Высококачественный усилитель на германиевых транзисторах: Германий превыше всего — Усилители на транзисторах — Звуковоспроизведение

Содержание

Усилитель на германиевых транзисторах схема

В конце позапрошлого века немецкий химик К. Винклер открыл элемент, существование которого заранее было предсказано Д. А 1 июля г. Разумеется, первые транзисторы были германиевыми, и именно этот элемент произвел настоящий переворот в радиотехнике.


Поиск данных по Вашему запросу:

Усилитель на германиевых транзисторах схема

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простой усилитель звука на транзисторах

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Кремний против германия в усилителях одинаковой ретро-структуры и новый германиевый кит в конце. Усилители Усилители на транзисторах. Германий превыше всего?

В последнее время заметно вырос интерес к усилителям мощности на германиевых транзисторах. Предлагаю вашему вниманию две простые схемы усилителей мощности НЧ на германиевых транзисторах, опробованные мной некоторое время назад.

Please turn JavaScript on and reload the page.

У радиолюбителей со стажем хранится некоторое количество исправных, но морально устаревших радиодеталей, к которым относятся германиевые транзисторы. В статье отмечается, что усилитель прост конструктивно, легко налаживается и стабильно работает, доступен для повторения даже малоопытным радиолюбителям. Работал усилитель на самодельную колонку с динамиком 4ГД28, источником сигнала служил катушечный магнитофон, который использовался как предусилитель для самодельной электрогитары, которую подключал к микрофонному входу, и для воспроизведения магнитных записей. Спустя сорок лет я повторил эту схему, применив как усилитель для головных телефонов. Рисунок 1 — Оригинальная схема усилителя. Электролитические конденсаторы, за исключением C3 C2 , зашунтированы плёночными.

Сборка конструкций на германиевых транзисторах является своего рода ностальгией, потому что эра германиевых транзисторов закончилась лет 30 тому назад, собственно, как и их производство. Хотя аудиофилы по прежнему спорят до хрипоты, что же лучше для высокой верности воспроизведения звука-германий или кремний? Есть планы повторить пару конструкций несложных радиоприемников прямого преобразования и регенеративных для приема в диапазоне коротких волн.


Усилитель на германиевых транзисторах


Как известно, первые транзисторы, которые пришли на смену радиолампам, были именно германиевыми. Их изобретение сыграло большую роль в развитии электроники, позволив сделать электронные устройства более функциональными, экономичными и малогабаритными. Однако эпоха германиевых транзисторов длилась недолго – в скором времени их заменили более совершенные кремниевые. Несмотря на это, германиевых транзисторов было выпущено огромное количество, и даже сейчас, спустя пол века, они не являются большой редкостью.
Существует мнение, что звучание усилителя, построенного целиком на германиевых транзисторах обладает особым окрасом, близким к «тёплому ламповому» звуку. Именно это делает германиевые транзисторы такими популярными в среде радиолюбителей в последнее время. Послушать собственными ушами звук подобного усилителя можно, если собрать весьма несложную схему, приведённую ниже.

Схема усилителя



Схема состоит из 5-ти германиевых транзисторов и небольшой горстки остальных деталей. Ниже приведены несколько вариантов транзисторов для данной схемы.
  • Т1 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP)
  • Т2, Т4 – П217, П213, П210, П605, ГТ403 (PNP)
  • Т3 – МП38, МП35, МП36 (NPN)
  • Т4 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP)

Подойдут также любые другие аналогичные транзисторы, наиболее предпочтительными будут малошумящие. Следует обратить внимание, что в выходном каскаде (Т2 и Т4) должны стоять одинаковые транзисторы, желательно подобрать их в пару по наиболее близкому коэффициенту усиления. Диод D1 – германиевый, например, Д9, Д18, Д311, от него зависит ток покоя усилителя. Все конденсаторы электролитические, на напряжение минимум 16 вольт. Напряжение питания схемы 9-12 вольт.
Печатная плата:


Сборка усилителя


Схема собирается на плате размером 40х50 мм, которую можно выполнить методом ЛУТ. Ниже представлены фотографии готовой залуженной платы.


Теперь можно приступать к установке деталей. В первую очередь на плату встают резисторы, после них более крупные конденсаторы и транзисторы. Следует учитывать, что германиевые транзисторы, в отличие от кремниевых, гораздо более чувствительны к перегреву.

Мощные выходные транзисторы нагреваются в процессе работы на большой громкости, поэтому их желательно установить на радиатор (если корпус транзистора предусматривает такую возможность) и вывести на плату проводами.

После установки на плату всех деталей остаётся припаять провода питания, источника сигнала и выхода на динамик. Завершающий этап сборки – смыть остатки флюса с платы, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание.

Первое включение и настройка


Германиевый усилитель требует настройки тока покоя, которая задаётся диодом D1. Первым делом нужно подать на схему напряжение, включив в разрыв питающего провода амперметр. При отсутствии на входе сигнала схема должна потреблять примерно 20-50 мА. Чем больше ток покоя, тем больше нагрев выходных транзисторов, однако это положительно сказывается на качестве звучания. Если ток покоя слишком мал, звук становится неразборчивым, появляется скрежет и хрипота. Ток можно увеличить, добавив ещё один или несколько диодов последовательно с D1. В моём случае для получения приемлемого качества звучания пришлось добавить два дополнительных диода.
Подобные схемы усилителей на германиевых транзисторах широко использовались в старинных проигрывателях, магнитофонах, радиоприёмниках, поэтому она обязательно придётся по душе всем любителям старины. Выходная мощность составляет примерно 5-10 ватт при наличии радиатора, поэтому усилителя с головой хватит для озвучивания целой комнаты. Удачной сборки!

Смотрите видео


Простой качественный унч на транзисторах. Самый качественный усилитель звука

Николай Трошин

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

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

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

Несколько слов о деталях:

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

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

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

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

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

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

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

Настройка:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Удачи всем Вам в Вашем творчестве и всего наилучшего!

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

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

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

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

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

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

Блок питания усилителя

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

Осциллограммы работы усилителя

Спад 3 дБ на 208 кГц

Синусоида 10 Гц и 100 Гц

Синусоида 1 кГц и 10 кГц

Сигналы 100 кГц и 1 МГц

Меандр 10 Гц и 100 Гц

Меандр 1 кГц и 10 кГц

Полная мощность 60 Вт отсечение симметрии на частоте 1 кГц

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

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

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

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

Принципиальная схема УМЗЧ Holton


Усилитель Холтон на MOSFET — схема

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

Печатная плата


Печатная плата УНЧ — готовый вид

Вот архив с PDF файлами печатной платы — .

Принцип работы усилителя

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

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

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

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

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

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

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

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


Самодельный транзисторный УНЧ на МОСФЕТ

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

Источник питания для УМЗЧ

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


Усилитель Холтон на плате с деталями

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На каких транзисторах лучше собрать усилитель. Мощный германиевый усилитель

Предлагаемый вашему драгоценному вниманию усилитель прост в сборке, ужасно прост в настройке (он её фактически не требует), не содержит особо дефицитных компонентов и при всем при этом имеет весьма недурные характеристики и запросто тянет на так называемый hi-fi, столь нежно любимый большинством граждан. Усилитель может работать на нагрузку 4 и 8 Ом, может быть использован в мостовом включении на нагрузку 8 Ом, при этом он отдаст в нагрузку 200 Вт.

Основные характеристики:

Напряжение питания, В………………………………………………………. ±35
Потребляемый ток в режиме молчания, мА………………………….. 100
Входное сопротивление, кОм………………………………………………… 24
Чувствительность (100 Вт, 8 Ом), В………………………………………. 1,2
Выходная мощность (КГ=0,04%), Вт………………………………………. 80
Диапазон воспроизводимых частот, Гц……………………….. 10 — 30000
Отношение сигнал/шум (не взвешенное), дБ………………………… -73

Усилитель полностью на дискретных элементах, без всяких ОУ и прочих хитростей. При работе на нагрузку 4 Ома и питании 35 В усилитель развивает мощность до 100 Вт. Если есть потребность подключить нагрузку 8 Ом питание можно увеличить до +/-42 В, в этом случае, мы получим те же самые 100 Вт. Очень сильно не рекомендуется увеличивать напряжение питания более 42 В, иначе можно остаться без выходных транзисторов. При работе в мостовом режиме должна использоваться 8-ми омная нагрузка, иначе, опять-таки, лишаемся всякой надежды на выживание выходных транзисторов. Кстати, надо учесть, что защиты от КЗ в нагрузке не предусмотрено, так что надо быть поосторожней. Для использования усилителя в мостовом режиме необходимо вход МТ прикрутить к выходу другого усилителя, на вход которого и подается сигнал. Оставшийся вход замыкается на общий провод. Резистор R11 служит для установки тока покоя выходных транзисторов. Конденсатор C4 определяет верхнюю границу усиления и уменьшать его не стоит — получите самовозбуждение на высоких частотах.
Все резисторы — 0,25 Вт за исключением R18, R12, R13, R16, R17. Первые три — 0,5 Вт, последние два — по 5 Вт. Светодиод HL1 служит не для красоты, поэтому не надо втыкать в схему сверхъяркий диод и выводить его на переднюю панель. Диод должен быть самый обычный зелёного цвета — это важно, поскольку светодиоды других цветов имеют другое падение напряжения. Если вдруг кому-то не повезло и он не смог достать выходные транзисторы MJL4281 и MJL4302, их можно заменить на MJL21193 и MJL21194 соответственно. Переменный резистор R11 лучше всего взять многооборотный, хотя подойдет и обычный. Ничего критичного тут нет — просто удобнее устанавливать ток покоя.

Высокое входное сопротивление и неглубокая ОС — основной секрет теплого лампового звучания. Ни для кого не секрет, что именно на лампах реализуются самые высококачественные и дорогие усилители, которые относятся к разряду HI-End. Давайте поймем, что такое качественный усилитель? Качественным имеет право называться тот усилитель мощности НЧ, который полностью повторяет форму входного сигнала на выходе, не искажая его, разумеется выходной сигнал уже усиленный. В сети можно встретить несколько схем действительно высококачественных усилителей, которые имеют право относится к разряду HI-End и совсем не обязательна ламповая схематика. Для получения максимального качества, нужен усилитель, выходной каскад которого работает в чистом классе А. Максимальная линейность схемы дает минимальное кол-во искажений на выходе, поэтому в строении высококачественных усилителей особое внимание уделяется именно этому фактору. Ламповые схемы хороши, но не всегда доступны даже для самостоятельной сборки, а промышленные ламповые УМЗЧ от брендовых производителей стоят от нескольких тысяч, до нескольких десятков тысяч долларов США — такая цена уж точно не по карману многим.
Возникает вопрос — можно ли аналогичных результатов добиться от транзисторных схем? ответ будет в конце статьи.

Линейных и сверхлинейных схем усилителей мощности НЧ достаточно много, но схему, которая будет сегодня рассмотрена является ультралинейной схемой высокого качества, которая реализована всего на 4-х транзисторах. Схема была создана в далеком 1969 году, британским инженером-звуковиком Джоном Линсли-Худом (John Linsley-Hood). Автор является создателем еще нескольких высококачественных схем, в частности класса А. Некоторые знатоки называют этот усилитель самым качественным среди транзисторных УНЧ и я в этом убедился еще год назад.

Первая версия такого усилителя была представлена на . Удачная попытка реализации схемы заставила создать двухканальный УНЧ по этой же схеме, собрать все в корпусе и использовать для личных нужд.

Особенности схемы

Не смотря на простоту, схема имеет несколько особенностей. Правильный режим работы может нарушиться из-за неправильной разводки платы, неудачного расположения компонентов, неправильное питание и т.п..
Именно питание — особо важный фактор — крайне не советую питать данный усилитель от всевозможных блоков питания, оптимальный вариант аккумулятор или блок питания с параллельно включенным аккумулятором.
Мощность усилителя составляет 10 ватт с питанием 16 Вольт на нагрузку 4 Ом. Саму схему можно приспособить для головок 4, 8 и 16 Ом.
Мною была создана стереофоническая версия усилителя, оба канала расположены на одной плате.

Второй — предназначен для раскачки выходного каскада, поставил КТ801 (раздобыл достаточно трудно.
В самом выходном каскаде поставил мощные биполярные ключи обратной проводимости — КТ803 именно с ними получил несомненно высокое качество звучание, хотя экспериментировал со многими транзисторами — КТ805, 819 , 808, даже поставил мощные составные — КТ827, с ним мощность на много выше, но звук не сравниться с КТ803, хотя это лишь мое субъективное мнение.

Входной конденсатор с емкостью 0,1-0,33мкФ, нужно использовать пленочные конденсаторы с минимальной утечкой, желательно от известных производителей, тоже самое и с выходным электролитическим конденсатором.
Если схема рассчитана под нагрузку 4 Ом, то не стоит повышать напряжение питания выше 16-18 Вольт.
Звуковой регулятор решил не поставить, он в свою очередь тоже оказывает влияние на звук, но параллельно входу и минусу желательно поставить резистор 47к.
Сама плата — макетная. С платой пришлось долго повозиться, поскольку линии дорожек тоже оказывали некое влияние на качество звука в целом. Этот усилитель имеет очень широкий диапазон воспроизводимых частот, от 30 Гц до 1мГц.

Схема № 1

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

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

Принципиальная схема

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

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

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

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

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

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

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

F = 1 / (R×C) .

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

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

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

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

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

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

P = (U × U) / (8 × R), Вт ,

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

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

P рас = 0,25 × P, Вт .

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

S = 20 × P рас, см 2

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

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

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

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

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

Продолжение читайте

Типичные ошибки при конструировании германиевых усилителей, происходят из за желания, получить от усилителя широкую полосу пропускания, малые искажения и т.д.
Привожу схему моего первого германиевого усилителя, спроектированного мной в 2000г.
Хотя схема вполне работоспособна, её звуковые качества оставляют желать лучшего.


Практика показала, что применение дифференциальных каскадов, генераторов тока, каскадов с динамической нагрузкой, токовых зеркал и других ухищрений с ООС не всегда приводят к желаемому результату, а иногда просто ведут в тупик.
Наилучшие практические результаты для получения высокого качества звучания, дает применение однотактных каскадов пред. усиления и использование меж-каскадных согласующих трансформаторов.
Вашему вниманию представлен германиевый усилитель с выходной мощностью 60 Вт, на нагрузке 8 Ом. Выходные транзисторы используемые в усилителе П210А, П210Ш. Линейность 20-16000гц.
Субъективной нехватки высоких частот практически не ощущается.
При нагрузке 4ом усилитель выдает 100вт.

Схема усилителя на транзисторах П-210.

Усилитель питается от не стабилизированного, блока питания с выходным, двух-полярным напряжением +40 и -40 вольт.
На каждый канал, применяется отдельный мост из диодов Д305, которые устанавливаются на небольшие радиаторы.
Конденсаторы фильтра, желательно применять не менее 10000мк в плечо.
Данные силового трансформатора:
-железо 40 на 80. Первичная обмотка содержит 410 вит. провода 0,68. Вторичная по 59 вит. провода 1,25, намотанных четыре раза (две обмотки — верхнее и нижнее плечо одного канала усилителя, оставшиеся две — второго канала)
.Дополнительно по силовому трансформатору:
железо ш 40 на 80 от блока питания телевизора КВН. После первичной обмотки устанавливается экран из медной фольги. Один незамкнутый виток. К нему припаивается вывод который затем заземляется.
Можно использовать любое, подходящее по сечению ш железо.
Согласующий трансформатор выполнен на железе Ш20 на 40.
Первичная обмотка разделена на две части и содержит 480 вит.
Вторичная обмотка содержит 72 витка и мотается в два провода одновременно.
Сначала наматывается 240 вит первичкм, затем вторичка, затем снова 240 вит первички.
Диаметр провода первички 0,355 мм, вторички 0,63 мм.
Трансформатор собирается в стык, зазор — прокладка из кабельной бумаги примерно 0,25 мм.
Резистор 120 Ом включен для гарантированного отсутствия самовозбуждения при отключенной нагрузке.
Цепочки 250 Ом +2 по 4.7 Ом, служат для подачи начального смещения на базы выходных транзисторов.
С помощью подстроечных резисторов 4,7 Ом, устанавливается ток покоя 100ма. На резисторах в эмиттерах выходных транзисторов 0,47 Ом, должно при этом быть напряжение, величиной 47 мв.
Выходные транзисторы П210, должны быть при этом, практически едва теплые.
Для точной установки нулевого потенциала, резисторы 250 Ом, должны быть точно подобраны (в реальной конструкции состоят из четырех резисторов по 1 кОм 2вт).
Для плавной установки тока покоя, используются подстроечные резисторы R18, R19 типа СП5-3В 4,7 Ом 5%.
Внешний вид усилителя сзади, изображен на фотографии ниже.


Можно узнать Ваши впечатления от звучания этого варианта усилителя, в сравнении с предыдущим безтрансформаторным вариантом на П213-217?

Еще более насыщенное сочное звучание. Особо подчеркну качество баса. Прослушивание проводилось с открытой акустикой на динамиках 2А12.

— Жан, а все таки почему именно П215 и П210, а не ГТ806/813 в схеме стоят?

Внимательно посмотрите параметры и характеристики всех этих транзисторов, я думаю Вы все поймете, и вопрос отпадет сам собой.
Отчетливо осознаю желание многих, сделать германиевый усилитель более широкополосным. Но реальность такова, что для звуковых целей многие высокочастотные германиевые транзисторы не совсем подходят. Из отечественных могу рекомендовать П201, П202, П203, П4, 1Т403, ГТ402, ГТ404, ГТ703, ГТ705, П213-П217, П208, П210. Метод расширения полосы пропускания — применение схем с общей базой, или использования импортных транзисторов.
Применение схем с трансформаторами, позволило добиться отличных результатов и на кремнии. Разработан усилитель на 2N3055.
Поделюсь в ближайшее время.

— А что там с «0» на выходе? При токе 100 мА трудно верится, что его удастся удержать в процессе работы в приемлемых +-0.1 В.
В аналогичных схемах 30-и летней давности (схема Григорьева), это решается либо «виртуальной» средней точкой либо электролитом:

Усилитель Григорьева.


Нулевой потенциал удерживается в указанном Вами пределе. Ток покоя вполне можно делать и 50ма. Контролируется по осциллографу до исчезновения ступеньки. Больше нет необходимости. Далее, все ОУ легко работают на нагрузку 2ком. Поэтому особых проблем согласования с CD нет.
Некоторые высокочастотные германиевые транзисторы требуют внимания и дополнительного изучения их в звуковых схемах. 1Т901А, 1Т906А, 1Т905А, П605-П608, 1ТС609, 1Т321. Пробуйте,нарабатываете опыт.
Иногда происходили внезапные отказы транзисторов 1Т806, 1Т813, поэтому могу рекомендовать их с осторожностью.
Им надо ставить «быструю» защиту по току, рассчитанную на ток больший максимального в данной схеме. Чтобы не было срабатывания защиты в нормальном режиме. Тогда они работают очень надёжно.
Добавлю свою версию схемы Григорьева

Версия схемы усилителя Григорьева.


Подбором резистора с базы входного транзистора устанавливается половина напряжения питания в точке соединения резисторов 10ом. Подбором резистора параллельно диоду 1N4148, устанавливается ток покоя.

— 1. У меня в справочниках Д305 нормированы на 50в. Может безопаснее применить Д304? Думаю 5А — достаточно.
— 2. Укажите реальные h31 для приборов установленных в этом макете или их минимально-требуемые значения.

Вы совершенно правы. Если нет необходимости в большой мощности. На каждом диоде напряжение составляет около 30 В, так что проблем с надежностью не возникает. Применены были транзисторы со следующими параметрами; П210 h31-40, П215 h31-100, ГТ402Г h31-200.

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
— минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
— несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
— выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
— класс А — он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.


Внутренний дизайн
Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.


Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:


Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

Не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

Не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:


Пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
— предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
— очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное
Теперь о традиционно самой сложной части в DIY — корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя — каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.



Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.


Я угадаю этот контейнер за 5 секунд…
Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок — это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы — dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.
Материальные затраты
Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.

Простой и мощный УНЧ Жана Цихисели с германиевым звуком | Лампа Эксперт

В лаборатории Time Wind, возглавлямой Жаном Цихисели, разрабатывались самые разные проекты: усилители на триодах, пентодах в одно- и двухтактном включении и даже, не побоимся этого слова — на транзисторах. В этой статье мы познакомимся с простым, но высококачественным усилителем звуковой частоты, собранным на германиевых транзисторах в лаборатории Time Wind.

Усилитель

Начнем с собственно УНЧ. Схема способна отдать 60 Вт звуковой мощности на нагрузку 8 Ом и до 100 Вт на четырехомные АС. Частотный диапазон усилителя – 20-16 000 Гц, но субъективно нехватки высоких частот практически не ощущается.

Схема усилителя мощности звуковой частоты Жана Цихисели (один канал)

Схема усилителя мощности звуковой частоты Жана Цихисели (один канал)

Для согласующего трансформатора TV1 используется железо Ш20х40. Первичная обмотка состоит из двух частей по 240 витков в каждой. Диаметр провода 0.35 мм. Обмотки II и III мотаются в два провода одновременно. Каждая из них содержит 72 витка провода диаметром 0.63 мм. Процесс выглядит следующим образом: сначала наматывается первая часть первичной обмотки – 240 витков. Затем в четыре провода наматываются II и III обмотки, затем еще 240 витков первичной.

Трансформатор собирается встык (не в перекрышку). С одной стороны Ш-образные пластины, с другой прямые. Между ними кладется прокладка из диэлектрической бумаги толщиной около 0.25 мм. Таким образом, магнитопровод получается незамкнутым.

Резистор R20 служит для гарантированного исключения самовозбуждения УНЧ при отключенной нагрузке. Это исключает выход из строя выходных транзисторов из-за самовозбуждения. Резисторы R12, R14 и R18, R19 необходимы для обеспечения начального смещения выходных транзисторов VT3 и VT4. Напряжение на резисторах R13, R15 при этом должно быть порядка 47 мВ. Выходные транзисторы установлены на радиаторы. Резисторы R16, R17 термокомпенсации устанавливаются на радиаторы рядом с соответствующими транзисторами.

Налаживание усилителя сводится к установке тока покоя выходных транзисторов порядка 100 мА. Это делается при помощи подстроечных резисторов R18 и R19. При этом транзисторы будут едва теплые. Для точной установки нуля на АС номиналы R12 и R14 должны совпадать как можно более точно. В тестовом варианте УНЧ каждый из них был собран из 4 резисторов номиналом 1 кОм, включенных параллельно. Мощность каждого резистора – 2 Вт. Резисторы  R18 и R19 типа СП5-3В.

Блок защиты

Блок защищает акустические системы при пробое силовых транзисторов усилителя.

Схема блока защиты усилителя

Схема блока защиты усилителя

Пока на выходе усилителя нет постоянной составляющей, оптопары U1, U2 отключены, транзистор VT3 закрыт, VT4 открыт, реле К1 в сработавшем состоянии, акустические системы подключены к усилителю. При появлении на выходе усилителя постоянного напряжения оптопары срабатывают, Т3 открывается, Т4 закрывается и отключает АС от усилителя.

Блок питания

В блоке питания использован самодельный трансформатор на железе Ш40х80. Первичная, сетевая обмотка содержит 410 витков провода диаметром 0.68. Обмотки II и III мотаются одновременно в четыре провода диаметром 1.25 мм. Количество витков – 59. Обмотка IV содержит 33 витка провода диаметром 0.5 мм.

Схема блока питания усилителя

Схема блока питания усилителя

Электролитические конденсаторы типа К50-24, шунтирующие — бумажные МБМ, БМТ. Диоды VD1-VD8 Установлены на один общий радиатор через изолирующие прокладки.

Важно! Между  сетевой и вторичными обмотками проложен экран – незамкнутый виток медной фольги, соединенный с общим проводом. Монтаж элементов блока питания выполнен проводом сечением 2 мм2 .

Внешний вид экспериментальной модели двухканального усилителя, собранного по этой схеме, изображен ниже.

Внешний вид спереди усилителя Жана Цихисели

Внешний вид спереди усилителя Жана Цихисели

Внешний вид сзади усилителя Жана Цихисели

Внешний вид сзади усилителя Жана Цихисели

Вот такой не особо сложный, но высококачественный усилитель. Возможно, приведенная схема окажется кому-то полезной, включая тролей, которые не преминут внести свои корректировки в работу профессионального звукотехника. 🙂

Унч на германиевых транзисторах схемы хорошего качества

Эх, жалко пацанов – королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов. Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.

«Кремний – всему голова» – крикнут яростные члены на форумных дебатах.
«Не надо впаривать нам этот шняга-силикатный экстракт» – вторят им другие, «для начала послушайте своими руками, а потом делайте свои тупоголовые выводы».

На самом деле, слушать надо!
Перелопатить определённое количество разномастной усилительной аппаратуры – тоже надо.
Не обязательно быть музыкантом со стажем, но таить в себе зачатки какого-никакого слуха – опять же, надо.
И тогда любой пацак, владелец старого пепелаца, сможет авторитетно заявить: «Однако разница в звуке есть, и она весьма существенна!»

На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.

Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться – не похож, абсолютно разное звучание.

Электрофон сетевой транзисторный «Вега-101-стерео» с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.

Ну да и ладно, пора переходить на новый уровень – нарисовать пару-тройку принципиальных схем усилителей низкой частоты на германиевых транзисторах, но для начала озадачусь вопросом: Что любит и что не любит германий?
1. Германий любит простоту и не приемлет наворотов. Дифференциальный каскад с источником тока в цепи эмиттера – уже является буржуазным излишеством.
2. Германий не любит перегрева, легко может напустить дыма и отправиться к праотцам электроники Амперу и Ому в ответ на потерю бдительности в процессе настройки схемы.

А теперь обещанные схемы.


Рис.1

Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% – 1 Вт, максимальная – 1,5Вт, чувствительность по входу – 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.
Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.


Рис.2

Схема, приведённая на Рис.2 – для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора – 150мА.


Рис.3

На рис.3 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ.
При налаживании устройства подстроечным резистором R2 устанавливают выходное напряжение в точке соединения транзисторов VT8 и VT9 равным половине напряжения питания.

Схема более мощного усилителя приведена на Рис.4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность – 30 Вт.
Максимальная выходная мощность – 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений – не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона – 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары – 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.


Рис.5

На Рис.5 приведена схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B. При подключении к его входу любого УНЧ мощностью 1,5-2 Вт устройство выдаёт на 8-ми омную нагрузку около 50 Вт чистого германиевого звука.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на железе Ш24 (толщина пакета 20-25мм) и содержит 3 одинаковые обмотки по 120 витков, намотанных на картонном каркасе проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,5-0,7мм.
Налаживание устройства заключается в подборе значений резисторов R2 R4 для достижения на выходе схемы нулевого потенциала и тока покоя транзисторов – 120-150 мА.
При снижении напряжения питания на каждом плече до 30В транзисторы DTG110B без каких-либо колебаний могут быть заменены на отечественные П210А.


Рис.6

Схема, представленная на Рис.6, является переработанным под «германий» вариантом усилителя НЧ из статьи Николая Трошина журнале Радио №8 за 1989г (стр. 51-55). Творцом переработки является сам автор статьи. Вот что он пишет на страннице сайта http://vprl.ru:

«Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:

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

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

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

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

Германиевый усилитель мощности

Германиевый усилитель мощности — многие радиолюбители, которые в силу своего возраста не застали эпоху «германиевого звука» и часто спрашивают: «Что такого особенного есть в усилителях мощности собранных на германиевых транзисторах?». Если не особенно вдаваться в подробности, то можно ответить так: У таких аппаратов необычный звук, очень похожий на ламповый, большой динамический диапазон и та самая скорость нарастания. Впрочем, это на любителя, есть такие кто например ненавидит лампы. Но качественные усилители выполненные на кремневых транзисторах обладают всеми этими характеристиками в том же объеме. Так же германиевые полупроводники имеют несколько больший акустический КПД, то есть звучание у них громче, чем у кремневых на выходе и для высоко комфортного прослушивания вполне хватит небольшой выходной мощности.

Первыми транзисторами в радиотехнике, после электровакуумных ламп были германиевыми, которые произвели настоящий фурор в радиоэлектронной сфере. Конечно нет смысла спорить, что приобрели почитатели музыки отказавшись от лампового варианта в пользу германиевых приборов. По этому поводу до сих пор существует много разных мнений. В настоящее время германиевые транзисторы не производит ни одна страна и упоминание о них встречаются довольно редко. И напрасно. Германиевый усилитель мощности и если взять для примера кремниевый транзистор, какой он бы не был, биполярный, полевой или предназначенный для работы на высоких и низких частотах и так далее. Так вот он в отличии от германиевого полупроводника менее подходящий для воспроизведения звука высокого качества.

В общем, чтобы сейчас не углубляться в рассмотрение физических свойств германиевых транзисторов, при необходимости вы можете эти данные легко найти 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, очень сложно получить высококачественное звучание.

  • Во первых в используемой схеме устройства, принципиально нужно отказаться от применения кремниевых полупроводников.
  • Компоновку и последующую сборку выполнять только навесным монтажом, при этом как можно больше использовать сами выводы электронных компонентов. В случае применения печатных плат для монтажа, то вы должны знать, что в таком случае качество звучания будет существенно хуже.
  • При конструировании усилителя старайтесь рассчитать схему так, чтобы количество транзисторов в устройстве должно быть как можно меньшим.
  • Прежде чем производить монтаж, необходимо провести подбор комплементарных пар транзисторов не только для каждого плеча выходного тракта структуры PNP и NPN, но и обязательно для обоих каналов. Особое внимание при подборе электронных элементов стоит обратить на параметры статического коэффициента передачи тока, которое должно быть более 100 и как можно меньшим обратным током коллектора.
  • Силовой трансформатор должен быть собран на магнитопроводе из Ш-образных пластин с площадью сечения более 15см². Также нужно при изготовлении трансформатора не забыть сделать один ряд экранирующей обмотки с последующим ее заземлением.

Германиевый усилитель мощности — схема №1


Показанный здесь германиевый усилитель мощности и его схемотехника можно сказать легендарная и в свои лучшие годы была очень популярна. Такая топология схемы усилителя одна из немногих конфигураций, которая соответствует аудиофильским нормам. Хотя эта схема и очень простая, но тем не менее способна воспроизводить высококачественное звучание при этом затраты на комплектующие совсем небольшие и под силу любому радиолюбителю. Автор этой конструкции усилителя в этом случае всего лишь приспособил ее к современным запросам High End Audio.

Настраивать германиевый усилитель несложно. Вначале нужно переменным резистором R2 установить ровно половину питания на отрицательном отводе электролитического конденсатора С7. Далее необходимо подобрать постоянный резистор R13 таким образом, чтобы мультиметр, подключенный в цепь коллектора транзисторов оконечного каскада, показывал ток покоя в пределах 42 — 52 мА, но не больше. Когда начнете подавать сигнал на вход усилителя, то обязательно нужно проверить наличие либо отсутствие самовозбуждения, хотя возникновение такого процесса бывает исключительно редко.

Но все таки если на осциллографе появились высокочастотные искажения, то в этом случае нужно будет заменить конденсатор С5 на емкость с большим номиналом. Для того, чтобы усилитель работал в стабильном и устойчивом режиме при повышении температуры на основание пары диодов D311 должна быть нанесена тепло-проводная паста и плотно закреплены на транзисторе выходного каскада. В свою очередь выходные транзисторы устанавливаются на радиаторах охлаждения с площадью рассеивания более 220см².

Схема модернизированная


В предыдущей штатной схеме выходной каскад был построен на транзисторах одной проводимости, так как в те далекие времена советская электронная промышленность не производила мощных комплементарных германиевых транзисторов. Когда много позднее появились германиевые транзисторы структуры PNP и NPN, то это дало возможность модернизировать схему оконечного каскада как показано на второй схеме. Но оказывается не все так просто как хотелось бы. Дело в том, что у названных выше полупроводников предельный коллекторный ток составляет всего около 3,4 А.

Например у П217В максимальный ток коллектора равен 7,5 A. В связи с этим использование их в схеме возможно только с условием параллельного включения по два в плечо. Вот такой вариант практически этим и имеет отличие от первой схемы. Ну и конечно у источника питания полярность противоположная. И транзистор для усиления напряжения ГТ 404Г, установлен n-p-n проводимости. Настройка модернизированной схемы идентична предыдущей. Ток покоя оконечного каскада имеет точно такие же значения.

Немного о блоке питания

Чтобы получить качественное звучание, желательно раздобыть где то две пары германиевых сплавных диода Д305. Устанавливать другие настоятельно не советую. Соединяются они по мостовой схеме, и ставятся шунты в виде слюдяных конденсаторов типа КСО, емкостью по 0,01µF, далее устанавливаем восемь емкостей по 1000µF с рабочим напряжением 63v, желательно фирменные, которые также шунтируются слюдяными конденсаторами. Увеличивать общую емкость не следует, так как сбалансированность низких, средних, и высоких частот снижается, теряется воздух.

Параметрические значения двух приведенных схем практически одинаковы: мощность на выходе составляет 20 Вт при работе на нагрузку 4 Ом. Безусловно, данные цифры почти ничего не скажут о звучании усилителя. Но об одном можно говорить с уверенностью — однажды прослушав правильно собранный усилитель по схемам приведенным выше, вы уже не так уверенно будете смотреть в сторону аппаратов собранных на кремниевых транзисторах.

Усилители мощности звуковой частоты

Типичные ошибки при конструировании германиевых усилителей, происходят из за желания, получить от усилителя широкую полосу пропускания, малые искажения и т.д.
Привожу схему моего первого германиевого усилителя, спроектированного мной в 2000г.
Хотя схема вполне работоспособна, её звуковые качества оставляют желать лучшего.

Схема первого усилителя..

Практика показала, что применение дифференциальных каскадов, генераторов тока, каскадов с динамической нагрузкой, токовых зеркал и других ухищрений с ООС не всегда приводят к желаемому результату, а иногда просто ведут в тупик.
Наилучшие практические результаты для получения высокого качества звучания, дает применение однотактных каскадов пред. усиления и использование меж-каскадных согласующих трансформаторов.
Вашему вниманию представлен германиевый усилитель с выходной мощностью 60 Вт, на нагрузке 8 Ом. Выходные транзисторы используемые в усилителе П210А, П210Ш. Линейность 20-16000гц.
Субъективной нехватки высоких частот практически не ощущается.
При нагрузке 4ом усилитель выдает 100вт.

Схема усилителя на транзисторах П-210.

Усилитель питается от не стабилизированного, блока питания с выходным, двух-полярным напряжением +40 и -40 вольт.
На каждый канал, применяется отдельный мост из диодов Д305, которые устанавливаются на небольшие радиаторы.
Конденсаторы фильтра, желательно применять не менее 10000мк в плечо.
Данные силового трансформатора:
-железо 40 на 80. Первичная обмотка содержит 410 вит. провода 0,68. Вторичная по 59 вит. провода 1,25, намотанных четыре раза (две обмотки — верхнее и нижнее плечо одного канала усилителя, оставшиеся две — второго канала)
.Дополнительно по силовому трансформатору:
железо ш 40 на 80 от блока питания телевизора КВН. После первичной обмотки устанавливается экран из медной фольги. Один незамкнутый виток. К нему припаивается вывод который затем заземляется.
Можно использовать любое, подходящее по сечению ш железо.
Согласующий трансформатор выполнен на железе Ш20 на 40.
Первичная обмотка разделена на две части и содержит 480 вит.
Вторичная обмотка содержит 72 витка и мотается в два провода одновременно.
Сначала наматывается 240 вит первичкм, затем вторичка, затем снова 240 вит первички.
Диаметр провода первички 0,355 мм, вторички 0,63 мм.
Трансформатор собирается в стык, зазор — прокладка из кабельной бумаги примерно 0,25 мм.
Резистор 120 Ом включен для гарантированного отсутствия самовозбуждения при отключенной нагрузке.
Цепочки 250 Ом +2 по 4.7 Ом, служат для подачи начального смещения на базы выходных транзисторов.
С помощью подстроечных резисторов 4,7 Ом, устанавливается ток покоя 100ма. На резисторах в эмиттерах выходных транзисторов 0,47 Ом, должно при этом быть напряжение, величиной 47 мв.
Выходные транзисторы П210, должны быть при этом, практически едва теплые.
Для точной установки нулевого потенциала, резисторы 250 Ом, должны быть точно подобраны ( в реальной конструкции состоят из четырех резисторов по 1 кОм 2вт).
Для плавной установки тока покоя, используются подстроечные резисторы R18, R19 типа СП5-3В 4,7 Ом 5%.
Внешний вид усилителя спереди и сзади, изображен на фотографиях ниже.

— Можно узнать Ваши впечатления от звучания этого варианта усилителя, в сравнении с предыдущим безтрансформаторным вариантом на П213-217?

Еще более насыщенное сочное звучание. Особо подчеркну качество баса. Прослушивание проводилось с открытой акустикой на динамиках 2А12.

— Жан, а все таки почему именно П215 и П210, а не ГТ806/813 в схеме стоят?

Внимательно посмотрите параметры и характеристики всех этих транзисторов, я думаю Вы все поймете, и вопрос отпадет сам собой.
Отчетливо осознаю желание многих, сделать германиевый усилитель более широкополосным. Но реальность такова, что для звуковых целей многие высокочастотные германиевые транзисторы не совсем подходят. Из отечественных могу рекомендовать П201, П202, П203, П4, 1Т403, ГТ402, ГТ404, ГТ703, ГТ705, П213-П217, П208, П210. Метод расширения полосы пропускания — применение схем с общей базой, или использования импортных транзисторов.
Применение схем с трансформаторами, позволило добиться отличных результатов и на кремнии. Разработан усилитель на 2N3055.
Поделюсь в ближайшее время.

— А что там с «0» на выходе? При токе 100 мА трудно верится, что его удастся удержать в процессе работы в приемлемых +-0.1 В.
В аналогичных схемах 30-и летней давности (схема Григорьева), это решается либо «виртуальной» средней точкой либо электролитом:

Нулевой потенциал удерживается в указанном Вами пределе. Ток покоя вполне можно делать и 50ма. Контролируется по осциллографу до исчезновения ступеньки. Больше нет необходимости. Далее, все ОУ легко работают на нагрузку 2ком. Поэтому особых проблем согласования с CD нет.
Некоторые высокочастотные германиевые транзисторы требуют внимания и дополнительного изучения их в звуковых схемах. 1Т901А, 1Т906А, 1Т905А, П605-П608, 1ТС609, 1Т321. Пробуйте,нарабатываете опыт.
Иногда происходили внезапные отказы транзисторов 1Т806, 1Т813, поэтому могу рекомендовать их с осторожностью.
Им надо ставить «быструю» защиту по току, рассчитанную на ток больший максимального в данной схеме. Чтобы не было срабатывания защиты в нормальном режиме. Тогда они работают очень надёжно.
Добавлю свою версию схемы Григорьева

Версия схемы усилителя Григорьева.

Подбором резистора с базы входного транзистора устанавливается половина напряжения питания в точке соединения резисторов 10ом. Подбором резистора параллельно диоду 1N4148, устанавливается ток покоя.

— 1. У меня в справочниках Д305 нормированы на 50в. Может безопаснее применить Д304? Думаю 5А — достаточно.
— 2. Укажите реальные h31 для приборов установленных в этом макете или их минимально-требуемые значения.

Вы совершенно правы. Если нет необходимости в большой мощности. На каждом диоде напряжение составляет около 30 В, так что проблем с надежностью не возникает. Применены были транзисторы со следующими параметрами; П210 h31-40, П215 h31-100, ГТ402Г h31-200.

Усилитель на германиевых транзисторах своими руками

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

Сборка конструкций на германиевых транзисторах является своего рода ностальгией, потому что эра германиевых транзисторов закончилась лет 30 тому назад, собственно, как и их производство. Хотя аудиофилы по прежнему спорят до хрипоты, что же лучше для высокой верности воспроизведения звука-германий или кремний?

Оставим высокие материи и перейдем к практике…

Есть планы повторить пару конструкций несложных радиоприемников (прямого преобразования и регенеративных) для приема в диапазоне коротких волн. Как известно, усилитель ЗЧ является обязательной составной частью любого радиоприемника. Поэтому было принято решение изготовить УЗЧ в первую очередь.

Усилитель низкой ( или звуковой, кому как удобно) частоты  будет изготовлен отдельным узлом, так сказать, на все случаи жизни…

УЗЧ будем собирать на германиевых транзисторах производства СССР, благо у меня их лежит разных типов наверное до сотни.  Видимо настало время дать им вторую жизнь.

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

Данная схема подходит как нельзя кстати. Выходная мощность -0,5 Вт, все транзисторы германиевые , к тому же имеются в наличии, частотная характеристика оптимизирована для радиоприемников ( ограничена сверху частотой 3,5 кГц), достаточно большое усиление.

Принципиальная схема усилителя.

Все необходимые  для сборки усилителя детали недефицитные. Транзисторы МП37, МП39,  МП41  взял первые попавшиеся под руку. Выходные транзисторы ГТ403 рекомендуется подобрать по коэффициенту усиления, но я этого не делал-у меня было пару штук новых из одной партии, их я и взял. Входной МП28 оказался в единственном экземпляре, но исправный.

Все транзисторы были проверены омметром на исправность. Как оказалось, это не гарантия от неисправностей, но об этом ниже…Электролитические конденсаторы взял импортные, С1-пленочный, С5-керамический.

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

Собственно, печатную плату, изготавливаем при помощи ЛУТ, травим в хлорном железе.

Запаиваем все необходимые детали. Плата собранного усилителя выглядит так.

Поскольку выходная мощность усилителя невелика-радиаторы для выходных транзисторов не нужны. При работе они еле теплые.

Настройка усилителя.

Собранный усилитель нуждается в некоторой настройке.

После подачи питания 9В замеряем напряжения в контрольных точках , которые указаны на схеме, приведенной выше. На коллекторе транзистора VТ2 напряжение было минус 2,5 В при необходимых -3…4 В.

Подбором резистора R2 устанавливаем необходимое напряжение.

С каскадом предварительного усиления на транзисторах VТ1 и VТ2 никаких проблем в настройке не возникло. Иная ситуация сложилась с выходным каскадом. Замер напряжения на средней точке (точка соединения эмиттер VT6 и коллектор VT7) показал величину минус 6 В. Попытка изменить напряжения путем подбора резисторов R7 или R8 не привела к желаемым результатам.

Кроме того, был занижен общий ток покоя усилителя- 4 мА вместо 5…7 мА.  Виновником неисправности оказался транзистор VT3. Он хоть и прозванивался омметром как исправный, но в схеме работать 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 измерены  тестером DT830B относительно общего провода.

Ток покоя усилителя устанавливается подбором диода D2 типа Д9. С первым попавшимся диодом у меня получился ток покоя 5,2 мА, т.е. то, что нужно.

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

К выходу усилителя подключаем нагрузку –резистор МОН-2 сопротивлением 5,6 Ом. Параллельно нагрузочному резистору подключаем щупы осциллографа. Наблюдаем чистую, без искажений синусоиду.

На экране осциллографа цена деления по вертикали -1В/дел. Следовательно размах напряжения составляет 5В. Эффективное напряжение составляет 1,77В. Имея эти цифры можем вычислить коэффициент усиления по напряжению:Выходная мощность на частоте 1 кГц составила:

Видим , что параметры усилителя соответствую заявленным.

Понятно, что данные замеры не совсем точны, потому как осциллограф не позволяет замерять напряжение с высокой точностью ( это не его задачи), но для радиолюбительских целей это не столь принципиально.

Усилитель имеет высокую чувствительность, поэтому при неподключенном никуда входе в динамике негромко прослушиваются шумы и фон переменного напряжения.

При закороченном входе все посторонние шумы исчезают.

Осциллограмма напряжения шумов на выходе усилителя при закороченном входе:

Цена деления по вертикали -20мВ/дел. Размах напряжения шумов и фона около 30мВ. Эффективное напряжение шумов-10мВ.

Другими словами-усилитель достаточно тихий. Хотя в авторской статье указывается уровень шумов -1,2мВ. Возможно, в моем случае сыграла свою роль не совсем удачная разводка печатной платы.

Подавая на вход усилителя переменное напряжения различных частот при неизменном уровне и контролируя выходное напряжение на нагрузке осциллографом можем снять график амплитудно-частотной характеристики данного УНЧ.

Вот как выглядит АЧХ моего экземпляра усилителя:

Полоса пропускания по уровню минус 3дБ получилась 200Гц…7кГц. Уровень минус 3 дБ отмечен на графике красной пунктирной линией. Небольшой видеоролик о работе описанного в данной статье усилителя.

Update от 22.01.2018 года.

Изготовил и опробовал еще один усилитель НЧ на германиевых транзисторах.

Статья об этом усилителе здесь: Лампово-транзисторный УНЧ.

Германиевые транзисторы: Звуковые свойства

Есть «германиевый звук». Он особенно подходит для усиления гитары и может применяться для арфы и некоторых клавишных инструментов. Звук германия имеет теплоту и гранулированность, столь же приятную для слуха, как звук лампы, но не то же самое: ощущение тепла примерно эквивалентно (по аналоговым причинам, в частности, эффект Миллера, который динамически ослабляет высокие частоты). Звуковое зерно германия, как правило, немного грубее, чем зерно лампы, и особенно менее плоское и ровное, чем кремний…
Во всех областях аудио германиевые транзисторы и их «хорошие недостатки» противопоставляются холодному фармацевтическому совершенству интегральных схем.

После многих лет, проведенных в тестировании и разработке, я чувствую, что могу указать некоторые характерные параметры… И рад поделиться этими знаниями, которые я применяю в продуктах, представленных на этом сайте; вещи только для того, чтобы порадовать гитары.


Прототип усилителя мощностью 10 Вт, все российские германиевые транзисторы.

Германиевые транзисторы


имеют умеренный коэффициент усиления, как и ламповые.

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».

Кремниевые транзисторы

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.


Германиевые фузбоксы подходят для современных усилителей

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.

Эта теоретическая слабость – качество гитарного усиления.

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.

Они вызывают эффекты динамической компрессии после игры на гитаре.

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?


Учитывая тех немногих счастливчиков, которые сумели построить и до сих пор наслаждайтесь своими собственными, почему усилители мощности звука на основе германиевых транзисторов кажутся «неизведанной страной» в мире Hi-Fi?

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

Вот так выглядит моя окончательная схема усилителя. Измененные номиналы показаны красным.

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».


С его помощью были подобраны пара транзисторов ГТ321Д с h31э=120 и две пары МП10Б+МП14А с h31э около 40. Из десятка транзисторов 1Т906А удалось выбрать 3 штуки. от беты 76 и парочка от беты 78. Все-таки серия 1Т прошла более серьезный отбор по параметрам при производстве.

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

Пришло время впервые включить и протестировать собранные усилители.Я сделал это, используя лабораторный блок питания с ограничением по току.

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

После настройки режимов постоянного тока подключил к усилителю генератор и осциллограф. Он дал сигнал. На выходе ограничение сигнала (синий) происходит при амплитуде примерно 12 вольт на 4-х омной нагрузке, что соответствует выходной мощности 18 Вт … Ура!!! :yahoo:
Амплитуда сигнала на входе (желтый) примерно 1.5 вольт. То есть усилитель имеет чувствительность порядка 1 Вольта RMS.

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.


Теперь пришло время для краш-теста. Устанавливаю в держатели предохранители на 1,5 А, выставляю максимально возможное ограничение тока по питанию (у меня 5 А) и подаю на вход синус с частотой 10 кГц. Вывожу мощность на максимум, когда сигнал уже лимитирует. После этого отверткой делаю короткое замыкание в нагрузке.Перегорел предохранитель. Меняю предохранитель на новый, снова включаю усилитель — выходные транзисторы целы! После того, как я спалил три предохранителя (два на одной плате усилителя и один на другой), я решил, что тест на надежность пройден и теперь можно приступать к окончательной сборке усилителя в корпус.

Общий усилитель в сборе

Делаю предварительную примерку и приступаю к слесарным работам по фиксации всех деталей в корпусе.

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.

Делаем усилитель звуковой частоты на германиевых транзисторах своими руками.

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.


Естественно, посмеялись, и поняли, что включать электрогитару прямо в сеть 220 Вольт точно не стоит.
Кто сам осваивал электроху, может помнить, что тогда не только волк из мультфильма задавал вопрос: «А что мне включить, чтобы зазвучало?» В смысле громко.

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

Однажды мне довелось поработать монтажником линий связи в родной глуши.
Однажды убирались на одном из складов, а точнее сарае, где веками скапливался никому не нужный хлам.Обломки выключателей, старых АТС, радиоприемников и прочих «предметов неясного назначения».
Среди этого мусора наткнулся на «живописные руины» какого-то магнитофона с более-менее сохранившейся платой усилителя мощности:

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»

Так как мне лично в тот момент еще один усилитель был не нужен, то решил использовать его в междугородней телефонной колл-центре. Сделать громкую связь, чтобы операторы зря не рвали свои связки, пытаясь перекричать в окно шум в зале и крики тех, кто пытается докричаться до того конца провода.И спокойно пригласили подписчика в кабинку, с помощью микрофона. Кто хоть раз пользовался такими телефонными будками, тот поймет.

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»

И снова ко мне вернулся усилок. Я стал думать, что с этим делать. Не выбросить? Потом я решил использовать его для гитарных целей. Просто молодое поколение родственников заразилось этим бизнесом. И инструмент у них был, просто подключили, как в старые добрые времена, что и надо будет сделать. Поэтому я решил немного изменить его и вернуть обратно. Хоть какая-то польза.

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

Сначала нужно было поменять предусилитель. Предыдущий был чисто микрофонный, собранный по одной из попавшихся под руку схем, одной из тех, что годами перерисовывались в блокнотах, блокнотах и ​​прочих бумажках, собирались и проверялись. Рабочий, проверенный, но не совсем подходящий для моих гитарных целей.

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…»

Прошло время. Хоть и банальная, блин, фраза, но так оно и есть. Я переехал жить туда, где в то время стоял описываемый усилитель. Родственники-гитаристы разучились, отслужили, обзавелись семьями и, как многие в этот период жизни, «положили музыку».

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.

Не так давно не без помощи нашего сайта я раздобыл программный осциллограф и решил перепроверить свои старые замеры некоторых характеристик УМЗЧ.

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»

Как-то я подумал, а зачем мне микрофонный вход в этом усилителе? Схемы, где приходится контролировать сигнал такого уровня, сейчас встречаются редко.Петь в микрофон через этот аппарат тоже никому не придет в голову. Поэтому я решил отказаться от микрофонного канала, в надежде уменьшить шум.

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

Ввиду появления в хозяйстве осциллографа (программа «Визуальный анализатор») не удержался посмотреть на осциллограмму на выходе уже собранного усилителя.

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

Вот такой усилитель получился. Не совсем гитарный, если судить с «продвинутой» точки зрения. Только если копнуть глубже, то можно «докопаться» до инструментов, которые я к нему подключаю.

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.

Недавно ездил по делам в «землю предков».На досуге вытащил из сарая чудом сохранившийся ламповый усилитель, упомянутый в начале статьи — УМЗЧ и БП из «мусорных» обломков магнитолы, вставленный в самодельный корпус «колхозной » тип.

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.

Три параметра становятся все более важными для сотовых телефонов и других цифровых портативных устройств беспроводной связи. Низкое энергопотребление и легкие аккумуляторы обеспечивают автономию устройства, более высокая чувствительность входного каскада увеличивает дальность приема, а большая линейность входного каскада напрямую влияет на допустимый динамический диапазон. Этот последний параметр приобретает особое значение с появлением схем модуляции с непостоянной энергией, таких как π/4DQPSK и 8QAM.

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

Основной вклад в коэффициент шума в канале понижающего преобразования вносит шум, создаваемый первым транзисторным входным каскадом МШУ. Коэффициент шума (NF) служит показателем качества для сетей, позволяющим сравнивать шум в реальной сети с шумом в идеальной бесшумной сети. Коэффициент шума (F) для усилителя или другой сети с коэффициентом усиления по мощности (G), равным G = P OUT /P IN , может быть выражен как:

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

Ф = Входное ОСШ/Выходное ОСШ
  = (P IN /N IN )/(P OUT /N OUT )
  = N OUT /(N IN . G)

Мы имеем дело с тепловым шумом (также называемым шумом Джонсона или белым шумом) и дробовым шумом (также называемым шумом Шоттки). Подробная высокочастотная эквивалентная модель биполярного транзистора (модель Джаколето — см. , рис. 2, ) помогает понять, как генерируется этот шум.Модель также показывает, как технология SiGe может помочь снизить коэффициент шума входного каскада МШУ.


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

Кремний Германий Тепловой и дробовой шум

В проводящей среде, температура которой выше абсолютного нуля (0°К), хаотическое движение носителей заряда порождает хаотические шумообразующие напряжения и токи. Повышение температуры проводника увеличивает скорость этих случайных движений носителей заряда, что увеличивает шумовое напряжение.Тепловой шум, создаваемый паразитным сопротивлением базы (Rbb´) в транзисторе, равен Vn(f)= 4kTRbb´, где Vn(f) равен спектральной плотности шума напряжения в В²/Гц. k – постоянная Больцмана (1,38×10 — 23 Дж/К), а Т – абсолютная температура в градусах Кельвина (°С + 273°).

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)

Кремниево-германиевый MAX2641 предлагает преимущества по сравнению с кремниево-биполярными МШУ, у которых NF падает на частотах, приближающихся к пределу 2 ГГц (т.например, 1,5 дБ на частоте 1 ГГц против 2,5 дБ на частоте 2 ГГц). Высокая обратная изоляция в устройстве SiGe также позволяет настраивать входную схему согласования, не влияя на выходное согласование, и наоборот.

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

В дополнение к шуму и ограниченной полосе пропускания системы связи ограничены искажением сигнала. Полезность системы зависит от ее динамического диапазона (т.т. е. диапазон сигнала, который он может обрабатывать с высоким качеством). Динамический диапазон определяется коэффициентом шума, нижний предел которого определяется уровнем чувствительности, а верхний предел определяется допустимым максимальным уровнем искажения сигнала. Достижение оптимального динамического диапазона требует компромиссов между энергопотреблением, искажением выходного сигнала и уровнем входного сигнала по отношению к шуму.

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

Чтобы оценить чувствительность входного каскада, достижимую при использовании понижающих преобразователей MAX2641/MAX2681, рассмотрим модуляцию QPSK с полосой пропускания сигнала 4 МГц. Чтобы упростить вычисления, примите идеальный прямоугольный входной фильтр. Во-первых, необходимо добавить 3 дБ NF (AntNF), чтобы противодействовать вносимым потерям 3 дБ, вызванным антенным переключателем и входным пассивным фильтром.Затем добавляется фильтр post-LNA для устранения искажений (кроме искажений IM3), создаваемых LNA. Рассмотрите возможность использования для этой цели фильтра с затуханием 2 дБ и NF. На частоте 1900 МГц NF фильтра после LNA добавляется к NF MAX2681 в 11,1 дБ:

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

По сравнению с чисто биполярными процессами SiGe обеспечивает более низкий коэффициент шума в зависимости от частоты для частот, превышающих 1,0 ГГц. Он также обеспечивает меньший ток питания и более высокую линейность. Компания Maxim продемонстрировала кремний-германиевый смеситель с высокой линейностью, который демонстрирует типичный IIP3 0,5 дБм на частоте 1900 МГц и коэффициент шума 11,1 дБ (SSB) с усилением преобразования 8,4 дБ при потребляемом токе питания всего 8,7 мА. Работа на более высоких частотах, разрешенная более высокой частотой перехода Silicon Germanium (f T ), позволяет приложениям до 5 ГГц.

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

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот проект возник как эксперимент по использованию германиевых транзисторов, оставшихся после сортировки по утечке и усилению.Это не Hi-Fi, и я бы не рекомендовал его для разработки нового коммерческого продукта!

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.

Усилители S.A. Lab на германиевых транзисторах не соответствуют старой схемотехнике. Германий никогда не следовал судьбе винила и лампового оборудования, но был очень интересен для S.A. Lab.

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.

Откидной радиатор

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.

Блок питания

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.

Выпрямители на германиевых диодах

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.

Радиаторы съемные и откидные

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.

Плата регулирования напряжения с радиатором

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.

S.A.Lab-Acoustic-Cables

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.

Плата усиления с 8 германиевыми выходами

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.

Я также уделяю большое внимание эмоциональному переживанию чисто аудиофильского качества, которое характерно для прослушивания аудиоаппаратуры и состоит из анализа чисто звуковых аспектов. При прослушивании музыки концерта рендеринг присутствует лишь в малой степени или отсутствует вовсе.

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.

Встроенный Black Knight

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.