильный унч на 100 ватт своими руками. Мощный УНЧ на микросхемах TDA7294 (100 Вт). Готовые печатные платы

Усилитель звука на TDA7294

К этому усилителю в интернете очень много притензий на этой микросхеме, что быстро сгорает, что самовозбуждается.Но не правда,все недостатки если происходят,то изза самого радиолюбителя.Схема усилителя на 100Вт на микросхеме тда7294 имеет защиту от короткого замыкания и с защитой от перегрева.

Схема усилителя:

Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления. К ее достоинствам относятся большая выходная мощность (до 100 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом), возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений, высокие технические характеристики (малые искажения, низкий уровень шума, широкий диапазон рабочих частот и т.д.), минимум необходимых внешних компонентов и небольшая стоимость.

Схема простая,и буквально не очень капризная.

Как видно по схеме конденсатора С10 нет. Он нужен для микросхемы TDA7293 (140W), и ставиться он место C9 между 6й и 12й ногами микросхемы. Вместо диода КД522 я поставил 1N4001.

Микросхему нужно ставить на радиатор из аллюминия площадью 600см 2 или больше

Если вы хотите пустить звук на два канала,то соответственно вам нужно будет сделать две таких схемы

Это многократно проверенная схема самодельного 100 ваттного усилителя на популярной микросхеме TDA7294 усиленной парой мощных транзисторов на выходе. Схема эта предназначена для низкоомной нагрузки, но в ней бОльшая часть выходного тока снимается не с микросхемы, а поставляется в нагрузку дополнительными транзисторами. А микросхема ими только управляет. УМЗЧ предназначен для работы с низкоомной нагрузкой, мощностью от 100 ватт.

Как видно, усилитель на МС TDA7294 дополняется двумя мощными выходными транзисторами, работающими в режиме В. Они усиливают выходной ток микросхемы, поэтому на ней рассеивается гораздо меньшая мощность, из-за чего можно поднять напряжение питания, чтобы получить повышенную мощность в нагрузке. В состоянии покоя выходные транзисторы закрыты и тока от источника питания не потребляют. При небольшом уровне сигнала (до ~0,5 вольт на нагрузке) транзисторы не открываются, а выходной сигнал протекает с выхода микросхемы в нагрузку через резистор R7. При этом на нем появляется напряжение. С ростом уровня сигнала напряжение на R7 растет, и когда оно достигает ~0,6 вольт (это соответствует мощности 30…50 мВт на нагрузке 4 Ома), выходные транзисторы начинают открываться. При маленьких выходных напряжениях выходные транзисторы открываются только на пиках громкости на непродолжительное время. По мере роста выходного сигнала, выходной каскад включается в работу, беря на себя питание нагрузки. При этом от микросхемы в динамик поступает только 10% мощности и еще ~10% от выходной мощности микросхема тратит на раскачку выходных транзисторов.

Таким образом, можно работать на низкоомной нагрузке и получить на ней максимум напряжения и тока без перегрева микросхемы. В отличие от «параллельного» включения, здесь микросхема выполняет роль предварительного каскада, а основной мощностью управляют дополнительные транзисторы. Такое включение будет неплохим вариантом для раскачки мощного сабвуфера, причем его мощность доходит до 100 Вт. Умощненная микросхема как раз легко такую мощность дает. Второй вариант — НЧ/СЧ канал двухполосного усилителя (ВЧ канал сделан на TDA7294 без умощнения) для озвучки помещения. В качестве выходных можно использовать только биполярные транзисторы! У полевых для открывания нужно приложить большое напряжение — порядка 4 вольт, а то и больше. А это напряжение образуется на резисторе R7. Его мощность при этом должна быть минимум 5 Вт, греться он будет соответственно. А, главное, на малой мощности будет работать только одна микросхема без выходников.

Катушку L1 можно намотать прямо на R8. Для этого берется резистор типа МЛТ-2 Вт и на него наматывается 2 слоя провода диаметром 1 мм. Верхний слой должен быть короче, чтобы витки не сползали. Катушку слегка пропитать клеем, чтобы не разлезалась. Выводы катушки наматываем на выводы резистора. Для микросхемы понадобится небольшой радиатор. Можно ее и транзисторы поставить на общий радиатор через прокладки. После сборки усилителя надо убедиться в отсутствии самовозбуждения, посмотрев на сигнал при помощи осциллографа.

Для повышения выходной мощности усилителя свыше 100 ватт, надо напряжение питания транзисторов поднять до 50 вольт нестабилизированным напряжением. А для микросхемы используем стабилизатор на +- 38 вольт. Стабилизатор включается в разрывы цепей питания микросхемы в точках А и Б. Теперь просадки напряжения питания на микросхему не влияют, поэтому питание микросхемы всегда максимально и она всегда может выдать максимум выходного напряжения. А значит напряжение и мощность на нагрузке всегда будут максимально возможными.

Представляемый усилитель благодаря своим великолепным техническим характеристикам рекомендуется для работы с домашним электроакустическим оборудованием Hi-Fi.

В его конструкции использованы интегральные схемы TDA7294, производимые фирмой SGS-THOMPSON. В своей структуре ониимеют защиту от замыкания в нагрузке от перегрева, а также систему шумопонижения.

Технические характеристики усилителя:

• входное сопротивление 22 кОм;
• полоса воспроизводимых частот 20 Гц-100 кГц;
• мощность выходная постоянная 70 Вт/8 Ом;
• мощность музыкальная 100 Вт/8 Ом (ІІвр. +/- 40 В).

Принципиальная схема

Входной сигнал подается на вход усилителя через конденсатор С1 и низкочастотный фильтр, состоящий из резистора R1 и конденсатора С2. Резистор R4 вводит отрицательную обратную связь. Схемы «MUTT» и «STANDBY», которыми оборудован усилитель, автоматически включаются после включения питания.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного УНЧ на микросхеме TDA7294 (100 Вт).

В случае возникновения необходимости изменения постоянной временной этих контуров следует соответствующим образом подобрать величины конденсаторов С9 и СЮ. Не рекомендуется уменьшать величины резисторов R5 и R6, так как это может привести к превышению максимально допустимого входного тока для входов «MUNF» и «STANDBY».

Детали и монтаж

Встроенная термическая защита выключает усилитель при росте температуры схемы более 145 °С. Монтаж усилителя не должен представлять сложностей. Сборку следует начать с впайки всех перемычек. Затем нужно впаять резисторы и конденсаторы.

Интегральные схемы следует сначала прикрепить к радиаторам, а затем впаять в плату. Это предохранит точки пайки от случайного отрывания.

Радиаторы, которые необходимо использовать в усилителе, должны обеспечивать соответствующий отвод тепла от интегральных схем, в противном случае они будут выключаться.

Для полного использования возможностей усилителя его следует оборудовать хорошим блоком питания. Лучше всего использовать тороидальный трансформатор мощностью 300 Вт и батарею конденсаторов 2 х 10000 мкФ. Можно также использовать два трансформатора мощностью 150 Вт каждый и установить отдельные блоки питания для каждого канала.

Напряжение, питающее усилитель, может быть в границах +/-10-+/- 40 В. В любом случае нельзя превышать напряжение в 40 В, поскольку это грозит повреждением дорогостоящих интегральных схем.

При включении усилителя необходимо последовательно с питанием включить резистор мощностью в несколько ватт и с сопротивлением в несколько десятков ом, что предохранит интегральные схемы в случае замыканий на плате.

Ток покоя усилителя при питании напряжением +/-40 В не должен быть больше 60 мА. Постоянное напряжение на выходе интегральных схем, измеряемое относительно массы, должно быть равно 0 В.

Комментарии (12):

#1 Владимир Январь 08 2017

Собрал данное устройство. По ошибке при первом включении подключил неправильно полярность вылетел диод один 4001 D4 и конденсатор 220мкф 63в С11 рванул, заменил, транзисторы все прозвонил рабочие 100пудов. Итог при включении постоянка на выходе(лампочка 12в горит ярко(24вольта причем обратной полярности)) и греется резистор R4 и дуется конденцатор С2. Народ если кто знает решение отзовитесь, может схема нерабочая? кто собирал?

#2 root Январь 09 2017

После подобного случая проверку стоит начать с отключенного от усилителя источника питания, прозвонить выпрямительные диоды и измерить напряжения на выходе для каждого плеча (+ и земля, — и земля).
После этого:

• Проверка монтажа, нет ли лишних соединений, все ли детали хорошо пропаяны, соответствует ли соединения на печатной плате принципиальной схеме усилителя;
• Проверка номиналов всех деталей — сопротивление резисторов желательно проверить тестером, диоды и транзисторы прозвонить;
• Все электролитические конденсаторы желательно заменить, некоторые уже могут быть подпорчены и без внешних признаков неисправности;
• Перед включением усилителя в разрыв каждой линии питания можно временно подключить по лампочке рассчитанной на напряжение питания, или же по предохранителю на 2-3А.

#3 Владимир Февраль 26 2017

Спасибо большое, думал никто и не ответит. Все хорошо пропаяно, все детали прозвонил. Может дело в питании, я брал с компьютерного блока питания 2 обмотки по 12вольт переменки в итоге выпрямления получил +30 общий -30 вольт может этого много?)))) Ну или может у меня не те транзисторы, TIP142 и TIP147 только вот они нифига не похожи на те что тут на фотографии(больше по размерам). Самое интересное то что когда я мерю напряжение на базе одного из них(TIP) то у одного 2вольта а у другого чет в районе 50вольт. Я не мега шарю в радиоделе просто увидел решил собрать плату вытравил с принтера так что ошибки не может быть. Ездил даже в сервисный центр с моим устройством, развели руками не могут понять принцип этой схемы. Жаль потраченного времени и денег. Понимаю что моя ошибка что поторопился но блин я же поменял неисправные детали и все ровно не работает. Жаль что мальенькая вероятность работы схем из интернета. Думаю может это все 241 транзюк виноват или мелкий 556. Но и их я менял))) Так что……..

#4 root Февраль 27 2017

Насчет компьютерного БП — в данном случае идея не очень хорошая, там скорее всего нужна более серьезная переделка чем просто домотать/отмотать обмотки. И еще, насчет линий питания 12В, которые присутствуют изначально в компьютерном БП — одна из них (синий провод, -12В) рассчитана на очень маленький ток (0.3-0,5А).
Здесь лучше использовать хотя бы 4 аккумулятора по 12В (24+24В) или же достать/изготовить трансформатор с двумя вторичными обмотками на напряжение порядка 30В и ток 4-6А. После выпрямления диодным мостом и сглаживания электролитическими конденсаторами получим напряжение где-то в районе 2х40В.
Проверить тестером диоды D2, D3, D4, они должны быть такого номинала как на схеме, это важно.
Вполне возможно что вы в шаге от работающей схемы, кто знает…

Схема двуполярного блока питания:

#5 Andriy Август 07 2017

яке навантаження в Омах можна давати

#6 root Август 07 2017

4 Ома, 8 Ом…

#7 Александр Анатольевич Март 05 2018

Этот усилитель собирать НЕЛЬЗЯ! Он горит, как с добрым утром. Я уж не знаю, что там в нём прекрасно сбалансировано, но лучше сделать какую нибудь другую схему, например усилитель Брагина 1, Трошина (модернизированный) Лайкова, Худа, и. т.д.

Ездил даже в сервисный центр с моим устройством, развели руками не могут понять принцип этой схемы ***** обходите этот «сервис» стороной.. там неучи.. классический вариант унч….это им не модуля и емкостя менять….за нереальные деньги..не понимая как это работает..

#9 паша Март 14 2018

Я собирал его работает отлично,у друга работает до сих пор на s90 4om жалоб нет легкая схема и повторяемость 100% работает без настройки!

#10 CcbikyH Март 14 2018

Печатка разведена криво, смещение выхода мало, температурной стабилизации нет — он сгорит.

#11 АЛЕКСЕЙ Июнь 02 2018

Собрал. Работает от 40 вольт на входе. Мощность довольно хорошая. Но тестил его без радиаторов и в итоге после минуты работы сгорели все транзисторы. Так что даже не стоит пытаться запускать его без дополнительного охлаждения

#12 Master Апрель 06 2019

Собирал на ТИПАХ. Круто играл, питание около 36 вольт +/-, вместе 72 вольта было чтобы понятнее, питание брал от старого видеомагнитофона. ТИПЫ сгорели даже при радиаторе… Поменял и ещё установил 2 кулера от компа. Сделал отдельный включатель чтобы они не шумели когда нужно послушать тихо. В общем обдув хороший нужен на большой громкости. Схема супер. Самая легкая и очень мощная. Даже мне без опыта удалось собрать для эксперимента.

– Сосед запарил по батарее стучать. Сделал музыку громче, чтобы его не слышать.
(Из фольклора аудиофилов).

Эпиграф иронический, но аудиофил совсем не обязательно «больной на всю голову» с физиономией Джоша Эрнеста на брифинге по вопросам отношений с РФ, которого «прёт» оттого, что соседи «счастливы». Кто-то хочет слушать серьезную музыку дома как в зале. Качество аппаратуры для этого нужно такое, какое у любителей децибел громкости как таковых просто не помещается там, где у здравомыслящих людей ум, но у последних оный за разум заходит от цен на подходящие усилители (УМЗЧ, усилитель мощности звуковой частоты). А у кого-то попутно возникает желание приобщиться к полезным и увлекательным сферам деятельности – технике воспроизведения звука и вообще электронике. Которые в век цифровых технологий неразрывно связаны и могут стать высокодоходной и престижной профессией. Оптимальный во всех отношениях первый шаг в этом деле – сделать усилитель своими руками: именно УМЗЧ позволяет с начальной подготовкой на базе школьной физики на одном и том же столе пройти путь от простейших конструкций на полвечера (которые, тем не менее, неплохо «поют») до сложнейших агрегатов, через которые с удовольствием сыграет и хорошая рок-группа. Цель данной публикации – осветить первые этапы этого пути для начинающих и, возможно, сообщить кое-что новое опытным.

Простейшие

Итак, для начала попробуем сделать усилитель звука, который просто работает. Чтобы основательно вникнуть в звукотехнику, придется постепенно освоить довольно много теоретического материала и не забывать по мере продвижения обогащать багаж знаний. Но любая «умность» усваивается легче, когда видишь и щупаешь, как она работает «в железе». В этой статье далее тоже без теории не обойдется – в том, что нужно знать поначалу и что возможно пояснить без формул и графиков. А пока достаточно будет умения и пользоваться мультитестером.

Примечание: если вы до сих пор не паяли электронику, учтите – ее компоненты нельзя перегревать! Паяльник – до 40 Вт (лучше 25 Вт), максимально допустимое время пайки без перерыва – 10 с. Паяемый вывод для теплоотвода удерживается в 0,5-3 см от места пайки со стороны корпуса прибора медицинским пинцетом. Кислотные и др. активные флюсы применять нельзя! Припой – ПОС-61.

Слева на рис. – простейший УМЗЧ, «который просто работает». Его можно собрать как на германиевых, так и на кремниевых транзисторах.

На этой крошке удобно осваивать азы наладки УМЗЧ с непосредственными связями между каскадами, дающими наиболее чистый звук:

• Перед первым включением питания нагрузку (динамик) отключаем;
• Вместо R1 впаиваем цепочку из постоянного резистора на 33 кОм и переменного (потенциометра) на 270 кОм, т.е. первый прим. вчетверо меньшего, а второй прим. вдвое большего номинала против исходного по схеме;
• Подаем питание и, вращая движок потенциометра, в точке, обозначенной крестиком, выставляем указанный ток коллектора VT1;
• Снимаем питание, выпаиваем временные резисторы и замеряем их общее сопротивление;
• В качестве R1 ставим резистор номинала из стандартного ряда, ближайшего к измеренному;
• Заменяем R3 на цепочку постоянный 470 Ом + потенциометр 3,3 кОм;
• Так же, как по пп. 3-5, в т. а выставляем напряжение, равное половине напряжения питания.

Точка а, откуда снимается сигнал в нагрузку это т. наз. средняя точка усилителя. В УМЗЧ с однополярным питанием в ней выставляют половину его значения, а в УМЗЧ в двухполярным питанием – ноль относительно общего провода. Это называется регулировкой баланса усилителя. В однополярных УМЗЧ с емкостной развязкой нагрузки отключать ее на время наладки не обязательно, но лучше привыкать делать это рефлекторно: разбалансированный 2-полярный усилитель с подключенной нагрузкой способен сжечь свои же мощные и дорогие выходные транзисторы, а то и «новый, хороший» и очень дорогой мощный динамик.

Примечание: компоненты, требующие подбора при наладке устройства в макете, на схемах обозначаются или звездочкой (*), или штрихом-апострофом (‘).

В центре на том же рис. – простой УМЗЧ на транзисторах, развивающий уже мощность до 4-6 Вт на нагрузке 4 Ом. Хотя и работает он, как и предыдущий, в т. наз. классе AB1, не предназначенном для Hi-Fi озвучивания, но, если заменить парой таких усилитель класса D (см. далее) в дешевых китайских компьютерных колонках, их звучание заметно улучшается. Здесь узнаем еще одну хитрость: мощные выходные транзисторы нужно ставить на радиаторы. Компоненты, требующие дополнительного охлаждения, на схемах обводятся пунктиром; правда, далеко не всегда; иногда – с указанием необходимой рассеивающей площади теплоотвода. Наладка этого УМЗЧ – балансировка с помощью R2.

Справа на рис. – еще не монстр на 350 Вт (как был показан в начале статьи), но уже вполне солидный зверюга: простой усилитель на транзисторах мощностью 100 Вт. Музыку через него слушать можно, но не Hi-Fi, класс работы – AB2. Однако для озвучивания площадки для пикника или собрания на открытом воздухе, школьного актового или небольшого торгового зала он вполне пригоден. Любительская рок-группа, имея по такому УМЗЧ на инструмент, может успешно выступать.

В этом УМЗЧ проявляются еще 2 хитрости: во-первых, в очень мощных усилителях каскад раскачки мощного выхода тоже нужно охлаждать, поэтому VT3 ставят на радиатор от 100 кв. см. Для выходных VT4 и VT5 нужны радиаторы от 400 кв. см. Во-вторых, УМЗЧ с двухполярным питанием совсем без нагрузки не балансируются. То один, то другой выходной транзистор уходит в отсечку, а сопряженный в насыщение. Затем, на полном напряжении питания скачки тока при балансировке способны вывести из строя выходные транзисторы. Поэтому для балансировки (R6, догадались?) усилитель запитывают от +/–24 В, а вместо нагрузки включают проволочный резистор 100…200 Ом. Кстати, закорючки в некоторых резисторах на схеме – римские цифры, обозначающие их необходимую мощность рассеяния тепла.

Примечание: источник питания для этого УМЗЧ нужен мощностью от 600 Вт. Конденсаторы сглаживающего фильтра – от 6800 мкФ на 160 В. Параллельно электролитическим конденсаторам ИП включаются керамические по 0,01 мкФ для предотвращения самовозбуждения на ультразвуковых частотах, способного мгновенно сжечь выходные транзисторы.

На полевиках

На след. рис. – еще один вариант достаточно мощного УМЗЧ (30 Вт, а при напряжении питания 35 В – 60 Вт) на мощных полевых транзисторах:

Звук от него уже тянет на требования к Hi-Fi начального уровня (если, разумеется, УМЗЧ работает на соотв. акустические системы, АС). Мощные полевики не требуют большой мощности для раскачки, поэтому и предмощного каскада нет. Еще мощные полевые транзисторы ни при каких неисправностях не сжигают динамики – сами быстрее сгорают. Тоже неприятно, но все-таки дешевле, чем менять дорогую басовую головку громкоговорителя (ГГ). Балансировка и вообще наладка данному УМЗЧ не требуются. Недостаток у него, как у конструкции для начинающих, всего один: мощные полевые транзисторы много дороже биполярных для усилителя с такими же параметрами. Требования к ИП – аналогичные пред. случаю, но мощность его нужна от 450 Вт. Радиаторы – от 200 кв. см.

Примечание: не надо строить мощные УМЗЧ на полевых транзисторах для импульсных источников питания, напр. компьютерных. При попытках «загнать» их в активный режим, необходимый для УМЗЧ, они или просто сгорают, или звук дают слабый, а по качеству «никакой». То же касается мощных высоковольтных биполярных транзисторов, напр. из строчной развертки старых телевизоров.

Сразу вверх

Если вы уже сделали первые шаги, то вполне естественным будет желание построить УМЗЧ класса Hi-Fi, не вдаваясь слишком глубоко в теоретические дебри. Для этого придется расширить приборный парк – нужен осциллограф, генератор звуковых частот (ГЗЧ) и милливольтметр переменного тока с возможностью измерения постоянной составляющей. Прототипом для повторения лучше взять УМЗЧ Е. Гумели, подробно описанный в «Радио» №1 за 1989 г. Для его постройки понадобится немного недорогих доступных компонент, но качество удовлетворяет весьма высоким требованиям: мощность до 60 Вт, полоса 20-20 000 Гц, неравномерность АЧХ 2 дБ, коэффициент нелинейных искажений (КНИ) 0,01%, уровень собственных шумов –86 дБ. Однако наладить усилитель Гумели достаточно сложно; если вы с ним справитесь, можете браться за любой другой. Впрочем, кое-какие из известных ныне обстоятельств намного упрощают налаживание данного УМЗЧ, см. ниже. Имея в виду это и то, что в архивы «Радио» пробраться не всем удается, уместно будет повторить основные моменты.

Схемы простого высококачественного УМЗЧ

Схемы УМЗЧ Гумели и спецификация к ним даны на иллюстрации. Радиаторы выходных транзисторов – от 250 кв. см. для УМЗЧ по рис. 1 и от 150 кв. см. для варианта по рис. 3 (нумерация оригинальная). Транзисторы предвыходного каскада (КТ814/КТ815) устанавливаются на радиаторы, согнутые из алюминиевых пластин 75х35 мм толщиной 3 мм. Заменять КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не стоит, звук заметно не улучшается, но налаживание серьезно затрудняется.

Этот УМЗЧ очень критичен к электропитанию, топологии монтажа и общей, поэтому налаживать его нужно в конструктивно законченном виде и только со штатным источником питания. При попытке запитать от стабилизированного ИП выходные транзисторы сгорают сразу. Поэтому на рис. даны чертежи оригинальных печатных плат и указания по наладке. К ним можно добавить что, во-первых, если при первом включении заметен «возбуд», с ним борются, меняя индуктивность L1. Во-вторых, выводы устанавливаемых на платы деталей должны быть не длиннее 10 мм. В-третьих, менять топологию монтажа крайне нежелательно, но, если очень надо, на стороне проводников обязательно должен быть рамочный экран (земляная петля, выделена цветом на рис.), а дорожки электропитания должны проходить вне ее.

Примечание: разрывы в дорожках, к которым подключаются базы мощных транзисторов – технологические, для налаживания, после чего запаиваются каплями припоя.

Налаживание данного УМЗЧ много упрощается, а риск столкнуться с «возбудом» в процессе пользования сводится к нулю, если:

• Минимизировать межблочный монтаж, поместив платы на радиаторах мощных транзисторов.
• Полностью отказаться от разъемов внутри, выполнив весь монтаж только пайкой. Тогда не нужны будут R12, R13 в мощном варианте или R10 R11 в менее мощном (на схемах они пунктирные).
• Использовать для внутреннего монтажа аудиопровода из бескислородной меди минимальной длины.

При выполнении этих условий с возбуждением проблем не бывает, а налаживание УМЗЧ сводится к рутинной процедуре, описанной на рис.

Провода для звука

Аудиопровода не досужая выдумка. Необходимость их применения в настоящее время несомненна. В меди с примесью кислорода на гранях кристаллитов металла образуется тончайшая пленочка окисла. Оксиды металлов полупроводники и, если ток в проводе слабый без постоянной составляющей, его форма искажается. По идее, искажения на мириадах кристаллитов должны компенсировать друг друга, но самая малость (похоже, обусловленная квантовыми неопределенностями) остается. Достаточная, чтобы быть замеченной взыскательными слушателями на фоне чистейшего звука современных УМЗЧ.

Производители и торговцы без зазрения совести подсовывают вместо бескислородной обычную электротехническую медь – отличить одну от другой на глаз невозможно. Однако есть сфера применения, где подделка не проходит однозначно: кабель витая пара для компьютерных сетей. Положить сетку с длинными сегментами «леварем», она или вовсе не запустится, или будет постоянно глючить. Дисперсия импульсов, понимаешь ли.

Автор, когда только еще пошли разговоры об аудиопроводах, понял, что, в принципе, это не пустая болтовня, тем более, что бескислородные провода к тому времени уже давно использовались в технике спецназначения, с которой он по роду деятельности был хорошо знаком. Взял тогда и заменил штатный шнур своих наушников ТДС-7 самодельным из «витухи» с гибкими многожильными проводами. Звук, на слух, стабильно улучшился для сквозных аналоговых треков, т.е. на пути от студийного микрофона до диска нигде не подвергавшихся оцифровке. Особенно ярко зазвучали записи на виниле, сделанные по технологии DMM (Direct Meta lMastering, непосредственное нанесение металла). После этого межблочный монтаж всего домашнего аудио был переделан на «витушный». Тогда улучшение звучания стали отмечать и совершенно случайные люди, к музыке равнодушные и заранее не предуведомленные.

Как сделать межблочные провода из витой пары, см. след. видео.

Видео: межблочные провода из витой пары своими руками

К сожалению, гибкая «витуха» скоро исчезла из продажи – плохо держалась в обжимаемых разъемах. Однако, к сведению читателей, только из бескислородной меди делается гибкий «военный» провод МГТФ и МГТФЭ (экранированный). Подделка невозможна, т.к. на обычной меди ленточная фторопластовая изоляция довольно быстро расползается. МГТФ сейчас есть в широкой продаже и стоит много дешевле фирменных, с гарантией, аудиопроводов. Недостаток у него один: его невозможно выполнить расцвеченным, но это можно исправить бирками. Есть также и бескислородные обмоточные провода, см. далее.

Теоретическая интермедия

Как видим, уже на первых порах освоения звукотехники нам пришлось столкнуться с понятием Hi-Fi (High Fidelity), высокая верность воспроизведения звука. Hi-Fi бывают разных уровней, которые ранжируются по след. основным параметрам:

1. Полосе воспроизводимых частот.
2. Динамическому диапазону – отношению в децибелах (дБ) максимальной (пиковой) выходной мощности к уровню собственных шумов.
3. Уровню собственных шумов в дБ.
4. Коэффициенту нелинейных искажений (КНИ) на номинальной (долговременной) выходной мощности. КНИ на пиковой мощности принимается 1% или 2% в зависимости от методики измерений.
5. Неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе воспроизводимых частот. Для АС – отдельно на низких (НЧ, 20-300 Гц), средних (СЧ, 300-5000 Гц) и высоких (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звуковых частотах.

Примечание: отношение абсолютных уровней каких-либо величин I в (дБ) определяется как P(дБ) = 20lg(I1/I2). Если I1

Все тонкости и нюансы Hi-Fi нужно знать, занимаясь проектированием и постройкой АС, а что касается самодельного Hi-Fi УМЗЧ для дома, то, прежде чем переходить к таким, нужно четко уяснить себе требования к их мощности, необходимой для озвучивания данного помещения, динамическому диапазону (динамике), уровню собственных шумов и КНИ. Добиться от УМЗЧ полосы частот 20-20 000 Гц с завалом на краях по 3 дБ и неравномерностью АЧХ на СЧ в 2 дБ на современной элементной базе не составляет больших сложностей.

Громкость

Мощность УМЗЧ не самоцель, она должна обеспечивать оптимальную громкость воспроизведения звука в данном помещении. Определить ее можно по кривым равной громкости, см. рис. Естественных шумов в жилых помещениях тише 20 дБ не бывает; 20 дБ это лесная глушь в полный штиль. Уровень громкости в 20 дБ относительно порога слышимости это порог внятности – шепот разобрать еще можно, но музыка воспринимается только как факт ее наличия. Опытный музыкант может определить, какой инструмент играет, но что именно – нет.

40 дБ – нормальный шум хорошо изолированной городской квартиры в тихом районе или загородного дома – представляет порог разборчивости. Музыку от порога внятности до порога разборчивости можно слушать при наличии глубокой коррекции АЧХ, прежде всего по басам. Для этого в современные УМЗЧ вводят функцию MUTE (приглушка, мутирование, не мутация!), включающую соотв. корректирующие цепи в УМЗЧ.

90 дБ – уровень громкости симфонического оркестра в очень хорошем концертном зале. 110 дБ может выдать оркестр расширенного состава в зале с уникальной акустикой, каких в мире не более 10, это порог восприятия: звуки громче воспринимаются еще как различимый по смыслу с усилием воли, но уже раздражающий шум. Зона громкости в жилых помещениях 20-110 дБ составляет зону полной слышимости, а 40-90 дБ – зону наилучшей слышимости, в которой неподготовленные и неискушенные слушатели вполне воспринимают смысл звука. Если, конечно, он в нем есть.

Мощность

Расчет мощности аппаратуры по заданной громкости в зоне прослушивания едва ли не основная и самая трудная задача электроакустики. Для себя в условиях лучше идти от акустических систем (АС): рассчитать их мощность по упрощенной методике, и принять номинальную (долговременную) мощность УМЗЧ равной пиковой (музыкальной) АС. В таком случае УМЗЧ не добавит заметно своих искажений к таковым АС, они и так основной источник нелинейности в звуковом тракте. Но и делать УМЗЧ слишком мощным не следует: в таком случае уровень его собственных шумов может оказаться выше порога слышимости, т.к. считается он от уровня напряжения выходного сигнала на максимальной мощности. Если считать совсем уж просто, то для комнаты обычной квартиры или дома и АС с нормальной характеристической чувствительностью (звуковой отдачей) можно принять след. значения оптимальной мощности УМЗЧ:

• До 8 кв. м – 15-20 Вт.
• 8-12 кв. м – 20-30 Вт.
• 12-26 кв. м – 30-50 Вт.
• 26-50 кв. м – 50-60 Вт.
• 50-70 кв. м – 60-100 Вт.
• 70-100 кв. м – 100-150 Вт.
• 100-120 кв. м – 150-200 Вт.
• Более 120 кв. м – определяется расчетом по данным акустических измерений на месте.

Динамика

Динамический диапазон УМЗЧ определяется по кривым равной громкости и пороговым значениям для разных степеней восприятия:

1. Симфоническая музыка и джаз с симфоническим сопровождением – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) идеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) приемлемо. Звук с динамикой 80-85 дБ в городской квартире не отличит от идеального никакой эксперт.
2. Прочие серьезные музыкальные жанры – 75 дБ отлично, 80 дБ «выше крыши».
3. Попса любого рода и саундтреки к фильмам – 66 дБ за глаза хватит, т.к. данные опусы уже при записи сжимаются по уровням до 66 дБ и даже до 40 дБ, чтобы можно было слушать на чем угодно.

Динамический диапазон УМЗЧ, правильно выбранного для данного помещения, считают равным его уровню собственных шумов, взятому со знаком +, это т. наз. отношение сигнал/шум.

КНИ

Нелинейные искажения (НИ) УМЗЧ это составляющие спектра выходного сигнала, которых не было во входном. Теоретически НИ лучше всего «затолкать» под уровень собственных шумов, но технически это очень трудно реализуемо. На практике берут в расчет т. наз. эффект маскировки: на уровнях громкости ниже прим. 30 дБ диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот сужается, как и способность различать звуки по частоте. Музыканты слышат ноты, но оценить тембр звука затрудняются. У людей без музыкального слуха эффект маскировки наблюдается уже на 45-40 дБ громкости. Поэтому УМЗЧ с КНИ 0,1% (–60 дБ от уровня громкости в 110 дБ) оценит как Hi-Fi рядовой слушатель, а с КНИ 0,01% (–80 дБ) можно считать не искажающим звук.

Лампы

Последнее утверждение, возможно, вызовет неприятие, вплоть до яростного, у адептов ламповой схемотехники: мол, настоящий звук дают только лампы, причем не просто какие-то, а отдельные типы октальных. Успокойтесь, господа – особенный ламповый звук не фикция. Причина – принципиально различные спектры искажений у электронных ламп и транзисторов. Которые, в свою очередь, обусловлены тем, что в лампе поток электронов движется в вакууме и квантовые эффекты в ней не проявляются. Транзистор же прибор квантовый, там неосновные носители заряда (электроны и дырки) движутся в кристалле, что без квантовых эффектов вообще невозможно. Поэтому спектр ламповых искажений короткий и чистый: в нем четко прослеживаются только гармоники до 3-й – 4-й, а комбинационных составляющих (сумм и разностей частот входного сигнала и их гармоник) очень мало. Поэтому во времена вакуумной схемотехники КНИ называли коэффициентом гармоник (КГ). У транзисторов же спектр искажений (если они измеримы, оговорка случайная, см. ниже) прослеживается вплоть до 15-й и более высоких компонент, и комбинационных частот в нем хоть отбавляй.

На первых порах твердотельной электроники конструкторы транзисторных УМЗЧ брали для них привычный «ламповый» КНИ в 1-2%; звук с ламповым спектром искажений такой величины рядовыми слушателями воспринимается как чистый. Между прочим, и самого понятия Hi-Fiтогда еще не было. Оказалось – звучат тускло и глухо. В процессе развития транзисторной техники и выработалось понимание, что такое Hi-Fi и что для него нужно.

В настоящее время болезни роста транзисторной техники успешно преодолены и побочные частоты на выходе хорошего УМЗЧ с трудом улавливаются специальными методами измерений. А ламповую схемотехнику можно считать перешедшей в разряд искусства. Его основа может быть любой, почему же электронике туда нельзя? Тут уместна будет аналогия с фотографией. Никто не сможет отрицать, что современная цифрозеркалка дает картинку неизмеримо более четкую, подробную, глубокую по диапазону яркостей и цвета, чем фанерный ящичек с гармошкой. Но кто-то крутейшим Никоном «клацает фотки» типа «это мой жирный кошак нажрался как гад и дрыхнет раскинув лапы», а кто-то Сменой-8М на свемовскую ч/б пленку делает снимок, перед которым на престижной выставке толпится народ.

Примечание: и еще раз успокойтесь – не все так плохо. На сегодня у ламповых УМЗЧ малой мощности осталось по крайней мере одно применение, и не последней важности, для которого они технически необходимы.

Опытный стенд

Многие любители аудио, едва научившись паять, тут же «уходят в лампы». Это ни в коем случае не заслуживает порицания, наоборот. Интерес к истокам всегда оправдан и полезен, а электроника стала таковой на лампах. Первые ЭВМ были ламповыми, и бортовая электронная аппаратура первых космических аппаратов была тоже ламповой: транзисторы тогда уже были, но не выдерживали внеземной радиации. Между прочим, тогда под строжайшим секретом создавались и ламповые… микросхемы! На микролампах с холодным катодом. Единственное известное упоминание о них в открытых источниках есть в редкой книге Митрофанова и Пикерсгиля «Современные приемно-усилительные лампы».

Но хватит лирики, к делу. Для любителей повозиться с лампами на рис. – схема стендового лампового УМЗЧ, предназначенного именно для экспериментов: SA1 переключается режим работы выходной лампы, а SA2 – напряжение питания. Схема хорошо известна в РФ, небольшая доработка коснулась только выходного трансформатора: теперь можно не только «гонять» в разных режимах родную 6П7С, но и подбирать для других ламп коэффициент включения экранной сетки в ульралинейном режиме; для подавляющего большинства выходных пентодов и лучевых тетродов он или 0,22-0,25, или 0,42-0,45. Об изготовлении выходного трансформатора см. ниже.

Гитаристам и рокерам

Это тот самый случай, когда без ламп не обойтись. Как известно, электрогитара стала полноценным солирующим инструментом после того, как предварительно усиленный сигнал со звукоснимателя стали пропускать через специальную приставку – фьюзер – преднамеренно искажающую его спектр. Без этого звук струны был слишком резким и коротким, т.к. электромагнитный звукосниматель реагирует только на моды ее механических колебаний в плоскости деки инструмента.

Вскоре выявилось неприятное обстоятельство: звучание электрогитары с фьюзером обретает полную силу и яркость только на больших громкостях. Особенно это проявляется для гитар со звукоснимателем типа хамбакер, дающим самый «злой» звук. А как быть начинающему, вынужденному репетировать дома? Не идти же в зал выступать, не зная точно, как там зазвучит инструмент. И просто любителям рока хочется слушать любимые вещи в полном соку, а рокеры народ в общем-то приличный и неконфликтный. По крайней мере те, кого интересует именно рок-музыка, а не антураж с эпатажем.

Так вот, оказалось, что роковый звук появляется на уровнях громкости, приемлемых для жилых помещений, если УМЗЧ ламповый. Причина – специфическое взаимодействие спектра сигнала с фьюзера с чистым и коротким спектром ламповых гармоник. Тут снова уместна аналогия: ч/б фото может быть намного выразительнее цветного, т.к. оставляет для просмотра только контур и свет.

Тем, кому ламповый усилитель нужен не для экспериментов, а в силу технической необходимости, долго осваивать тонкости ламповой электроники недосуг, они другим увлечены. УМЗЧ в таком случае лучше делать бестрансформаторный. Точнее – с однотактным согласующим выходным трансформатором, работающим без постоянного подмагничивания. Такой подход намного упрощает и ускоряет изготовление самого сложного и ответственного узла лампового УМЗЧ.

“Бестрансформаторный” ламповый выходной каскад УМЗЧ и предварительные усилители к нему

Справа на рис. дана схема бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ, а слева – варианты предварительного усилителя для него. Вверху – с регулятором тембра по классической схеме Баксандала, обеспечивающей достаточно глубокую регулировку, но вносящей небольшие фазовые искажения в сигнал, что может быть существенно при работе УМЗЧ на 2-полосную АС. Внизу – предусилитель с регулировкой тембра попроще, не искажающей сигнал.

Но вернемся к «оконечнику». В ряде зарубежных источников данная схема считается откровением, однако идентичная ей, за исключением емкости электролитических конденсаторов, обнаруживается в советском «Справочнике радиолюбителя» 1966 г. Толстенная книжища на 1060 страниц. Не было тогда интернета и баз данных на дисках.

Там же, справа на рис., коротко, но ясно описаны недостатки этой схемы. Усовершенствованная, из того же источника, дана на след. рис. справа. В ней экранная сетка Л2 запитана от средней точки анодного выпрямителя (анодная обмотка силового трансформатора симметричная), а экранная сетка Л1 через нагрузку. Если вместо высокоомных динамиков включить согласующий трансформатор с обычным динамиков, как в пред. схеме, выходная мощность составить ок. 12 Вт, т.к. активное сопротивление первичной обмотки трансформатора много меньше 800 Ом. КНИ этого оконечного каскада с трансформаторным выходом – прим. 0,5%

Как сделать трансформатор?

Главные враги качества мощного сигнального НЧ (звукового) трансформатора – магнитное поле рассеяния, силовые линии которого замыкаются, обходя магнитопровод (сердечник), вихревые токи в магнитопроводе (токи Фуко) и, в меньшей степени – магнитострикция в сердечнике. Из-за этого явления небрежно собранный трансформатор «поет», гудит или пищит. С токами Фуко борются, уменьшая толщину пластин магнитопровода и дополнительно изолируя их лаком при сборке. Для выходных трансформаторов оптимальная толщина пластин – 0,15 мм, максимально допустимая – 0,25 мм. Брать для выходного трансформатора пластины тоньше не следует: коэффициент заполнения керна (центрального стержня магнитопровода) сталью упадет, сечение магнитопровода для получения заданной мощности придется увеличить, отчего искажения и потери в нем только возрастут.

В сердечнике звукового трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием (напр., анодным током однотактного выходного каскада) должен быть небольшой (определяется расчетом) немагнитный зазор. Наличие немагнитного зазора, с одной стороны, уменьшает искажения сигнала от постоянного подмагничивания; с другой – в магнитопроводе обычного типа увеличивает поле рассеяния и требует сердечника большего сечения. Поэтому немагнитный зазор нужно рассчитывать на оптимум и выполнять как можно точнее.

Для трансформаторов, работающих с подмагничиванием, оптимальный тип сердечника – из пластин Шп (просеченных), поз. 1 на рис. В них немагнитный зазор образуется при просечке керна и потому стабилен; его величина указывается в паспорте на пластины или замеряется набором щупов. Поле рассеяния минимально, т.к. боковые ветви, через которые замыкается магнитный поток, цельные. Из пластин Шп часто собирают и сердечники трансформаторов без подмагничивания, т.к. пластины Шп делают из высококачественной трансформаторной стали. В таком случае сердечник собирают вперекрышку (пластины кладут просечкой то в одну, то в другую сторону), а его сечение увеличивают на 10% против расчетного.

Трансформаторы без подмагничивания лучше мотать на сердечниках УШ (уменьшенной высоты с уширенными окнами), поз. 2. В них уменьшение поля рассеяния достигается за счет уменьшения длины магнитного пути. Поскольку пластины УШ доступнее Шп, из них часто набирают и сердечники трансформаторов с подмагничиванием. Тогда сборку сердечника ведут внакрой: собирают пакет из Ш-пластин, кладут полоску непроводящего немагнитного материала толщиной в величину немагнитного зазора, накрывают ярмом из пакета перемычек и стягивают все вместе обоймой.

Примечание: «звуковые» сигнальные магнитопроводы типа ШЛМ для выходных трансформаторов высококачественных ламповых усилителей мало пригодны, у них большое поле рассеяния.

На поз. 3 дана схема размеров сердечника для расчета трансформатора, на поз. 4 конструкция каркаса обмоток, а на поз. 5 – выкройки его деталей. Что до трансформатора для «бестрансформаторного» выходного каскада, то его лучше делать на ШЛМме вперекрышку, т.к. подмагничивание ничтожно мало (ток подмагничивания равен току экранной сетки). Главная задача тут – сделать обмотки как можно компактнее с целью уменьшения поля рассеяния; их активное сопротивление все равно получится много меньше 800 Ом. Чем больше свободного места останется в окнах, тем лучше получился трансформатор. Поэтому обмотки мотают виток к витку (если нет намоточного станка, это маета ужасная) из как можно более тонкого провода, коэффициент укладки анодной обмотки для механического расчета трансформатора берут 0,6. Обмоточный провод – марок ПЭТВ или ПЭММ, у них жила бескислородная. ПЭТВ-2 или ПЭММ-2 брать не надо, у них от двойной лакировки увеличенный наружный диаметр и поле рассеяния будет больше. Первичную обмотку мотают первой, т.к. именно ее поле рассеяния больше всего влияет на звук.

Железо для этого трансформатора нужно искать с отверстиями в углах пластин и стяжными скобами (см. рис. справа), т.к. «для полного счастья» сборка магнитопровода производится в след. порядке (разумеется, обмотки с выводами и наружной изоляцией должны быть уже на каркасе):

1. Готовят разбавленный вдвое акриловый лак или, по старинке, шеллак;
2. Пластины с перемычками быстро покрывают лаком с одной стороны и как можно быстрее, не придавливая сильно, вкладывают в каркас. Первую пластину кладут лакированной стороной внутрь, следующую – нелакированной стороной к лакированной первой и т.д;
3. Когда окно каркаса заполнится, накладывают скобы и туго стягивают болтами;
4. Через 1-3 мин, когда выдавливание лака из зазоров видимо прекратится, добавляют пластин снова до заполнения окна;
5. Повторяют пп. 2-4, пока окно не будет туго набито сталью;
6. Снова туго стягивают сердечник и сушат на батарее и т.п. 3-5 суток.

Собранный по такой технологии сердечник имеет очень хорошие изоляцию пластин и заполнение сталью. Потерь на магнитострикцию вообще не обнаруживается. Но учтите – для сердечников их пермаллоя данная методика неприменима, т.к. от сильных механических воздействий магнитные свойства пермаллоя необратимо ухудшаются!

На микросхемах

УМЗЧ на интегральных микросхемах (ИМС) делают чаще всего те, кого устраивает качество звука до среднего Hi-Fi, но более привлекает дешевизна, быстрота, простота сборки и полное отсутствие каких-либо наладочных процедур, требующих специальных знаний. Попросту, усилитель на микросхемах – оптимальный вариант для «чайников». Классика жанра здесь – УМЗЧ на ИМС TDA2004, стоящей на серии, дай бог памяти, уже лет 20, слева на рис. Мощность – до 12 Вт на канал, напряжение питания – 3-18 В однополярное. Площадь радиатора – от 200 кв. см. для максимальной мощности. Достоинство – способность работать на очень низкоомную, до 1,6 Ом, нагрузку, что позволяет снимать полную мощность при питании от бортовой сети 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовом питании, напр., на мотоцикле. Однако выход TDA2004 в классе В некомплементарный (на транзисторах одинаковой проводимости), поэтому звучок точно не Hi-Fi: КНИ 1%, динамика 45 дБ.

Более современная TDA7261 звук дает не лучше, но мощнее, до 25 Вт, т.к. верхний предел напряжения питания увеличен до 25 В. Нижний, 4,5 В, все еще позволяет запитываться от 6 В бортсети, т.е. TDA7261 можно запускать практически от всех бортсетей, кроме самолетной 27 В. С помощью навесных компонент (обвязки, справа на рис.) TDA7261 может работать в режиме мутирования и с функцией St-By (Stand By, ждать), переводящей УМЗЧ в режим минимального энергопотребления при отсутствии входного сигнала в течение определенного времени. Удобства стоят денег, поэтому для стерео нужна будет пара TDA7261 с радиаторами от 250 кв. см. для каждой.

Примечание: если вас чем-то привлекают усилители с функцией St-By, учтите – ждать от них динамики шире 66 дБ не стоит.

«Сверхэкономична» по питанию TDA7482, слева на рис., работающая в т. наз. классе D. Такие УМЗЧ иногда называют цифровыми усилителями, что неверно. Для настоящей оцифровки с аналогового сигнала снимают отсчеты уровня с частотой квантования, не мене чем вдвое большей наивысшей из воспроизводимых частот, величина каждого отсчета записывается помехоустойчивым кодом и сохраняется для дальнейшего использования. УМЗЧ класса D – импульсные. В них аналог непосредственно преобразуется в последовательность широтно-модулированных импульсов (ШИМ) высокой частоты, которая и подается на динамик через фильтр низких частот (ФНЧ).

Звук класса D с Hi-Fi не имеет ничего общего: КНИ в 2% и динамика в 55 дБ для УМЗЧ класса D считаются очень хорошими показателями. И TDA7482 здесь, надо сказать, выбор не оптимальный: другие фирмы, специализирующиеся на классе D, выпускают ИМС УМЗЧ дешевле и требующие меньшей обвязки, напр., D-УМЗЧ серии Paxx, справа на рис.

Из TDAшек следует отметить 4-канальную TDA7385, см. рис., на которой можно собрать хороший усилитель для колонок до среднего Hi-Fi включительно, с разделением частот на 2 полосы или для системы с сабвуфером. Расфильтровка НЧ и СЧ-ВЧ в том и другом случае делается по входу на слабом сигнале, что упрощает конструкцию фильтров и позволяет глубже разделить полосы. А если акустика сабвуферная, то 2 канала TDA7385 можно выделить под суб-УНЧ мостовой схемы (см. ниже), а остальные 2 задействовать для СЧ-ВЧ.

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, что можно перевести как «подбасовик» или, дословно, «подгавкиватель» воспроизводит частоты до 150-200 Гц, в этом диапазоне человеческие уши практически не способны определить направление на источник звука. В АС с сабвуфером «подбасовый» динамик ставят в отельное акустическое оформление, это и есть сабвуфер как таковой. Сабвуфер размещают, в принципе, как удобнее, а стереоэффект обеспечивается отдельными СЧ-ВЧ каналами со своими малогабаритными АС, к акустическому оформлению которых особо серьезных требований не предъявляется. Знатоки сходятся на том, что стерео лучше все же слушать с полным разделением каналов, но сабвуферные системы существенно экономят средства или труд на басовый тракт и облегчают размещение акустики в малогабаритных помещениях, почему и пользуются популярностью у потребителей с обычным слухом и не особо взыскательных.

«Просачивание» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а из него в воздух, сильно портит стерео, но, если резко «обрубить» подбасы, что, кстати, очень сложно и дорого, то возникнет очень неприятный на слух эффект перескока звука. Поэтому расфильтровка каналов в сабвуферных системах производится дважды. На входе электрическими фильтрами выделяются СЧ-ВЧ с басовыми «хвостиками», не перегружающими СЧ-ВЧ тракт, но обеспечивающими плавный переход на подбас. Басы с СЧ «хвостиками» объединяются и подаются на отдельный УМЗЧ для сабвуфера. Дофильтровываются СЧ, чтобы не портилось стерео, в сабвуфере уже акустически: подбасовый динамик, ставят, напр., в перегородку между резонаторными камерами сабвуфера, не выпускающими СЧ наружу, см. справа на рис.

К УМЗЧ для сабвуфера предъявляется ряд специфических требований, из которых «чайники» главным считают возможно большую мощность. Это совершенно неправильно, если, скажем, расчет акустики под комнату дал для одной колонки пиковую мощность W, то мощность сабвуфера нужна 0,8(2W) или 1,6W. Напр., если для комнаты подходят АС S-30, то сабвуфер нужен 1,6х30=48 Вт.

Гораздо важнее обеспечить отсутствие фазовых и переходных искажений: пойдут они – перескок звука обязательно будет. Что касается КНИ, то он допустим до 1% Собственные искажения басов такого уровня не слышны (см. кривые равной громкости), а «хвосты» их спектра в лучше всего слышимой СЧ области не выберутся из сабвуфера наружу.

Во избежание фазовых и переходных искажений усилитель для сабвуфера строят по т. наз. мостовой схеме: выходы 2-х идентичных УМЗЧ включают встречно через динамик; сигналы на входы подаются в противофазе. Отсутствие фазовых и переходных искажений в мостовой схеме обусловлено полной электрической симметрией путей выходного сигнала. Идентичность усилителей, образующих плечи моста, обеспечивается применением спаренных УМЗЧ на ИМС, выполненных на одном кристалле; это, пожалуй, единственный случай, когда усилитель на микросхемах лучше дискретного.

Примечание: мощность мостового УМЗЧ не удваивается, как думают некоторые, она определяется напряжением питания.

Пример схемы мостового УМЗЧ для сабвуфера в комнату до 20 кв. м (без входных фильтров) на ИМС TDA2030 дан на рис. слева. Дополнительная отфильтровка СЧ осуществляется цепями R5C3 и R’5C’3. Площадь радиатора TDA2030 – от 400 кв. см. У мостовых УМЗЧ с открытым выходом есть неприятная особенность: при разбалансе моста в токе нагрузки появляется постоянная составляющая, способная вывести из строя динамик, а схемы защиты на подбасах часто глючат, отключая динамик, когда не надо. Поэтому лучше защитить дорогую НЧ головку «дубово», неполярными батареями электролитических конденсаторов (выделено цветом, а схема одной батареи дана на врезке.

Немного об акустике

Акустическое оформление сабвуфера – особая тема, но раз уж здесь дан чертеж, то нужны и пояснения. Материал корпуса – МДФ 24 мм. Трубы резонаторов – из достаточно прочного не звенящего пластика, напр., полиэтилена. Внутренний диаметр труб – 60 мм, выступы внутрь 113 мм в большой камере и 61 в малой. Под конкретную головку громкоговорителя сабвуфер придется перенастроить по наилучшему басу и, одновременно, по наименьшему влиянию на стереоэффект. Для настройки трубы берут заведомо большей длины и, задвигая-выдвигая, добиваются требуемого звучания. Выступы труб наружу на звук не влияют, их потом отрезают. Настройка труб взаимозависима, так что повозиться придется.

Усилитель для наушников

Усилитель для наушников делают своими руками чаще всего по 2-м причинам. Первая – для слушания «на ходу», т.е. вне дома, когда мощности аудиовыхода плеера или смартфона не хватает для раскачки «пуговок» или «лопухов». Вторая – для высококлассных домашних наушников. Hi-Fi УМЗЧ для обычной жилой комнаты нужен с динамикой до 70-75 дБ, но динамический диапазон лучших современных стереонаушников превышает 100 дБ. Усилитель с такой динамикой стоит дороже некоторых автомобилей, а его мощность будет от 200 Вт в канале, что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против номинальной мощности портит звук, см. выше. Поэтому имеет смысл сделать маломощный, но с хорошей динамикой отдельный усилитель именно для наушников: цены на бытовые УМЗЧ с таким довеском завышены явно несуразно.

Схема простейшего усилителя для наушников на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук – разве что для китайских «пуговок», работает в классе B. Экономичностью тоже не отличается – 13-мм литиевых батареек хватает на 3-4 часа при полной громкости. На поз. 2 – TDAшная классика для наушников «на ход». Звук, впрочем, дает вполне приличный, до среднего Hi-Fi смотря по параметрам оцифровки трека. Любительским усовершенствованиям обвязки TDA7050 несть числа, но перехода звука на следующий уровень классности пока не добился никто: сама «микруха» не позволяет. TDA7057 (поз. 3) просто функциональнее, можно подключать регулятор громкости на обычном, не сдвоенном, потенциометре.

УМЗЧ для наушников на TDA7350 (поз. 4) рассчитан уже на раскачку хорошей индивидуальной акустики. Именно на этой ИМС собраны усилители для наушников в большинстве бытовых УМЗЧ среднего и высокого класса. УМЗЧ для наушников на KA2206B (поз. 5) считается уже профессиональным: его максимальной мощности в 2,3 Вт хватает и для раскачки таких серьезных изодинамических «лопухов», как ТДС-7 и ТДС-15.

100 Вт HI-FI транзисторный усилитель мощности

Вот простой усилитель звука HI-FI на МОП-транзисторах мощностью 100 Вт. Главной особенностью этого УНЧ является действительно простая конструкция и сборка. Простота схемы, минимум деталей. Следует отметить что многие hi-end усилители тоже имеют очень простую, но качественно продуманную конструкцию. Общая технологическая теория обусловлена принципом «меньше деталей — меньше проблем». Трансформатор питания тут очень важен. Для трансформатора рекомендуется выходное напряжение 35 — 0 — 35 В и не менее 3 А на данный усилитель мощности. Естественно 2 выпрямителя потребуются для использования стерео варианта.

Схема простого 100 Вт HI-FI УМЗЧ

Схема очень проста и состоит из пары входных транзисторов MPSA56 (BC556), драйверов на BD139 и BD140 и дополнительных выходных транзисторов 2SK1058 и 2SJ162. Это дорогие компоненты, но замена на более дешевые не рекомендуется.

В покое тока цепи составляет около 210 мА. Это связано с тем, что УНЧ до уровня примерно 8 Вт в классе А, а по мере роста в класса В переходит работа. В результате обеспечивается прослушивание с очень низким уровнем искажений. Выпрямительный мост состоит из диодов по 3 А. Схема построена на фильтрующих конденсаторах 2 x 4700 мкФ / 63 В. Это для одного канала. Для двух каналов используем два отдельных источника тока с двумя трансформаторами. Если же берем один трансформатор, то он должен иметь около 5 А тока.

Простая конструкция печатной платы предназначена для подключения к четырем монтажным отверстиям и крепления непосредственно на радиатор. МОП-транзисторы также облегчат работу сборки на печатной плате, они будут прочно собраны на металле и иметь оптимальную конструкцию для теплообмена усилителя, что является большим преимуществом.

1. Сигнальный вход и шасси J1, J2.
2. Колонки подключены между J3 и J7.
3. Трансформатор 35 В в соединении J6, J4, J5.

Усилитель также имеет модульную структуру, допустимо его собрать мостом, соединяющим две нагрузки 8 Ом, тогда усилитель мощности выдаст 250 Вт моно. Для этого входной сигнал первого усилителя соединен с J1 и J2, вторым усилителем J1 и J2 посредством короткого замыкания, а первый, второй наконечник J8, J3 усилителя подключен к выходу динамика. В этом случае необходимо подключить два выходных разъема динамика усилителя: J3 и J7. В этом случае лучше выбрать выходной предохранитель на 8 А.

Список компонентов схемы

• 0R22 5,0 Вт Резистор (R19, R25) 2 шт.
• 1K0 0,25 Вт 5% резистор (R9, R10) 2 шт.
• 1K2 0,25 Вт 5% резистор (R14 ) 1 шт.
• 1N4148 диод (D1, D2) 2 шт.
• 1N5404 диод (D3, D4, D5, D6) 4 шт.
• 2K2 0,25 Вт 5% резистор (R23) 1 шт.
• МОП-транзистор 2SJ162 (Q3) 1 шт.
• 2SK1058 МОП-транзистор (Q5) 1 шт.
• 3K9 0,25 Вт 5% резистор (R12, R13) 2 шт.
• 10R 1.0W 5% (R24) 1 шт.
• 10K 0.25W 5% (R8) 1 шт.
• 10u 16V конденсатор (C1) 1 шт.
• 47k 0.25W 5% резистор (R2, R3, R15, R16) 4 шт.
• Конденсатор 47U 35 В 8 мм ( C2) 1 шт.
• Керамический конденсатор 82P 50 В, 5 мм (C5, C6) 2 шт.
• Керамический конденсатор 100N 50 В (C3, C7) 2 шт.
• 470R 0,25 Вт 5% резистор (R5, R6) 2 шт.
• 470P / 50V 5 мм керамические конденсаторы (С4) 1 шт.
• 4700u 25 мм 63V конденсатор (С8, С9) 2 шт.
• транзистор BD139 225 (В9, В10) 2 шт.
• транзистор BD140 225 (В7, В8) 2 шт.
• транзистор MPSA56 К 92 (Q1, Q12) 2 шт.
• Трансформатор 40 В — 0 — 40 В 3 А 1 шт.

Усилитель разрабатывался давно и проработал около 30 лет. Очень важно впаять качественные фильтрующие конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением. Например можете попробовать серию Nichion Gold, но получите ещё более качественные результаты с конденсаторами Hitano. Если схема показалась вам сложноватой — более простой УМЗЧ на 100 Ватт смотрите по ссылке.

FM УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ

   Автомобильный модулятор ФМ работает в радиусе 10-20 метров с возможностью передачи стереозвука высокого качества. Но при усилении его выходной мощности, можно получить настоящюю городскую FM радиовещательную станцию. Мы разработали и собрали тестовый образец очень мощного 100 W усилителя для FM-передатчиков 88-108 МГц диапазона.

Схема усилителя на 100 ватт

Рисунок печатной платы УВЧ

   Усилитель имеет два каскада, используя BLF244 mosfet-транзистор на первом, который требует от 0,5 — 1Вт входной мощности ВЧ, чтобы получить около 20-ти ватт. А в выходном каскаде SD1407, что может раскачать мощность почти до 200 Вт! Эта конструкция более или менее широкополосна, однако мы добавили в схему два конденсатора переменной емкости после каждого каскада, для оптимального согласования выходной мощности. Честно говоря, обычный модулятор от авто не обеспечит даже 0,1 ватт, поэтому желательно усилить сигнал ещё одним каскадом.

Самодельный УВЧ 100 ватт

   При изготовлении усилителя, убедитесь в том, что конденсаторы на выходе SD1407, на высокое напряжение, с не менее 200 вольт. Питание усилителя можно изменять, регулируя напряжение смещения. Мы добавили стабилитрон чтоб стабилизировать питание и для защиты транзистора от слишком большого напряжения смещения.

Усилитель гитарный ламповый мощностью 100 Вт

Это гитарный УНЧ мощностью 100 Вт — копия усилителя Mesa Boogie Dual Rectifier с небольшими модификациями, в частности без лампового выпрямителя, который использовать нет особого смысла. Собрана конструкция в домашних условиях на основе приведенных далее схем.

Схема лампового УНЧ 100 Вт для гитары

Сверху оригинальная схема для сравнения.

Верхняя часть корпуса выполнена из алюминиевого листа 3 мм, передняя и задняя панели из алюминиевого кабель канала. После сверления и вырезания отверстий все отшлифовано и отполировано.

Панели из прямоугольной алюминиевой трубы порезанной вдоль. К сожалению не удалось купить готовые П-образные профили. Крепление кабелей к лампе предусилителя — припаянное к основанию, затем крепление к плате с помощью разъема. Все должно было быть легко при необходимости собрано /разобрано.

Платы печатные: предварительный усилитель внизу, плата питания и потенциометров посередине, усилитель мощности сверху.

Лампы здесь 5x 6Н2П (советский эквивалент ecc83) в предусилителе и 4x 6П3С (военный эквивалент 6L6) на оконечниках.

Основная анодная обмотка сетевого трансформатора 350 В 0,7 А, для накала 6,3 В около 10 А и 2 отдельных обмотки 24 В 1 А для реле и 2 стабилизатора +/- 15В для управления. Весь трансформатор получился мощностью 350 ВА.

В качестве дросселя использован стандартный сетевой трансформатор ТС 20 / 14 (его первичная обмотка). Он идеально подходит для этого дела.

УНЧ имеет 2 отдельных канала, каждый из которых 2 режима работы — винтажный / современный. Все сделано так, что есть один усилительный тракт и масса реле, которые его перестраивают — например переключить какой потенциометр в настоящее время активен, добавить конденсатор, резистор чтобы изменить звук.

Спереди на панели вход для гитары, вход педального переключателя, усиление, высокие, средние, низкие частоты, обработка, уровень, эффекты.

Сзади ручное переключение каналов, разъемы педального переключателя, выходы динамиков, линейный выход, переключатель режима петли эффектов, настройка гитарных эффектов.

Напряжение питания усилителя мощности такое же, как на оригинальной схеме 460 В. Отечественные лампы его легко выдерживают. Ток покоя около 30 мА на лампу при 450 В.

У 6П3С не было проблем даже при 450 В, они действительно отличные лампы и могут выдерживать очень высокий ток / напряжение. Схему ещё одного гитарника смотрите тут.

Мощный ламповый усилитель 100 Вт (100W) » Вот схема!

Принципиальная схема показана на рисунке. Первый входной каскад усилителя сделан на первом триоде лампы G1. на втором триоде этой лампы собран фазоинверсный каскад, обеспечивающий работу двухтактного предварительного каскада. Связь между триодами G1 — гальваническая, что позволило иметь низкую минимальную воспроизводимую частоту.

С этой же цепью, и для снижения нелинейных искажений в цепи катода первого триода G1 включена цепь C3R5. компенсирующая частотные искажения, вносимые переходными конденсаторами и резисторами утечки в цепях сеток ламп выходного и фазоинверсного каскадов. Для снижения фона переменного тока в цепь накала ламп поступает положительное напряжение смещения +25В.

После фазоинвертора следует двухтактный предварительный каскад на лампе G2. Сопротивления резисторов в анодных цепях триодов этой лампы, подобраны так. чтобы получить максимальное неискаженное напряжение на управляющих сетках выходных ламп Оконечный каскад усилителя сделан на лампах G3 и G4 по двухтактной схеме, на выходе включен трансформатор Т2.

В каждом баллоне 6Р3С содержится две лампы с общим катодом, которые включены параллельно. Такое включение ламп позволило при при сохранении высокой выходной мощности получить минимальные нелинейные искажения выходного каскада и, что наиболее важно, минимальное выходное сопротивление, по сравнению с тетродными схемами, так популярными в прошлом.

Для снижения искажений усилитель охвачен О ОС глубиной 20 дб. Возможное самовозбуждение усилителя на частотах около 100 кГц устраняется второй ООС, между анодом G2 (нижний триод) и катодом G1 (первый триод).

Монтаж усилителя — традиционный для таких конструкций. Шасси размерами 370X140X35 мм. на котором устанавливаются ламповые панели, большие конденсаторы, трансформаторы, плашки с лепестками, монтаж ведется объемный внутри панели на выводах этих деталей.

Силовой трансформатор имеет сердечник Ш-30 с толщиной набора 60мм. Расположение его обмоток показано на рисунке. Намотки такие — 1-2 = 430 вит. ПЭВ 0,55, 4-5 — 380 вит ПЭВ 0 41 6-7 — 375 вит. ПЭВ 0,41, 8-9-10 -122-И 22 вит. ПЭВ 0,31. 11-12-13 — 13+13 вит. ПЭВ 1,0.

Выходной трансформатор имеет такой же сердечник как и силовой. Расположение обмоток показано на рисунке. Намотки такие — 1-2 — 270 вит. ПЭВ 0 41, 3-4 — 60 вит. ПЭВ 0,64. 5-6 — 60 вит ПЭВ 0,64, 7-8 270 вит ПЭВ 0.41, 9-10-11 — 180 ВИТ. ПЭВ 0.41, 12-13 — 270 вит. ПЭВ 0.41, 14-15 — 60 вит ПЭВ 0.64, 16-17 — 60 вит. ПЭВ 0,64, 18-19 — 270 вит. ПЭВ 0.41.

Налаживание нужно начать с измерения напряжений, но сначала не устанавливайте лампы, вырабатываемых источником питания. Затем резисторами R20 и R23 установить на сетках G3 и G4 напряжения (-45В). Теперь, когда напряжение установлено можно вставить G3 и G4. После пятиминутного прогрева этих ламп резисторами R20 и R23 установите напряжения на R31 и R32 по 0,25В.

Затем вставьте G2 и G1 и, после пятиминутного прогрева, проверьте напряжения на их электродах. Если имеется самовозбуждение — поменяйте местами концы выходной обмотки.

NM0101 — Оконечный усилитель НЧ 100Вт (моно)

NM0101 — Оконечный усилитель НЧ 100Вт (моно) — набор для пайки купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

NM0101 — Оконечный усилитель НЧ 100Вт (моно) — набор для пайки купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

У нас Вы можете купить Мастер Кит NM0101 — Оконечный усилитель НЧ 100Вт (моно) — набор для пайки: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема

Мастер Кит, NM0101, Оконечный усилитель НЧ 100Вт (моно) — набор для пайки, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема

https://masterkit.ru/shop/2304608

Данный набор для пайки позволяет собрать высококачественный одноканальный оконечный усилитель мощности своими руками. Добавив предварительный усилитель и блок питания, вы получите хороший усилитель звука, которому по плечу воспроизведение музыки любого жанра. Подходит в качестве усилителя для сабвуфера.

Есть в наличии

Как получить:

Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине