Высококачественный усилитель на германиевых транзисторах: особенности конструкции и настройки

Коэффициент усиления германиевых транзисторов редко превышает 120, а в российских моделях часто находится в пределах от 30 до 90, тогда как коэффициент усиления кремниевых обычно составляет от 150 до 500.Он заставляет предусилители и овердрайверы очень постепенно переходить от чистого звука к слегка искаженному при срабатывании обычных регуляторов громкости и тона.
Схемы просты и могут работать с низким коэффициентом или отсутствием отрицательной обратной связи. Следовательно, германиевые схемы обеспечивают мягкую передачу, в отличие от кремниевых схем из-за их более высокого коэффициента усиления, что требует сильной отрицательной обратной связи, что приводит к более бедному звуку.

Закругленное колено кривой насыщения

Переход в режим насыщения характеризуется отсечением верхней части сигнала.Закругленный фрагмент кривой, который связывает неискаженную часть сигнала с плоскостью обрезанной части, называется «коленом».

имеют короткое и почти угловатое колено. Вот почему они звучат «как хлебные корки в постели», когда их перегружают. У германиевых транзисторов он более широкий и округлый. Это дает менее резкий тон, как при легком овердрайве, так и при жестком клиппинге.

• Выходные сигналы двух фаззбоксов «LikeMyFace», версия для германия и версия для кремния…
Кривая германия находится вверху каждого изображения, кривая кремния внизу…
На правом изображении показана расширенная шкала времени.
Входной сигнал 1 кГц, 30 мВ. В обеих схемах потенциометр «fuzz» настроен на полное усиление.
• Модель для германия имеет меньший коэффициент усиления (сигнал имеет менее крутые фронты) и показывает более округлое колено, что особенно заметно на детальном экране справа.

Современные усилители имеют более резкий и глухой четкий канал, чем винтажные усилители (Vox AC15, первые AC30, Bassman 59 и другие Tweed, первые 45 Вт Marshall).Кремниевый пушок, используемый для придания блеска этим усилителям с естественным демпфированием. Теперь они могут звучать слишком резко на современных усилителях. И наоборот, германиевые фуззбоксы, которые на старых усилителях немного глухо звучат, на современных звучат лучше.

Ограниченное усиление × продукт полосы пропускания

Чем выше это число, тем больше транзистор способен усиливать сильнее и быстрее.
Это не относится к винтажным аудиогерманиевым транзисторам. При работе с номинальным усилением они способны усиливать только высокие частоты примерно до 5 кГц.

В результате получается живая теплота, как у динамического фильтра нижних частот : чем больше вы работаете с транзистором, тем больше он смягчает звук. Звук германия никогда не царапает слух!

Обратите внимание, что можно использовать германиевые радиочастотные транзисторы, когда требуется большая полоса пропускания. В любом случае, они сохранят некоторую сладость при доведении до насыщения.

Токи утечки могут быть «хорошими дефектами»

Токи утечки накладываются на полезные токи, которые несут музыкальный сигнал, и влияют на них более или менее в зависимости от общего уровня и динамики.Это происходит так же, как ветер входит в узкую улицу и мешает прохожим ходить…

Объективно эти токи утечки в значительной степени способствовали отказу от германия: они могут вызывать шум, изменять или дестабилизировать схемы, в отличие от кремния, который впечатляюще тихий и стабильный. Эти токи утечки, тем не менее, являются неотъемлемой частью этой технологии… Когда они ограничены и хорошо контролируются, они могут стать «хорошими дефектами» и привнести положительные звуковые характеристики в усиление.

Эти эффекты плавные и следуют за игрой гитариста. Это наблюдалось во время схем первого эффекта, таких как фузз или усилители высоких частот, таких как Rangemaster от Arbiter или Screeming Bird от Elektro Harmonix. Я лично реинтегрировал и использовал эти эффекты в своем предусилителе SweetGerm .

Общая компрессия имеет тенденцию притуплять самые сильные уровни и мягко повышать уровень слабых или длительных нот.В основном это заметно и приятно применительно к предусилителям и фуззбоксам…

Второй динамический эффект, менее выраженный и несистематический, приближается к сравнению с ветреной улицей: уровень сигнала имеет тенденцию слегка надуваться и сдуваться в зависимости от ударов медиаторов, пауэр-аккордов, как будто вы используете эспандер, набор софта и с некоторой задержкой. Это наиболее заметно, когда звук гитары кристально чистый, обычно в промежуточном положении переключателей микрофона.

Технологическая причина мне видится следующей:

Звуковой сигнал транслируется изменением «полезных» токов транзистора.Эти изменения тока вызывают в микроскопическом масштабе постоянные изменения температуры внутри кристалла. Кроме того, вы знаете, что германий очень чувствителен к изменению температуры…
Поэтому токи усиления и утечки постоянно изменяются в зависимости от сигнала: это влияет на динамику объема (сжатие/расширение), эффекты искажения (вариации зерен, эффект «жидкости») и тон (эффект Миллера, динамическая фильтрация высоких частот). Эти явления тем более чувствительны, что они не мгновенны: тепловые подъемы и спады требуют в течение десятков миллисекунд.Эта задержка, как и в компрессорах или фильтрах огибающей, создает впечатление звукового массажа, что-то вроде дыхания, которое не только ощутимо, но и может ощущаться ярко и приятно.

Материалы с дефектами, которые могут быть источником сенсорных и эстетических качеств, всегда очаровывали меня… С опытом я научился присваивать и использовать эти хорошие дефекты германиевых транзисторов. Не все: одни тупы, как кремний, а другие остаются слишком неуправляемыми. Вам не нужно клонировать вслепую, вам всегда нужно выбирать правильные детали и калибровать схемы: именно этот опыт и это терпение предлагают вам мои педали.

За пределами моды…

Я не знал всего этого в четырнадцать, когда разбирал радиоприемники и пытался достать свои первые транзисторы Black Glas. Но, может быть, в памяти остались какие-то звуковые ощущения, которые я открыл для себя уже позже, в начале 2000-х.

Во всяком случае, германий — это не снобизм в магазине Guitar Poppa.
Это способ сделать звук живым.

Иди и почитай о германиевых педалях Guitar Poppa

Свяжитесь с нами…

Последнее издание: 2016, 15 апреля.

Черный рыцарь интегрирован

Более значимыми для Алексея были вышеупомянутые «ламповые» свойства и связанные с ними музыкальные преимущества германия. Он объясняет отсутствие интереса современной аудиоиндустрии к этим деталям дефицитом и высокой стоимостью германиевых транзисторов на Западе, тогда как в России они распространены и недороги; и проблемами, связанными с получением значительной выходной мощности. Усилители на основе германия неизбежно довольно дороги, и производители привыкли к тому, что дорогой усилитель должен быть мощным усилителем.Исключения лишь подтверждают правило. Общеизвестно, что существенными недостатками германиевых транзисторов по сравнению с кремниевыми эквивалентами являются низкие ограничения по току и примерно на 50% более низкие рабочие температуры. Алексей язвительно заметил, что «транзистор уносят в германиевую Валгаллу, как только его температура достигает 80°С». Отсюда сложность получения того, что по высоким стандартам считалось бы приличной выходной мощностью; и высокая стоимость, связанная с каждым ваттом.

Около полувека назад германий уступил место более перспективным кремниевым деталям в Hi-Fi.Производство германиевых деталей в это время было закрыто и больше не возрождалось. В отличие от винила, германий не пережил своего возрождения. Тем не менее в СССР германиевые транзисторы продолжали выпускать вплоть до начала второго тысячелетия. Следовательно, их предложение остается практически неограниченным и дешевым. Для подбора пар выходных каскадов своих усилителей Алексей легко приобрел 2000 мощных транзисторов 1Т813. Четыре работают на канал, по два в каждой половине двухтактной топологии класса AB. Выходные каскоды с независимыми подкаскодными фидерами, фазоинвертор и драйверный каскад используют детали из германия.Выходной каскад 1T813 в режиме общего коллектора и при токе 1А выдает 50 Вт на 4 Ом. Вдвое более мощная версия с другой схемой уже находится на чертежной доске, но, учитывая размер и вес текущего устройства, вы уже понимаете загадку цена/мощность германиевого предложения.

Верхняя полоса пропускания -3 дБ составляет 200 кГц, THD при половинной и полной мощности составляет 0,03/0,1% соответственно. Смещение класса А несет первые 18 Вт, и схема не использует глобальную отрицательную обратную связь.Топология схемы — истинное двойное моно, включая заземляющие слои.

Буква «G» в серийном номере обозначает германий. Кнопка времени работы в часах занимает часть задней панели.

Источник питания каждого канала работает от собственного тороидального трансформатора мощностью 360 ВА. Банк сглаживающих конденсаторов емкостью 80 000 мкФ находится в каждой ветви двухтактной схемы, что в сумме дает до 320 000 мкФ. Такой уровень резерва исключает необходимость регулирования напряжения

Принимая во внимание ограничения по току и температуре своих германиевых деталей, Алексей особое внимание уделил стабильности цепи.Для этого Черный Рыцарь использует пассивные и активные средства. Ток и температура контролируются микропроцессором Arduino. 5кг/шт. радиаторы по бокам каждой щеки. Шасси измеряет громоздкие 48? 310 ? 50,5 см и солидный вес 29 кг. Сквозь оперениеобразные щели из толстой стальной пластины видны тепловые ребра. Во время нашего теста с динамичной музыкой на высоких уровнях они достигли 40-45°C.

Подтвердить сохранение

Загрузить текущее изображение?

Bones Hi-Fi: усилители мощности звука на германиевых транзисторах: неизведанная страна High Fidelity?

Автор: Ринго Боунс 

Несмотря на то, что в середине-конце 1990-х гг. производители уже успели изготовить «святой грааль» бюджета сознательный аудиофил – т.е. твердотельные усилители мощности из кремния на основе транзистора или полевого МОП-транзистора, который может соперничать по качеству звука с несимметричным триодные аудиоусилители с нулевой обратной связью, основанные либо на 300B, либо на Вакуумная лампа 2A3 — по конкурентоспособной цене от 500 до 1000 долларов США. каждый. Пока неизвестный большинству аудиофилов тип силового транзистора, а именно германиевый тип — может даже приблизиться к звуку нулевой обратной связи УСТАНОВИТЕ усилитель мощности звука, чем кремниевый или полевой МОП-транзистор. Но почему не Hi-Fi звуковые усилители мощности или даже интегральные усилители на германиевых транзисторах наводнение рынка Hi-Fi в наши дни?

Для тех электронных энтузиастов, которым посчастливилось баловаться с германиевыми транзисторами, эти типы транзисторов очень печально известны тем, что их надместная изменчивость.Хоть они и первые массово производятся для использования в бытовой электронике, германиевые транзисторы несколько сложный в производстве и не очень стабильный. Германиевые транзисторы очень трудно производить с постоянным качеством параметров в больших масштабах — как в широко варьирующееся усиление, утечка, шум и общий тон — даже германий транзисторы из одной партии.

По своей природе широко варьирующиеся параметры в германии транзисторы означает номиналы резисторов, выбранные для смещения переменного/постоянного тока, Q-точка работа, обратная связь и стабильность, которые работают для одной схемы, могут не обязательно работают в другой схеме с аналогичной конструкцией, даже если обе используют германиевые транзисторы из той же партии.Это означает, что номиналы резисторов должны быть «подправили» — т. е. слегка изменили в большую или меньшую сторону, чтобы стереопара усилитель мощности звука на основе германиевого транзистора достигнет того же стабильное качество звука.

И на протяжении большей части 1960-х, даже тогда широко доступные выходные силовые германиевые транзисторы — как сейчас крайне редкий AD 149 PNP германиевый выходной транзистор, который может производить 10 Вт в несимметричном конфигурация при правильном теплоотводе — остается недостаточно используемой электроникой энтузиастов того времени, потому что тогда теплоотвод часто был неадекватным указаны в опубликованных конструкциях аудиоусилителей мощности такого типа.Тогда, Спецификации для усилителей мощности звука на германиевых транзисторах были не совсем разумными, и многие маргинальные конструкции с неадекватно утопленные германиевые выходные транзисторы, которые могут безопасно выдерживать только 500 мВт имеет пиковую мощность 120 Вт.

Предполагая, что вам повезет найти «правдивый» листы спецификаций и примечания по применению для германиевых транзисторов эти дней, можно с уверенностью заключить, что это более совершенный полупроводник в сравнение с кремниевыми транзисторами — как в кремниевых транзисторах с биполярным переходом и МОП-транзисторы.Не только с точки зрения субъективного качества звука, потому что германий транзисторы проводят лучше, чем их кремниевые аналоги, потому что германиевые транзисторы имеют более высокую подвижность электронов, меньшую ширину запрещенной зоны и требует более низких примесей для легирования в P-тип. Вероятно, большинство из этих параметров объясняет, почему усилитель мощности звука на основе германиевого транзистора на основе AD Выходной транзистор 149 PNP с надлежащим теплоотводом для обеспечения работоспособности 10 ватт в несимметричной конфигурации могут легко работать с качеством звука намного ближе к ламповому однотактному триоду (SET) с нулевой обратной связью. усилитель мощности на базе культовой лампы 300B или 2A3 по сравнению с его кремниевый биполярный транзистор и/или аналог MOSFET.Только что подумайте, насколько лучше мог быть интегрированный усилитель Naim NAP 250 эпохи 1970-х годов звук, если бы звукоинженеры Naim нашли способ сконструировать германиевый Усилитель мощности звука на транзисторах, способный производить среднеквадратичную мощность 35 Вт.

Транзисторный усилитель на германиевых транзисторах. Простой германиевый усилитель мощности. Занимательные эксперименты над финальной версией

«Давно я шашек в руки не брал…». Скорее хотел сказать, что транзисторные усилители давно не собирал.Все лампы, да лампы, знаете ли. А потом, благодаря нашему дружному коллективу и участию, я приобрел пару плат для сборки. Доски отдельные.

Плата пришла быстро. Игорь (Datagor) оперативно прислал документацию со схемой, описанием сборки и настройками усилителя. Комплект всем хорош, схема классическая, обкатка. Но меня одолела жадность. 4,5 Вт на канал будет мало. Я хочу хотя бы 10 Вт, и не потому, что громко слушаю музыку (с моей акустикой достаточно чувствительности 90 дБ и 2 Вт), а … иметь его.

Схема усилителя мощности

Еще ни одному юристу не удалось обойти законы Ома и Джоуля-Ленца, а чтобы поднять мощность на выходе УМЗЧ, необходимо поднять его питающее напряжение. Сделаем это хотя бы дважды, до 30 вольт. Сразу не получится. Транзисторы П416 и МП39Б, которые используются в оригинальной схеме, имеют максимально допустимое напряжение 15 Вольт.

Пришлось доставать с полки старый Справочник радиолюбителя 1978 года и углубляться в изучение параметров германиевых транзисторов серий «МП» и «ГТ», при этом копаясь в коробках с деталями.

Искал транзисторы близкие по параметрам к использованным в схеме, но с максимально допустимым напряжением не менее 30 вольт.

После проведения этой увлекательной разведки необходимые кандидаты были найдены. Вместо П416 основным претендентом был транзистор ГТ321Д.
Было принято решение заменить пару MP39B+MP37A на аналогичную пару MP14A+MP10B. Германиевые транзисторы серии МП с номерами от 9 до 16 — «военные», транзисторы для аппаратуры специального назначения. В отличие от своих собратьев с номерами от 35 до 42, которые предназначены для техники общего назначения.

На выходе решил использовать высокочастотные транзисторы ГТ906А. Причин тому было несколько, главная из них — наличие запаса этих транзисторов в моей тумбочке.Вторая причина – высокий коэффициент передачи тока. В процессе работы транзисторы предварительного каскада будут меньше «напрягаться» на раскачку выходных транзисторов, что должно уменьшить их нагрев и положительно сказаться на уровне искажений усилителя.

Следующим этапом, который также важен, является подбор транзисторов парами по коэффициенту передачи тока h31e. Сначала я пытался сделать это с помощью обычного китайского тестера, но результаты измерений показались мне несколько странными и явно завышенными.Кроме того, китайский тестер явно не справлялся с измерением параметров мощных транзисторов.

Пришлось доставать с полки старый добрый прибор советских времен «ППТ».

После подбора транзисторов сборка печатных плат по датагор инструкции не заняла много времени. Также необходимо обратить внимание на напряжения электролитических конденсаторов. Оно должно быть не меньше напряжения питания выбранного усилителя.
Я использовал конденсаторы на 35 вольт.

Так как я планировал получить от усилителя большую мощность, то пришлось увеличить емкость выходного блокировочного конденсатора как минимум в два раза. Конденсатор такого номинала уже не мог поместиться на плате.Вместо этого я припаял пару винтовых зажимов, чтобы к проводам можно было подключить любой понравившийся конденсатор, вне зависимости от его размера.

Еще одной важной проблемой была организация охлаждения выходных транзисторов. Я нашел пару одинаковых довольно больших радиаторов, но они были рассчитаны на крепление к ним современных транзисторов в корпусе ТО-220.
Нашел выход в старых сгоревших компьютерных блоках питания. Пара радиаторов из толстого алюминия 4 мм, к которым я через изолирующие прокладки закрепил транзисторы GT906, а сами эти радиаторы были прикручены к большим радиаторам широким концом через термопасту.

К этим же радиаторам с помощью металлических уголков крепились платы усилителя. Между ребрами радиатора компьютера, возле выходных транзисторов, удобно расположен диод Д310, обеспечивающий термостабильность усилителя. Не долго думая залил китайским термоклеем.

Первый запуск, настройка усилителя

Сначала настроил на напряжение питания 15 Вольт. Выставил ток покоя усилителя 100 мА, сбалансировал выход так, чтобы на нем была ровно половина напряжения питания, затем постепенно стал поднимать напряжение питания до необходимых 30 Вольт.

При этой операции пришлось немного изменить номиналы некоторых резисторов, так как с увеличением напряжения питания ток покоя стал резко возрастать.Без блока питания с ограничением по току я, вероятно, потерял бы не одну пару выходных транзисторов. Но потом все получилось.

Немного замеров

Частотный диапазон тоже порадовал. Практически нет спада от 15 Гц до 60 кГц. Если убрать из цепи обратной связи и на входе конденсаторы по 100пФ, то, наверное, она была бы еще шире.

То, что вам нужно! Это точно соответствует уровню выходного сигнала звуковой карты компьютера, которая будет использоваться в качестве основного источника сигнала.

Проверил максимальный ток, который потребляет усилитель.При подаче на вход прямоугольного сигнала частотой 10 кГц с амплитудой 1,5 В усилитель потребляет от источника питания ток чуть менее 2 А.

Общий усилитель в сборе

Силовой трансформатор тороидальный.Со страшным названием БЫ5.702.010-02, которое должно было запутать вероятного противника. Трансформатор выдает на выходе 20 вольт. Параметры этой обмотки по току мне найти не удалось, но она держит лампу ГМ-70 (а это 3,5 А) накаляя без напряга и перегрева. Так что его мощности хватит для питания двух каналов этого усилителя, пусть и с запасом.

Выпрямительные диоды Я тоже использовал германиевые Д305 (10 А, 50 В). Таким образом получилось собрать усилитель, в котором нет ни одной кремниевой детали.Все по фэн-шуй.

Конденсаторы фильтра — 2 шт. 10 000 мкФ каждый. По одному хватило бы, но, как я писал в начале, жадность захлестнула, к тому же в здании нашлось место.

На выходе поставил три конденсатора по 1000 мкФ 63 В, соединенных параллельно. Конденсаторы качественные, от японской Matsushita.

После того, как все компоненты надежно закреплены в корпусе, остается только соединить их проводами, ничего не перепутав.Установку я делал с использованием медной одножилы сечением 0,5кв мм в силиконовой термостойкой изоляции. Этот провод я взял от кабеля, используемого для проведения пожарной сигнализации. Я рекомендую использовать. Благодаря тому, что провод жесткий, он получается ровно и аккуратно уложен в корпусе без особых усилий.

— многие радиолюбители, которые в силу возраста не застали эпоху «германиевого звука» и часто спрашивают: «Что же такого особенного в усилителях мощности, собранных на германиевых транзисторах?» Если не вдаваться в подробности, то можно ответить так: У таких устройств необычный звук, очень похожий на ламповый, большой динамический диапазон и такая же скорость нарастания.Однако это на любителя, есть и те, кто, например, ненавидит лампы. Но качественные усилители, выполненные на кремниевых транзисторах, имеют все эти характеристики в том же объеме. Также германиевые полупроводники имеют несколько более высокую акустическую эффективность, то есть их звук громче, чем у кремневых на выходе, а небольшой выходной мощности вполне достаточно для высококомфортного прослушивания.

Первыми транзисторами в радиотехнике, после электронных ламп, были германиевые, которые произвели фурор в радиоэлектронной сфере.Конечно, нет смысла спорить о том, что приобрели меломаны, отказавшись от ламповой версии в пользу германиевых аппаратов. До сих пор существует много разных мнений по этому поводу. В настоящее время германиевые транзисторы не производятся ни одной страной и о них редко упоминают. И напрасно. германиевый усилитель мощности а если брать например кремниевый транзистор, то какой бы он ни был, биполярный, полевой, или рассчитанный на работу на высоких и низких частотах и ​​тд. Так что, в отличие от германиевого полупроводника, он менее пригоден для воспроизведения звука высокого качества.р>

В общем, чтобы не углубляться сейчас в рассмотрение физических свойств германиевых транзисторов, при необходимости можно легко найти эти данные в Интернете. Поэтому перейдем непосредственно к изучению принципиальных схем, построенных на транзисторах с германиевым кристаллом. Сразу хотелось бы отметить несколько важных правил, без соблюдения которых получить качественный звук очень сложно. р>

• Во-первых, в используемой схеме устройства в принципе необходимо отказаться от использования кремниевых полупроводников.
• Разводку и последующую сборку производить только методом накладного монтажа, при этом максимально используя клеммы самих электронных компонентов. В случае использования для монтажа печатных плат, то следует знать, что в этом случае качество звука будет значительно хуже.
• При проектировании усилителя старайтесь спроектировать схему так, чтобы количество транзисторов в устройстве было как можно меньше.
• Перед выполнением монтажа необходимо подобрать комплементарные пары транзисторов не только для каждой ветви выходного тракта структуры PNP и NPN, но и обязательно для обоих каналов.При подборе электронных элементов особое внимание следует обращать на параметры статического коэффициента передачи тока, который должен быть больше 100 и минимально возможный обратный ток коллектора.
• Силовой трансформатор должен быть собран на магнитопроводе из пластин Ш-образной формы с площадью поперечного сечения более 15 см². Также нужно не забыть сделать один ряд экранирующей обмотки при изготовлении трансформатора с последующим его заземлением.

Германиевый усилитель мощности — № схемы1

Показанный здесь германиевый усилитель мощности и его схемотехника, можно сказать, легендарны и в лучшие годы были очень популярны. Такая топология схемы усилителя — одна из немногих конфигураций, соответствующих аудиофильским стандартам. Хотя эта схема очень проста, тем не менее она способна воспроизводить при этом качественный звук, затраты на комплектующие очень малы и под силу любому радиолюбителю. Автор этой конструкции усилителя в данном случае лишь адаптировал ее под современные требования High End Audio.

Настроить германиевый усилитель не сложно. Сначала нужно установить переменным резистором R2 ровно половину блока питания на минус электролитического конденсатора С7. Далее нужно подобрать постоянный резистор R13 так, чтобы мультиметр, подключенный к коллекторной цепи транзисторов конечного каскада, показывал ток покоя в пределах 42 — 52 мА, но не более. При начале подачи сигнала на вход усилителя необходимо обязательно проверить наличие или отсутствие самовозбуждения, хотя возникновение такого процесса бывает крайне редко.

Но все же, если на осциллографе появятся высокочастотные искажения, то в этом случае придется заменить конденсатор С5 на конденсатор с большим номиналом. Чтобы усилитель работал в стабильном и стабильном режиме при повышении температуры, на базу пары диодов Д311 необходимо нанести теплопроводящую пасту и плотно закрепить на транзисторе выходного каскада. В свою очередь выходные транзисторы установлены на радиаторах охлаждения с площадью рассеивания более 220 см².

Схема модернизирована

В предыдущей стандартной схеме выходной каскад был построен на транзисторах той же проводимости, так как в те далекие времена советская электронная промышленность не выпускала мощных комплементарных германиевых транзисторов. Когда значительно позже появились германиевые транзисторы структур PNP и NPN, это позволило модернизировать схему оконечного каскада, как показано на второй схеме. Но оказывается не все так просто, как хотелось бы.Дело в том, что в упомянутых выше полупроводниках предельный коллекторный ток составляет всего около 3,4 А.

Например, П217В имеет максимальный ток коллектора 7,5 А. В связи с этим их использование в схеме возможно только при условии параллельного соединения, по два на плечо. Это вариант, который практически отличается от первой схемы. Ну и конечно блок питания имеет обратную полярность. И транзистор для усиления напряжения ГТ 404Г, установлен n-p-n проводимости.Комплектация модернизированной схемы идентична предыдущей. Ток покоя выходного каскада имеет точно такие же значения.

Немного о блоке питания

Для получения качественного звука желательно достать где-нибудь две пары диодов из германиевого сплава Д305. Я настоятельно не рекомендую устанавливать другие. Их соединяют мостовой схемой, а шунты ставят в виде слюдяных конденсаторов типа КСО, емкостью 0,01мкФ, далее устанавливаем восемь конденсаторов по 1000мкФ с рабочим напряжением 63в, желательно фирменных, которые также шунтируем на слюдяных конденсаторах.Общая мощность не должна увеличиваться, так как баланс низких, средних и высоких частот снижается, и теряется воздух.

Значения параметров двух вышеуказанных схем практически одинаковы: выходная мощность 20 Вт при работе на нагрузку 4 Ом. Конечно, эти цифры почти ничего не скажут о звучании усилителя. Но одно можно сказать с уверенностью – однажды прослушав правильно собранный усилитель по приведенным выше схемам, вы уже не будете так уверенно смотреть в сторону устройств, собранных на кремниевых транзисторах.

От некоторых знакомых слышал хорошие отзывы о звучании УНЧ на германиевых транзисторах. И я решил собрать обычную классическую схему на комплиментарных германиевых транзисторах ГТ703/705. Для раскачки — каскад СРПП на 6Н30П для получения минимально возможного выходного сопротивления.

Схема следующая:

Резистор VR2 задает ноль на выходе, резистор VR1 задает ток покоя выходных транзисторов. Стабилитроны нужны для предотвращения появления опасного для транзисторов напряжения между этажами СРПП в случае выхода из строя одной из половинок ламп.Предварительное прослушивание макета показало очень хорошее звучание, максимальная синусоидальная мощность 8 Вт, полоса пропускания минус 1 дБ от 20 Гц до 80 кГц. Чувствительность 0,6 вольта. Макет играл минут 10 на максимальной громкости (пока уши держал) и радиаторы выходных транзисторов даже не нагревались до 50 градусов, только ток покоя увеличился с первоначальных 40 мА до 100. Блок питания :

Для дальнейших экспериментов был собран стерео макет.Первые тесты проводились без сетевого фильтра. Добавление этого элемента вернуло чистоту, присущую ламповым усилителям. В общем конечно это не 2А3, но учитывая просто подкупающую простоту конструкции звук очень и очень достойный. По общему впечатлению он типично триодный, то есть чистый, детальный, точный, но оттого несколько малоэмоциональный и простоватый. Трудно сказать, является ли тому причиной ламповая или транзисторная часть схемы, или сама схема — это покажут дальнейшие опыты — они обязательно будут продолжены.

И напоследок пара фото как это выглядит:

Обновлено 21.02.2013. Судя по всему, можно запитать выходной каскад на LM7812 и LM7912, установленных на радиаторе.

Просматривая публикации в Интернете, а также видеоролики на YouTube, можно отметить устойчивый интерес к сборке относительно простых конструкций радиоприемников различных типов (прямого преобразования, регенеративных и других) и усилителей звуковой частоты на транзисторах, в том числе германиевые.

Сборка конструкций на основе германиевых транзисторов — это своего рода ностальгия, ведь эра германиевых транзисторов закончилась 30 лет назад, собственно, как и их производство. Хотя аудиофилы до сих пор спорят до хрипоты, что лучше для высокой точности воспроизведения звука — германий или кремний?

Оставим высокие материи и перейдем к практике…

Планируется воспроизвести пару простых конструкций радиоприемников (прямое преобразование и регенеративный) для приема на коротких волнах.Как известно, усилитель ЗЧ является незаменимой частью любого радиоприемника. Поэтому было решено в первую очередь сделать блок ультразвуковой частоты.

Усилитель низкой (или звуковой, как Вам удобно) частоты изготовим отдельным блоком, так сказать, на все случаи жизни…

УЗЧ будет собран на германиевых транзисторах производства СССР, благо у меня их разных типов, наверное до сотни. Видимо пришло время дать им вторую жизнь.

Для радиоприемника большая выходная мощность УНЧ не нужна, достаточно до нескольких сотен милливатт. Поиски подходящей схемы привели к этой конструкции.

Эта схема пригодится. Выходная мощность -0,5 Вт, все транзисторы германиевые, притом в наличии, АЧХ оптимизирована под радиоприемники (ограничена сверху частотой 3,5 кГц), достаточно большой коэффициент усиления.

Принципиальная схема усилителя.

Все детали необходимые для сборки усилителя не в дефиците.Транзисторы МП37, МП39, МП41 брал первые попавшиеся под руку. Выходные транзисторы ГТ403 рекомендуется подбирать по коэффициенту усиления, но я этого не сделал, у меня была пара новых штук из одной партии, я их и взял. Входной МП28 был в единственном экземпляре, но исправен.

Все транзисторы проверены на исправность омметром. Как оказалось, это не гарантия от неисправностей, но об этом ниже… Конденсаторы электролитические брал импортные, С1-пленочные, С5-керамические.

В SprintLayout мы создаем разводку печатной платы. Вид со стороны печатных проводников.

Собственно печатную плату делаем по ЛУТ, травим в хлорном железе.

Припаиваем все необходимые детали. Собранная плата усилителя выглядит так.

Поскольку выходная мощность усилителя невелика, радиаторы для выходных транзисторов не нужны. Во время работы они почти не нагреваются.

Настройка усилителя.

Собранный усилитель нуждается в настройке.

После подачи питания 9В измеряем напряжения в контрольных точках, которые указаны на схеме выше. На коллекторе транзистора VT2 напряжение было минус 2,5 В при требуемом -3…4 В.

Подбором резистора R2 устанавливаем необходимое напряжение.

В настройке с каскадом предварительного усиления на транзисторах VT1 и VT2 проблем не было. Иная ситуация с выходным каскадом.Измерение напряжения в средней точке (точка соединения эмиттера VT6 и коллектора VT7) показало значение минус 6 В. Попытка изменить напряжение подбором резисторов R7 или R8 не привела к желаемым результатам.

Кроме того, был занижен общий ток покоя усилителя — 4 мА вместо 5…7 мА. Виновником оказался транзистор VT3. Хоть и звонил омметром как исправным, но работать в схеме он отказался. После его замены все режимы транзисторов усилителя установились автоматически согласно указанным на схеме.Напряжения на электродах транзисторов в моем экземпляре усилителя при напряжении питания 9В указаны в таблице. Напряжения измеряются тестером DT830B относительно общего провода.

Ток покоя усилителя устанавливается подбором диода Д2 типа Д9. С первым попавшимся диодом я получил ток покоя 5,2 мА, т.е. именно то, что нужно.

Для проверки работоспособности подаем синусоидальное напряжение с уровнем 0.3 мВ и частотой 1000 Гц от генератора звуковых частот Г3-106.
На фото уровень выходного напряжения примерно 0,3В по стрелочному индикатору. Сигнал дополнительно ослабляется на 60 дБ (1000 раз) делителем на выходе генератора.

К выходу усилителя подключаем нагрузку — резистор МЗ-2 сопротивлением 5,6 Ом. Параллельно нагрузочному резистору подключаем щупы осциллографа. Мы наблюдаем чистую синусоиду без искажений.

На экране осциллографа значение деления по вертикали равно -1В/дел. Следовательно, размах напряжения составляет 5 В. Эффективное напряжение составляет 1,77 В. С этими числами мы можем рассчитать коэффициент усиления по напряжению: Выходная мощность на частоте 1 кГц составила:

Видим, что параметры усилителя соответствуют заявленным.

Понятно, что эти измерения не совсем точны, т. к. осциллограф не позволяет измерять напряжение с высокой точностью (это не его задачи), но для радиолюбительских целей это не столь важно.

Усилитель обладает высокой чувствительностью, поэтому, когда вход никуда не подключен, в динамике тихо слышны шумы и фон переменного напряжения.

При коротком замыкании входа все посторонние шумы пропадают.

Осциллограмма шумового напряжения на выходе усилителя при короткозамкнутом входе:

Вертикальное деление -20мВ/дел. Размах напряжения шума и фона составляет около 30 мВ. Эффективное шумовое напряжение — 10 мВ.

Другими словами, усилитель достаточно тихий. Хотя в статье автора указан уровень шума -1,2 мВ. Возможно, в моем случае сыграла роль не очень удачная разводка печатной платы.

Подав на вход усилителя переменное напряжение различной частоты на постоянном уровне и контролируя выходное напряжение на нагрузке осциллографом, можно снять график амплитудно-частотной характеристики этого УНЧ.

Вместо эпиграфа:
— А кто такой мусор наворотил? Оторвите этому изобретателю руки по самое …
— Дык, твоя работа — это нечто! Или нет?
— Елки, блин!
Одна из вариаций старого анекдота

Наверное, многие датагорцы, если не все, в детстве смотрели мультфильм «Ну, погоди». В том числе и девятый выпуск, где волк пробовал играть на электрогитаре.

Ну, а если это происходило в школе или клубе ВИА (рок-группа или какая-то другая самодеятельность), то было конечно проще. Там был какой-то аппарат. А если дома?

Когда-то я мало чем отличался от многих других. В магнитофон «воткнул» гитару, радиоприемник Урал-112 (жаль, что гитара была не Урал), усилитель от какого-то другого лампового радиоприемника, вставил в самодельный корпус, в усилители впаял по схемам из журналов . Искал детали, мучался с доводкой схем до ума.

Теперь задача несколько упростилась, и если у вас в кармане есть необходимое количество банкнот, вы можете найти нужный аппарат в музыкальном магазине в любом областном центре. От недорогих, «неизвестного китайского происхождения» до фирм с ценой самолета. Ну или гибрид, то есть производство (иногда и качество) — Китай, а внешний вид и навороты как у фирмы. Цена тоже.

А с самостоятельным изготовлением вроде стало проще. В инете можно найти схему любого качества и сложности.С радиодеталями особых проблем нет, по крайней мере, в магазинах тех самых райцентров (с купюрами, разумеется). И что-то из прежнего дефицита иногда бесплатно валяется под ногами.

Вот и решил рассказать об усилителе, который использую сейчас дома. Об усилителе, сделанном практически из травяного материала. Причем тот, который уже считался безнадежно устаревшим в конце 20-го века, я уже не говорю о начале 21-го, когда все было сделано.Кроме того, совсем не для гитары.

Возможно, эта статья позабавит кого-то более опытного в проектировании и конструировании усилителей. Кто-то посчитает это «инструкцией, как не надо делать». Но я лучше начну по порядку. То есть издалека.

Новая жизнь старой платы

Взял с собой на всякий случай, а то бы все равно выбросили. Блок оказался вполне рабочим. Я нарисовал схему на доске. Получилось примерно так:

Правда, во время установки рабочей точки рассыпался подстроечный резистор R1 (тот, что на плате при измерении показал 20 Ом).И до недавнего времени его периодически заменяли то перемычкой, то другими не менее жидкими подстроечниками, то постоянным резистором. Сейчас поставил триммер, спаянный из обломков какого-то копира. Пока держусь.

Как потом выяснилось, это была очень популярная схема среди советских магнитофонов. Долгое время с небольшими изменениями он использовался в различных бобинах и даже в первых кассетных магнитофонах.
Вот пример схемы, найденной в журнале «Радио». То же самое, только с эмиттерным повторителем на входе.И другие транзисторы на «конце». И все это было подключено к универсальному ламповому усилителю.

Версия 1.0 или «Радио Убийца — Народное Хозяйство»

Наспех сделал блок питания и микрофонный усилитель из найденных дома запчастей. Все это я запихал в ненужный кейс от блока АВУ, найденный на том же складе. Корпус плоский, много места не занимает, можно повесить на стену. Подключил ко всему этому найденный в запасах микрофон М-ТСУ, лежавший без дела из-за неважной АЧХ.Но у этого микрофона есть встроенная кнопка, которая замыкает вход на землю, если ее не нажимать.

Микрофон «М-ТСУ»

В зале повешен абонентский громкоговоритель (радиопункт) без согласующего трансформатора и регулятора громкости. В качестве разъема для подключения громкоговорителя к усилителю использовались винтовые зажимы, знакомые многим по школьным лабораторным работам по физике. Разъемы были найдены на том же складе, до сих пор не понимаю, что они там делали.

Аппарат хоть и немного шумный и в меру фоно, но с задачей справился. А потом в одном из сел района при ликвидации наследия коммунизма была демонтирована радиосеть вещания. А на место моего изделия был установлен вынутый оттуда трансляционный усилитель. Попахивает, конечно, стрельбой из пушки по воробьям, но с властями не поспоришь. С другой стороны, у переводчика есть запас мощности, и мой двухваттный (по результатам более поздних измерений) усилитель работал почти на пределе, даже в том маленьком зале.

Версия 1.1 или «Не дай бог нам не захотеть»

В принципе, два честных советских ватта (полтора на нагрузке 8 Ом), подаваемых на не менее честную, даже не обязательно советскую, акустику — мощности вполне достаточно, чтобы подыграть акустической гитаре с достаточной громкостью в обычный, не очень большой зал и не молоток «вокалист», если он есть.
А с учетом звукоизоляции наших квартир и соседей можно и повеселиться.

Типовой частотный диапазон усилителей в большинстве магнитофонов даже немного шире, чем нужно гитаре. Но на тот момент я еще не был знаком с мнением «специалистов» о его дополнительном искусственном сужении (откуда они в нашей, тогда еще без интернета, глуши?) Тем более, что аппарат не предназначался для концертов с оркестрами и записи в студиях.И уж точно не сравнивать с фирмами.

Назад в СССР, или Ретро правила

Не знаю, что мне тогда взбрело в голову, но я решил собрать раньше «в тех же традициях», что и УМ.То есть на германиевых транзисторах. Скорее всего потому, что они у меня были, и девать их было некуда. Ну и чтобы не колдовать с блоком питания — не хватало кремниевых p-n-p транзисторов в запасах, как и микросхем. И я не видел смысла пихать ОУ туда, где можно обойтись двумя-тремя транзисторами.

Интернета в нашей глуши еще не нашлось, а аудиофильскую легенду о том, что германий звучит лучше кремния я узнал из сети, спустя семь лет.

Я не аудиофил (уважаю тех из них, кто делает аппарат для себя и не делает религию из своего хобби), и весь мой опыт «слушания классической музыки с винила через лампу» сводится к « Антропова» с классическим рок-н-роллом на радио «Урал-112».

Пусть никого не смущает цифра 1 в начале номера этой магнитолы, по характеристикам звукового тракта аппарат с трудом тянул на третий класс, даже по параметрам своего времени.

Давно слушал остальную классику (советскую и зарубежную эстраду и рок) пусть и на чисто германиевом магнитофоне «Снежет-202», но с бобин записанных где бобины вывернутся. Сильно сомневаюсь, что почувствовал бы разницу, если бы играл в них либо через «хай-фай», либо через «хай-энд».
Так что не знаю, насколько они правы насчет звука германия. А вот надежность электронной части старых магнитофонов, плееров и ресиверов, многие из которых сохранились до наших дней, говорит сама за себя.Вот и решил «встряхнуть старину» или «встряхнуть старину» или…

Для начала определился с требованиями:
1. Усилитель сделан для максимально чистого звучания возможно. Все эффекты в виде отдельных примочек. Поэтому pre должно быть максимально линейным.

2. Входное сопротивление должно быть достаточно высоким, чтобы не сдавливать «верх» гитарного сигнала и не «мешать» работе регулятора тембра в случае прямого подключения.

3. Несколько входов с разной чувствительностью. Микрофонный (0,3 мВ), гитарный (10 мВ, для старого советского инструмента — самое то) и линейный вход (0,5 В).

Усилитель иногда планировалось использовать как контрольный, для проверки прохождения сигнала, при ремонте других усилителей или какой-то другой звуковой аппаратуры, поэтому наличие таких входов не помешало бы.

И хотелось бы микшировать сигнал с линейного входа с гитарой, для подключения, например, магнитофона с записью «аккомпанемента» или уже имеющегося самодельного «ритмбокса» смеха).

После раскопок в завалах бумаг, журналов и фотокопий была собрана следующая схема:

Изначально, насколько я помню, схема была скопирована с какого-то любительского магнитофона. Он имеет входное сопротивление около 3 КОм, с «микрофонной» чувствительностью и запасом по уровню выходного сигнала, что позволяет подключать его напрямую к усилителю мощности.

Для гитарного входа чувствительность была снижена путем последовательного включения резистора на 100 кОм.Не лучшая идея, согласен, хотя и применялась в промышленных усилителях. Но при минимуме деталей удалось получить предусилитель, с двумя входами разной чувствительности.
Более того, одновременное использование этих входов не планировалось.

Рассматривались и другие варианты, но полевых транзисторов под рукой не оказалось, а городить эмиттерный повторитель на вход с «микрофонной» чувствительностью как-то не хотелось.

С выхода сигнал проходил через простейший пассивный смеситель, где его можно было смешать с сигналом линейного входа, на вход усилителя мощности.

Все было собрано в одном корпусе с АВУ:

А изделие отдано на растерзание начинающим гитаристам, на другом конце области, где несколько лет успешно использовалось соседями.

Там же была обнаружена одна «недокументированная возможность». При подключении гитары к микрофонному входу на выходе выдавался «ужасный грязный овердрайв», который вовсю использовался для мастеринга риффов групп, таких как популярные тогда «Linkinpark» или нестареющая «Aria».
Хотя подозреваю, что даже панки долго бы плевались и матерились от звука, этого «дисторшена».

Версия 1.2 или «Хотел как лучше…»

Аппарат снова попал ко мне и использовался по прямому назначению в свободное время.То есть в перерывах между сезонами, сменами и т.д.

А когда появилось немного больше свободного времени, решил подвергнуть усилитель очередной обработке. Еще немного уменьшите шум предварительного усилителя, который был слышен на максимальной громкости. Ну и побороть фон блока питания, который хоть и не сильно напрягал, но был.

Для начала переделал блок питания:

Предыдущий БП был самым простым и состоял из транса, диодного моста и конденсатора на 2000 мкФ.

Затем я внес некоторые изменения в схему предусилителя. Заменил транзисторы на менее шумные и отрегулировал режимы. Боюсь, что в полном соответствии с поговоркой про «заставь дурака Богу молиться». Кроме тестера, ушей и гитары никаких измерительных приборов под рукой в ​​то время не было. Ориентирован на слух за счет снижения уровня шума, отсутствия звуковых искажений и сохранения коэффициента усиления блока в допустимых пределах.

Схема стала выглядеть так:

Схема микшера кривая, но она сделана для минимизации затухания сигнала, и для обеспечения минимально возможного влияния органов управления друг на друга.В принципе, обе цели были достигнуты.

На тот момент усилитель использовался с китайским динамиком «типа трехполосный» от сгоревшего активного динамика. Она появилась на фото в одной из предыдущих статей. Несмотря на корпус из ДВП (оргалита или «картона», не путать с ДСП) с давно отвалившимися и утраченными проставками и тремя разнокалиберными динамиками, подключенными с завода параллельно без всяких фильтров, звук мне понравился. Но та колонка была не моя и впоследствии была возвращена владельцу.

Теперь звук издает еще более негитарный динамик от старой вертушки, с одним динамиком 8ГДШ-2 (4 Ом).

Полностью согласен с обзором подобных колонок в одной статье датагора. Естественно, от такого акустического оформления ожидать чудес не стоит.
Так что если мне удастся достать более подходящий динамик, или еще один-три 8ГДШ-2/4ГД-35 (что менее реально), то буду думать над изготовлением нового динамика. Хотя в последнее время групповые излучатели в гитарной акустике как бы обескураживают.Как и в обычных колонках «для музыки», хотя именно там они используются вовсю.
А пока для дома подойдет и этот.

Как-то ради интереса подключил к этому усилителю разные колонки, которые были под рукой: 10МАС-1, 15АС-220, неопознанные, от музыкальных центров, так что в плане акустики всегда есть место для экспериментов.
Усилитель звучал вполне нормально. Я отдал свои честные два ватта. Фона почти не было слышно.Шум входного каскада, хотя и был слышен на максимальной громкости, на слух был сравним с уровнем шума многих магнитофонов второго-третьего класса. В целом звук меня устраивал, пока не высвободилось время для очередной порции экспериментов.

Предыдущие делал в спешке, когда тюнеры «из центра» с генератором и осциллографом на пару дней остановились в узле связи.Зачем остался после работы, спешно разбросал свое «хозяйство» по подоконнику.

Данные в целом подтвердились. Но всплыло то, чего я не заметил — заметная асимметрия выходного сигнала. Конденсаторная развязка входа звуковой карты исключает влияние постоянной составляющей (например, при неисправном конденсаторе на выходе УМ), даже если постоянная присутствует. Так что от этого самого распространенного варианта пришлось сразу отказаться.

«В ходе начавшейся проверки» выяснилось, что предоконечный транзистор в верхнем плече (МП40А) имеет коэффициент усиления почти вдвое меньше, чем аналогичный транзистор в нижнем плече (МП37А).

Я конечно понимаю, что в те времена надо было планировать, не обращая внимания на мелочи. И что третий класс — это далеко не фонтан хай-фай, я тоже знал. Я просто не подозревал, что все так запущено. Конечно, «уход» параметров от «древности» сбрасывать со счетов нельзя, но не на столько же. К тому же я часто встречал обратное — в n-p-n транзисторах.

Во всей радиолюбительской литературе тех времен писалось о попарном подборе транзисторов для плеч двухтактных УМ.Даже если они сделаны для карманных приемников. Хотя любовнику обычно выбирать было не из чего — что находил, то и ставил, лишь бы питание проходило.

Звук делает — уже хорошо. А кроме собственных ушей проверить качество звука по-прежнему нечем. Осциллограф? Но где я могу его получить? Поэтому нет смысла собирать генератор. Еще нечего смотреть на форму сигнала. Градуируйте шкалу регулятора частоты тоже.
Если только вы не используете этот генератор в качестве пробника для отслеживания сигнала и измерения уровней.

Сам для этой цели когда-то пользовался детскими ключами «Фаэми», не особо заморачиваясь прямоугольной формой волны и частотами, отличными от общепринятых. Если это и сказалось на точности измерений, то думаю, что ненамного больше входного сопротивления тестера «Ц20-05» в пределах менее 1 Вольта.

Промышленность тоже особо не заморачивалась этим вопросом, несмотря на возможность подбора деталей и наличие измерительных приборов, о которых дилетант мог только мечтать (многие до сих пор продолжают мечтать).

Оконечные транзисторы P214A не проверял, чтобы еще больше не расстраиваться, тем более, что их «стратегический запас» остался на другом конце области.

Порадовало, что заменой МП40А на МП42Б с характеристиками более близкими к МП37А и подбором эмиттерного резистора на «тридцать седьмом» (R12) удалось более-менее выровнять синус.

Кстати, описанные выше искажения практически незаметны моему слуху, не испорченному хай-фай.Но малейшие искажения «плавности» синусоиды (изломы и т.д.) заметно добавляют «грязи» в звук.

До появления осциллографа пришлось долго бороться с одним усилителем, правый канал которого заметно «перегорел». Особенно это было заметно при воспроизведении музыки с преобладанием акустических инструментов и чистым звуком. На всяких «перегруженных» стилях было не так слышно. Для более точной оценки ко входу была подключена гитара и звук двух одновременно звучащих струн был явно грязным (когда-то я часто использовал такой «двухчастотный генератор» для оценки искажений на слух).

Осциллограф сразу показал наличие «ступенчатого» искажения. Точнее даже не ступеньки, а только намек на нее, из-за неисправного подстроечного резистора.

Так как аппарат все равно был разобран, решил еще немного поэкспериментировать, проверить одну старую мысль.

Версия 1.3 или «Пока, кажется, все»

Уточнены требования к обновленной схеме:
1) Германиевые транзисторы.
2) Чувствительность 10 мВ.
3) Исходя из предыдущего пункта и чувствительности УМ — усиление напряжения в 10 раз.
4) Входное сопротивление — максимальное что можно выжать.
В принципе, нет ничего невозможного.

Надо отметить, что в журналах и прочей свежеизданной литературе темных времен кремний и ИС+ОА уже были вовсю. Схемы для МП и ГТ встречались все реже, обычно в различных изданиях типа «В помощь радиокружку» и в разделе для начинающих журнала «Радио». Хотя оттуда их уже начали вытеснять рыжие КТ315.

Большинство германиевых схем из этих источников были ненамного сложнее тех, что использовались для описания работы усилительного каскада (два резистора и два конденсатора на транзистор).Часто без указания режимов работы транзисторов, рекомендаций по настройке и некоторых не менее важных характеристик блоков. В принципе, для новичка важнее то, что первые собранные схемы работают. Когда появится опыт, можно заняться улучшениями.

Повторюсь, что ничего особо сложного в поиске подходящей схемы не увидел. Причем хороших на первый взгляд было несколько.

Четвертая точка полностью решается эмиттерным повторителем на входе.При таком уровне входного сигнала я уже не против его использовать. Третий пункт обеспечит практически любой транзисторный каскад по схеме с общим эмиттером, даже без особых сложностей с подбором транзистора по коэффициенту усиления.

В общем, взялся за дело и… началось!

Чуть не написал кучу текста о ходе работ и преодолении возникших трудностей, входных-выходных сопротивлениях, режимах и прочих согласованиях каскадов.Но потом подумал и решил — кому это нужно? Опытные радиолюбители все это проходили когда-то, так что уже знают. Да и для новичков много не очень связного текста от чайника, с элементами «алхимии», тоже не будет представлять особой практической ценности. Да и по размерам тянет на отдельную статью, которая может и будет когда-нибудь написана. Если не мной, то товарищем, который лучше знает «матчасть».

Оставлю только один хорошо известный многим вывод: к выбору разделительных (да и всех остальных) конденсаторов нужно подходить максимально внимательно.Я не говорю об использовании исключительно аудиофильских конденсаторов с «очень большой любительской» ценой.
Я имею в виду, что необходимо проверить соответствие емкости указанному на корпусе значению (и необходимому для схемы) и утечку тех, которые собираются впаивать в схему. Иначе может вдруг оказаться, что транзистор какого-то каскада лучше всего работает, если убрать цепи смещения. Или совершенно новые регуляторы будут «хрустеть» ни с того ни с сего. Или стоит заменить конденсатор и тщательно подобранные режимы постоянного, а иногда и переменного тока выйдут из строя.

В общем итогом всех моих «танцев с бубном» стала следующая схема.

Сначала хотел установить регулятор громкости между каскадами, вместо R4. Поэтому я выбрал двухкаскадную схему с конденсаторной развязкой. Только подходящего переменного резистора не нашлось, так что это пока в планах.

Испытания показали, что производительность близка к первоначальным требованиям.
Шумы при закрытии входа ушли куда-то на предел слышимости.Выходного сигнала было достаточно, чтобы раскачать УМ, даже с учетом падения на микшер. Звук тоже вполне устраивает.

Осталось собрать блок на плате, установить в корпус, и будет мне счастье. Старая плата была сделана уже привычной для простых схем «непечатной проводкой»:

Почему-то в этот раз я решил сделать обычную (насколько это возможно) печатку. Наверное потому, что нашел подходящий кусок фольгированного текстолита.Наспех набросал на бумаге расположение отверстий и дорожек. На фольге разметил отверстия, просверлил, нарисовал дорожки, вытравил, припаял детали. Получилось примерно так:

Сказалась вредная привычка, максимально герметизировать установку. Похоже, я давно не «врезал» в заводские изделия дополнительные блоки. Детские мечты о чем-то радиоуправляемом и летающем в том самом детстве остались. И я все еще пытаюсь сделать плату как можно меньше.Хотя и не обязательно, вроде.

Плюс вторая не менее вредная привычка: никак не могу заставить себя отрезать выводы деталей «некуда». Слишком часто в свое время приходилось наращивать их из спаянных с завода деталей, сделанных по всем правилам, плат.

Немного доработал блок питания с учетом более высокого напряжения питания нового ПУ:

При окончательной сборке перепаял межблочный провод.Первый был сделан в основном на скорую руку и содержал кучу ненужных проводов, в которых сам не сразу разобрался. Еще до этого фон из динамика можно было услышать только в полной тишине. Так что я не знаю, сильно ли повлияла новая компоновка (в частности «земля») на фон/уровень шума.

Вот так это выглядит изнутри:

Занимательные опыты на финальном варианте

Синусоида от встроенного в «анализатор» генератора. Сигнал на выходе генератора (линейный выход внешней звуковой карты):

Сигнал на нагрузке УМ (Uвых близко к максимальному):

В принципе, ничего непредсказуемого. Я не ожидал супер производительности от этого продукта. Нет заметного искажения формы — и это хорошо. Разве что блок питания еще можно «поколдовать».

Для проверки в процессе работы использовался самодельный генератор, который быстро спаялся.Он дал чуть более оптимистичную картину:

В отличие от картинок выше здесь использовалась встроенная звуковая карта. Сразу бросается в глаза повышенный уровень шума. И выводы относительно его использования напрашиваются сами собой. Правда, к теме статьи это не относится.

А вот так выглядит сигнал прямоугольной формы, а точнее сигнал с выхода прибора Faemi, описанного в моей недавней статье.

Для тестирования использовалась внешняя звуковая карта.Не буду показывать, что встроенный делает с сигналом, чтобы никого не пугать.
Тоже ничего неожиданного. Обрезка по «низу» и «верху». Для полноты картины можно было бы убрать АЧХ, но зачем. Усилитель делался не для «хай-фай», а для гитары.

Вывод

Злые языки утверждают, что гитары в этой стране, которой уже двадцать лет, делают не для музыки, а для чего угодно.
И играют на этом… только неудачники и жулики, неспособные купить что-то более правильное.

Может быть, они в чем-то и правы, но я думаю, что даже самый крутой и крепкий инструмент вряд ли сделает из меня крутого музыканта. А для себя наиграть или для друзей — с этой задачей и мои инструменты вполне справляются. Более того, за те годы, что я ими пользуюсь, я наладил свою руку, и руки привыкли.Звучание одной из своих «балалайок» я уже выкладывал в предыдущих статьях.

Если кто из уважаемых датагорейцев найдет ляпы в диаграммах и тексте или возможности улучшения, которые я упустил — ткните пальцем, пожалуйста. Давайте становиться лучше!
Самый дельный совет — «выкинуть все это барахло нафик и припаять на микросхемы или лампы» будет рассмотрен, но вряд ли будет принят к исполнению. Разве что при создании совсем другого дизайна.

П.С.

Кремниевый германий (SiGe) Технология Enhan

Аннотация: В этом примечании по применению описывается, как кремний-германий улучшает характеристики ИС в радиочастотных приложениях. Модель Джаколето используется для анализа шумовых эффектов. Показано, что более широкая полоса усиления технологии SiGe обеспечивает более низкие шумовые характеристики.Исследовано влияние SiGe на линейность.

Silicon Germanium (SiGe) — новейшая инновация для одновременного улучшения энергопотребления, чувствительности и динамического диапазона приемника. GST-3 — это новая технология высокоскоростных интегральных схем на основе кремний-германия (SiGe), которая имеет коэффициент перехода (f _T ) 35 ГГц. Типичная блок-схема входного каскада ( Рисунок 1 ) показывает производительность, возможную с использованием кремниево-германиевой технологии (1,9 ГГц) для комбинированного смесителя и малошумящего усилителя (МШУ).

Рисунок 1.Типичная схема радиовхода включает в себя малошумящий усилитель и микшер.

Уровень шума

— отношение шума (SNR) между входными и выходными портами сети, обычно выражаемое в дБ: NF = 10log ₁₀ F.Следовательно,

Рис. 2. Подробная модель npn-транзистора (модель Джаколето) упрощает анализ частотных эффектов.

Кремний Германий Тепловой и дробовой шум

Дробовой шум является следствием корпускулярной природы носителей заряда. Поток постоянного тока в полупроводнике часто рассматривается как постоянный в каждый момент времени, но любой ток состоит из отдельных электронов и дырок.Только усредненный по времени поток этих носителей заряда проявляется как постоянный ток. Любое колебание числа носителей заряда в этот момент создает случайный ток, известный как дробовой шум.

Спектральная плотность шума для дробового шума в базовом токе Inb(f) = 2qIb = 2qIc/β , где Inb — текущая спектральная плотность шума в I²/Гц, Ib — базовый постоянный ток смещения, q — единица заряд электрона (1,6×10 90 740 -19 90 741 Кл), а β — коэффициент усиления по постоянному току транзистора.Таким образом, общая спектральная плотность шума, генерируемого входным каскадом транзистора, представляет собой сумму теплового и дробового шума:

γn = 4kTRbb´ + R _{ИСТОЧНИК} 2qIc/β

Создан новый SiGe-процесс Максима, GST-3 как расширение ГСТ-2 (биполярный процесс с частотой перехода 27ГГц) путем легирования баз транзисторов германием. Результатом стало значительное уменьшение Rbb´ и значительное увеличение бета транзистора. Совокупный эффект этих двух изменений заключается в улучшении коэффициента шума SiGe-транзистора (по сравнению скремниевого транзистора с таким же коллекторным током). Обычно коэффициент шума транзистора выражается следующим образом:

Поскольку R _{ИСТОЧНИК} = Vn(f)/Inb(f) дает минимальный коэффициент шума для Si-биполярной, а также кремниево-германиевой технологии, все преимущества Процесс SiGe можно получить, разработав МШУ с импедансом источника, близким к этому значению.

Другим важным аспектом дизайна беспроводной сети является снижение коэффициента шума в зависимости от частоты. Прирост мощности типичного транзистора аналогичен верхней кривой на рис. 3 .Эта кривая неудивительна, учитывая эквивалентную транзисторную схему на рис. 2. По сути, модель представляет собой RC-фильтр нижних частот, усиление которого падает на уровне 6 дБ на октаву. Максимальная теоретическая частота, для которой коэффициент усиления по току с общим эмиттером (β) равен единице (0 дБ), называется частотой перехода (f _T ). Усиление МШУ (G) напрямую зависит от β, поэтому снижение коэффициента шума [F = N _OUT /(N _IN G)] начинается со спада усиления.

Рисунок 3.Кремниево-германиевые (SiGe) биполярные транзисторы обладают высоким коэффициентом усиления и низким уровнем шума.

Чтобы увидеть, как процесс GST-3 SiGe улучшает коэффициент шума на высоких частотах, учтите, что добавление германия к p-кремниевой базе транзистора уменьшает ширину запрещенной зоны на 80–100 мВ поперек базы, создавая сильное электрическое поле между эмиттерный и коллекторный переходы. Благодаря быстрому перемещению электронов из базы в коллектор это электрическое поле уменьшает время прохождения (t _b ), необходимое для пересечения носителями заряда узкой базы.Если все другие факторы остаются постоянными, это уменьшенное t _b обеспечивает увеличение f _T приблизительно на 30%.

Для транзисторов одинаковой площади кремниево-германиевое устройство достигает заданного f _T с током, составляющим от половины до одной трети тока, требуемого в устройстве GST-2. Чем выше f _T , тем меньше высокочастотный шум, поскольку спад β происходит на более высокой частоте.

Сверхмалошумящий SiGe-усилитель (MAX2641)

Микросхема Silicon Germanium MAX2641 оптимизирована для работы в диапазоне частот от 1400 МГц до 2500 МГц со стандартными характеристиками, включающими усиление 14,4 дБ, вход IP3 -4 дБм (IIP3), обратную изоляцию 30 дБ и коэффициент шума 1,3 дБ на частоте 1900 МГц ( рис. 4 ). Доступный в 6-контактном корпусе SOT23, он работает от +2,7 В до +5.Одиночный источник питания 5 В, потребляет 3,5 мА и имеет внутреннее смещение. Единственными внешними компонентами, которые обычно требуются, являются двухэлементный входной согласующий конденсатор, входной и выходной блокировочные конденсаторы и блокировочный конденсатор V _CC .

Рисунок 4. Обратите внимание на очень низкий коэффициент шума этого малошумящего усилителя на кремниево-германиевой интегральной схеме.

Линейность

Типичная блок-схема приемника (рис. 1) показывает относительную важность коэффициента шума и линейности для МШУ и смесителя.Поскольку на вход МШУ подается непосредственно очень низкоуровневый сигнал от антенны, его коэффициент шума является доминирующим параметром. Для смесителя, питаемого усиленным сигналом с выхода МШУ, линейность является доминирующим параметром.

Выходной сигнал никогда не будет точной копией входного сигнала, потому что ни один транзистор не является идеально линейным. Выходной сигнал всегда включает гармоники, интермодуляционные искажения (IMD) и другие паразитные составляющие. В Рисунок 5 второй член уравнения P _OUT называется второй гармоникой или искажением второго порядка, а третий член называется третьей гармоникой или искажением третьего порядка.Оба характеризуются возбуждением входа устройства сигналом, состоящим из одного или двух чистых синусоидальных тонов, близко расположенных по частоте. Интермодуляционные искажения третьего порядка для MAX2681, например, характеризуются сигналом -25 дБм, состоящим из тонов на частотах 1950 МГц и 1951 МГц.

Рис. 5. Двухтональный тест характеризует гармонические и интермодуляционные искажения.

Графическое представление уравнения P _OUT в частотной области показывает, что выходной сигнал состоит из основных частот ω ₁ и ω ₂ , вторых гармоник 2ω ₁ и 2ω 90 3 гармоник _{2 2 2 1 и 3ω 2 , произведение интермодуляции второго порядка IM2 и произведение интермодуляции третьего порядка IM3.На рис. 5 также показано, что в сотовых телефонах и других системах с узкополосными рабочими частотами (т.е. несколько десятков мегагерц и меньше октавы) только паразитные сигналы IM3 (2ω 1 — ω 2 ) и (2ω 2 — ω 1 ) попадают в полосу пропускания фильтра. Результатом могут быть искажения полезных сигналов, связанные с ω 1 и ω 2 .}

В уравнении P _OUT для низких уровней выходной мощности коэффициент K1A прямо пропорционален амплитуде входного сигнала, K2A² пропорционален квадрату, а K3A ³ пропорционален кубу входной амплитуды.Таким образом, график каждого в логарифмическом масштабе представляет собой прямую линию с наклоном, соответствующим порядку отклика.

Точки пересечения второго и третьего порядка часто используются в качестве показателей качества. Чем выше точка перехвата, тем лучше устройство может усиливать большие сигналы. При более высоких уровнях мощности выходной отклик сжимается и, следовательно, отклоняется от отклика основной гармоники. Эта точка отклонения ( рис. 6a ) определяется как точка сжатия 1 дБ и расположена там, где выходной сигнал сжимается на 1 дБ (G _{1 дБ} = G — 1 дБ) относительно экстраполяции линейной части изгиб.

Согласно техпаспорту MAX2681, P _OUT по сравнению с частотой выше 1900 МГц показывает динамический диапазон без паразитных составляющих (SFDR) -56 дБн относительно IM3 ( рис. 6b ). Типичные рабочие условия: PRF _IN = -25 дБм, IIP3 = 0,5 дБм, усиление преобразования = 8,4 дБ. Утечка сигнала от гетеродина к ПЧ и другие паразитные артефакты могут быть отфильтрованы с помощью узкополосного фильтра ПЧ, как показано на рис. 1. MAX2681 (преобразователь частоты с двойной балансировкой SiGe) достигает таких характеристик при типичном для I _CC токе всего 8 .7 мА.

  
Рис. 6. Этот кремний-германиевый понижающий преобразователь с двойной балансировкой обеспечивает низкий (0,5 дБм) уровень IIP3 (a) и динамический диапазон 56 дБн (b).

Еще один микшер с понижающим преобразователем (MAX2680) имеет другие технические характеристики. Доступный в миниатюрном 6-контактном корпусе SOT23, он состоит из смесителя с двойной балансировкой на ячейках Гилберта и несимметричных портов ВЧ, гетеродина и промежуточной частоты. Как и MAX2681, он работает от одного источника питания от +2,7 В до +5,5 В, принимает входные ВЧ сигналы в диапазоне от 400 МГц до 2500 МГц и выполняет преобразование с понижением частоты в выходные сигналы ПЧ в диапазоне от 10 МГц до 500 МГц.Ток питания в режиме отключения обычно не превышает 0,1 мкА. Вход гетеродина представляет собой несимметричный широкополосный порт, типичный входной КСВ которого (от 400 МГц до 2,5 ГГц) лучше 2,0:1.

Чувствительность внешнего входа

Total NF = NF фильтра + NF смесителя =
2dB + 11,1dB = 13,1dB

очень слабый сигнал антенны. NF смесителя ослабляется усилением LNA:

Total NF = LNA NF + (1/G _LNA )(NF _TOTAL — 1) = 2.054;
NF _ВСЕГО (дБ) = 10log2,126 = 3,12 дБ.

При модуляции QPSK и 10 ^-3 BER минимальное требуемое отношение битовой энергии к энергии шума на входе антенны составляет Eb/No = 6,5 дБ. Абсолютный уровень шума при +25°C составляет AbsNfl = -174dBm = 10log(KT), где T = +300°K и K = 1,38 × 10 ^-23 . Полоса пропускания фильтра в дБ: FiltBwth = 10log(4MHz) = 66dB. На рисунке 1 чувствительность входного каскада для модуляции QPSK с 10 ^-3 BER оценивается как:

Входная чувствительность = AbsNfl + AntNF + FiltBwth + NF _всего + Eb/No
= -174 дБм + 3 дБ + 66 дБ + 3.12 дБ + 6,5 дБ = -95,38 дБм.

Заключение

Ссылки

1. Ричард Лодж, «Преимущества SiGe для радиочастотных интерфейсов GSM». Maxim Integrated, Тил, Великобритания.
   
2. Крис Бовик, RF Circuit Designs. (Говард В. Сэмс и Ко. Инк.).
   
3. Три Т. Ха, Твердотельный микроволновый усилитель. Публикация Wiley-Interscience, 1981 г., ISBN 0-471-08971-0.

Германиевый транзисторный буфер AMZ

AC128 — великолепно звучащий германиевый транзистор, но если вы купите много таких транзисторов, останется большое количество транзисторов, имеющих слишком большую утечку между базой и эмиттером, чтобы их можно было использовать в схеме усилителя напряжения.

В FAQ по Small Bear Fuzzface в конце страницы есть рисунок, иллюстрирующий, как измерять утечку транзистора.

Ge-транзисторы со слишком большой утечкой для использования в усилителях малых сигналов можно использовать в качестве диодов.Переход база-эмиттер можно использовать как сигнальный диод; эмиттер — это анод, а база — это катод (для PNP-транзистора).

В поисках того, что можно сделать с оставшимися негерметичными транзисторами, я придумал использовать их в базовой конфигурации буфера эмиттерного повторителя. Крошечный ток утечки в этом случае не имеет значения и не влияет на звук схемы.

В результате получилась схема, показанная здесь слева. Это базовый буфер на биполярных транзисторах, но, поскольку AC128 представляет собой PNP-транзистор, схема была немного изменена для работы с типичным источником питания с отрицательным заземлением, наиболее распространенным в гитарных педалбордах.

Это схема схемы, которую можно построить на многоцелевой плате AMZ (показана ниже) или даже на куске перфорированной платы.

Выводы транзистора можно определить, посмотрев на нижнюю часть транзистора, как показано здесь.

Они расположены в виде треугольника с базовым соединением посередине. Если вы разместите транзистор, как показано здесь, эмиттер будет справа (база находится в самой нижней точке). Также на корпусе может быть небольшой металлический язычок, и он будет ближе всего к выводу эмиттера.

Вот плохая картина вывода описанного выше буфера AC128. Это треугольная волна 2 В пик-пик, 100 кГц, проходящая через точную настройку, показанную на схеме. Отклик ровный от 10 до 100 кГц и выше — отличная производительность. Этот тест проводился с негерметичным PNP-транзистором, работающим от 9-вольтовой батареи.

Я протестировал 10 AC128 с утечкой и получил одинаковую производительность от всех из них с измеренной утечкой тока в диапазоне от 400 мкА до 700 мкА.

МОДИФИКАЦИИ

Несмотря на то, что входной импеданс ограничен коэффициентом усиления транзистора, общим модом для буфера будет небольшое увеличение входного импеданса. Это делается путем повышения значений R2 и R3. В модифицированной версии слева эти резисторы теперь 470k.

Вы даже можете использовать резисторы номиналом 1 МОм для резисторов R2 и R3, чтобы посмотреть, получится ли более яркий тон, совместимый с вашей установкой. Импеданс ниже, чем у кремниевого транзистора с высоким коэффициентом усиления или полевого транзистора, но его должно хватить для использования на гитаре.

Остальные моды находятся на странице
, зарезервированной для тех, кто покупает печатную плату.

Нажмите здесь, чтобы купить! Ge-транзистор включен в состав печатной платы.

Обзор усилителя S.A.Lab Black Knight Reference

В Москве на рубеже ноября 2019 года Алексей Семин продемонстрировал обновленную продуктовую линейку своей компании S.A.Lab. Продолжительная двухдневная презентация включала в себя демонстрацию обновленных ламповых интегрированных усилителей Blackbird и Thunderbird, трехкомпонентного усилителя Samson, 150-ваттного интегрированного усилителя Black Night (усилитель на германиевых полупроводниковых устройствах), новой ультимативной кабельной линии и даже кабеля S.Фирменные пробирки A.Lab с их логотипом, изготовленные в соответствии со спецификациями S.A.Lab… 

Эта уникальная возможность дала возможность прослушать все усилители в системах разного уровня. Hercules, флагманский продукт S.A. Lab, еще не был готов к презентации, но он все еще находится в разработке.

Среди новинок, представленных на этом мероприятии, был представлен трехкомпонентный ультрасовременный усилитель на основе германиевых полупроводников Black Knight Reference, предназначенный для глобального запуска.

В конце февраля S.A. Lab также завершила двухкорпусный (с отдельным блоком питания) фонокорректор и усилитель для наушников из германиевой линейки.

Меня не удивило ни приглашение на мероприятие, ни премьера усилителя Black Knight Reference, потому что Алексей уже более десяти лет постоянно держит меня в курсе того, что происходит с его компанией (по крайней мере, в плане производства).

Среди гостей презентации был и Никколо Фаби (деловой партнер Алексея Сёмина), отвечающий за S.Представительство и техническая поддержка A.Lab в Европе.

Я долго слушал и тестировал встроенный германиевый 150W Black Night около двух лет назад и, конечно же, уже знал о том, что Алексей работает над референсом Black Knight, «Большой немец», как он его прозвал. Помню, как он мне говорил, что «германиевая штука 400 Вт» впечатлит. Короче говоря, в истории high-end аудио такого усилителя еще не было. Да, известны германиевые усилители мощностью 10 Вт и даже 15 Вт, но здесь речь идет о 150 Вт и сразу после этого 400 Вт!

Что заставило Алексея использовать технологию прошлого и большей частью забытой детали в качестве германиевых транзисторов?

Что стоит за этим? То ли это предположение, что из этой конкретной электронной части можно сделать что-то хорошее, то ли это интуиция многоопытного профессионального инженера, который чувствует, как возможно что-то значимое в продвижении звука.

Может быть, это ожидание определенной реакции на рынке High-End, представив что-то столь непонятное? Или даже настройки, чтобы произвести впечатление на жюри Книги рекордов Гиннесса?

Последняя теория маловероятна как объективная. Так что же значит германий для S.A. Lab и как его можно связать с уже достигнутыми достижениями?

Большинство людей полагаются на положительную роль и мудрость рынка, который должен аккумулировать и реализовывать все самое лучшее и прогрессивное.Наверное, так обстоят дела. В то же время, под прицелом взялась та самая «умная» индустрия, которая в свое время свернула ламповые и виниловые пластинки, а годы спустя вывела их из искусственной комы…

Первому, среди прочего, не хватало мощности по удельной мощности, а второе было признано устаревшим с точки зрения ограниченного динамического диапазона, поверхностных шумов и неудобств для пользователя.

Я вижу такие возвращения из небытия не столько как бдительность бизнеса, сколько как результат элементарного человеческого упрямства.И это следует понимать так.

Похоже, германиевый транзистор не обречен на ту же судьбу, что и лампа — мощность превыше всего. Кроме того, устройства на основе германия труднее производить серийно.

Сегодня можно найти германиевые детали любительской сборки. В подавляющем большинстве речь идет о реализации старых схем. Соответствующие складские позиции отсутствовали на рынке более полувека, пока «Немец» С.A. Lab появилась около двух лет назад.

Авторы обычных рецензий придерживаются традиционного повествования и известных приемов. Недостаток информации об Алексее Семине связан с его профессиональной деятельностью, где он провел большую часть своих инженерных лет, работая на военные, а затем на конкретные предприятия или лаборатории, связанные с советским, а затем с российским министерством обороны.

На вопрос, имеет ли эта работа какое-либо отношение к аудио, Алексей с улыбкой ответил, что нет.

Тем не менее, можно подумать, что такая работа обеспечила большой уровень необходимого опыта. Разработка усилительной техники заняла немало времени в жизни Алексея Сёмина, но до недавнего времени ничего не предавалось огласке. По его словам, такую ​​электронику он разрабатывал всегда, сколько себя помнит.

В прошлом он проявлял интерес как к транзисторам, так и к лампам.Как видим, ламповое оборудование сегодня лежит в основе каталога S.A. Lab.

Алексей объяснил мне, почему он предпочитает старые лампы новым. Он с сожалением говорит об исчезновении старых технологий и производств. Однако в последние годы он все чаще разрабатывает аппаратуру на основе относительно новых ламп, зачастую не имеющих специфически аудиофильского происхождения. Например, советский «телевизионный» 6п36с эффектно работает в усилителях «Самсон» и «Геркулес». Хотя даже в этом случае дата изготовления ламп редко начинается позже 1970-х годов.

По словам Алексея, он «перерос» триоды прямого нагрева, о чем свидетельствует грандиозный пятиблочный комплекс «Эрато» на базе мощного триода ГУ-80 и трехблочный «Лигейя» на базе британского 14Д13.

Линейка транзисторов S.A.Lab включает в себя очень интересный усилитель White Knight, в котором напряжение было увеличено за счет трансформатора уникальной конструкции («мы могли бы запатентовать это устройство») и тока выходного каскада транзистора. Для термостабилизации применялись специальные жидкие составы.White Knight первого поколения в партнерстве с TAD CR1 — один из лучших усилителей и комбинаций усилитель/динамик, которые мне доводилось слушать.

ГЕРМАНИЯ

А теперь германий. О германиевом транзисторе я узнал от Алексея почти три года назад. Он сказал мне… «Я делаю усилитель на основе германия». Но мы не следили за темой. Он сказал мне, что когда усилитель будет готов, меня пригласят на прослушивание, и тогда мы сможем поговорить с отцом.

Я спросил Алексея Сёмина, что он нашел в германиевом транзисторе такого хорошего, чисто с технологической точки зрения, и особенно, что, по его мнению, он может добиться в плане звука.

«На самом деле германий гораздо лучше подходит для работы со звуковым сигналом, чем кремний. Движение перевозчиков в нем значительно выше. Если в случае кремния, то он действует двояко… То открыт, то закрыт. У германия он постоянно открыт. Однако получить конкурентоспособную мощность довольно сложно.Для предотвращения нарушения определенной изоляции между переходами обязательна. И если в случае кремния сделать это не проблема, то в случае германия такая задача всегда представляла проблему».

Алексей прав в оценке преимуществ германия. Действительно, германий как химический элемент (32-й в таблице Менделеева) намного превосходит кремний по чистому движению электронов в пространстве, а также по увеличению длины свободного пробега электронов в среднем до трех раз.

Кроме того, он имеет меньшую ширину запрещенной зоны. Анализ падения напряжения на p-n и n-p переходах показывает, что германий проявляет себя как лучший проводник, чем кремний. Следовательно, усилительный каскад из германия имеет меньшие потери энергии. Также германий имеет значительно меньшие коммутационные искажения, которые решаются кремнием только за счет перевода выходного каскада в класс А с соответственно большими затратами. Потребовались значительные инвестиции в исследования германиевых проектов, которые обусловлены многими другими факторами.

С некоторого времени мировой рынок стал ощущать дефицит германиевых транзисторов из-за прекращения их производства без возобновления подобия ламповых.

Настоящая причина была в другом. Не было спроса, значит, не было предложений и наоборот. В России, в отличие от остального мира, вплоть до рубежа тысячелетий продолжали производить германиевые транзисторы определенных серий. Алексею удалось закупить очень большую партию советских 1Т813 (20 000 штук) выпуска последних пятнадцати лет прошлого века.Имея такой запас, он действительно мог вручную подобрать и подобрать правильно подобранные пары, необходимые для его «немцев».

Далее Алексей рассказывает об истории транзисторной схемотехники и причинах перехода производства с германия на кремний. «Вполне понятно, почему на смену германию пришел кремний, который стал преобладать с конца 1960-х годов. Кремниевые транзисторы намного надежнее и проще в производстве. Кроме того, они могут обеспечить мощность, более чем соответствующую современным требованиям.Не было германиевого усилителя мощностью более 100 Вт. Хотя вполне возможно, что были какие-то более мощные предметы для сценического исполнения.

Некоторые высокочастотные и микроволновые устройства производились вместе с германиевыми аудиоустройствами. Однако сами транзисторы были далеко не удовлетворительными, в том числе и по звуку. На частоте 20 кГц их усиление приблизилось к 1. Что касается рабочей температуры, кремний сохраняет работоспособность при нагреве до 150°С и 100°С, так как это их рабочая температура.Тогда как германий идет кувырком в мусорное ведро уже при 80°С. А для кремния температура 80°С и есть необходимый оптимум».

«В прежние времена не было высоковольтных германиевых транзисторов. Хотя и теоретически, и по звучанию германиевые лучше подходят для домашнего звука. Все его достоинства практически нивелируются его капризностью. Итак, история германия — это не столько история схемотехники, сколько история термодинамики и поиска способов поддержания работоспособности этого элемента.Германиевый транзистор требует очень большого радиатора и специального кондиционирования для обеспечения стабилизации рабочей температуры. Сначала я недостаточно это понял. Мне долго не удавалось сдержать его расположение и заставить работать тепловые и токовые зависимости и отношения. Поэтому пришлось искать подходы к термостабилизации и ограничению тока транзисторов драйвера и выходного каскада».

Первоначальная настройка схемы Black Night (интегрированная в начале) заняла более 2-х лет.По признанию Алексея, эта работа в основном состояла из разочарований, так как «ни один из наших усилителей не работал так долго и с такими трудностями».

Первоначально компания S.A. Lab продемонстрировала свой интегрированный германиевый усилитель Black Night мощностью 50 Вт. Следующие два поколения этого усилителя добавили 50 Вт по сравнению с предыдущим. На сегодняшний день в портфолио компании есть интегрированный Black Night с выходной мощностью 150 Вт на 4 Ом.

При разработке усилителя Black Night Алексей Семин отошел от того, что было достигнуто при разработке «Маленького немца».По его словам, «схемы этих усилителей очень похожи».

Выходные каскады и драйверы обеих моделей выполнены на советских германиевых транзисторах 1Т813. В усилителях отсутствует глобальная отрицательная обратная связь, и это уникальный принцип и особенность Алексея Семина.

Более мощный Black Knight Reference использует больше выходных транзисторов, что привело к разработке более громоздких пластин, радиаторов и блоков питания и, в конечном итоге, к принятию архитектуры с тремя шасси.

Реализация схемы цирклотрона серии Germanium в усилителях S.A. Lab стала чрезвычайно важной. Алексей предполагает, что эта схема соответствует германиевому транзистору Gest с его удельной равной проводимостью на p-n-p переходах.

«Я оптимизировал цирклотрон для получения определенного качества звука. Это самый сложный и затратный случай, хотя и самый перспективный.Цирклотрон без глобальной отрицательной обратной связи позволяет транзисторной схеме звучать как минимум не хуже ламповой. Невозможно оспорить тот факт, что транзисторы никогда не комплементарны на 100%. Комплиментарных пар просто не существует, а в случае цирклотрона сигнальные части всегда комплементарны, потому что выходной каскад работает в мостовом режиме. Однако выходной каскад цирклотрона требует двух независимых основных источников питания. В целом моноблок Black Knight Reference имеет четыре блока питания с учетом питания драйвера».

Алексей рассказал мне, что германиевые транзисторы 1Т813 ему пришлось подбирать самым тщательным образом по их параметрам. «Разброс чудовищный даже в пределах одной партии. Коэффициент усиления колеблется от 20 до 150! С кремнием таких проблем нет, т.к. кремниевые транзисторы на орехи или… близнецы мало похожи». Для подбора приборов был закуплен специальный прецизионный прибор производства СССР.

Так, выходные и драйверные каскады моноблоков «Большой немец» выполнены на германиевом транзисторе 1Т813.Усилитель Black Knight Reference полностью изготовлен на основе германиевых транзисторов. Конкретно выпрямители в блоках питания реализованы на основе диодов Д305.

В силовую цепь моноблока включены конденсаторы общей емкостью 80 000 мкФ. Электролиты и специальные шунтирующие пленочные конденсаторы 4х470 мкФ производства S.A. Lab осаждаются после стабилизаторов. Их закрепляют на кронштейнах из искусственного камня.

Конструктор предусмотрел многоуровневый контроль тепловых параметров для поддержания оптимальных режимов работы схем, а также для безусловной функциональности и надежности усилителей.

Для выходного каскада и блока питания разработаны массивные радиаторы. Пока аппарат выполняет функции контроллеров и постоянно следит за температурой выходных транзисторов, если нагрев становится выше 35оС, включаются бесшумные охладители. Каждый моноблок включает пять таких кулеров: два для выходного каскада, два для питания и один для драйвера.

Температура элементов питания усилителя и может контролироваться визуально и представлена ​​двумя цифровыми индикаторами, размещенными на пластинах внутри моноблока.Судя по всему, эта опция сделана только для удобной настройки и контроля схем и, следовательно, потребительской ценности не имеет. Для этой же цели разработаны выпадающие пластины усилителя и блока питания с соответствующими радиаторами охлаждения.

Защитные устройства для четырех блоков питания размещены в компактном блоке с логотипом компании. О выходе из строя предохранительных устройств сигнализирует свечение светодиода.

Схема плавного пуска обеспечивает постепенную стабилизацию напряжения.Усилитель полностью работоспособен примерно через 50 секунд после включения и указанном на дисплее.

Принципиальной особенностью стратегии S.A. Lab является то, что, за исключением интегральных усилителей, остальные модели выпускаются в трехшассийной (реже двухблочной) компоновке в виде комплекта, состоящего из предусилителя и моноблоков. С.А.Lab за все периоды своего существования предлагала очень ограниченное количество одиночных усилителей мощности и предусилителей за исключением фонокорректоров и предусилителей с ЦАП. Владелец S.A. Lab по-своему реализует этот принцип в оборудовании разного ценового уровня. Таковы грандиозные Ligeia, пятиблочные Erato и Muse’s Whisper, а также Hercules, Samson и даже недорогой Lilt. Такова и Black Night Reference. Понятно, что инженер, избравший этот путь, берет на себя работу по идеальному согласованию всех секций усилителя, не перекладывая это на потребителя.

С этой точки зрения предусилитель Black Night Reference является неотъемлемым компонентом сложной конструкции. И, конечно же, он полностью основан на германии. Предусилитель функционирует на основе нескольких германиевых транзисторов советского и российского производства.

Представленный здесь трансформатор был специально разработан и изготовлен компанией S.A. Lab специально для этого конкретного проекта, обеспечивая усиление напряжения с необходимой амплитудой.

«Теоретически трансформатор — это полностью линейное устройство. Он изготавливается вручную, поэтому это устройство такое дорогое. Но поскольку мы производим базовые комплектующие, для изготовления трансформатора нет ничего сложного». На входе и выходе стоят симметричные трансформаторы. Выходы сигналов не мостовые, и каждый имеет отдельный буфер. Регулятор громкости звука реализован на основе танталовых резисторов.

Предусилитель имеет пять линейных входов (три RCA и два XLR), а также три выхода (два XLR и RCA).Имеется индикатор счетчика времени работы. Питание предусилителя и моноблоков можно включать вручную или триггером. Моноблоки принимают сигнал на балансные разъемы XLR. Две пары разъемов для динамиков разработаны и изготовлены S.A. Lab.

Внешний вид «Витязей» полностью соответствует представлениям об оснащении класса Top End.Черты дизайна – застекленный камень цвета эмали линии Ferrari, решетки из нержавеющей стали, высококачественная кожа с прострочкой и фирменный дисплей в виде глаз на передних панелях моноблоков. Усилители могут быть изготовлены в любом цвете, а не только в черном, но при этом усилитель сохраняет свое первоначальное название — Черный рыцарь.

Для удобства перемещения моноблоков (по 275 кг каждый) предусмотрена специальная платформа с колесиками (обтянутая кожей). Колеса можно снимать и заменять изолирующими деталями.

Усилитель на фоне потрясающих своим могучим ростом моноблоков выглядит несколько одиноко, напоминая аккуратный домик у подножия двух башен.

Black Knight Reference, как и вся остальная продукция S.A.Lab, полностью собирается на заводе компании в Московской области. Ряд таких крупных элементов, как силовые трансформаторы и некоторые конденсаторы, производит сама компания. Выходные трансформаторы ламповых усилителей разрабатываются и производятся только фирмой С.А. Лаб.

У меня была возможность тщательно изучить звуковые характеристики S.A. Lab Black Knight Reference во время длительных сеансов прослушивания до и после презентации, упомянутой выше. Кроме того, у меня была возможность подробно послушать усилитель в официальной комнате для прослушивания S.A. Lab, в том числе на стадии прототипа.

Для презентации Black Knight Reference в московском салоне Note+ была собрана система высокого уровня, включающая проигрыватель Kronos Sparta с тонармом Kronos Helena и картриджем Lyra Etna, магнитофон Studer A 820 и проигрыватель компакт-дисков Moon 750D. Карбон Про Восемь.Ассистентом проигрывателю стали двухблочный фонокорректор S.A. Lab из линейки Germanium (демонстрировался перед московской премьерой в конце февраля 2020 года) и повышающий трансформатор S.A. Lab Step-Up Black Edition.

Будучи сам музыкантом, большую часть своей жизни я занимаюсь музыкой. Когда более сорока лет назад я начал слушать музыкальные записи — сначала на оборудовании, произведенном в Советском Союзе, а потом, по мере вовлечения в аудиоэкспертизу, используя Hi-Fi различного уровня, я осознавал, что вынужден слушать аудиоаппаратуру как бы разными ушами, сравнивая искусственное звучание с естественным звуком.Эти различия я сохранил в слуховой памяти, которую я могу четко различить, когда музыка правильно воспроизведена. Со временем мое чувство различения этих двух становится еще более глубоким. В некотором смысле он становится переключающим принципом сравнения.

Мои самые сильные впечатления от звука относятся к тем моментам, когда мне не нужно было «переключать» свой слух и когда ничтожность чисто аудиофильских ощущений сливалась с полнотой музыкальных. Одним из таких случаев является прослушивание S.A. Lab Black Knight Reference. Усилитель обладает уникальным музыкальным потенциалом даже для High-End оборудования, являясь не только аудиокомпонентом, но и инструментом преобразования записанного материала в музыку, практически неотличимую от живого исполнения рядом его важнейших компонентов.

Вынужден пояснить, что скрывается за этим «почти». Я ни в коем случае не идеализирую живое звучание, которое нередко оказывается откровенно безразличным. Музыканты могут играть не в лучшем виде, а музыкальные инструменты могут быть вовсе не «Амати» или «Блютнер» или даже просто не настроены, а акустика в концертном зале может быть не изюминкой, место для прослушивания может быть неудобным, а настроение может быть плохим. паршиво и луна не в той фазе…

Такая музыкальная запись должна восприниматься как своего рода искусство, направленное на создание идеального звучания с идеальным балансом компонентов.Этот звук создается звукорежиссером/продюсером, а вовлечение музыкантов в этот процесс во многих случаях ограничивается исполнением музыкальных композиций. Звукозапись всегда будет уступать живому исполнению только в одном — последнее сиюминутно и неповторимо. Эмоциональное переживание может быть уникальным и сиюминутным и при прослушивании записей с помощью аудиоаппаратуры такого класса, как S.A.Lab Black Knight Reference.

Утверждение «вы слышите музыку такой, какой ее слышали музыканты в студии звукозаписи или концертном зале», мягко говоря, неверно.Мы слышим его таким, каким его услышал звукорежиссер/продюсер. И он слышит, если честно, большую часть аппаратуры, набитой в комнате для записи. Таким образом, запись содержит определенную музыку, и задача аудиоаппаратуры выявить, какая именно музыка в ней содержится и сколько ее там… 

Black Knight Reference при воспроизведении различных записей, поддерживаемых соответствующими системными партнерами, каждый раз извлекал из звука «руду», крупицы музыкальной правды, которые по-настоящему трогали и волновали меня, а не просто щекотали аудиофильские рецепторы.

ЗВУКИ МУЗЫКИ

Слушая оперные арии в исполнении Рене Флеминга или Лучано Паваротти (записи Hemiolia Records), я не знал, как на самом деле пели Флеминг и Паваротти во время записи (кстати, я никогда не слышал их в живом исполнении), как играл оркестр и что именно какой звук студийные мониторы донесли до ушей продюсера. Однако я воспринимал голоса переводчиков как настоящие. Звучание было космическим, теплым и проникновенным…

Звучание Black Knight Reference имеет некоторую замысловатость, почти независимо от воспроизводимой музыки, что сильно отличает эти усилители от множества ламповых и транзисторных усилителей.

Первое, что приходит в голову и связывает это особое отношение, — функциональность германиевых транзисторов в удачно найденном составе.

Очевидно, усилия Алексея Сёмина и его команды по кропотливому исследованию подходов к германию и есть результат.Это звуковое качество может оценить любой слушатель, даже не являющийся аудиофилом.

Такой звук можно сразу оценить и воспринять как настоящий и лишенный искусственности. Это специфическое качество тесно связано с интегрированным Black Knight, который я много раз слушал как отдельно, так и вместе с Black Knight Reference.

Особенность музыкального восприятия заключается в том, что до того, как музыкальные звуки, ритмы, тембры, созвучия, пространственные узоры начинают оформляться в законченные музыкальные мысли и образы, звук воспринимается как сложная акустическая энергия, возбуждающая те или иные слуховые ощущения и различные эмоциональные реакции.

Качество звука S.A.Lab «Немцы» показалось наиболее естественным благодаря оценочным прослушиваниям. Усилители создают, так сказать, дружественную акустическую среду.

Это акустически «экологично». Более того, он вызывает эмоции, подобные тем, что испытываешь, любуясь пейзажем, красивой архитектурой, милым лицом или чем-то еще очень милым…    

Модель S.A. Lab Black Knight Reference мощностью 400 Вт позволила исполнить моменты музыкальных кульминаций, обеспечив динамическое облегчение, когда это было необходимо, чтобы выразить его во всех своих масштабах.Мускульная мощь усилителей отражает дух их имени — Hercules. Экстенсивное и постепенное усиление звука в «Болеро» Равеля сводится к единственной модуляции тона в партитуре и кульминации мощного фортиссимо в конце музыкального произведения. Этот весьма драматичный момент в выступлении «немца» был убедителен на все 100%. Так же, как очень тихое начало, когда на подложку абсолютной тишины накладывается сухой бой малого барабана.

Black Knight Reference обладает всем арсеналом звуковых инструментов.Dies Irae из «Реквиема» Верди был подан так, что будто музыкальная плазма буквально растеклась по комнате. Плотная оркестровка и хорал выдали свое болезненное настроение сквозь крупнокалиберные литавры-фугасы. Все настроение соответствовало видениям отражения Страшного Суда. А Верди просто превосходен.

Сразу же после этого наиболее изысканно была представлена ​​In Paradisium из «Реквиема» другого композитора, Габриэля Форе. Кружево или филигрань: на фоне волнистых фигур оркестра звуки хора лились чарующим райским светом с небес.

Оценивая и описывая аудиосоставляющую, каждый, скорее всего, захочет слушать музыку, которая ему нравится и которую он предпочитает. Авторы аудиообзоров не исключение.

Среди прочего, я слушал фортепианную музыку на виниле: Артуро Бенедетти Микеланджели исполняет прелюдии Клода Дебюсси из первой книги, Глен Гулд играет «Гольдберг-Вариационен» Дж. Бах (запись 1955 г.), Владимир Горовиц интерпретирует произведения Роберта Шумана («Последний концерт в Гамбурге»), а Эмиль Гилельс исполняет 3-й фортепианный концерт Людвига ван Бетховена с Кливлендским симфоническим оркестром под управлением Джорджа Сзелла.

За исключением формального представления фортепиано, все по-другому: музыка, маэстро грифа, фортепиано, время записи, звукорежиссеры, художественные пространства… Каждый раз, когда я слышал систему с Black Knight Reference, в среднем ничего не уменьшается. ничего к общему знаменателю и не выводит среднюю температуру по больнице.

Усилители воспроизводили музыку с ее подлинным эстетическим зарядом. Легко различались не только звучание разных фортепиано, но и индивидуальное звучание Микеланджели (искусство светотени и поразительная тонкость прикосновения), Гульда (повсеместная экспрессия), Горовица (уникальный гамбургский Стейнвей, «последний романтик», исполняемый на концертах и записывался более полувека) и Гилельса (неповторимое золотое звучание, мудрость, щедрость и совершенство интерпретации)…

Отсутствие звуковой схематичности — самое ценное качество Black Knight Reference, проявляющееся в подаче различной музыки.

Усилитель продемонстрировал способность передавать широчайшую тембровую палитру во всех частотных регистрах и формировать разнообразные уникальные акустические пространства, в том числе обширные динамические ресурсы и безупречный контроль нижнего регистра при воспроизведении пластинок из прекрасной органной серии Musikproduktion Dabringhaus und Grimm.Сами пластинки и то, как они звучали, стали настоящим праздником для любителей органной музыки.

Звучание пластинок Meet You at Jazz Corner объединения World of Art Blakey и Jazz Messengers вполне в духе полупрофессиональных клубных записей. The Black Knight Reference с легкостью передал естественную и эмоционально заряженную атмосферу, которая наполняла нью-йоркский клуб Black Birdland 14 сентября 1960 года; как музыканты свободно перемещались по сцене относительно микрофонов.

Время от времени звук становился светлее или как-то отходил в тень; все это внестудийное ощущение, какой-то схематичный и неровный звук, которого нет в студийных альбомах, которые нередко звучат слишком упорядоченно и даже как-то стерильно. Безусловно, пластинки Meet You At Jazz Corner of the World считаются одними из лучших концертных записей в дискографии Jazz Messengers.

Стоило ли возиться с непростыми инженерными задачами, чтобы воплотить германиевую идею в реальных аудиокомпонентах? Ответ со всей его очевидностью вытекает из сказанного выше.S.A. Lab Black Knight Reference — сложнейший усилитель высочайшего инженерного уровня, что определяется не только самим фактом применения германиевых транзисторов, но и беспрецедентно высокой мощностью. Этот по-настоящему первоклассный продукт сочетает в себе безупречное качество исполнения вплоть до мельчайших деталей.

Еще раз хочу отметить общую ДНК Black Knight Reference и интегральных усилителей Black Knight. Последний стоит в 10 раз меньше Reference и должен заинтересовать тех, кто желает испытать на себе волшебное звучание S.«Немцы» A.Lab. Если очень высокая цена Black Knight Reference кажется конкурентоспособной, то цена маленького «немца» кажется привлекательной.

Конечно, все было в конечном счете выковано, чтобы обеспечить наилучшее возможное звучание. А с «немцами» S.A.Lab никому не нужно напрягать слух, чтобы расшифровать незаурядную музыкальность усилителей.

Целью High-End-аудио всегда было достижение звуковой иллюзии в присутствии музыки и при отсутствии оборудования в комнате для прослушивания.Исключительно убедительное решение этой задачи предложил Алексей Семин в виде грандиозного Black Knight Reference, способного воссоздать живую музыку, не что иное, как Музыку, следуя самой сути того, что содержится в изначально записанной музыке на пластинке.•

Артем Аватинян

Перевод с русского Василия Нечаева

ЦЕНА

— 300 000 евро

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Двухтактный усилитель класса AB
• Выходная мощность — 400 Вт (4 Ом)
• Частотная характеристика — 2 – 200 000 Гц
• Номинальная чувствительность — 800 мВ
• Входное сопротивление (RCA/XLR) — 47/25 кОм
• Отношение сигнал/шум — 103 дБ
• КНИ — 0,05% (50 Вт, 4 Ом, 1 кГц)
• Потребляемая мощность (макс.