Усилитель на транзисторах своими руками. Мощный усилитель звука на транзисторах своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать усилитель звука на транзисторах. Какие компоненты понадобятся для сборки. Как правильно рассчитать параметры усилителя. На что обратить внимание при сборке и настройке.

Принцип работы транзисторного усилителя звука

Транзисторный усилитель звука работает по следующему принципу:

1. Слабый входной звуковой сигнал подается на базу входного транзистора.
2. Транзистор усиливает этот сигнал за счет эффекта транзисторного усиления.
3. Усиленный сигнал снимается с коллектора транзистора и подается на следующий каскад усиления.
4. Несколько каскадов усиления последовательно увеличивают мощность сигнала.
5. С выходного каскада усиленный сигнал подается на динамик.

Ключевые элементы схемы транзисторного усилителя:

• Входной каскад на малошумящем транзисторе
• Предварительный усилитель напряжения
• Драйверный каскад
• Выходной каскад на мощных транзисторах
• Цепи обратной связи для стабилизации работы
• Блок питания

Выбор компонентов для сборки усилителя

Для сборки качественного транзисторного усилителя звука понадобятся следующие компоненты:

• Малошумящие транзисторы для входных каскадов (например, КТ3102)
• Мощные транзисторы для выходного каскада (КТ819, КТ818 или аналоги)
• Резисторы (МЛТ, С2-23)
• Конденсаторы (К50-35, К73-17, К10-17)
• Печатная плата
• Радиаторы для охлаждения мощных транзисторов
• Трансформатор питания
• Выпрямительные диоды и сглаживающие конденсаторы для блока питания

При выборе компонентов важно обращать внимание на их номиналы, мощность и рабочее напряжение. Все элементы должны соответствовать параметрам выбранной схемы усилителя.

Расчет параметров усилителя

Основные параметры, которые необходимо рассчитать при проектировании усилителя звука:

• Выходная мощность
• Коэффициент усиления
• Входное сопротивление
• Выходное сопротивление
• Полоса пропускания
• Коэффициент нелинейных искажений

Для расчета этих параметров используются следующие формулы:

• Выходная мощность: P = U² / (2 * R), где U — напряжение питания, R — сопротивление нагрузки
• Коэффициент усиления: K = U_вых / U_вх
• Входное сопротивление: R_вх = U_вх / I_вх
• Выходное сопротивление: R_вых = U_вых / I_вых

Правильный расчет этих параметров позволит спроектировать усилитель с оптимальными характеристиками.

Сборка усилителя на печатной плате

Процесс сборки усилителя на печатной плате включает следующие этапы:

1. Подготовка печатной платы (разметка, сверление отверстий)
2. Монтаж резисторов
3. Установка конденсаторов
4. Пайка транзисторов и других полупроводниковых элементов
5. Монтаж разъемов и клемм
6. Установка радиаторов на мощные транзисторы
7. Проверка всех соединений

При монтаже важно соблюдать полярность электролитических конденсаторов и правильность подключения выводов транзисторов. Пайку следует выполнять качественно, избегая холодных паек.

Настройка и тестирование усилителя

После сборки усилитель необходимо настроить и протестировать. Этапы настройки:

1. Проверка отсутствия короткого замыкания
2. Установка тока покоя выходных транзисторов
3. Проверка симметрии выходного напряжения
4. Настройка общей обратной связи
5. Измерение основных параметров (коэффициент усиления, полоса пропускания, искажения)

Для тестирования понадобятся: — Генератор звуковых частот — Осциллограф — Вольтметр переменного тока — Анализатор спектра (для измерения искажений)

Тщательная настройка позволит добиться оптимального качества звучания усилителя.

Типичные ошибки при сборке усилителей

При самостоятельной сборке усилителей звука начинающие радиолюбители часто допускают следующие ошибки:

• Неправильный выбор номиналов компонентов
• Ошибки в монтаже (холодные пайки, замыкания)
• Неверное подключение выводов транзисторов
• Недостаточное охлаждение мощных элементов
• Отсутствие или неправильный расчет цепей защиты
• Неоптимальная компоновка элементов на плате

Чтобы избежать этих ошибок, необходимо внимательно изучить схему, правильно подобрать компоненты и аккуратно выполнить монтаж. Также рекомендуется использовать проверенные схемы из надежных источников.

Улучшение качества звучания усилителя

Для улучшения качества звучания собранного усилителя можно предпринять следующие меры:

• Использовать высококачественные компоненты (прецизионные резисторы, конденсаторы с малыми потерями)
• Оптимизировать топологию печатной платы для уменьшения наводок
• Применить экранирование чувствительных цепей
• Использовать стабилизированное питание
• Подобрать оптимальный режим работы выходных транзисторов
• Применить глубокую общую отрицательную обратную связь

Также важно правильно согласовать усилитель с источником сигнала и акустической системой. Это позволит раскрыть весь потенциал собранного устройства.

МОЩНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ТРАНЗИСТОРАХ

   После изготовления и прослушивания собранного ранее небольшого УНЧ появилось желание собрать более мощный усилитель «А» класса. Прочитав достаточное количество соответствующей литературы и выбрал из предлагавшегося самую последнюю версию. Это был усилитель мощностью 30 Вт соответствующий по своим параметрам усилителям высокого класса.

   В имеющеюся трассировку оригинальных печатных плат никаких изменений вносить не предполагал, однако, ввиду отсутствия первоначальных силовых транзисторов, был выбран более надежный выходной каскад с использованием транзисторов 2SA1943 и 2SC5200. Применение этих транзисторов в итоге позволило обеспечить большую выходную мощность усилителя. Принципиальная схема моей версии усилителя далее.

   Это изображение плат собранных по этой схеме с транзисторами Toshiba 2SA1943 и 2SC5200.

   Если присмотреться, то сможете увидеть на печатной плате вместе со всеми компонентами стоят резисторы смещения, они мощность 1 Вт углеродного типа. Оказалось, что они более термостабильны. При работе любого усилителя большой мощности выделяется огромное количества тепла, поэтому соблюдение постоянства номинала  электронного компонента при его нагреве является важным условием качественной работы устройства. 

   Собранная версия усилителя работает при токе около 1,6 А и напряжении 35 В. В результате чего 60 Вт мощности непрерывного рассеивается на транзисторах в выходном каскаде. Должен заметить, что это только треть мощности, которую они способны выдержать. Постарайтесь представить, сколько тепла выделяется на радиаторах при их нагреве до 40 градусов.

   Корпус усилителя сделан своими руками из алюминия. Верхняя плита и монтажная плита толщиной 3 мм. Радиатор состоит из двух частей, его габаритные размеры составляют 420 x 180 x 35 мм. Крепеж — винты, в основном с потайной головкой из нержавеющей стали и резьбой М5 или М3. Количество конденсаторов было увеличено до шести, их общая ёмкость 220000 мкФ. Для питания был использован тороидальный трансформатор мощностью 500 Вт.

Блок питания усилителя

   Хорошо видно устройство усилителя, которое имеет медные шины соответствующего дизайна. Добавлен  небольшой тороид, для регулируемой подачи под управлением схемы защиты от постоянного тока. Так же имеется ВЧ фильтр в цепи питания. При всей своей простоте, надо сказать обманчивой простоте, топологии платы этого усилителя и звук им производится как бы без всякого усилия, подразумевающего в свою очередь возможность его бесконечного усиления.

Осциллограммы работы усилителя

Спад 3 дБ на 208 кГц

Синусоида 10 Гц и 100 Гц

Синусоида 1 кГц и 10 кГц

Сигналы 100 кГц и 1 МГц 

Меандр 10 Гц и 100 Гц

Меандр 1 кГц и 10 кГц

Полная мощность 60 Вт отсечение симметрии на частоте 1 кГц

   Таким образом становится понятно, что простая и качественная конструкция УМЗЧ не обязательно делается с применением интегральных микросхем — всего 8 транзисторов позволяют добиться приличного звучания со схемой, собрать которую можно за пол дня.

Усилитель звука на транзисторах #1 ⋆ diodov.net

Усилитель звука относится к одному из наиболее интересных электронных устройств для начинающих электронщиков или радиолюбителей. И это не удивительно, ведь если устройство собрано правильно, то достаточно подключить динамик и сразу же раздастся звук, оповещающий о том, что усилитель мощности работает. Наличие звука приносить радость успешного завершения сборки усилителя звука своими руками, а его отсутствие – разочарование. Поэтому цель данной статьи – принести радость начинающему электронщику. Но сначала все по порядку…

Усилитель мощности на транзисторах. Базовые положения

Усилитель мощности на транзисторах присутствует в том или ином виде во многих электронных устройствах. Особенно ярко выделено его применение в звуковой технике.

Современный мир электроники полностью опутан различными запоминающими устройствами: флешки, жесткие диски и т.п. Для воспроизведения информации, хранящейся в памяти накопителей, нужно, прежде всего, преобразовать и усилить ее сигналы.

Главное назначение любого усилителя состоит в преобразовании маломощного сигнала в более мощный. При этом форма его должна сохраняться и не искажаться в процессе преобразования. Иначе произойдет частичная или полная утеря информации.

Начинающим электронщикам следует помнить очень важный момент. Усиление происходит не за счет каких-либо магических свойств транзистора, а за счет энергии блока питания. Транзистор лишь управляет потоком мощности от источника питания к нагрузке. Причем он выполняет свою работу в нужные моменты времени. Отсюда становится понятно, что мощность на нагрузке ограничена лишь мощностью блока питания. Если нагрузка, например динамик, имеет мощность 10 Вт, а источник тока способен выдать только 5 Вт, то нагрузка будет способна развить только 5 Вт.

Структура усилителя состоит из источника и узла, согласующего входной сигнал с источником тока. Такое согласование позволяет получить выходной сигнал.

Устройство транзистора

Поскольку главным элементом усилителя является транзистор, то рассмотрим вкратце устройство и принцип работы это полупроводникового прибора.

Среди довольно обширного выбора полупроводниковых приборов, как по характеристикам, так и по принципу действия, в данной статье мы рассмотрим, и будем применять исключительно биполярные транзисторы (БТ).

Такой электронный прибор состоит из полупроводникового кристалла и трех, подсоединенных к нему электродов. Вся конструкция помещается в корпус, который защищает прибор от разных внешних воздействий (пыль, влага и т.п.). От корпуса отходят три вывода: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э).

Существуют принципиально два типа БТ n-p-n и p-n-p структуры. Принцип работы их аналогичен, а отличие состоит лишь в полярности подключения к их выводам источника питания и радиоэлектронных элементов, имеющих полярность, например электролитических конденсаторов.

Биполярный транзистор имеет два pn-перехода, поэтому конструктивно его можно рассматривать, как два последовательно встречно соединенных диода. Точка соединения диодов аналогична базе. Но если взять два любых диода и соединить их соответствующим образом, то в такой конструкции не будут проявляться усилительные свойства. Причина в том, что у «настоящего» транзистора слишком малое расстояние между различными полупроводниковыми структурами (база-эмиттер, база-коллектор). Расстояние равно единицам микрометра, то есть несколько тысячных миллиметра (1мкм = 0,001 мм = 0,000001 м). Именно за счет малого расстояния получается транзисторный эффект.

Как работает биполярный транзистор (БТ)

Принцип работы БТ упрощенно рассмотрим на примере ниже приведенной схемы.

Базу оставим не подключенной либо соединим ее с минусом источника питания. Последний вариант более предпочтительный, поскольку исключает появление наводок на выводе.

Чтобы исключить короткое замыкание в цепь коллектора следует установить резистор Rн, он же будет служить нагрузкой. Однако при подключении источника питания Uип, ток в цепи VT и Rн протекать не будет (обратный ток мы не берем в счет, поскольку его значение слишком мало и не превышает единиц микроампер). Отсутствие тока в цепи поясняется тем, что транзистор закрыт. И если вернуться к аналогии с диодом, то мы заметим, что один из них находится под обратным напряжением, поэтому он заперт.

Открыть БТ не составит большого труда. Следует на базу относительно эмиттера (для n-p-n структуры) приложить положительный потенциал, то есть подать напряжение, например от другого источника питания – батарейки. Величина напряжения должна быть порядка 0,6 В, чтобы скомпенсировать падение напряжения на эмиттерном переходе. Резистор Rб служит для ограничения тока, протекающего в цепи базы.

Таким образом, если подать небольшое напряжение на базу, то в цепи нагрузки Rн будет протекать ток коллектора Iк. При смене полярности блока питания VT закроется. Чтобы не запутаться и правильно подключать источник питания следует обратить внимание на направление стрелки эмиттера. Она указывает на направление протекания токов Iк и Iб. Для БТ n-p-n типа Iк и Iб входят в эмиттер, а для p-n-p – выходят.

Коэффициент усиления транзистора

Токи базы Iб и коллектора Iк находятся в тесной взаимосвязи. Более того, величина тока, протекающего в цепи коллектора помимо параметров Uип и Rн определяются величиной Iб в прямопропорциональной зависимости. Отношение Iк к Iб называется коэффициентом усиления транзистора по току и обозначается буквой β («бета»):

Коэффициент усиления является одним из важнейших параметров БТ и всегда приводится в справочниках. Для большинства маломощных БТ он находится в диапазоне 50…550 единиц. В общем, β показывает во сколько раз ток коллектора больше тока базы.

Усилитель звука на транзисторах

Усилитель звука на транзисторах предназначен для повышения мощности сигнала звуковой частоты, поэтому его еще называют усилитель мощности звуковой частоты или сокращенно УМЗЧ. Источником звука, подлежащего усилению, чаще всего служит микрофон или выход звуковой карты компьютера, ноутбука, смартфона и т.п. Мощность таких источников довольно низкая и составляет микроватты, а для нормальной работы динамика (громкоговорителя) необходимо обеспечить мощность единицы и десятки ватт, а то и сотни ватт. Поэтому главной задачей УМЗЧ является повышение мощности слабого входного сигнала в тысячи и десятки тысяч раз.

Звуки раздающейся мелодии или речи имеют сложный характер. Однако любой из них, даже самой сложной формы можно разложить в ряд сигналов синусоидальной формы, отличающихся как по частоте, так и по амплитуде.

Поэтому с целью упростить пояснение принципа работы схемы УМЗЧ будем применять входной сигнал синусоидальной формы u_c. Нагрузкой на первых порах вместо динамика буде служить резистор Rн.

Однако приведенная выше схема применяется лишь для работы БТ в ключевом режиме, то есть когда полупроводниковый прибор VT находится в двух фиксированных состояниях – открытом и закрытом. Для усиления переменного сигнала данная схема непригодна, поскольку будет усиливаться только положительная полуволна входного сигнала. Для отрицательной полуволны транзистор будет закрыт. Кроме того, амплитуда входного сигнала должна быть не меньше 0,6 В, иначе просто останется незамеченным, поскольку не откроется эмиттерный переход.

Базовая схема входного каскада УМЗЧ

Чтобы схема УМЗЧ работала правильно, а это означает, усиливала без искажений положительные и отрицательные полуволны, изначально следует приоткрыть VT наполовину. Тогда положительная полуволна будет еще больше открывать БТ, а отрицательная – призакрывать его.

Приоткрыть БТ можно небольшим напряжением, поданным на базу, оно же называется напряжением смещения. Сам процесс называют установкой рабочей точки транзистора по постоянному току. Напряжение смещения зачастую подается от общего источника питания через токоограничивающий резистор Rб, согласно схемы, приведенной ниже.

Чтобы постоянное напряжение не воздействовало на источник переменного сигнала, а также не нарушался режим работы схемы по постоянному току, переменная составляющая отделяется конденсатором С1, а нагрузка подключается к коллектору через разделительный конденсатор C2 к клеммам u_вых.

Правильная установка или настройка рабочей точки транзисторного усилителя звука имеет ключевое значение, поскольку если ее установить неверно, то выходной сигнал будет иметь искажения либо вовсе отсутствовать. Чтобы установить рабочую точку пользуются выходной статической характеристикой биполярного транзистора. Она характеризует зависимость тока в цепи коллектора от приложенного напряжения между выводами коллектор-эмиттер при разных значениях тока базы. На данной характеристике располагается нагрузочная прямая, на которой выделяют три участка: 1-2, 2-3 и 3-4. Участок 1-2 называется областью отсечки – здесь БТ полностью закрыт; 3-4 – область насыщения – БТ полностью открыт; 2-3 – активная область – здесь БТ находится в приоткрытом состоянии. Участки 1-2 и 3-4 используются для работы транзистора в ключевом режиме. Активный участок 2-3 соответствует работе БТ в режиме усиления. Именного на него ориентируются при настройке рабочей точки.

Расчет параметров элементов усилителя мощности

Расчет основных параметров усилителя мощности начинается с определения сопротивления резистора, который находится в цепи коллектора Rк. Чтобы его посчитать, согласно закону Ома понадобится прежде определить падение напряжения на нем URк и ток Iк:

Напряжение URк принимают из таких соображений, чтобы на полуоткрытом транзисторе оно было, равное половине напряжения источника питания Uип. Это соответствует половине нагрузочной прямой на выходной статической характеристике – точке А.

Если рабочая точка будет находится значительно выше или ниже точки А, например А1 или А2, то выходной сигнал с усилителя будет искажаться. Произойдет срез его нижних или верхних полуволн, что отразится на ухудшении качества звука. Поэтому стоит придерживаться средней точки – т. А. Однако это не всегда оправдано, особенно для сигналов очень низкой мощности. В таком случае рабочую точку принимают насколько ниже т. А, что позволяет снизить потребление электроэнергии без искажения формы выходного сигнала.

В нашем случае будем опираться на точку А. Примем напряжение источника питания Uип = 9 В (батарейка «крона»). Тогда напряжение на резисторе Rк равно:

Коллекторный ток, называемый током покоя коллектора, принимают для расчетов 0,8…1,2 мА. Возьмем среднее значение 1 мА = 0,001 А.

Сопротивление Rк равно:

Примем ближайший стандартный номинал резистора 4,7 кОм.

Теперь определит сопротивление в цепи базы Rб:

Коэффициент усиления БТ легко и с достаточной точность можно определить мультиметром. Для pn2222 я определил значение 170 единиц.

Более точную установку тока покоя коллектора устанавливают переменным резистором, включенным в цепь базы и изменяют его до тех пока, пока значение Iк станет равным 1мА. При этом ориентируются на показания миллиамперметра, установленного в цепь коллектора.

Ниже приведены схемы входных каскадов усилителей с полупроводниковыми приборами разной структуры.

Расчет емкости конденсаторов усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ)

При расчете УМЗЧ следует обратить внимание на емкость развязывающих конденсаторов С1 и С2. Если их принять слишком малыми, то плохо будут проходить токи низкой частоты. Поэтому емкость можно определить по следующему выражению:

где fн – нижняя граница частоты сигнала, Гц. Для УНЧ как правило принимают 20 Гц – нижний порог слышимости человеческого уха;

Rвх – входное сопротивление следующего каскада или нагрузки. Для усилителей, в которых применяется БТ, включенный по схеме с общим эмиттером это сопротивление равняется нескольким килоом. Примем Rвх = 4,7 кОм = 4700 Ом.

Таким образом емкости конденсаторов С1 и С2 следует принимать не менее 10 мкФ.

Однако рассмотренная выше схема усилителя звука имеет недостаток, который исключает применение ее в таком виде в электронных устройствах. В схеме отсутствует температурная стабилизация, поэтому любые изменение температуры могут привести к искажению формы выходного сигнала. Устранение данного недостатка и причины его возникновения подробно рассмотрено в следующей статье.

Еще статьи по данной теме

Схемы транзисторных усилителей звука с печатными платами. Простая схема усилителя на транзисторе своими руками

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!

Схема № 1

Выбор класса усилителя . Сразу предупредим радиолюбителя — делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста — как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом — вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика — и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами — трансформатором или конденсатором, — и оба варианта, что называется, один хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.

Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы — простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы — она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него — на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него — на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал — с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатором при расчетах можно пренебречь, называется частотой среза RC-цепочки. Частоту эту можно рассчитать по формуле

F = 1 / (R×C) .

Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

Плата . Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать . Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно . Хочу сразу предупредить радиолюбителя — звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.

Элементная база . При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы — любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы — любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы — электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

Радиаторы для усилителя . Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

P = (U × U) / (8 × R), Вт ,

где U — напряжение питания усилителя, В; R — сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

Во-вторых, вычисляем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

P рас = 0,25 × P, Вт .

В-третьих, вычисляем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

S = 20 × P рас, см 2

В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить — радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно — посчитайте сами!

Качество звучания . Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

Причина этого — «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 — на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

Причина этого также очевидна — больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность работы обратной связи, и больший ее компенсирующий эффект.

Продолжение читайте

Сейчас в интернете можно найти огромное количество схем различных усилителей на микросхемах, преимущественно серии TDA. Они обладают достаточно неплохими характеристиками, хорошим КПД и стоят не так уж и дорого, в связи с этим и пользуются такой популярностью. Однако на их фоне незаслуженно остаются забытыми транзисторные усилители, которые хоть и сложны в настройке, но не менее интересны.

Схема усилителя

В этой статье рассмотрим процесс сборки весьма необычного усилителя, работающего в классе «А» и содержащего всего 4 транзистора. Эта схема разработана ещё в 1969 году английским инженером Джоном Линсли Худом, несмотря на свою старость, она и по сей день остаётся актуальной.

В отличие от усилителей на микросхемах, транзисторные усилители требуют тщательной настройки и подбора транзисторов. Эта схема – не исключение, хоть она и выглядит предельно простой. Транзистор VT1 – входной, структуры PNP. Можно экспериментировать с различными маломощными PNP-транзисторами, в том числе и с германиевыми, например, МП42. Хорошо себя зарекомендовали в этой схеме в качестве VT1 такие транзисторы, как 2N3906, BC212, BC546, КТ361. Транзистор VT2 – структуры NPN, средней или малой мощности, сюда подойдут КТ801, КТ630, КТ602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165. Особое внимание стоит уделить выходным транзисторам VT3 и VT4, а точнее, их коэффициенту усиления. Сюда хорошо подходят КТ805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. Нужно отобрать два одинаковых транзистора с как можно более близким коэффициентом усиления, при этом он должен более 120. Если коэффициент усиления выходных транзисторов меньше 120, значит в драйверный каскад (VT2) нужно поставить транзистор с большим усилением (300 и более).

Подбор номиналов усилителя

Некоторые номиналы на схеме подбираются исходя из напряжения питания схемы и сопротивления нагрузки, некоторые возможные варианты показаны в таблице:

Не рекомендуется поднимать напряжение питания более 40 вольт, могут выйти из строя выходные транзисторы. Особенность усилителей класса А – большой ток покоя, и, следовательно, сильный разогрев транзисторов. При напряжении питания, например, 20 вольт и токе покоя 1.5 ампера усилитель потребляет 30 ватт, не зависимо от того, подаётся на его вход сигнал или нет. На каждом из выходных транзисторов при этом будет рассеиваться по 15 ватт тепла, а это мощность небольшого паяльника! Поэтому транзисторы VT3 и VT4 нужно установить на большой радиатор, используя термопасту.
Данный усилитель склонен в появлению самовозбуждений, поэтому на его выходе ставят цепь Цобеля: резистор сопротивлением 10 Ом и конденсатор 100 нФ, включенные последовательно между землёй и общей точкой выходных транзисторов (на схеме эта цепь показана пунктиром).
При первом включении усилителя в разрыв его питающего провода нужно включить амперметр для контроля тока покоя. Пока выходные транзисторы не разогрелись до рабочей температуры, он может немного плавать, это вполне нормально. Также при первом включении нужно замерять напряжение между общей точкой выходных транзисторов (коллектор VT4 и эммитер VT3) и землёй, там должна быть половина питающего напряжения. Если напряжение отличается в большую или меньшую сторону, нужно покрутить подстроечный резистор R2.

Плата усилителя:

(cкачиваний: 605)

Плата изготовлена методом ЛУТ.

Собранный мной усилитель

Несколько слов о конденсаторах, входном и выходном. Ёмкость входного конденсатора на схеме обозначена 0,1 мкФ, однако такой ёмкости не достаточно. В качестве входного следует поставить плёночный конденсатор ёмкостью 0,68 – 1 мкФ, иначе возможен нежелательный срез низких частот. Выходной конденсатор С5 стоит взять на напряжение не меньшее, чем напряжением питания, жадничать с ёмкостью также не стоит.
Преимуществом схемы этого усилителя является то, что она не представляет опасности для динамиков акустической системы, ведь динамик подключается через разделительный конденсатор (С5), это значит, что при появлении на выходе постоянного напряжения, например, при выходе усилителя из строя, динамик останется цел, ведь конденсатор не пропустит постоянное напряжение. Всем, кто затрудняется в выборе первой схемы для сборки, я хочу порекомендовать этот усилитель на 1 транзисторе. Схема очень простая, и может быть выполнена, как навесным так и печатным монтажем.

Сразу скажу, сборка этого усилителя оправдана только в качестве эксперимента, так как качество звука будет, в лучшем случае на уровне дешевых, китайских приемников – сканеров. Если кто-то захочет собрать себе маломощный усилитель с более качественным звучанием, с применением микросхемы TDA 2822 m , может перейти по следующей ссылке:

Портативная колонка для плейера или телефона на микросхеме tda2822m Фото проверки усилителя:

На следующем рисунке приведен список необходимых деталей:

В схеме можно использовать почти любой из биполярных транзисторов средней и большой мощности n — p — n структуры, например КТ 817. Конденсатор на входе желательно поставить пленочный, емкостью 0.22 – 1 МкФ. Пример пленочных конденсаторов на следующем фото:

Привожу рисунок печатной платы из программы Sprint-Layout :

Сигнал берется с выхода mp3 плейера или телефона, используются земля и один из каналов. На следующем рисунке можно увидеть схему распайки штекера Джек 3.5, для подключения к источнику сигнала:

При желании этот усилитель, как и любой другой, можно снабдить регулятором громкости, подключив потенциометр на 50 КОм по стандартной схеме, используется 1 канал:

Параллельно питанию, если в блоке питания после диодного моста не стоит электролитический конденсатор большой ёмкости, нужно поставить электролит на 1000 – 2200 МкФ, с рабочим напряжением большим, чем напряжение питания схемы.
Пример такого конденсатора:

Скачать печатную плату усилителя на одном транзисторе для программы sprint – layout можно в разделе сайта Мои файлы.

Оценить качество звучания этого усилителя, можно посмотрев видео его работы на нашем канале.

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

Простой усилитель на 50 Вт — Усилители на транзисторах — Звуковоспроизведение

 

Николай Трошин

В этой статье я хотел немного с Вами порассуждать, а также поделиться результатами своих экспериментов, которые мне пришлось провести вследствие этих рассуждений.

 

Собирал я некоторое время назад усилитель Линси Худа ( Ультралинейный усилитель класса А ). Не перестаю восхищаться этой замечательной схемой, которая несмотря на свою простоту, обеспечивает высокое качество звука. Однако есть у неё и особенности.
Как удачно выразился один из моих знакомых этот усилитель не только хорошо звучит, но и хорошо отапливает помещение. При 10 Вт выходной мощности — примерно 60 Вт уходит в тепло.
Большая потребляемая мощность приводит к необходимости мощного источника питания, что заметно усложняет и утяжеляет конструкцию, делает её более дорогой.
Использование малогабаритных акустических систем (которые в настоящее время довольно популярны), как правило, обладающих невысокой чувствительностью, приводит к тому, что 10 Вт выходной мощности далеко не всегда хватает для получения необходимой громкости, особенно в области низких частот. ( Впрочем большинство из выше перечисленного относится и к другим усилителям класса А ).
В результате возникла идея попробовать перевести данную схему в более экономичный класс АВ. Это не потребовало больших изменений, но позволило получить гораздо большую выходную мощность. Схема усилителя показана ниже на рисунке.

Диапазон рабочих частот у неё не менее 20…30000 Гц. Выходная мощность на нагрузке 8 Ом — 30 Вт, на нагрузке 4 Ом — 50 Вт. Нелинейные искажения померить точно не было возможности (нет соответствующих приборов), однако оценить все же удалось.
Для этого собрал режекторный фильтр с глубиной подавления около 70 дб, подавил им основную гармонику и наблюдал, что осталось на выходе усилителя осциллографом.
На частоте примерно 2 кГц и на мощностях до 25 Вт (на нагрузке 8 Ом) — гармонические искажения точно ниже 0.1%, а может быть и значительно ниже.
На нагрузке 4 Ом искажения не измерял. Звучит усилитель очень хорошо. Малое число усилительных каскадов способствует минимизации динамических искажений.

Несколько слов о схеме и о деталях.
Все транзисторы, кроме VT1, должны быть на радиаторах. На VT2 — 20 кв.см., на VT3, VT4 — 250 кв.см.(не менее).
Конденсаторы должны быть приличного качества. С5 слюдяной или пленочный.
Резисторы – любой мощности, кроме R7 R8, которые должны быть мощностью — 5вт, а R10, R11 — 2вт.
Поскольку усилительных каскадов мало, транзисторы должны иметь высокий коэффициент усиления.
Не менее: VT1 — 100, VT2 — 80, VT3,VT4 — 100 (при 8 Ом нагрузке) и 150 (при 4 Ом). При меньшем коэффициенте усиления транзисторов выходного каскада, заявленную мощность получить не удастся.

Оценить коэффициент усиления не сложно. Методика эта описана в статье «Простой усилитель класса А». Надо заметить, что транзисторы типа КТ818, КТ819 — имеют довольно большой разброс параметров. Мне встречались транзисторы с коэффициентом усиления (К. ус.) от 25 до 200.
Транзисторов с К. ус. 80…100 — около половины. С К. ус. более 150 — попадаются не часто.
При отсутствии таких транзисторов или нежелании мерить их К. ус. — лучше собрать выходной каскад усилителя на 4-х транзисторах (схема ниже).

Номиналы резисторов R7, R8 нужно увеличить примерно в 5 раз, а их мощность можно уменьшить до 0.25 Вт.
На транзисторы КТ814 КТ815, радиаторы в таком случае не нужны.
Настройка усилителя сводится к установке резистором R2 половины напряжения питания на выходе усилителя (на минусовом выводе С6), и тока покоя выходного каскада — резистором R9, в пределах 20…50 мА.

ВАЖНО:
Перед первым включением надо выставить R9 в нулевое сопротивление. На время настройки бывает полезно в цепь питания включить резистор 1 Ом 5 Вт. Измеряя падение напряжения на нем можно контролировать ток потребления усилителя.

В качестве источника питания, я использовал два трансформатора ТН (разных типов, какие были в наличии) с обмотками на ток не менее 3 А (в стерео варианте не менее 6 А), соединил 6 обмоток по 6.3 В. каждая — последовательно, диодный мост на 10 А и два конденсатора по 4700 мкФ.
Можно собрать усилитель на транзисторах обратной проводимости. Для этого надо поменять полярность питания, всех электролитов и диодов.

В заключение небольшое отступление от темы.
Давно интересовал вопрос насколько справедливо мнение о том, что германиевые усилители звучат лучше кремниевых.
Поставил такой эксперимент:
Собрал два усилителя по схеме из статьи «Германиевый усилитель класса А», которая хорошо себя зарекомендовала.
Один усилитель понятное дело на германии, а второй полностью на кремнии. Коэффициенты усиления выровнял по приборам. Входы усилителей соединил вместе, а к выходам усилителей подключил переключатель, дающий возможность оперативно подключать то один, то другой усилитель к трёхполосной акустической системе приличного качества.
В качестве источника звука использовал CD проигрыватель хорошего уровня и CD диски с европейским качеством записи.

Прослушивались фрагменты различных произведений: классическая музыка, опера, хороший вокал, современная группа стиля «метал» (мелодичные композиции с отдельно звучащими инструментами и хорошим вокалом). В качестве слушателей пригласил троих человек, два из которых с музыкальным образованием и хорошим слухом.

Результаты такие:
1. Все слушатели отмечали высокое качество звучания обоих усилителей.
2. Никакой разницы в звучании германиевого и кремниевого усилителя ни я, ни мои слушатели не заметили.
Еще меня приятно удивило следующее. Один из этих моих слушателей некоторое время назад был на концерте той самой «металлической» группы, приезжавшей на гастроли в Россию. По его мнению, звучание моих усилителей лучше чем то, что он слышал на концерте.
 

 

Автомобильный усилитель на транзисторах своими руками

Этот усилитель был создан для улучшения звучания в машине. Усилитель будет управлять басовой колонкой с динамиком диаметром 25 см с номинальной мощностью 150 Вт. Конструкция самой схемы УМЗЧ старая и проверенная неоднократно на обычных домашних УНЧ. Печатная плата была немного изменена из-за меньшего размера элементов. Усилитель имеет мощность 50 Вт, работает в классе AB, питается от 48 В, потребляемый ток при полной раскачке достигает 1,5 А.

Схема усилителя для авто

Принципиальная схема основана на силовых транзисторах 2N3055. В сочетании с регулятором НЧ (активный фильтр) звук просто уникален — дешевые TDA стоят на обочине)). Автомобильный сабвуфер оснащен инвертором питания 12 В в двухполярное повышенное.

Схема преобразователя для авто

• Напряжение питания: 12,5 В (батарея авто)
• Выходное напряжение: 40 В (1×15 витков и первичные 2×5 витков)

При испытаниях преобразователя подключите резистор сопротивлением 16 Ом и ток, потребляемый преобразователем, составит около 3 А, а ток протекающий через этот резистор будет 1,2 А. При этом рабочая частота инвертора: 55 кГц, сердечник трансформатора ETD44-3F3.

Почему всё собрано на транзисторах? Нет интегральных схем усилителей, имеющих мощность более 50 Вт, имеющих систему повышения напряжения. Даже TDA1560, TDA1562, TDA8571 не дадут равную мощность.

Но если уже есть преобразователь 12-220 Вольт, можете изменить его трансформатор и подключить к нему микросхему с более высокой мощностью, даже TDA7294 или любые другие, сняв по крайней мере 70 Вт.

Что касается 50 Вт, они получены с сопротивлением катушки громкоговорителя 8 Ом. Увеличьте напряжение до 55-60 В, усилитель должен справиться с этим, и мощность будет намного больше. Кроме того, вместо 2200 мкФ на выходе (для 8 Ом) дайте 4700 мкФ для 4 Ом.

На этих транзисторах схема выжмет и 100 Вт. Только надо преобразовать схему усилителя и преобразователи в более высокое напряжение. Радиаторы для тех 100 Вт также надо больше.

Прошло время…

Усилитель работает и используется. Однако он не достигает полной мощности из-за слишком слабого преобразователя, все из-за трансформатора, у которого маленькое поперечное сечение сердечника. Планируется иметь больший трансформатор и хорошую обмотку, может даже тороидальные сердечники. Выходное напряжение инвертора при подключении к усилителю составляет 48 В, но с нагрузкой падает даже до 36 В, то есть происходит провал на басах.

Усилитель, преобразователь и блок управления тембром звука встроен в короб самодельного исполнения. Ящик изготовлен из белого мебельного ДСП толщиной 18 мм, всё соединено с помощью клея Викол и скручено шурупами для дерева. Короб имеет вместимость 34 литра и представляет собой корпус басс-рефлекс, отверстие + труба находится на высоте динамика в задней стенке. Коробка покрыта материалом для упаковки оборудования CarAudio. На задней стенке есть гнездо для подключения.

⚡️Усилитель своими руками на транзисторах

На чтение 4 мин Опубликовано 04.08.2015 Обновлено 01.11.2019

Использование качественного усилителя позволит повысить детализацию и реалистичность любимых музыкальных воспроизведений.

На вход первого транзистора ставится регулятор громкости переменный резистор 47 кОм, он же снижает уровень шума усилителя.

При минимальной громкости шум не прослушивается, а при максимальной маскируется полезным сигналом.

Параметры изделия: 150Вт на нагрузку 4 Ом и 100Вт на нагрузку 8 Ом.

Второй усилитель звука лишен недостатков первого, что касается шума. Усилитель работает в классе В, диоды D2-D3-D4 задают данный режим работы выходным транзисторам VT4-VT5.

Транзисторы VT3-VT5 устанавливаются на теплоотвод, через изолирующие прокладки применяя при этом термопасту.

Сделанный УНЧ своими руками можно применить в активной колонке, сабвуфере воспроизведения низких частот превосходны.

В этой статье на нашем сайте www.radiochipi.ru мы расскажем вам как самостоятельно собрать усилители звука, что и позволит сэкономить на покупке уже готовых моделей.

Какой усилитель мощности будет лучшим?

Единого мнения о том какой тип усилителя лучший не существует. В настоящее время имеется возможность самостоятельной сборки двух типов усилителей звука:

Ламповые модели пользовались популярностью в недалёком прошлом. Они отличаются увеличенными размерами и повышенным потреблением электроэнергии.

Но при этом подобные ламповые усилители превосходят своих конкурентов по качеству звучания.

Транзисторные усилители имеют компактный размер и малое потребление электроэнергии. При этом они обеспечивают отличное качество звука.

С чего начать работу?

Для начала вам надлежит определиться с мощностью будущего усилителя. Стандартным параметром мощности для использования усилителя в домашних условиях является уровень в 30 – 50 Вт. Если же вам нужно изготовить простой усилитель звука, который будет использоваться для масштабных мероприятий, мощность может составлять 200-300 ватт.

Для работы нам потребуются следующие инструменты:

• Набор отверток.
• Мультиметр.
• Паяльник.
• Материал для изготовления корпуса.
• Электродетали.
• Текстолит для печатной платы.

По сути, печатные платы являются основой для будущего усилителя. Собрать её в домашних условиях не составит сложности.

Для выполнения печатной платы своими руками вам потребуется:

• Текстолит, имеющий медную фольгу.
• Моющее средство.
• Бытовой утюг.
• Самоклеящаяся китайская плёнка.
• Лазерный принтер.
• Сверло для работы с платой.

Кусок хлопчатобумажной ткани или марлевый тампон. Вырезаем из текстолита заготовку будущей платы. Оставьте с каждой из сторон сантиметровый запас. При помощи моющего средства необходимо обработать кусок текстолита, чтобы медная фольга получила розовый цвет. Промываем сделанную нами заготовку и тщательно её выслушиваем.

Приклеиваем самоклеящуюся плёнку к листу формата А4. Распечатываем на принтере заготовку будущей платы. Рекомендуется установить на максимум подачу тонера в принтер. На рабочую поверхность следует уложить фанеру, старую книгу и сверху плату фольгой вверх. Все накрываем офисной бумагой и тщательно прогреваем горячим утюгом. Прогревать нужно около 1 минуты.

Наносим распечатанную схему с листа бумаги на разогретую плату. Накрываем сверху плату листом бумаги и в течение 30 секунд прогреваем утюгом. Разглаживает рисунок при помощи тампона поперечными и продольными движениями. Дождитесь остывания заготовки, после чего можно снять с неё подложку.

Как правильно травить плату?

Для изготовления усилителя своими руками необходимо нанести на плату все используемые дорожки под радиодетали. Выполнить эту работу можно при помощи маркера CD, а после травить плату хлорным железом. К сожалению, хлорное железо имеет высокую стоимость, поэтому многие заменяют его приготовленным самостоятельно раствором из поваренной соли и медного купороса.

Пропорции приготавливаемой смеси:

1. Кухонная соль – 200 грамм.
2. Медный купорос – 100 грамм.
3. 1 литр тёплой воды.

Размешав все компоненты опустите в ёмкость обезжиренные и чистые гвозди или металлические изделия.

[info]Компания Металлист специализируется на изготовлении различных видов металлоконструкций. Клиентам компании предлагаются как типовые металлоконструкции, так и возможность их производства по индивидуальным заказам. Детали и изделия из металла на заказ предлагаются по доступным ценам, а их изготовление осуществляется в кратчайшие сроки. [/info]

Далее вам понадобится компрессор от аквариума, который активизирует реакцию. Кладём в ёмкость плату и выдерживаем около 20 – 30 минут.

Собираем усилитель

На первоначальном этапе выполняется установка используемых радиодеталей на печатной плате. Учитывайте полярность и мощность всех используемых компонентов. Данную работу выполняйте в полном соответствии с имеющейся схемой, что позволит избежать опасности появления короткого замыкания.

Завершив сборку платы можно переходить к изготовлению корпуса. Размеры будущего усилителя зависят от габаритов платы и используемого блока питания. Вы также можете использовать уже готовые заводские корпуса от старых усилителей.

Можем порекомендовать вам изготовить корпус вручную из ДСП. В последующем вы можете с лёгкостью отделать изготовленный корпус шпоном или же самоклеящейся плёнкой.

Перед окончательной сборкой необходимо произвести тестовый запуск усилителя. Производится установка блока питания, платы и всех используемых составляющих. На этом работа по изготовлению усилителя своими руками полностью завершена, и вы можете наслаждаться качественным звуком.

Простые унч на транзисторах своими руками. Простой транзисторный усилитель класса «А. Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях

Редакция сайта «Две Схемы» представляет простой, но качественный усилитель НЧ на транзисторах MOSFET. Его схема должна быть хорошо известна радиолюбителям аудиофилам, так как ей уже лет 20. Схема является разработкой знаменитого Энтони Холтона, поэтому её иногда так и называют — УНЧ Holton. Система усиления звука имеет низкие гармонические искажения, не превышающие 0,1%, при мощности на нагрузку порядка 100 Ватт.

Данный усилитель является альтернативой для популярных усилителей серии TDA и подобных попсовых, ведь при чуть большей стоимости можно получить усилитель с явно лучшими характеристиками.

Большим преимуществом системы является простая конструкция и выходной каскад, состоящий из 2-х недорогих МОП-транзисторов. Усилитель может работать с динамиками сопротивлением как 4, так и 8 Ом. Единственной настройкой, которую необходимо выполнить во время запуска — будет установка значения тока покоя выходных транзисторов.

Принципиальная схема УМЗЧ Holton

Усилитель Холтон на MOSFET — схема

Схема является классическим двухступенчатым усилителем, он состоит из дифференциального входного усилителя и симметричного усилителя мощности, в котором работает одна пара силовых транзисторов. Схема системы представлена выше.

Печатная плата

Печатная плата УНЧ — готовый вид

Вот архив с PDF файлами печатной платы — .

Принцип работы усилителя

Транзисторы Т4 (BC546) и T5 (BC546) работают в конфигурации дифференциального усилителя и рассчитаны на питание от источника тока, построенного на основе транзисторов T7 (BC546), T10 (BC546) и резисторах R18 (22 ком), R20 (680 Ом) и R12 (22 ком). Входной сигнал подается на два фильтра: нижних частот, построенный из элементов R6 (470 Ом) и C6 (1 нф) — он ограничивает ВЧ компоненты сигнала и полосовой фильтр, состоящий из C5 (1 мкф), R6 и R10 (47 ком), ограничивающий составляющие сигнала на инфранизких частотах.

Нагрузкой дифференциального усилителя являются резисторы R2 (4,7 ком) и R3 (4,7 ком). Транзисторы T1 (MJE350) и T2 (MJE350) представляют собой еще один каскад усиления, а его нагрузкой являются транзисторы Т8 (MJE340), T9 (MJE340) и T6 (BD139).

Конденсаторы C3 (33 пф) и C4 (33 пф) противодействуют возбуждению усилителя. Конденсатор C8 (10 нф) включенный параллельно R13 (10 ком/1 В), улучшает переходную характеристику УНЧ, что имеет значение для быстро нарастающих входных сигналов.

Транзистор T6 вместе с элементами R9 (4,7 ком), R15 (680 Ом), R16 (82 Ом) и PR1 (5 ком) позволяет установить правильную полярность выходных каскадов усилителя в состоянии покоя. С помощью потенциометра необходимо установить ток покоя выходных транзисторов в пределах 90-110 мА, что соответствует падению напряжения на R8 (0,22 Ом/5 Вт) и R17 (0,22 Ом/5 Вт) в пределах 20-25 мВ. Общее потребление тока в режиме покоя усилителя должен быть в районе 130 мА.

Выходными элементами усилителя являются МОП-транзисторы T3 (IRFP240) и T11 (IRFP9240). Транзисторы эти устанавливаются как повторитель напряжения с большим максимальным выходным током, таким образом, первые 2 каскада должны раскачать достаточно большую амплитуду для выходного сигнала.

Резисторы R8 и R17 были применены, в основном, для быстрого измерения тока покоя транзисторов усилителя мощности без вмешательства в схему. Могут они также пригодиться в случае расширения системы на еще одну пару силовых транзисторов, из-за различий в сопротивлении открытых каналов транзисторов.

Резисторы R5 (470 Ом) и R19 (470 Ом) ограничивают скорость зарядки емкости проходных транзисторов, а, следовательно, ограничивают частотный диапазон усилителя. Диоды D1-D2 (BZX85-C12V) защищают мощные транзисторы. С ними напряжение при запуске относительно источников питания у транзисторов не должно быть больше 12 В.

На плате усилителя предусмотрены места для конденсаторов фильтра питания С2 (4700 мкф/50 в) и C13 (4700 мкф/50 в).

Самодельный транзисторный УНЧ на МОСФЕТ

Управление питается через дополнительный RC фильтр, построенный на элементах R1 (100 Ом/1 В), С1 (220 мкф/50 в) и R23 (100 Ом/1 В) и C12 (220 мкф/50 в).

Источник питания для УМЗЧ

Схема усилителя обеспечивает мощность, которая достигает реальных 100 Вт (эффективное синусоидальная), при входном напряжении в районе 600 мВ и сопротивлением нагрузки 4 Ома.

Усилитель Холтон на плате с деталями

Рекомендуемый трансформатор — тороид 200 Вт с напряжением 2х24 В. После выпрямления и сглаживания должно получиться двух полярное питание усилители мощности в районе +/-33 Вольт. Представленная здесь конструкция является модулем монофонического усилителя с очень хорошими параметрами, построенного на транзисторах MOSFET, который можно использовать как отдельный блок или в составе .

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

Появилось желание собрать более мощный усилитель «А» класса. Прочитав достаточное количество соответствующей литературы и выбрал из предлагавшегося самую последнюю версию. Это был усилитель мощностью 30 Вт соответствующий по своим параметрам усилителям высокого класса.

В имеющеюся трассировку оригинальных печатных плат никаких изменений вносить не предполагал, однако, ввиду отсутствия первоначальных силовых транзисторов, был выбран более надежный выходной каскад с использованием транзисторов 2SA1943 и 2SC5200. Применение этих транзисторов в итоге позволило обеспечить большую выходную мощность усилителя. Принципиальная схема моей версии усилителя далее.

Это изображение плат собранных по этой схеме с транзисторами Toshiba 2SA1943 и 2SC5200.

Если присмотреться, то сможете увидеть на печатной плате вместе со всеми компонентами стоят резисторы смещения, они мощность 1 Вт углеродного типа. Оказалось, что они более термостабильны. При работе любого усилителя большой мощности выделяется огромное количества тепла, поэтому соблюдение постоянства номинала электронного компонента при его нагреве является важным условием качественной работы устройства.

Собранная версия усилителя работает при токе около 1,6 А и напряжении 35 В. В результате чего 60 Вт мощности непрерывного рассеивается на транзисторах в выходном каскаде. Должен заметить, что это только треть мощности, которую они способны выдержать. Постарайтесь представить, сколько тепла выделяется на радиаторах при их нагреве до 40 градусов.

Корпус усилителя сделан своими руками из алюминия. Верхняя плита и монтажная плита толщиной 3 мм. Радиатор состоит из двух частей, его габаритные размеры составляют 420 x 180 x 35 мм. Крепеж — винты, в основном с потайной головкой из нержавеющей стали и резьбой М5 или М3. Количество конденсаторов было увеличено до шести, их общая ёмкость 220000 мкФ. Для питания был использован тороидальный трансформатор мощностью 500 Вт.

Блок питания усилителя

Хорошо видно устройство усилителя, которое имеет медные шины соответствующего дизайна. Добавлен небольшой тороид, для регулируемой подачи под управлением схемы защиты от постоянного тока. Так же имеется ВЧ фильтр в цепи питания. При всей своей простоте, надо сказать обманчивой простоте, топологии платы этого усилителя и звук им производится как бы без всякого усилия, подразумевающего в свою очередь возможность его бесконечного усиления.

Осциллограммы работы усилителя

Спад 3 дБ на 208 кГц

Синусоида 10 Гц и 100 Гц

Синусоида 1 кГц и 10 кГц

Сигналы 100 кГц и 1 МГц

Меандр 10 Гц и 100 Гц

Меандр 1 кГц и 10 кГц

Полная мощность 60 Вт отсечение симметрии на частоте 1 кГц

Таким образом становится понятно, что простая и качественная конструкция УМЗЧ не обязательно делается с применением интегральных микросхем — всего 8 транзисторов позволяют добиться приличного звучания со схемой, собрать которую можно за пол дня.

Усилитель на одном транзисторе — здесь представлена конструкция простого УНЧ на одном транзисторе. Именно с подобных схем многие радиолюбители начинали свой путь. Однажды собрав несложный усилитель мы всегда стремимся изготовить более мощное и качественное устройство. И так все идет по нарастающей, всегда присутствует желание изготовить безупречный усилитель мощности.

Показанная ниже простейшая схема усилителя выполнена на одном биполярном транзисторе и шести электронных компонентах, включая динамик. Эта конструкция прибора усиливающего звук низкой частоты, создана как раз для начинающих радиолюбителей. Основная ее цель, это дать понять простой принцип работы усилителя, поэтому она собрана с использованием минимального количества радиоэлектронных элементов.

Этот усилитель естественно обладает небольшой мощностью, для начала она большая и не нужна. Однако, если установить более мощный транзистор и поднять немного напряжение питания, то на выходе можно получить примерно 0,5 Вт. А это уже считается довольно приличной мощностью для усилителя имеющего такую конструкцию. На схеме, для наглядности применен биполярный транзистор c проводимостью n-p-n, вы же можете использовать любые и с любой проводимостью.

Чтобы получить 0,5 Вт на выходе, то лучше всего применить мощные биполярные транзисторы типа КТ819 либо их зарубежные аналоги, например 2N6288, 2N5490. Также можно использовать кремневые транзисторы типа КТ805 их зарубежный аналог — BD148, BD149. Конденсатор в цепи выходного тракта можно установить 0,1mF, хотя его номинальное значение не играет большой роли. Тем не менее он формирует чувствительность прибора относительно частоты звукового сигнала.

Если поставить конденсатор имеющий большую емкость, то тогда на выходе будут преимущественно низкие частоты, а высокие будут срезаться. И наоборот, если емкость будет маленькая, то будут резаться низкие частоты, а высокие пропускаться. Поэтому, этот выходной конденсатор подбирается и устанавливается исходя из ваших предпочтений относительно звукового диапазона. Напряжение питания для схемы нужно выбирать в пределах от 3v — до 12v.

Хотелось бы еще пояснить — данный усилитель мощности представлен вам только в демонстрационных целях, показать принцип работы такого устройства. Звучание этого аппарата конечно будет на низком уровне и не идет ни в какое сравнение с высококачественными устройствами. При усилении громкости воспроизведения, в динамике будут возникать искажения в виде хрипов.

Читатели! Запомните ник этого автора и никогда не повторяйте его схемы.
Модераторы! Прежде чем меня забанить за оскорбления, подумайте, что Вы «подпустили к микрофону» обыкновенного гопника, которого даже близко нельзя подпускать к радиотехнике и, тем более, к обучению начинающих.

Во-первых, при такой схеме включения, через транзистор и динамик пойдет большой постоянный ток, даже если переменный резистор будет в нужном положении, то есть будет слышно музыку. А при большом токе повреждается динамик, то есть, рано или поздно, он сгорит.

Во-вторых, в этой схеме обязательно должен быть ограничитель тока, то есть постоянный резистор, хотя бы на 1 КОм, включенный последовательно с переменным. Любой самоделкин повернет регулятор переменного резистора до упора, у него станет нулевое сопротивление и на базу транзистора пойдет большой ток. В результате сгорит транзистор или динамик.

Переменный конденсатор на входе нужен для защиты источника звука (это должен обьяснить автор, ибо сразу же нашелся читатель, который убрал его просто так, считая себя умнее автора). Без него будут нормально работать только те плееры, в которых на выходе уже стоит подобная защита. А если ее там нет, то выход плеера может повредиться, особенно, как я сказал выше, если выкрутить переменный резистор «в ноль». При этом на выход дорогого ноутбука подастся напряжение с источника питания этой копеечной безделушки и он может сгореть. Самоделкины, очень любят убирать защитные резисторы и конденсаторы, потому-что «работает же!» В результате, с одним источником звука схема может работать, а с другим нет, да еще и может повредиться дорогой телефон или ноутбук.

Переменный резистор, в данной схеме должен быть только подстроечным, то есть регулироваться один раз и закрываться в корпусе, а не выводиться наружу с удобной ручкой. Это не регулятор громкости, а регулятор искажений, то есть им подбирается режим работы транзистора, чтобы были минимальные искажения и чтобы из динамика не шел дым. Поэтому он ни в коем случае не должен быть доступен снаружи. Регулировать громкость, путем изменения режима НЕЛЬЗЯ. За это нужно «убивать». Если очень хочется регулировать громкость, проще включить еще один переменный резистор последовательно с конденсатором и вот его уже можно выводить на корпус усилителя.

Вообще, для простейших схем — и чтобы заработало сразу и чтобы ничего не повредить, нужно покупать микросхему типа TDA (например TDA7052, TDA7056… примеров в интернете множество) , а автор взял случайный транзистор, который завалялся у него в столе. В результате доверчивые любители будут искать именно такой транзистор, хотя коэффициент усиления у него всего 15, а допустимый ток аж 8 ампер (сожгет любой динамик даже не заметив).

Создайте этот 8-ми транзисторный стереоусилитель

Во время исследования перехода на твердотельные устройства я наткнулся на действительно интересную статью о первой в мире транзисторной системе Hi-Fi. Эта статья дает хорошее закулисное представление о том, как выполняется электронный дизайн. Часто успех зависит от убеждения начальника в том, что определенная идея или процесс стоит того.Транзисторы в 50-е годы были трудными в производстве, шумными и ненадежными, а когда они работали, то только на низкой частоте и очень малой мощности. Многие инженеры изо всех сил пытались выяснить, для чего нужен транзистор, кроме миниатюрных слуховых аппаратов или преобразования сигнала в диодных логических схемах. Конечно, вакуумная трубка была большой и неэффективной, но она могла делать практически все, что требовалось в то время. За исключением случаев, когда вам нужны были тысячи их для компьютера, тогда они были не так хороши.

Логический модуль IBM 700 Series

К 1960-м годам транзистор наконец нашел свою нишу в портативных и мобильных радиоприемниках AM, стереосистемах Hi-Fi, компьютерах и телефонных повторителях, в то время как электронные лампы продолжали оставаться в высокочастотных радиоприемниках, усилителях мощности РЧ и высоком напряжении. переключатели. Транзистору пришлось вести борьбу с электронной лампой, пока разрабатывались новые материалы и производственные процессы.Переход на транзисторы и устаревание электронных ламп потребовали десятилетий, а не взрыва. ЭЛТ-дисплей, гигантская стеклянная вакуумная бутылка, заполненная оловом, медью, цинком, цезием, серебром и свинцом, не исчезла со сцены до первого десятилетия 21-го века, замененного плоским стеклянным экраном, полным транзисторов. Но в наших микроволновых печах все еще есть электронные лампы. Я думаю, последний бой.

В 1968 году Radio Shack представила свои первые наборы P-Box, предназначенные для экспериментаторов в области электроники.Это были отличные комплекты, содержащие все электронные компоненты, провода и монтажную плату, необходимые для создания полезного электронного устройства. Первые комплекты P-Box, выпущенные в 1968 году, подозрительно напоминали те, что продавались Eico под брендом Eicocraft, но быстро расширились (Radio Shack продавала экспериментальные комплекты Eico, Knight и Allied Radio до 1973 года). В 1969 году был выпущен комплект 8-транзисторного стереоусилителя, который был снят с производства в 1972 году. Причины неясны, но я подозреваю, что германиевые транзисторы с «согласованной парой» были дорогими и труднодоступными.Кроме того, комплект усилителя был одним из самых сложных в каталоге и, вероятно, работал не очень хорошо, что было бы разочарованием, учитывая его стоимость.

После прочтения статьи о транзисторных Hi-Fi, упомянутых ранее, и изучения доступной документации по набору 8-ми транзисторного стереоусилителя, я захотел его создать. В самых дешевых усилителях 1969 года использовалось как минимум два трансформатора связи. Эти трансформаторы упростили схему усилителя, но они добавили веса и ограничили низкочастотный и высокочастотный отклик.В комплекте Radio Shack использовалась двухтактная конструкция с прямым соединением, которую в то время можно было найти только в «серьезном» Hi-Fi оборудовании, где не было трансформаторов. Все, что мне нужно было сделать, это переработать комплект для кремниевых транзисторов, улучшить схему двухтактного смещения и ограничить высокочастотный отклик чем-то разумным. Результату этой работы и посвящена данная статья. Я был очень рад, что в итоге я получил симпатичный маленький «винтажный» усилитель, который воспроизводит звук, заполняющий всю комнату, при подключении к эффективной акустической системе.Как вы можете видеть из демонстрации видео в начале этой статьи, вам не нужно 1000 Вт при 0,0000001% THD, чтобы заполнить комнату хорошими мелодиями.

Технические характеристики созданного мною усилителя были следующими:

THD: <1% при 500 мВт на канал

Входное сопротивление: 700 кОм минимум

Чувствительность: -10 дБВ (0,316 В среднекв.) См. Примечание ниже

Частотный диапазон: от 35 Гц до 20 кГц (+/- 1 дБ)

Частоты среза: 27 Гц и 65 кГц

Входная мощность: 9 В при 500 мА макс. Или 12 В при 700 мА макс.Рекомендуется 1000 мА.

Выходная мощность при 9 В Входная мощность: 1 Вт на 8 Ом (0,5 Вт на канал) или 2 Вт на 4 Ом (1 Вт на канал)

Выходная мощность при 12 В Входная мощность: 2 Вт на 8 Ом (1 Вт на канал) или 4 Вт на 4 Ом (2 Вт на канал)

Примечание. Входная чувствительность усилителя масштабируется до входных напряжений линейного уровня потребителя около 0,8 В (пиковое значение) (0,316 В среднеквадратичного значения) для максимальной выходной мощности. Хотя это идеально подходит для ноутбука, MP3-плеера, микшера, CD-плеера, AM / FM-тюнера или старинной магнитофонной деки, этого может быть недостаточно для многих звукоснимателей акустических / электрических инструментов или динамических микрофонов без предварительного усилителя или «топтания». коробка».

ТАКЖЕ …

Обязательно ознакомьтесь с руководством по сборке ниже по странице, потому что оно включает несколько предложений по улучшению усилителя:

• Добавление светодиодного индикатора питания
• Удвоение выходной мощности до 2 Вт
• Добавление источника питания переменного тока для домашнего и портативного использования
• И многое другое …

Схема стереоусилителя

Усилители правого и левого каналов идентичны, поэтому в этом разделе я опишу только левый канал.

В усилителе три каскада: дифференциальный усилитель (Q1), драйвер с общим эмиттером (Q2) и двухтактный выход (Q3 и Q4).

Ступени усилителя

Дифференциальный каскад усилителя

Каскад дифференциального усилителя обеспечивает три основные функции для остальных каскадов:

1. Схема смещения начальной загрузки, состоящая из C2 и R2-R5, которая увеличивает входное сопротивление усилителя примерно до 2 МОм.

2. Контур обратной связи постоянного тока, состоящий из R7 и R8, для управления общим коэффициентом усиления усилителя, уменьшения искажений и поддержания двухтактного выходного напряжения на уровне 1/2 напряжения источника питания.

3. Фильтр нижних частот первого порядка, состоящий из C3 в сочетании с R7 / R8, который ограничивает высокочастотную характеристику до 65 кГц.

Резисторы R2 и R3 образуют цепь смещения делителя напряжения для Q1, которая устанавливает напряжение коллектора около 8,2 В и ток коллектора на уровне 500 мкА. Коэффициент усиления по напряжению для дифференциального усилителя составляет -21 дБ (потери), а фазовый сдвиг сигнала составляет 180 градусов, поэтому необходим другой каскад усилителя, чтобы исправить это перед отправкой сигнала на выходной каскад.

Не беспокойтесь о том, что первая ступень будет выглядеть немного необычно. Это не канонический дифференциальный усилитель из класса схем, в котором используются два транзистора. В проекте 8-ми транзисторного стереоусилителя требовалось использовать только 4 транзистора на канал, поэтому в конструкции был отказан от одного из транзисторов дифференциального усилителя и использовалась схема эмиттера в качестве входа. У него есть некоторые ограничения, но он работает.

Стандартный дифференциальный усилитель

Для тех, кто хотел бы самостоятельно поэкспериментировать с этой частью схемы, чтобы увидеть, как она действительно работает, я предоставил быстрый дизайн, аналогичный тому, который использовался в проекте усилителя, и включил схему ниже.Это всего лишь несколько компонентов, и их можно смонтировать на макетной плате без пайки.

Однотранзисторный дифференциальный усилитель

Подключите генератор сигналов к клемме IN +, заземлите клемму IN-, а затем подключите канал 1 двойного осциллографа к клемме OUT, а канал 2 — к клемме IN +. Установите генератор сигналов на 1 кГц с выходом 1Vpp. Кривая осциллографа должна выглядеть как первая кривая ниже. Обратите внимание, что вход и выход дифференциального усилителя синфазны, а коэффициент усиления (Vpp OUT / Vpp IN) приблизительно равен единице.

Неинвертирующий вход (желтый) и выход дифференциального усилителя (синий) — в фазе

Снимите генератор сигналов и осциллограф. Подключите генератор сигналов к клемме IN-, заземлите клемму IN +, а затем подключите канал 1 осциллографа с двумя трассами к клемме OUT, а канал 2 — к клемме IN-. Кривая осциллографа должна выглядеть как вторая кривая ниже. Обратите внимание, что вход и выход дифференциального усилителя смещены по фазе на 180 градусов, а коэффициент усиления усилителя (Vpp OUT / Vpp IN) приблизительно равен единице.

Инвертирующий вход (желтый) и выход дифференциального усилителя (синий) — фазовый сдвиг на 180 градусов

Это поведение, ожидаемое от дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 1. Вы могли бы увидеть подобное поведение от ИС операционного усилителя или канонического 2-х транзисторного дифференциального усилителя.

Одним из важнейших показателей характеристик дифференциального усилителя является коэффициент подавления синфазного сигнала (CMMR). Если вы подаете сигнал точно такой же амплитуды и фазы на клеммы IN + и IN- дифференциального усилителя, выходной сигнал должен быть нулевым.Если это не так, значит, усилитель привел к ошибке на выходе. Практичные диффузоры не идеальны, поэтому CMMR часто используется как мера качества. ИС коммерческих операционных усилителей обычно достигают CMMR от 70 до 100 дБ в зависимости от частоты сигнала. Простой однотранзисторный дифференциальный усилитель не так хорош, но в конце концов, это всего лишь один транзистор.

Чтобы определить CMMR для схемы диффузора, показанной выше, замените R6 подстроечным резистором 2 кОм (контакт 1 — эмиттер Q1, контакт 2 — C2 +).Подсоедините клеммы IN + и IN- к генератору сигналов. Выключите канал 2 осциллографа и регулируйте канал 1, пока не появится сигнал. Отрегулируйте резистор подстроечного резистора, пока выходное напряжение диффузора не станет настолько низким, насколько возможно. Выходной сигнал должен быть около 10 мВ от пика до пика, как показано на графике ниже.

Неинвертирующие и инвертирующие входы, связанные вместе, отображающие синфазный выход

Следующий расчет дает значение CMMR этого дифференциального усилителя:

Дифференциальный режим усиления = OUT / (IN + — IN-) = 1Vpp / (1Vpp — 0Vpp) = 1

Синфазное усиление = OUT / IN = 0.01Vpp / 1Vpp = 0,01

CMMR = усиление в дифференциальном режиме / усиление в синфазном режиме = 1 / 0,01 = 100

CMMRdb = 20 * log (CMMR) = 40 дБ

Таким образом, эта схема дифференциального усилителя очень проста, использует только один транзистор и может масштабироваться для различных коэффициентов усиления в дифференциальном режиме.

Но …

Это CMMR не так хорош, как канонический диффузор или операционный усилитель, а входное сопротивление на неинвертирующем входе довольно низкое (около 1500 Ом).

Но если вы примете это во внимание, легко спроектировать небольшой усилитель, который действительно хорошо работает всего с несколькими транзисторами.

Ступень драйвера общего эмиттера

Это каскад усиления по напряжению усилителя. Q2 усиливает выходной сигнал Q1 и обеспечивает усиление по напряжению +45 дБ, которое используется для управления двухтактным выходным каскадом. Чтобы максимизировать усиление и размах выходного напряжения, Q2 не использует дегенерацию эмиттера, поэтому его выход коллектора будет довольно нелинейным и зависит от температуры.Это исправляется с помощью контура обратной связи по постоянному току R7 и R8.

Ток коллектора для Q2 установлен на 5 мА и течет через динамик, R11, D1 и D2. Этого небольшого тока через динамик недостаточно для генерирования измеримой мощности или слышимого шума, но он обеспечивает небольшой сигнал обратной связи в цепи коллектора Q2, который корректирует искажение кроссовера в Q3 / Q4.

Кроссовер искажений без двухтактного смещения

В исходной схеме усилителя использовался резистор для установки тока покоя для Q3 / Q4.Падение напряжения на этом резисторе было пропорционально току коллектора в Q2 и немного включало Q3 / Q4, поэтому усилитель работал в режиме класса A для слабых сигналов. К сожалению, при изменении температуры в Q3 / Q4 их базовый ток будет увеличиваться, увеличивая падение напряжения на резисторе. По мере увеличения падения напряжения на резисторе ток покоя Q3 / Q4 будет увеличиваться, повышая их температуру. Этот цикл будет повторяться до тех пор, пока температуры Q3 / Q4 не станут настолько высокими, что они самоуничтожатся.

Чтобы избежать этого, я заменил оригинальный резистор смещения на D1 и D2. Комбинация этих двух диодов обеспечивает смещение 1,4 В для Q3 / Q4, которое почти не зависит от тока базы Q3 / Q4. Не совсем независимый, но гораздо ближе, чем резистор. D1 и D2 также имеют отрицательный температурный коэффициент по отношению к напряжению перехода. Таким образом, когда температура окружающей среды увеличивается, что приводит к увеличению тока в Q3 / Q4, напряжение перехода D1 / D2 уменьшается, что снижает ток в Q3 / Q4.В идеале D1 и D2 должны быть физически близки к Q3 / Q4 (по возможности установлены на радиаторе), но используемая здесь схема стабилизации диода отлично зарекомендовала себя в моих тестах на температуру и выходную мощность. Конденсатор C4 предотвращает звон во время перехода Q3 / Q4.

Отсутствие кроссоверных искажений при двухтактном смещении диода

Двухтактный выходной каскад

Двухтактный выходной каскад обеспечивает необходимое усиление по току в сочетании с усилением по напряжению драйвера CE для создания выходной мощности, которая управляет динамиком.Q3 и Q4 работают независимо для больших сигналов (работа класса B), но в тандеме для малых сигналов (работа класса A). Для больших сигналов Q3 будет проводить одну половину цикла, а Q4 — вторую половину. Для небольших сигналов Q3 и Q4 будут вносить вклад в обе половины цикла.

Выходное напряжение постоянного тока на Q3 / Q4 составляет 1/2 напряжения источника питания, чтобы обеспечить максимальное колебание напряжения переменного тока без искажения ограничения.Для батареи 9 В выходное напряжение постоянного тока двухтактной составляет 4,5 В. Мы не хотим, чтобы это постоянное напряжение появлялось на динамике, так как это приведет к потере большого количества энергии на нагрев катушки динамика и отсутствие звука в процессе. Мы хотим, чтобы на динамик поступало только напряжение переменного тока от каскада CE Driver. C5 отделяет выходное напряжение постоянного тока на двухтактном каскаде от динамика и позволяет подавать только напряжение переменного тока. Компромисс с разделительным конденсатором C5 заключается в том, что на низких частотах импеданс C5 снижает выходное напряжение на динамик, что ограничивает самую низкую частоту от источника музыки, которая может быть усилена, которая в данном случае составляет около 27 Гц.

Коэффициент усиления по напряжению выходного каскада Push-Pull составляет -6 дБ (потери), но коэффициент усиления по току для каскада Push-Pull составляет + 35 дБ, что позволяет небольшому току в Q2 производить большой ток в Q3 / Q4. Общий коэффициент усиления по напряжению усилителя складывается из всех коэффициентов усиления каскада:

Diff Amp Gain + CE Driver Gain + Push-Pull Gain = (-21 дБ) + 45 дБ + (-6 дБ) = + 18 дБ

Рабочие параметры

После сборки усилителя были измерены следующие рабочие параметры при напряжении питания 9 В:

Ток покоя постоянного тока = 11 мА на канал (всего 22 мА)

Максимальное колебание напряжения = 6Vpp

Отклонение источника питания = -20 дБ

Коэффициент усиления по напряжению = + 18 дБ

Выходная мощность при КНИ 1% = 0.525 Вт на канал

Входное сопротивление = 700 кОм

Частотная характеристика +/- 1 дБ = от 35 Гц до 20 кГц

Отсечка по нижнему краю = 27 Гц

Высокочастотная отсечка = 65 кГц

Описанный здесь проект 8-транзисторного стереоусилителя основан на одноименном комплекте Radio Shack pbox, но в него добавлены кремниевые транзисторы и пассивные компоненты, которые можно легко приобрести у поставщиков электроники, таких как Mouser и Digikey.Я построил модернизированный комплект усилителя, описанный здесь, и считаю, что он работает лучше, чем исходный комплект в 1969 году. Чтобы упростить воспроизведение моей работы, я предоставил иллюстрации и пошаговую документацию по сборке на основе публикации стиль, используемый для оригинального продукта. Но каждая страница была создана с оригинальным контентом специально для обновленного усилителя.

Скачать инструкцию по сборке >>> ЗДЕСЬ <<<.

Я собрал комплект за два вечера, не торопясь и перепроверив свой прогресс, следуя инструкции.Если вы знакомы с техникой изготовления макетов, вы, вероятно, сможете завершить проект за один вечер.

Важное примечание:

Обязательно прочтите раздел «Усовершенствования и хитрости», прежде чем заказывать детали и начинать сборку. Возможно, вы захотите включить некоторые из предлагаемых модификаций во время строительства или придумать свои собственные перед тем, как начать.

Просмотрите список деталей и получите указанные компоненты.Все компоненты доступны от Mouser или Digikey или могут быть приобретены у других поставщиков, которые могут быть более удобными для вашей географии. Общая стоимость всех новых запчастей в небольших количествах составляет около 40 долларов, не включая налоги и доставку. Чтобы представить эту стоимость в перспективе, в 1969 году был представлен 8-ми транзисторный стереоусилитель по розничной цене 8,95 долларов. Экономическая стоимость 9 долларов в 1969 году эквивалентна примерно 61 доллару сегодня. Если вычесть стоимость указанных мною регуляторов громкости (регуляторы не были включены в исходный комплект), проект усилителя может быть построен примерно за половину скорректированной стоимости проектного комплекта, предложенного Radio Shack в 1969 году.Но имейте в виду, что Radio Shack нужно было получать прибыль от продажи и поддержки своего набора, что объясняет каталожную цену.

Ниже приведены несколько примечаний относительно деталей, используемых для проекта 8-ми транзисторного стереоусилителя:

1. Резисторы для данного проекта можно приобрести в Mouser, Digikey, Newark или у других розничных продавцов электронных компонентов. Но я очень рекомендую отличный комплект резисторов Joe Knows Electronics. Он включает в себя большинство (но не все) резисторов, которые вам нужны для этого проекта, и более 860 различных значений, которые можно использовать для других проектов, и все они указаны в отдельных пластиковых упаковках за 20 долларов.В этом проекте я использовал все резисторы на 1/4 Вт, чтобы сэкономить место. Вы также можете найти хорошие предложения на комплекты резисторов на Amazon, выполнив поиск по запросу «комплект резисторов» и ища комплект с допуском 1%, который включает в себя наибольшее количество значений и количество деталей по лучшей цене. Некоторые действительно хорошие комплекты резисторов можно найти менее чем за 20 долларов. Я делал это несколько раз и всегда был доволен деталями, которые я получал, независимо от поставщика.

2. Конденсаторы для проекта можно приобрести у Mouser, Digikey, Newark или у других розничных продавцов электронных компонентов.Я использовал конденсаторы из набора конденсаторов Джо Ноуса и набор электролитов, который я нашел на Amazon за 10 долларов.

3. Транзисторы для проекта — это обычные транзисторы 2N3904 / 2N3906, которые можно найти где угодно, выполнив поиск по номеру транзистора. Все полупроводники, которые я использовал, были из набора полупроводников Джо Ноуса. Это отличный набор компонентов, который включает в себя три буклета, объясняющих, как компоненты работают, и предлагает несколько примеров схем, чтобы помочь проиллюстрировать, как их подключить в схему.

4. Корпус для проекта стереоусилителя, который я построил, — это Hammond 1591GSBK ABS Project Box от Mouser. Я использовал кусок векторного макета, вырезанный так, чтобы он поместился наверху, и покрасил распылением высокотемпературным автомобильным красным цветом и закончил прозрачным слоем. Мне нравится внешний вид красного на черном, а красный цвет макета соответствует красному цвету оригинального комплекта pbox. Это полностью зависит от вас, как вы хотите разместить и раскрасить комплект, который вы построите.

5. В оригинальном комплекте pbox использовались луженые пружинные зажимы для крепления батареи, динамиков и входных соединений к корпусу монтажной платы.Эти зажимы было проблемой припаивать, когда они были новыми, и они потускнели, как сумасшедшие после установки, что привело к прерывистым соединениям. К счастью для всех, они больше не доступны. Для этого проекта я обнаружил, что лучше всего подходят двухпозиционные клеммные колодки и стереоразъем 1/8 дюйма (3,5 мм).

Обратите внимание: у меня нет деловых отношений ни с одним из вышеперечисленных поставщиков. Ничего ценного не было обменено на мою рекомендацию. Ни один из вышеперечисленных поставщиков не предоставил какой-либо компенсации во время создания этого проекта.Я не получу никакой компенсации, если вы решите создать этот проект или приобрести компоненты у любого поставщика, которого я рекомендую. У меня просто был хороший опыт работы с поставщиками, которых я рекомендую, и я верю, что вы тоже.

В оригинальной схеме стереоусилителя от Radio Shack использовалось 8 германиевых транзисторов, расположенных в три этапа: дифференциальный усилитель, драйвер CE и двухтактный выход. Эти каскады были обычным явлением в конструкции высококачественных коммерческих усилителей, поэтому проект 8-ми транзисторного стереоусилителя должен был тогда заслужить много поклонников.Однако всего через 3 года набор был отозван, что говорит о том, что после первоначального маркетингового интервала по каталогу продукт был всего около года. Когда в 1969 году был выпущен комплект, кремниевые транзисторы заменили германий в новых коммерческих усилителях. Однако GE и ETCO продолжали продавать германиевые транзисторы любителям примерно до 1979 года через Radio Shack, Lafayette, Poly Paks и другие. Итак, почему комплект не прошел успешно?

Что ж, на то есть веские причины:

Германий был относительно простым элементом в работе на заре создания транзисторов, но его недостатки сделали кремний более привлекательным элементом после того, как были преодолены производственные проблемы.Германий имеет более низкий энергетический зазор между валентной зоной и зоной проводимости, что приводит к более высокому току утечки, пропорциональному температуре. Германий имеет более низкую теплопроводность, чем кремний, что затрудняет избавление транзистора от внутреннего тепла. При повышении внутренней температуры возникает больший ток утечки, который выделяет больше тепла … и так далее. Комбинация этих двух свойств может привести к тепловому разгоне, закончившемуся саморазрушением устройства. Первоначальная конструкция усилителя не предусматривала метода предотвращения теплового разгона в двухтактной конфигурации, что делало усилитель ненадежным.

К 1959 году ни один производитель не нашел способа создать оксид германия. Это позволило планарным транзисторам из оксида кремния достичь доминирующего положения в производстве с точки зрения производительности, стоимости и надежности. Поскольку стоимость кремниевых транзисторов упала, германий не успевал за ними, и в конечном итоге транзисторы, используемые в наборе, стали слишком дорогими. Чтобы свести к минимуму возможность теплового разгона, Radio Shack продавала согласованные пары полупроводников, которые отсортировывались вручную, что еще больше увеличивало стоимость транзисторов.

При цене 9 долларов (61 доллар в 2017 году) 8-ми транзисторный стереоусилитель был самым дорогим комплектом в линейке Pbox и содержал 56 деталей. Для сравнения, в комплекте с 3-х транзисторным коротковолновым радиоприемником по цене 8 долларов было всего 39 деталей, а в комплекте с беспроводным FM-микрофоном по цене 7 долларов было всего 23. Я подозреваю, что было очень мало молодых клиентов, которые могли позволить себе продукт такого комплекса, и было больше заводских переделок и возврат возвращается, чем ожидалось.

Итак …

Чтобы преодолеть ограничения оригинального комплекта, я включил несколько модификаций для повышения производительности и надежности, в том числе:

1.Измените конструкцию усилителя, чтобы использовать доступные кремниевые транзисторы.

2. Улучшенный контроль смещения для двухтактной ступени.

3. Увеличьте выходную емкость связи для улучшения низкочастотной характеристики.

4. Добавьте компенсационный конденсатор для увеличения спада высоких частот выше звуковых частот.

5. Замените луженые пружинные клеммы клеммными колодками и стереоразъемом для повышения надежности подключения.

6. Измените масштаб усиления усилителя для достижения максимальной мощности при современных линейных напряжениях.

Я не пытался упростить проект. Мой редизайн требует 69 деталей, а документ по сборке занимает 9 страниц. Так что новичку не рекомендую. Но если вам нравится работать с дискретными аналоговыми компонентами на монтажной плате и у вас есть хорошие навыки пайки, этот проект — как раз то, что вам нужно.

Я думаю, что этот редизайн комплекта — одно из самых увлекательных, которые я получил, работая над этими редизайнами Pbox. Проект 8-ми транзисторного стереоусилителя, который я построил, может легко заполнить комнату отличным звуком, если подключить к нему набор хороших динамиков.Впечатляет то, что можно достичь с помощью нескольких транзисторов и стандартной батареи на 9 В (даже если эта батарея не продержится долго при полной мощности).

Схема печатной платы (вверху)

Руководство по сборке содержит пошаговый контрольный список для установки и пайки каждого компонента на плиту. Как вы можете видеть на иллюстрации с противоположной стороны, я использовал двухточечную проводку со сплошным соединительным проводом 24 AWG.Большинство подключений можно выполнить только с помощью выводов компонентов. Но провода питания, заземления и сигнальной шины лучше всего выполнять с помощью длинных соединительных проводов.

Схема печатной платы (снизу)

Когда дело доходит до проводки, старайтесь быть настолько аккуратным, как я указал в руководстве по сборке. Вам не обязательно быть лучшим мастером пайки в мире, но нет веских причин делать работу на полпути. Сделайте все возможное, чтобы ваш проект выглядел как можно лучше.

Перфорированная плата, указанная в списке деталей, слишком велика для размещения на корпусе Hammond, поэтому требуется некоторая обрезка, как показано на изображениях ниже. Выполните следующие действия, чтобы подготовить монтажную плату перед установкой компонентов:

Предупреждение: когда я пишу «острый край», я имею в виду нож Xacto или аналогичный. Эти продукты очень острые (подумайте о хирургическом скальпеле) и могут сильно повредить, если вы не будете очень осторожны.Будьте предельно осторожны при работе с любым режущим инструментом.

1. Используя острый край, аккуратно сделайте надрез на перфорированной плате вдоль ряда отверстий ВЕРХНИЙ РЯД и НИЖНИЙ РЯД до конца платы. Проведите острым краем над линией надреза несколько раз, пока он не войдет в перфорированную плату на 1/4 — 1/2 пути.

2. Острым краем аккуратно сделайте надрез на перфорированной плате вдоль ПРАВОЙ и ЛЕВОЙ КОЛОННЫ отверстий до конца доски. Проведите острым краем над линией надреза несколько раз, пока он не войдет в перфорированную плату на 1/4 — 1/2 пути.

Надрезать края перфорированной платы по пунктирной линии

3. Используя маленькие плоскогубцы, осторожно отогните ВЕРХНИЙ РЯД от линии надреза. Работайте с одним концом ВЕРХНЕГО РЯДА, двигаясь к центру, а затем другим концом. Секция TOP ROW со временем оторвется от перфорированной платы.

4. Используя маленькие плоскогубцы, осторожно отогните НИЖНИЙ РЯД от линии надреза. Работайте с одним концом НИЖНЕГО РЯДА, двигаясь к центру, а затем другим концом.Секция НИЖНЕГО РЯДА в конечном итоге отколется от перфорированной платы.

5. Используя маленькие плоскогубцы, осторожно отогните ПРАВУЮ КОЛОНКУ от линии надреза. Работайте с одним концом ПРАВОЙ КОЛОННЫ, двигаясь к центру, а затем другим концом. Секция ПРАВАЯ КОЛОНКА со временем отколется от перфорированной платы.

6. Используя маленькие плоскогубцы, осторожно отогните ЛЕВУЮ КОЛОНКУ от линии надреза. Работайте с одним концом ЛЕВОЙ КОЛОННЫ, двигаясь к центру, а затем другим концом.Раздел COLUMN со временем отколется от перфорированной платы.

Осторожно разломайте края перфорированной плиты по линиям разреза

7. Используя нож Exacto, совместите обрезанную перфорированную плату с корпусом Hammond и увеличьте отверстия в углу, чтобы они совпадали с монтажными отверстиями в углу корпуса. Работайте медленно и осторожно с минимальным давлением, чтобы не сломать угловой элемент.

8. Поместите монтажные скобы потенциометра на перфорированную плату и увеличьте отверстия в перфорированной плате, чтобы они совпадали с отверстиями в скобах.Работайте медленно и осторожно с минимальным давлением, чтобы не треснуть перфокарт.

Вырезать отверстия для винтов корпуса и кронштейна

9. Покрасьте перфорированную панель в любой цвет по вашему выбору или оставьте его естественным. Это твой выбор.

Краска желаемого цвета

Я обычно использую плоский красный, а затем 2-3 слоя глянцевого лака.

Скобы для регулировки громкости, которые я сделал, были из старого номерного знака, который я вырезал ножницами.Но вы можете использовать любой тонкий металл, который у вас есть. Я также использовал заглушки для разъемов PCI от старого настольного компьютера. Я покрасил кронштейны темно-серой автомобильной краской, но вы можете использовать любой цвет, который вам нравится. Нет попытки. Делай или не делай.

Выполните первые несколько шагов в руководстве по сборке, чтобы установить монтажные кронштейны регулятора громкости. По завершении проект должен выглядеть примерно так, как на изображениях ниже.

Потенциометры, указанные в списке деталей, поставляются с шестигранными гайками и плоскими шайбами.В руководстве по сборке указан порядок установки этого оборудования. Чтобы вал потенциометра не выходил слишком далеко от кронштейна, я установил внутреннюю шестигранную гайку и плоскую шайбу так, чтобы внешняя шестигранная гайка и шайба находились внутри первой пары витков резьбы на валу.

Важное примечание: Если вы используете потенциометры другого производителя, чем я указал, убедитесь, что они поставляются с монтажным оборудованием, иначе вам придется покупать собственные.

Потенциометры и оборудование для их крепления

Положение крепежа на кронштейне

Установленные потенциометры и оборудование

1/8 дюйма (3.5 мм) стерео-разъем, указанный в списке деталей, имеет предварительно сформированные контакты для автоматической вставки в печатную плату. Я выпрямил штифты плоскогубцами, выровнял штифты на монтажной плате и сильно надавил на разъем, чтобы он встал заподлицо. Возможно, вам придется немного увеличить отверстия в перфорированной плате, если разъем не будет вставлен с умеренным усилием. Не применяйте чрезмерное давление.

Три двухпозиционных клеммных колодки будут установлены заподлицо с монтажной платой с очень небольшим усилием. Слегка согните штифты наружу, чтобы они оставались на месте.

В руководстве по сборке описаны эти шаги, но я хотел, чтобы вы могли видеть, как должна выглядеть плата после установки всех разъемов.

Стереоразъем установлен

Установлены разъемы для динамиков и питания

После завершения усилитель левого канала должен выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.Я использовал цветной соединительный провод для соединений потенциометра, чтобы было легче идентифицировать каждый выступ потенциометра (A, B или C).

После завершения усилитель правого канала должен выглядеть примерно так, как на изображениях ниже. Я использовал цветной соединительный провод для соединений потенциометра, чтобы было легче идентифицировать каждый выступ потенциометра (A, B или C).

После завершения 8-ми транзисторный стереоусилитель должен выглядеть примерно так, как на изображениях ниже.Теперь вы готовы подключить аккумулятор и динамики, подключить источник звука и прослушать некоторые мелодии на усилителе, который вы построили сами.

Руководство по сборке описывает настройку и работу усилителя, а также некоторые модификации, которые при желании можно сделать для удвоения выходной мощности. Хотя для меня 1Вт был достаточно впечатляющим.

Если вам понравился этот проект или у вас есть какие-либо вопросы, напишите мне в комментариях, и я сразу свяжусь с вами.Спасибо за чтение!

NetZener

Постройте недорогой высокопроизводительный усилитель мощностью 12 Вт для 8-омных динамиков

---

С этим устройством вы можете получить высокопроизводительный усилитель мощности по невысокой цене. На самом деле производительность больше зависит от конструкции, чем от дорогих компонентов. С тех пор, как впервые были разработаны твердотельные усилители с использованием первых мощных транзисторов, было сделано много для их улучшения. Эта статья покажет вам, как построить недорогой усилитель; Описанный здесь источник питания будет работать по двум каналам.

Безопасность прежде всего!

Если вы работали с цифровыми схемами и процессорами, вы, вероятно, привыкли работать с источниками питания на пять вольт и знаете основные меры предосторожности. Этот усилитель будет иметь около 35 вольт от радиатора до радиатора — этого достаточно для хорошего разряда, если у вас мокрые или потные руки. Так что не трогайте сразу оба радиатора, в частности по одному каждой рукой!

Также не работайте с кольцом или металлическим браслетом. Конденсаторы фильтра удерживают значительную энергию, и попадание металлической полосы через них может вызвать значительный нагрев.Всегда оборачивайте соединения предохранителя и выключателя питания лентой или используйте термоусадочную трубку перед подачей питания. Это, по крайней мере, ограничивает ваше воздействие только переменного тока от трансформатора и выходного напряжения источника постоянного тока.

Детали и сборка

Вы можете усомниться в использовании углеродных пленочных резисторов, поскольку металлопленочные более тихие. Этот усилитель проверяет соотношение сигнал / шум 105 дБ. Чтобы получить на выходе 12 Вт, мы будем использовать трансформатор ТТ на 25 В, рассчитанный на два ампера. Вы можете увеличить выходную мощность до 30 Вт, используя силовой трансформатор более высокого напряжения и тока.Об этом поговорим позже. Усилитель в Рис. 1 представляет собой версию на 30 Вт.

РИСУНОК 1. Усилитель мощности в деревянном корпусе.

---

Силовые транзисторы — выводы вниз, этикетка обращена к вам — имеют базу, коллектор и эмиттер в указанном порядке. Транзисторы малых сигналов — плоские, обращенные к вам и выводами вниз — в указанном порядке являются эмиттером, базой и коллектором.

Радиаторы могут иметь основание из стекловолокна, пропитанного графитом. Это теплопроводящий слой, который соответствует монтажной поверхности транзистора и НЕ является изолятором.С ним вам не нужен радиатор. Обязательно удалите заусенцы из отверстия на монтажной поверхности.

Транзисторы

Sanken имеют монтажное отверстие, которое позволяет очистить винт 4-40 или метрический M2,5. Пластиковый корпус чрезвычайно твердый (подозреваю, что он может быть керамическим). Я пробовал немного просверлить отверстие под винт 6-32, и корпус треснул; рабочие части не пострадали, просто не очень красиво смотрится. Я использовал отдельный радиатор для каждого из двух выходных транзисторов.

Схема регулировки смещения имеет чувствительный транзистор, подключенный к как можно более коротким выводам, а транзистор — Phillips BD139 или 2SD669 — устанавливается вместе с одним из выходных транзисторов, при этом монтажная поверхность должна быть обращена к лицевой стороне выходных транзисторов.

Направьте выводы в том же направлении, что и у силового транзистора. Выберите тот, который позволяет вести самые короткие сроки. Между ними желательно соединение радиатора. Используйте оплетку на трех выводах транзистора.

Температура на внешней поверхности силового транзистора следует за температурой перехода более точно и быстро, чем на монтажной поверхности и радиаторе, поэтому это лучшее место для измерения температуры.

BD139 можно приобрести в BG Micro за 40 центов.2SD669 можно приобрести на Tayda. Они одинаково удобны. (Надеюсь, вы можете купить один или другой вместе с заказом на другие детали.) Здесь должен хорошо работать любой NPN-транзистор размера TO-126, но я тестировал два вышеупомянутых, причем этикетка была обращена к вам; выводы внизу имеют соединения слева направо ECB.

РИСУНОК 2. Этого радиатора вполне достаточно.

---

Коллекторы выходных транзисторов должны быть подключены непосредственно к конденсаторам фильтра источника питания с помощью многожильного провода №16.Плотно скрутите эти провода на максимально возможную длину. Проведите заземляющий провод отдельно; то есть не перекручивайте его с двумя другими. Каждый из этих силовых проводов передает по существу полуволновые представления выходного сигнала. Этот сигнал может поступать на вход усилителя, значительно увеличивая искажения на высоких частотах. Скручивание питающих проводов вместе, насколько это возможно, значительно снижает эту проблему.

Расположите выходные транзисторы и радиаторы как можно дальше от входа, но оставьте как можно более короткие выводы, кроме проводов, идущих к коллекторам.Питание остальной части схемы должно быть подключено к конденсаторам фильтра блока питания обычным соединительным проводом. Не подключайте питание схемы к выводам питания коллектора выходного транзистора.

ОЧЕНЬ важно подключить заземление выхода динамика к месту соединения двух конденсаторов фильтра в источнике питания. Заземление усилителя должно быть проведено отдельно до той же точки «качественного заземления». Также есть два байпасных конденсатора; каждое напряжение питания относительно земли (0.1 мкФ керамический). Земля для них также должна быть проложена отдельно до этой качественной точки заземления.

РИСУНОК 3. Схема усилителя .

РИСУНОК 4. Макетная плата в сборе.

РИСУНОК 5. Деталь транзистора для измерения температуры .

---

Моя перфокарта в сборе имеет дополнительный разъем RCA и потенциометр, прикрепленный к углу для тестирования (, рис. 4, ). Резисторы 0,22 Ом находятся в одном корпусе с выводами на обоих концах для удобства измерения напряжений.Конечно, можно использовать и стандартные однопроволочные резисторы. У Mouser пять ваттных блоков по 44 цента каждый.

РИСУНОК 6. Плата Perf с идентификацией транзисторов.

---

Я разместил детали примерно так, как они выглядят на схеме. Это значительно упрощает отслеживание цепей. Верхняя часть платы на Рис. 6 соответствует верхней части схемы.

РИСУНОК 7. Схема источника питания.

---

Вам понадобится выключатель питания и предохранитель на первичной стороне силового трансформатора; Конденсаторы емкостью 3300 мкФ подходят для обеих версий усилителя.Используя более крупные, вы получите на один или два ватта больше мощности усилителя до отсечения. Вам нужно будет использовать плавкий предохранитель, потому что при включении конденсаторы фильтра во время зарядки выглядят как короткое замыкание. Предлагаю два усилителя. Предохранитель не защитит выходные транзисторы от короткого замыкания на выходе, но сработает при коротком замыкании источника питания.

Этот усилитель мощности относится к классу B. Усилители класса B имеют так называемые кроссоверные искажения. Когда выходной сигнал отрицательный, устройство вывода PNP проводит.Когда он положительный, NPN проводит. Перекрестное искажение возникает в точке перехода проводимости от одного выходного транзистора к другому. Каждый транзистор требует небольшого напряжения прямого смещения к эмиттеру, чтобы он начал проводить — примерно 0,7 вольт. Через выходной каскад проходит оптимальный ток покоя, который сводит к минимуму искажения. Никакая установка этого тока не может полностью устранить кроссоверные искажения, но оставшиеся искажения уменьшаются общей глобальной отрицательной обратной связью.

Этот ток регулируется напряжением смещения, приложенным к двум выходным транзисторам. Схема управления смещением включает в себя термочувствительный транзистор, который снижает напряжение смещения при повышении температуры, пытаясь поддерживать ток смещения на постоянном уровне. Если этого не сделать, по мере того, как выходные транзисторы нагреваются, ток увеличивается и может достигнуть состояния, называемого тепловым разгоном. Когда это происходит, ток увеличивается до тех пор, пока один или оба выходных транзистора не выйдут из строя.Эти выходные транзисторы нуждаются в чувствительном транзисторе, который механически тесно связан. (Снова см. Рисунок 5 .)

Обратите внимание, что выходные транзисторы имеют резисторы 470 Ом, включенные последовательно с базовым соединением. Они называются тормозными резисторами. Они предотвращают колебания выходного каскада. Я помещаю эти резисторы прямо на вывод базы выходных транзисторов и накладываю на них защитную оболочку. Задержите подключение выходных транзисторов до завершения предварительного тестирования.

Предварительный тест

Когда выходные транзисторы НЕ подключены, подключите точку A к точке B (см. Схему ).Это будет выходная точка для тестирования. Перед включением питания проследите свою проводку относительно провода схемы для провода. Измерьте сопротивление между силовыми клеммами и массой, чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания в проводке.

Полностью поверните регулятор громкости вниз. Для первого теста не подключайте никакую нагрузку. Включите питание и измерьте напряжение постоянного тока от выхода до земли. Это будет либо одно из напряжений источника питания, либо почти такое, указывающее на проблему в проводке; или он будет в пределах 10 или 20 милливольт от земли, что указывает на правильную работу.Если он высокий, выключите питание и снова проследите цепь. Еще не подключив выходные транзисторы, вы, вероятно, избежали разрушения любого из транзисторов низкого уровня.

Заключительный тест

Когда напряжение здесь в норме, выключите питание и осторожно подключите выходные транзисторы. Обязательно удалите соединение точки A с точкой B. Измерьте и установите потенциометр регулировки смещения 1K на максимальное сопротивление. Измерьте, потому что вы могли перевернуть концы потенциометра CW и CCW.Максимальное сопротивление обеспечивает небольшое напряжение смещения. Теперь снова включите питание и убедитесь, что выходное напряжение порядка милливольт.

Искажение сводится к минимуму путем регулировки потенциометра напряжения смещения при измерении напряжения постоянного тока на двух последовательно соединенных резисторах 0,22 Ом. Установив напряжение на 26 милливольт, теоретическое лучшее значение работает нормально. Эта настройка приближает мой прототип к точке минимального искажения. Это ток отсутствия сигнала около 59 мА (0.026 / 0,44 = 0,059 ампер).

Если вы используете 20-оборотный потенциометр (рекомендуется), потребуется несколько оборотов регулировочного винта, прежде чем вы увидите какое-либо напряжение на 0,44 Ом. Не поворачивайся слишком быстро! Подождите, пока транзисторы нагреются, и снова настройте потенциометр смещения на 26 милливольт. Радиатор может нагреваться, но не должен нагреваться при отсутствии сигнала. Подключите потенциометр, как показано на схеме. Наиболее частая неисправность потенциометра — размыкание регулируемого контакта.При подключении, как показано, это приводит только к уменьшению напряжения смещения на выходном каскаде, уменьшая ток покоя до нуля. Искажение усилится, но никаких других повреждений не произойдет.

Важно: Вы должны измерять это напряжение с помощью «плавающего» вольтметра, например цифрового мультиметра с батарейным питанием. Если вы используете настольный вольтметр с заземленным общим проводом, вы повредите выходные транзисторы или хотя бы один из них.

Искажения (%) при 12 Вт
1 кГц 0.0016
10 кГц 0,0025
20 кГц 0,0042

Значения искажений будут несколько отличаться в зависимости от точной настройки смещения, но, скорее всего, они будут ниже 0,007% на частоте 20 кГц. Это примерно 1/16 того, что в настоящее время считается слышимым. Извините, но здесь нет места для обсуждения того, почему нас беспокоят гармоники 20 кГц (которые мы все равно не слышим).

Радиаторы нагреваются, но не вызывают дискомфорта на ощупь при выходной мощности усилителя 8 Вт. На самом деле транзисторы рассеивают больше мощности при выходной мощности 4 Вт, чем при выходной мощности 12 Вт, что близко к ограничению.Если у вас есть генератор сигналов и вы можете подавать сигнал с частотой 1 кГц на вход усилителя — регулируя уровень выходного напряжения 5,6 В на нагрузку 8 Ом — настройте его и оставьте на полчаса, проверяя его пальцем. а потом. Вы можете создать фиктивную нагрузку на 8 Ом, используя резистор на 10 Вт на 8 Ом.

Я нашел несколько резисторов на 10 Вт 24 Ом и подключил параллельно три для нагрузки 30 Вт. Вы можете проверить, используя частоту сети 50 или 60 Гц, подключив трансформатор — возможно, 6.3 вольта с центральным отводом — используется только половина обмотки и понижается входной сигнал с помощью регулятора входного уровня для выхода 4 Вт (5,6 В при нагрузке 8 Ом равняется 4 Вт), если у вас нет генератора сигналов.

Максимальная выходная мощность до ограничения составляет 12 Вт 9,8 В RMS на нагрузке 8 Ом. В зависимости от конденсаторов фильтра и напряжения в местной сети максимальная выходная мощность может немного отличаться. Конденсаторы фильтра меньшего размера допускают большее напряжение пульсаций, поэтому сигнал может попасть в точки минимума пульсаций и вызвать внезапный и резкий рост искажений, когда уровень сигнала превышает эту точку.

Вы обнаружите, что мощности достаточно для очень громкой комнаты с любым достаточно эффективным динамиком. Мои колонки JBL производят уровень звукового давления 86 дБ на расстоянии одного метра при мощности одного ватта. Мои лучшие динамики — 93 дБ. Усилитель на 12 Вт на более чувствительном динамике звучит так же громко, как усилитель на 50 Вт на JBL. Частотная характеристика этого усилителя на 3 дБ ниже на частоте 400 кГц. Это подразумевает отрицательную обратную связь около 26 дБ на частоте 20 кГц. Это безопасный уровень стабильности усилителя. Немного большее усиление разомкнутого контура увеличит обратную связь до 30 дБ и уменьшит искажения примерно на 1/3 за счет меньшей стабильности.

Больше мощности?

Неужели 12 ватт кажутся слишком маленькими? Как насчет 30 ватт? Замените силовой трансформатор на Triad 36-T8 от Allied Electronics. Он рассчитан на 2,8 ампер, 36 вольт с центральным отводом, а напряжение питания будет порядка плюс-минус 26 вольт. Напряжение радиатора к радиатору будет 52, что более чем достаточно, чтобы пощупать. Перед заменой силового трансформатора поверните регулятор смещения, чтобы уменьшить напряжение смещения до нуля. Подключение более высокого напряжения питания увеличит смещение.После подключения отрегулируйте на 26 милливольт. Используйте выпрямительный мост на 100 вольт и пять ампер или более, а также конденсаторы фильтра на 35 вольт или более.

Выпрямительные мосты стоят довольно недорого. Нет причин не использовать тот, который имеет значительно более высокий номинальный ток, чем необходимо. Сориентируйте радиатор ребрами вертикально (это более важно для 30-ваттной версии) и установите транзистор примерно на дюйм вверх от дна в центре радиатора. Не ставьте радиатор на дно коробки; то есть оставьте полдюйма ПОД радиатором, чтобы воздух мог проходить прямо через ребра.Это существенно влияет на максимальную температуру радиатора.

В предыдущих проектах я устанавливал радиаторы на алюминиевый уголок 5/8 x 5/8 из местного хозяйственного магазина. Помните, что на эти радиаторы подается напряжение питания. Не устанавливайте пару на металлическое шасси или на один угловой кронштейн! Из-за наличия напряжения следует поместить усилитель с радиаторами в закрытую коробку. Убедитесь, что под ребрами, а также в верхней части коробки есть вентиляционные отверстия.Обязательно установите коробку с ножками, чтобы воздух мог попадать в вентиляционные отверстия в нижней части коробки. С этим блоком питания вы получите почти 32 Вт без ограничения.

Искажения (%) при 30 Вт
1 кГц 0,0011
10 кГц 0,0026
20 кГц 0,0042

Величина искажений немного зависит от температуры радиаторов; то есть, был ли усилитель только что включен или какое-то время работал на 20 Вт. В этой конструкции искажения остаются низкими от 1 кГц до 20 Гц.Если у вас неэффективные динамики или вы слушаете музыку очень громко, вам следует использовать радиаторы большего размера.

Производители обычно используют радиаторы, которые не обеспечивают непрерывную максимальную мощность, поскольку музыкальные пики намного выше среднего. Я успешно использовал эти меньшие радиаторы в своем усилителе на 30 Вт. Он может работать на 10 или 12 Вт, что обеспечивает максимальное рассеивание мощности на выходных транзисторах в течение 15 минут без проблем.

Уровень прослушивания будет составлять доли ватта с достаточно эффективными динамиками.Радиаторы едва дотянутся до температуры тела. Дополнительная мощность необходима для пиков громкости музыки. Обратите внимание, что с этим силовым трансформатором на полной мощности на одном канале напряжение питания составляет 25,5; при 30 Вт пиковый ток коллектора составляет 2,7 ампер. Среднеквадратичный ток составляет чуть менее двух ампер. Блок питания будет работать с одним каналом на 30 Вт, но не с обоими одновременно. Это нормальная практика разработки усилителей. Средняя выходная мощность воспроизведения музыки будет намного ниже любого уровня проблем.

Последние ноты

В моей домашней стереосистеме используется усилитель этой конструкции. Самый обычный комментарий, который я получаю от слушателей к своей системе, — это то, что она звучит «чисто». Я заменил макетную плату этого усилителя на один канал моей стереосистемы. Звучит так же чисто, как и мой ранее построенный усилитель. И это музыка для моих ушей. NV

---

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

КОЛ-ВО			ВОЗМОЖНЫЙ ИСТОЧНИК
Источник питания
1	Трансформатор 18 вольт CT на один ампер		Марлин П.Джонс
4	1N4001 Выпрямительные диоды
2	1000 мкФ 25 В или более
Усилитель мощностью 12 Вт
Резисторы 1/4 Вт 5%, если не указано иное
1	R1	220
5	R2, R12, R14, R15	1K
1	R3	82
2	R4, R5	5.6К
4	R6, R7, R9, R10	68
2	R8, R21	10K
4	R11, R16, R19, R20	470
1	R13	3,3 К
1	R17	270
1	R18	15
2	R23, R24	0.22 (три или пять ватт)
Конденсаторы Алюминиевые электролитические
1	C1	22/25 неполярный или пара 22/25 полярных спина к спине
1	C2	22/50
1	C3	220/25
1	C6	47/25
Керамика NPO или Mica
1	C4	100 пФ
1	C5	470 пФ
Керамика
2	C8, C9	0.1 мкФ 50
Транзисторы
5	Q1-Q5	2N5401	Тайда
4	Q6-Q9	2N5551	Тайда
1	Q10	BD139 или 2SD669	BG Micro
1	Q11	Санкен MN 2488
1	Q12	Санкен MP1620
Диод
	D1	1N914 или 1N4148
Потенциометры
П1	50K, двухканальный, для двух каналов
P2	1K Триммер на 15 или 20 оборотов
Разное
1	Перфорированная плита 0.1 дюйм в центрах отверстий		Jameco
2	Радиаторы ТО-220
1	Двойной потенциометр, линейный 50K (для двух каналов)		Тайда
1	Гнездо для стереонаушников, ваш выбор для вашего телефона
1	Выключатель питания
1	Предохранитель 1А
1	Проектная коробка		Jameco
1	Сетевой шнур
2	Разъемы RCA для входа

---

Поставщики запчастей

BG Micro in Garland, TX
www.bgmicro.com

Марлин П. Джонс во Флориде
www.mpja.com

Allied Radio
www.alliedelec.com

Jameco, Сан-Хосе, Калифорния
www.jameco.com

Вся электроника
www.allelectronics.com

MCM Electronics
www.mcmelectronics.com

Mouser
www.mouser.com

Tayda Electronics
www.taydaelectronics.com

---

DIY Однотранзисторный усилитель звука класса A с использованием 2SC5200

(Последнее обновление: 3 апреля 2021 г.)

Описание:

Сделай сам Однотранзисторный усилитель звука класса A с использованием 2SC5200 — В этом руководстве вы узнаете, как сделать одноканальный транзистор Аудиоусилитель с использованием транзистора 2SC5200 .Этот транзистор подходит для использования в выходном каскаде высококачественного аудио усилителя мощностью 100 Вт. Вы можете включить динамик и аудиоусилитель, используя батарею 12 В, солнечную панель, литий-ионные элементы, адаптер 110/220 В переменного тока на 12 В постоянного тока. Это полностью портативный; Вы можете использовать эту небольшую схему аудиоусилителя с мобильными телефонами, небольшими mp3-плеерами, ноутбуками и т. д.

Я планирую использовать этот аудиоусилитель в своих будущих проектах.

• MP3-плеер своими руками.
• Видеоплеер.
• Система объявлений.
• FM-радиопередатчик и приемник
• Лазерный шпионский гаджет и так далее.

Вы также можете добавить потенциометр, если хотите контролировать уровень звука, но я думаю, что лучше не использовать потенциометр, поскольку мы можем регулировать громкость прямо с мобильного телефона или mp3-плеера. Кроме того, вы можете сэкономить деньги; соединения цепи будут уменьшены, размер цепи будет уменьшен.

Эта схема очень дешевая и требует всего нескольких электронных компонентов.

Мало электронных компонентов:

1. 2SC5200 Транзистор:

2SC5200 первая нога — это база, средняя нога — коллектор, а крайняя правая нога — эмиттер.

• Высокое напряжение пробоя: VCEO = 230 В (мин)
• Дополняет 2SA1943

2SC5200 Максимальные характеристики (Tc = 25 градусов по Цельсию)

Загрузить 2SC5200 Лист данных: 2sc5200 Лист данных

2. Резистор 1 кОм

3. А конденсатор, 25 В и 470 мкФ.

Это электролитный конденсатор. Более длинная нога — это плюс, а более короткая нога — это земля. если в случае, если обе ноги одинаковой длины, то нога на стороне лески будет наземной ногой.

4. Гнездо питания постоянного тока

5. A Радиатор

Без промедления приступим !!!

Ссылки для покупок на Amazon:

2SC5200 Транзистор:

Резистор 1 кОм:

470 мкФ конденсатор:

Радиатор:

Аудиоразъем:

Гнездо питания постоянного тока:

Прочие инструменты и компоненты:

Лучшие датчики Arduino:

Супер стартовый набор для начинающих

Цифровые осциллографы

Переменная поставка

Цифровой мультиметр

Наборы паяльников

Переносные сверлильные станки для печатных плат

* Обратите внимание: это партнерские ссылки.Я могу получить комиссию, если вы купите компоненты по этим ссылкам. Буду признателен за вашу поддержку!

Схема усилителя звука 2SC5200

:

Как видите, принципиальная схема очень проста. Два провода динамика подключены к входному гнезду питания постоянного тока и коллектору транзистора 2SC5200. Резистор сопротивлением 1 кОм подключен между коллектором и базой транзистора 2SC5200. В то время как эмиттер 2SC5200 связан с землей.Положительный вывод конденсатора 470 мкФ соединен с резистором 1 кОм, а вывод заземления конденсатора соединен с двумя входными проводами аудиоразъема. Заземляющий провод аудиоразъема должен быть соединен с заземлением питания.

Пайка компонентов усилителя звука:

Я установил транзистор 2SC5200 и конденсатор 470 мкФ на радиаторе и выполнил пайку согласно уже объясненной принципиальной схеме.

Так выглядит финальная схема усилителя звука.Теперь все, что вам нужно, это просто включить цепь с помощью адаптера 12 В, аккумулятора или солнечной панели. Подключите сотовый телефон и, наконец, выберите песню, которую хотите воспроизвести.

Для практической демонстрации посмотрите видео, приведенное ниже. Не забудьте подписаться на мой веб-сайт и мой канал на YouTube «Электронная клиника». Поддержите мой канал, поставив лайки и поделившись видео.

Посмотреть видеоурок:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Как сделать простой предварительный усилитель низких частот с использованием транзистора 2n2222

Качество звука является важным фактором для любых живых выступлений или развлекательных медиа, будь то небольшая сессия записи или полный концерт EDM. В связи с новыми тенденциями в индустрии развлечений стало особенно необходимо иметь самое лучшее оборудование для обеспечения максимальной производительности, особенно с точки зрения качества звука. Итак, в этом проекте мы собираемся пройти пошаговую процедуру «Как сделать простой басовый усилитель» с использованием одного транзистора и небольшого количества других компонентов.

[спонсор_1]

Вы можете изготовить эту схему на печатной плате для заказа печатных плат на заказ по удивительно низкой цене 2 доллара за 5 печатных плат. Посетите: www.jlcpcb.com

Что такое усилитель низких частот?

Электронный усилитель низких частот — это электронная схема, которая работает вместе со схемой усилителя, улучшая ее выходную характеристику. Он обычно устанавливается в базовую бытовую электронику, такую ​​как динамики, игровые гарнитуры и наушники, чтобы улучшить качество прослушивания.

Компоненты оборудования

Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали

2N2222 Транзистор

Полезные шаги

1) Припаяйте транзистор 2n2222 на плате veroboard, после этого припаяйте резистор 47 кОм между базой транзистора и землей схемы.

2) Припаяйте резистор 470K от базы транзистора к Vcc цепи. После этого припаяйте положительную клемму конденсатора емкостью 47 мкФ к базе транзистора (аудиовход).

3) Подключите конденсатор емкостью 100 пФ между выводом эмиттера и базы транзистора. Затем подключите сопротивление 10 кОм между коллекторным выводом транзистора и Vcc схемы.

4) Подключите сопротивление 470 Ом между коллектором транзистора и Vcc цепи. После этого подключите конденсатор емкостью 100 пФ между коллектором транзистора и Vcc схемы.

5) Подключите конденсатор емкостью 47 мкФ между выводом коллектора транзистора и аудиовыходом схемы.Также припаяйте потенциометр 100K к Audio OUT.

6) Подсоедините зажим аккумулятора 9 В. Припаяйте вход динамика между средним выводом потенциометра 10K и заземлением цепи.

7) Подключите аудиовход между конденсатором емкостью 47 мкФ и заземлением цепи.

8) Припаяйте аудиовыход к 8-омному динамику. Включите питание и проверьте цепь.

Рабочее объяснение

Аудиовход поступает с такого устройства, как микрофон / смартфон.Вход поступает на базу транзистора 2n2222, действующего как управляющий сигнал. Здесь к базе транзистора подключен конденсатор емкостью 100 мкФ, который блокирует составляющую постоянного тока, позволяя при этом пропускать переменную составляющую сигнала.

Усиленный выход коллектора проходит через конденсатор фильтра (47 мкФ), чтобы удалить с выхода любой остаточный шум. Амплитуду выходного аудиосигнала можно отрегулировать с помощью предустановленного потенциометра (100K) перед отправкой на динамик 8 Ом.

Приложения

• В основном используется в динамиках и домашних развлекательных системах.

См. Также: Бестрансформаторный регулируемый источник питания | Как сделать электронные цифровые часы с помощью AT89C2051 | Топ-5 лучших проектов электроники для печатных плат для начинающих

Простой транзистор в качестве усилителя

Очень стабильный усилитель при правильной конструкции

Простая схема транзисторного усилителя может использоваться для многих целей, включая предусилитель звука для усиления слабых сигналов перед передачей на фильтры или усилитель мощности.

Несмотря на то, что эта схема состоит всего из пяти компонентов, она может обеспечить значительный выигрыш, оставаясь при этом очень стабильной в широком диапазоне температур.Причиной такой стабильности является резистор R2, который обеспечивает отрицательную обратную связь от выхода к входу.

Одна из целей конструкции этой схемы состоит в том, чтобы установить выходное напряжение Vo примерно посередине между отрицательным и положительным напряжениями питания при отсутствии входного сигнала. Когда это достигается, выход может свободно колебаться от почти нуля до полного положительного напряжения, обеспечивая большой неискаженный выходной сигнал. Проблема в том, что уровень выходного напряжения зависит от коэффициента усиления транзистора, который может сильно варьироваться от устройства к устройству.

Трудность согласования отдельных транзисторов с коэффициентом усиления в определенном диапазоне может быть причиной того, что схема не часто используется в коммерческих, массовых продуктах. Тем не менее, если вы разрабатываете схему усилителя на основе используемых вами устройств, нет проблем с ее использованием в ваших хобби-проектах.

Компоненты в приведенной выше схеме были выбраны так, чтобы обеспечить хороший выходной уровень с коэффициентом усиления транзистора или β от 50 до 180 и при этом обеспечить выходную амплитуду не менее 4 В.Подойдет биполярный транзистор NPN общего назначения, такой как BC547. Вам может потребоваться отрегулировать значение R2, если сигнал искажен.

Конденсатор C1 обеспечивает блокировку по постоянному току, чтобы гарантировать, что если на входе есть какие-либо постоянные напряжения, они не нарушат смещение усилителя.

Осциллограммы на изображении в начале этой статьи показывают формы входных и выходных сигналов в одном масштабе. Вход был установлен на 1 В от пика до пика, что давало на выходе примерно 3.7В. Это коэффициент усиления 3,7, что немного ниже значения 4,5, предложенного путем деления R2 на R1.

Я использовал свой осциллограф звуковой карты для генерации входного сигнала и наблюдения за формами входных и выходных сигналов. Я также использовал его для калибровки входа осциллографа до 500 мВ на деление.

Как я сказал ранее, для достижения наилучших результатов вы должны спроектировать эту схему вокруг каждого отдельного транзистора, и вы должны убедиться, что ваш выходной сигнал не искажается, как показано ниже.

Вы видите, как сглаживается дно синусоидальной волны? Это связано с тем, что ток смещения транзистора слишком велик и ограничивает размах отрицательного напряжения. Я создал эту форму сигнала, уменьшив значения R1 и R2, чтобы увеличить базовый ток смещения, сохранив постоянное усиление.

Если ваша схема формирует выходной сигнал, который зажимается вверху или внизу, отрегулируйте значения R1 и R2, чтобы устранить проблему.

Сделай сам мощный усилитель на транзисторах B688

Что такое усилитель класса А?

Усилитель класса A — это тип простейшей формы усилителя мощности, который может использоваться в качестве одиночного переключающего транзистора в стандартной конфигурации схемы с общим эмиттером для получения инвертированного выхода заданного сигнала.

Необходимые материалы / компоненты для создания этой схемы

• A Транзистор B688
• A Радиатор
• Резистор 1K
• Клеммная колодка
• Тороидальная катушка

На приведенном выше рисунке показано физическое описание транзистора B688.

Этапы создания схемы усилителя

• Во-первых, всего 6 транзисторов, как упомянуто выше, должны быть расположены в линейном формате наверху радиатора, как показано на следующем рисунке.

• Общие выводы транзисторов должны быть закорочены через провод, как показано на рисунке. (все эмиттеры должны быть закорочены, все коллекторы также будут закорочены, а также все базы должны быть закорочены, как показано выше)

• И резистор и конденсатор также будут соединены согласно следующему рисунку и регулятор громкости (POT) и клеммная колодка также расположены на рисунке ниже.

• Затем необходимо разместить тороидальную катушку в основании радиатора, как показано на рисунке ниже.

• Итак, окончательно собранная схема усилителя должна выглядеть так, как показано ниже.

Теперь схема готова к подключению к внешнему динамику для операций усиления, и вот как сделана схема.

Основные сведения о работе транзистора

Мы знаем, что транзистор — это полупроводниковое устройство, которое может как проводить, так и изолировать.Транзистор можно использовать как переключатель и усилитель. Он преобразует звуковые волны в электронные волны и резисторы, контролируя электрический ток. Транзисторы имеют очень долгий срок службы, они меньше по размеру, могут работать при более низком напряжении, а также обеспечивают большую безопасность, а также не требуют тока накала. Первый транзистор был изготовлен из германия вместо кремния. Это фундаментальный строительный блок современных электронных устройств, который также можно найти повсюду в современных электронных системах.

Смещение здесь используется для обеспечения резисторов, конденсаторов или напряжения питания, а также для обеспечения надлежащих рабочих характеристик транзисторов. Смещение постоянного тока используется в основном для получения постоянного тока коллектора при определенном напряжении коллектора транзистора. Величина этих напряжений и токов выражается в единицах Q-Point, которая является отличным показателем транзистора. В конфигурации транзисторного усилителя IC (max) — это максимальный ток в транзисторе, а VCE (max) — это максимальное напряжение, приложенное к транзистору.Для работы с транзистором в качестве усилителя необходимо подключить нагрузочный резистор RC к коллектору для управления нагрузкой и безопасной работы.

Заключение

Итак, мы обсудили действие усилителя и использование транзистора B688 в качестве усилителя, а также шаги для построения всей схемы также описаны выше, сделайте схему и наслаждайтесь аналоговыми технологиями, для покупки компонентов по очень низким ценам, пожалуйста, посетите UTSource .нетто

Усилитель мощности класса A 25 Вт

Усилитель мощности класса A 25 Вт

Elliott Sound Products

пр.3Б

© Январь 2004 г., Род Эллиотт (ESP)

---

Для этого проекта доступно

печатных плат. Нажмите на картинку для более подробной информации.

---

Введение

Усилитель P3A оказался чрезвычайно популярным, и DoZ (Death of Zen — см. Проект 36) продолжает предоставлять энтузиастам простой, надежный и легкий в сборке усилитель класса A.Для некоторых DoZ слишком прост, прост, и у меня было много запросов на печатную плату для Project 10 — усилитель класса A, не слишком отличающийся от P3A. К сожалению, P10 все еще настолько отличается, что печатную плату P3A использовать нельзя, поэтому после некоторых начальных симуляций и пробного запуска родилась эта новая версия.

Фото готовой (последней ревизии) печатной платы см. В Project 3A.

Поскольку доступны печатные платы (с использованием печатной платы для P3A), это значительно упрощает сборку и использует новейшие транзисторы OnSemi, разработанные специально для аудиоприложений.Эти новые транзисторы были протестированы в P3A и P3B и дали отличные результаты.

Выходными устройствами являются MJL4281A (NPN) и MJL4302A (PNP), они обладают высокой пропускной способностью, отличным SOA (безопасная рабочая зона), высокой линейностью и высоким коэффициентом усиления. Драйверные транзисторы — MJE15034 (NPN) и MJE15035 (PNP). Все устройства рассчитаны на 350 В, силовые транзисторы имеют рассеиваемую мощность 230 Вт, а драйверы — 50 Вт.

Вы также можете использовать транзисторы BD139 / 140 в качестве драйверов и силовые транзисторы MJL21193 / 4 с небольшой потерей производительности или без нее.

Усилитель также может работать при более низких напряжениях питания для меньшей мощности, но я не рекомендую менее ± 18 В, что обеспечит около 15 Вт на 8 Ом. Это напряжение питания (приблизительно) может быть получено с помощью трансформатора 15-0-15В.

---

Описание

Основа для этого усилителя существует уже несколько лет как проект 3A, и для работы в классе A требуется только увеличение тока покоя. Самым большим изменением является выходная мощность (резко сниженная по сравнению с 60-100 Вт в версии Class-AB), но 25 Вт все еще более чем достаточно для многих людей.

Блок питания — это то место, где вы увидите изменения — он должен обеспечивать постоянный ток 1,5 А и требует очень низких пульсаций и шума. Конструкция, показанная ниже, будет стоить очень дорого, но это справедливо для любого усилителя класса A.

Первое, что нужно проверить с усилителем класса A, — это рассеивание мощности на выходных транзисторах, а также на драйверах. При рекомендуемом напряжении питания ± 25 В постоянного тока (номинальное) и токе покоя 1.5A, каждый силовой транзистор будет рассеивать 37,5 Вт, или 75 Вт для пары в одном канале. Термические сопротивления, которые необходимо учитывать, перечислены ниже вместе с типичными значениями …

R th	Типичное значение
Соединение — корпус	0,7 ° C / Вт
Корпус — радиатор	1,0 ° C / Вт	1,0 ° C / Вт	0,5 ° C / Вт
Всего (соединение — Окружающая среда)	2.2 ° C / Вт

Таблица 1 — Термическое сопротивление (каждый транзистор)

Типичное снижение характеристик представляет собой линейную кривую, начинающуюся при температуре перехода 25 ° C и допускающую нулевое рассеяние при 150 ° C. OnSemi часто использует коэффициент снижения мощности 1,43 Вт / ° C, начиная с 25 ° C — значение не является необоснованным, но это предполагает максимальную температуру перехода до 200 ° C. Для максимальной надежности я буду использовать показатель 1,6 Вт / ° C, который снижает мощность транзистора на 200 Вт до нуля при 150 ° C — гораздо безопаснее.

Исходя из таблицы 1, каждый транзистор будет работать при …

T _j = R _th * Мощность Итак …
T _j = 2,2 × 37,5 = 82,5 ° C Выше температуры окружающей среды!

Исходя из типичной температуры окружающей среды 25 ° C, это означает, что переходы транзистора будут работать при 107,5 ° C, а с учетом коэффициента снижения мощности 1,6 Вт / ° C мощность транзистора должна быть снижена на 87,5 × 1,6 = 140 Вт. Устройство мощностью 200 Вт теперь рассчитано на максимальное рассеивание 60 Вт! Это предполагает использование радиатора 0.5 ° C / Вт для каждого транзистора , или всего 0,25 ° C / Вт — это действительно очень большой радиатор.

Здесь не так много запаса, поэтому, хотя можно использовать транзисторы немного более горячими, чем рекомендуется (с помощью радиатора меньшего размера), я абсолютно не рекомендую этого. Лучший способ уменьшить тепловое сопротивление — использовать максимально тонкую изоляцию и убедиться, что интерфейс транзистор-радиатор соответствует идеальному (или как можно более близкому к идеальному).

Использование зажимной планки (вместо того, чтобы полагаться на монтажные отверстия транзистора) поможет снизить термическое сопротивление до минимально возможного, в сочетании с тонкими изоляторами и точным количеством необходимой термопасты. Рассмотрите возможность использования небольшого вентилятора, работающего на низкой скорости. Воздушный поток должен быть направлен к ребрам радиатора, и даже небольшое количество воздуха будет иметь удивительно большую разницу.

Как почти все усилители класса A, здесь нет защиты от короткого замыкания на выходе, поэтому, если провода динамика закорочены во время работы усилителя с сигналом, существует реальный риск выхода из строя транзисторов.

Напряжение питания должно быть максимум ± 25 В. Это питание легко получить от трансформатора 20–0–20 В, как показано ниже.

Рисунок 1 — Схема усилителя

Как видно, это не сложный усилитель, по сути он полностью идентичен таковому для P3A.

Для использования на 4 Ом (включая перемычку на нагрузку 8 Ом), не превышайте ± 25 В и не превышайте ток покоя 1,5 А. Усилитель будет работать как класс A примерно до 9 Вт на 4 Ом, а после этого перейдет в режим класса AB.

D1 — стандартный зеленый светодиод, не является дополнительным и не может использоваться в качестве индикатора панели! Не используйте светодиоды высокой яркости и не меняйте цвет. Это не для внешнего вида (хотя зеленый светодиод выглядит на плате довольно аккуратно), а для падения напряжения — у разных цветных светодиодов падение напряжения немного разное. Светодиод устанавливает ток через входной каскад дифференциальной пары. Цель состоит в том, чтобы напряжение на светодиодах составляло около 1,9–2 В. Это может показаться невысоким для типичных зеленых светодиодов, поскольку они обычно имеют рейтинг 2–2.2В (хотя некоторые намного выше и не могут использоваться). Тем не менее, светодиод с номинальным напряжением 2,2 В будет иметь правильное напряжение при низком токе — только 1,1 мА обеспечивает R8 с питанием ± 25 В.

VR1 используется для установки тока покоя, обычно он составляет максимум 1,5 А. Усилитель будет нормально работать при более низком токе, но не будет соответствовать классу A. Драйвер класса A (Q4) имеет постоянную нагрузку по току благодаря схеме начальной загрузки R9, R10 и C5. Стабильность определяется C4, и значение этого предела не должно уменьшаться.С быстрыми выходными транзисторами, такими как указанные, ширина полосы мощности превышает 30 кГц.

При использовании предлагаемых и рекомендуемых источников питания на 25 В для Q4 обычно не требуется радиатор. Драйверы вывода (Q5 и Q6) выиграют от радиатора, хотя он не обязательно должен быть большим.

Хотя я показал выходные транзисторы MJL4281A и MJL4302A, они появились совсем недавно, и какое-то время их будет трудно достать. Рекомендуемые альтернативы — MJL21193 и MJL21194.

Больше невозможно рекомендовать какие-либо устройства Toshiba, поскольку они являются наиболее часто подделываемыми транзисторами из всех.2SA1302 и 2SC3281 сейчас устарели, и если вы их обнаружите, они почти наверняка являются поддельными, поскольку Toshiba не производила эти устройства примерно с 1999 ~ 2000 годов.

Перед подачей питания убедитесь, что VR1 настроен на максимальное сопротивление, чтобы получить минимальный ток покоя. Это очень важно, так как при установке минимального сопротивления ток покоя действительно будет очень высоким (более чем достаточно, чтобы взорвать выходные транзисторы!).

---

Строительство

Поскольку у меня есть платы для этого усилителя, я, очевидно, предлагаю использовать их, так как это значительно упрощает конструкцию и обеспечивает соблюдение технических характеристик.Обратите внимание, что компоновка любого усилителя мощности очень важна, и были предприняты большие усилия, чтобы минимизировать проблемные области — если вы сделаете свою собственную печатную плату, маловероятно, что вы сможете соответствовать опубликованным спецификациям. Печатная плата P3A спроектирована так, чтобы ее можно было разрезать посередине, чтобы получить два отдельных усилителя, и это важно для данной конструкции. Даже не считайте попыткой запустить пару усилителей на одном радиаторе!

Все резисторы должны быть 1 / 4W или 1 / 2W 1% металлической пленки для наименьшего шума, за исключением R9, R10 и R15, которые должны быть типа 1 / 2W, а R13, R14 должны быть 5W с проволочной обмоткой.

Конденсатор начальной загрузки (C5) должен быть рассчитан как минимум на 25 В, но другие электролиты могут иметь любое доступное напряжение. Подстроечный резистор (VR1) должен быть многооборотным, так как текущая настройка имеет решающее значение.

Для каждого из этих усилителей потребуется радиатор 0,25 ° C / Вт (очень большой). Подумайте об использовании вентилятора или даже водяного охлаждения, чтобы поддерживать как можно более низкую температуру. Помните — не бывает слишком большого радиатора.

Не используйте «Sil-Pads» — даже если у вас есть доступ к самым лучшим (и самым дорогим) типам с низким термическим сопротивлением, поскольку, по моему опыту, они все еще недостаточно хороши.Рекомендуется каптон (максимум 25 мкм или 0,001 дюйма). Если вы не можете получить слюду толщиной 25 мкм или меньше (примерно до 10 мкм), не используйте ее, так как тепловое сопротивление будет слишком высоким.

---

Основные характеристики

Ниже показаны основные результаты измерений …

1]

Параметр	Измерение
Усиление	27 дБ
Входное сопротивление	24k
		Чувствительность входной частоты	от 15 Гц до 30 кГц (-1 дБ) типично
Искажения (THD)	0.04% типично при 1–25 Вт, 1 кГц
Питание (источники питания 25 В, нагрузка 8 Ом) [1]	25 Вт
Питание (источники питания 25 В, нагрузка 4 Ом) [3]	50 Вт
Гудение и шум [4]	-73 дБВ невзвешенное
Смещение постоянного тока	<100 мВ (<25 мВ стандартно)

Таблица 2 — Технические характеристики

Примечания …

1. Частотная характеристика зависит от величины входных конденсаторов и конденсаторов обратной связи, и вышеуказанное является типичным для этого (при полной мощности), когда используются указанные значения.Высокочастотная характеристика фиксируется C4, и это не должно изменяться.
2. Это типичное значение, которое зависит от регулирования источника питания (как 3, ниже).
3. Типичный. Только приблизительно 9 Вт будет производиться в классе A, после чего усилитель вернется к классу AB
. В частности,
4. Hum сильно зависит от компоновки, источника питания и внутренней проводки.

---

Включение

Если у вас нет настольного блока питания с двумя выходами…

Перед первым включением питания временно установите «предохранительные» резисторы 22 Ом и 5 Вт с проволочной обмоткой вместо предохранителей. Не подключайте нагрузку в это время! При подаче питания убедитесь, что напряжение постоянного тока на выходе меньше 1 В, и измерьте каждую шину питания (на усилителе и после предохранительных резисторов). Они могут немного отличаться, но оба должны быть не менее примерно 20 В. Если сильно отличается от указанного выше, проверьте все транзисторы на предмет нагрева — если какое-либо устройство горячее, немедленно отключите питание, а затем исправьте ошибку.

Если у вас есть подходящие запасы скамейки …

Это намного проще! Медленно увеличивайте напряжение до ± 20 В, наблюдая за током питания. Если ток внезапно начинает быстро расти, а напряжение перестает расти, значит, что-то не так, в противном случае продолжайте тестирование. (Примечание: по мере увеличения напряжения питания от нуля выходное напряжение будет уменьшаться — примерно до 2 В, а затем быстро вернется к значению, близкому к 0 В. Это нормально.)

Как только все станет хорошо, подключите нагрузку динамика и источник сигнала (все еще с установленными защитными резисторами) и убедитесь, что издаются подходящие шумы (например, музыка или тон) — держите громкость на низком уровне, иначе усилитель будет сильно искажать с резисторами все еще там, если вы попытаетесь получить от него слишком большую мощность.

Если усилитель прошел эти испытания, снимите защитные резисторы и установите предохранители на место. Отключите нагрузку динамика и снова включите усилитель. Убедитесь, что напряжение постоянного тока на выводе динамика не превышает 100 мВ, и выполните еще одно «тепловое испытание» для всех транзисторов и резисторов.

Когда вы убедитесь, что все в порядке, установите ток смещения. Подключите мультиметр между коллекторами Q7 и Q8 — вы измеряете падение напряжения на двух резисторах 0,33 Ом.Правильный ток покоя для «полного» класса A составляет 1,5 А, но я настоятельно рекомендую вам для начала использовать более низкий ток! Напряжение, которое вы измеряете на резисторах, должно быть установлено на уровне 500 мВ ± 5 мВ.

Если вы установите ток покоя примерно на 1 А, усилитель будет работать в классе A примерно до 8 Вт и перейдет в класс AB при более высокой мощности. Это снижает рассеяние и по-прежнему позволяет работать с классом А на большинстве уровней прослушивания. Усилители класса A не рассчитаны на высокую мощность, и нереально ожидать, что выходная мощность будет соответствовать усилителям класса AB.Уменьшение тока также означает, что и усилители, и блок питания будут охлаждаться.

После того, как ток установлен, дайте усилителю прогреться (что он будет — и довольно быстро) и отрегулируйте смещение, когда температура стабилизируется. перепроверил пару раз, так как температура и ток покоя немного взаимозависимы. Ни при каких обстоятельствах нельзя блуждать во время установки смещения! Если ток продолжает расти, немедленно отключите питание .Если радиатор слишком мал или тепловой контакт между транзисторами и радиатором недостаточно хорош, усилитель будет становиться все горячее и горячее, пока не выйдет из строя!

Если температура продолжает расти, радиатор слишком мал. Это условие приведет (а не может — приведет) к разрушению усилителя. Прежде чем продолжить, отключите питание и установите радиатор большего размера. Также обратите внимание, что, хотя силовые транзисторы установлены на плате, никогда не используйте усилитель без радиатора — даже для тестирования, даже на короткий период.Выходные транзисторы перегреются и выйдут из строя.

После завершения всех тестов выключите питание и повторно подключите динамик и источник музыки.

---

Блок питания

Прежде чем описывать блок питания, я должен выпустить это …

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Электропроводка должна выполняться с использованием сетевого кабеля, который должен быть отделен от всей проводки постоянного тока и сигнальной проводки. Все подключения к сети должны быть защищены термоусадочными трубками для предотвращения случайного контакта.Электропроводка должна выполняться квалифицированным персоналом. попытайтесь подключиться к источнику питания, если не имеете соответствующей квалификации. Неисправная или неправильная проводка электросети может привести к смерти или серьезным травмам.

Простой источник питания с трансформатором 20-0-20 даст номинальную мощность около 25 Вт на 8 Ом. На это влияет множество факторов, таких как регулировка трансформатора, величина емкости и т. Д. Для каждого усилителя трансформатор на 120 ВА будет (едва) достаточным, а 150 ВА предпочтительнее.Для работы пары ампер от одного трансформатора, трансформатор должен быть не менее 300 ВА. 500 ВА предпочтительно, чтобы напряжение не упало слишком сильно из-за постоянной нагрузки. Не стесняйтесь увеличивать емкость — как показано на рисунке, этого достаточно, но значения выше 50 000 мкФ (на шину питания) для каждого усилителя не принесут значительных преимуществ. Более низкая емкость также может быть использована за счет некоторой дополнительной пульсации. Как показано, пульсации будут около 20 мВ P / P при нагрузке 1,5 А.

Катушки индуктивности должны иметь минимально возможное сопротивление постоянному току, иначе значительное напряжение будет потеряно в виде тепла.Совершенно нормально (на самом деле, предпочтительно) использовать индукторы с железным сердечником, но они должны иметь значительный воздушный зазор, чтобы предотвратить насыщение. Катушка индуктивности с сердечником потребует меньше витков и будет иметь меньшее сопротивление, чем катушка с воздушным сердечником такой же индуктивности.

Рисунок 2 — Рекомендуемый источник питания

Для стандартного источника питания, как отмечалось выше, я предлагаю минимум трансформатора 300 ВА для одной платы усилителя (т. Е. Двух усилителей). Для стран с напряжением 115 В предохранитель должен быть на 6 А, и во всех случаях требуется плавкий предохранитель с задержкой срабатывания из-за пускового тока трансформатора и конденсаторов фильтра.C9 — сетевой конденсатор номиналом X2. При размещении параллельно вторичной обмотке трансформатора он снижает радиочастотные помехи (кондуктивные излучения) на полезную величину. Это не обязательно, но рекомендуется.

Напряжение питания будет зависеть от номинала трансформатора и сопротивления постоянному току индукторов 10 мГн. Невозможно получить номинальную мощность, если трансформатор не соответствует требованиям или сопротивление индуктора слишком велико. Из-за продолжительной нагрузки и плохого регулирования трансформатора с конденсаторными входными фильтрами, как правило, рекомендуется использовать трансформатор с наивысшей номинальной мощностью, которую вы можете себе позволить.

Мостовой выпрямитель должен быть типа 35 А, а конденсаторы фильтра должны быть рассчитаны минимум на 35 В. Купите конденсаторы с максимально возможным номинальным током пульсаций — ток пульсаций высокий и постоянный, и неадекватные конденсаторы выйдут из строя. Вся проводка должна быть толстой, а постоянный ток должен сниматься с последнего набора конденсаторов в фильтре.

---

---

Индекс проектов
Основной индекс

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2000-2003. Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Похожие записи 04.09.2023 0 Масштабирующий усилитель: принцип работы, типы схем и применение 22.08.2023 0 Ba5406 усилитель. BA5406: Мощный двухканальный аудиоусилитель для качественного стереозвучания 15.08.2023 0 Собрать усилитель из китайских плат: Подборка проверенных плат с хорошим звуком для сборки своего усилителя мощности / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт