Мониторный УМЗЧ «Waft Killer 7» на LT1210 и умощненный вариант «Waft Killer 15»


На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

А Лайков. Вариант 6 основной и 5 малогабаритный. Приведено подробное описание для изучения принципа работы и изготовления. Этот усилитель мощности звуковой частоты создавался с соблюдением следующих условий: 1. Усилитель должен быть прост в изготовлении и настройке, и доступен для повторения. УМ должен обладать как мягкостью, так и жёсткостью звука в зависимости от фонограммы.

Схема УМЗЧ должна быть полностью симметрична. Все качественные параметры должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады их точно повторять. Использование только комплементарных пар транзисторов для симметрии схем.

В любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно. Применение полевых транзисторов без изменения схемы только подстройкой смещения. Нечувствительность к просадкам питания не требуется стабилизированный блок питания. Экономичность и возможность задать различные тепловые режимы для возможности встроить УМЗЧ в уже имеющуюся аппаратуру. Формирование режимов транзисторов только полезным сигналом относительно стабильного напряжения, для снижения искажений от задающих режимы по току цепей и просадок питания.

Принцип работы. Изначально этот УМЗЧ рис. Входные каскады вообще не должны были иметь искажений типа ступенька. Эмиттеры транзисторов оказались включены в делитель он же и ООС между опорным и выходным напряжениями, что позволяет выбирать характер и момент их закрывания и открывания в зависимости от уровня звукового сигнала, и таким образом формировать токи покоя в режиме ЭА. Принцип действия усилителя на композитных параллельных каскадах.

Типы нелинейных искажений в усилителях мощности. Результаты исследований сведены в осциллограмму выходных токов рис. Режимы устанавливались умышленно для определения порога появления искажений.

Такой УМ имеет большой коэффициент гармоник, ВЧ в нём будут звучать резко, с шипящими призвуками, а синусоида будет иметь повышенную крутизну спадаподъёма. Медленно открывавшийся на малых сигналах транзистор, затем резко открывается, искажая сигнал.

Правильная траектория линия 3. Видно, что относительно линии 3 полупериод образовалась. При улучшении режима В участок 2 превращается в яркостную точку, а затем исчезает. Далее, при исследовании нелинейных искажений, стало ясно, что искажения формы сигнала и увеличение коэффициента гармоник т. Звук у такого УМ будет звонкий, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу. По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже, и обладали худшей естественностью звучания, чем более простые в схемотехническом отношении усилители.

В режиме А, если жёстко стабилизировать ток покоя в данном случае ма, штриховая линия в точке 5 происходит резкий излом, что моментально сказывается на линейности характеристики открывающегося в этот момент нижнего плеча.

Реакция ООС на этот прирост и нелинейность характеристик транзисторов создаёт всплески осц. В зависимости от сигнала например, при подаче на вход двух не кратных частот одновременно они хаотично возникают на синусоиде, создавая звенящие призвуки. Значит, важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное как можно ближе к форме полезного сигнала открывание и закрывание.

Это полностью подтверждает правоту источника [1], и позволяет применить в данном УМ экономичный режим А ЭА Iо, линия 7 и 8 на рис. Этот режим ещё называют Super A, или Non switching без переключения [1], но название ЭА ближе к истине.

Дело в том, что ЭА производит динамическое снижение токов покоя без ухудшения параметров с улучшением качества звучания! Входной сигнал подаётся на неинвертирующий вход ОУ и усиливается до 8В. Так как эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание ОУ тоже стабилизировано, то усиление VT3,VT4 зависит только от уровня сигнала, и мало зависит от напряжения питания.

А ток VT10 в свою очередь зависит от тока коллектора VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, и качество звучания, особенно на НЧ, будет такое же, как в усилителях со стабилизированным источником питания.

Просадки будут заметны только при выходном напряжении близком к напряжению питания. В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это заставляет очень качественно звучать любые АС. Такое удачное сочетание даёт возможность подать сигнал отрицательной обратной связи ООС непосредственно в цепь эмиттера VT3.

Одновременно напряжение ООС препятствует их резкому закрыванию. Даже при работе с отсечкой тока на максимальных уровнях сигнала осц. Форма тока варианта 6 соответствует осц. Чувствительность усилителя устанавливается подбором R3. Форма тока VTVT Устройство термокомпенсации варианта 6. После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришёл к следующим выводам: 1. Увеличение тока покоя выходных транзисторов в раза может произойти даже при незначительном нагреве самого маломощного входного транзистора, поэтому желательно контролировать режимы как можно большего количества каскадов.

Желательно каждый выходной транзистор размещать на отдельном радиаторе без изолирующих прокладок. Устройство термокомпенсации работает следующим образом.

При нагреве радиатора ток VT7 увеличивается, и он шунтирует опорное напряжение смещение подаваемое на эмиттеры VT3-VT4. При этом полностью исключена связь между эмиттерами так как по переменному току VT7 включен в обратной полярности, а переменная составляющая сглаживается конденсаторами СС Сюда же подаётся и сигнал ограничения тока выходных транзисторов с VT8-VT9. Подбором резистора R25, в зависимости от размеров выходных радиаторов, выбираются тепловые режимы усилителя графики рис.

При умышленной переустановке выходных транзисторов на радиаторы меньшей площади устройство термокомпенсации перестраивало и выдерживало заданные тепловые режимы. Конечно же, можно собрать УЗЧ на микросхемах, но по мнению автора они не обладают таким же качеством звука, как УМ на дискретных элементах. Параметры усилителя полностью зависят от типа применяемого ОУ. Правда при этом понизится выходная мощность на нагрузке 8 Ом. По мнению автора, АС с сопротивлением Ом обладают большей естественностью звучания, а АС 4Ом большей отдачей мощности и динамикой.

При подаче на вход усилителя сигнала частотой 1мГц с амплитудной модуляцией частотой 1кГц его принимал средневолновый приёмник. Постоянное напряжение подавалось на вход УМ без С1 от 0 до 1В с шагом 10мВ, при этом выходное напряжение абсолютно линейно возрастало от 0 до 30В, то есть усилитель вёл себя как прецизионный усилитель постоянного тока, что свидетельствует о его.

Усилитель был испытан прямоугольными импульсами частотой 2 кгц на активной нагрузке 6 Ом. Усилитель не чувствителен к фону блока питания с переменной составляющей. Измерения искажений производились с помощью двух генераторов Г и входящих в комплект режекторных фильтров.

Уровень общих нелинейных искажений, при подаче на вход сигналов от 20 Гц до 20 кгц, был ниже, чем приведён в [1] рис. То же самое показали измерения с помощью спектр-анализатора компьютера.

Но при этом главной целью было выполнение условия 2. Пятый вариант усилителя. Применение в оконечных каскадах составных транзисторов позволяет упростить схему и настройку усилителя, что важно для начинающих и малоопытных радиолюбителей.

Значительное уменьшение его габаритов позволяет конкурировать по габаритам с УМЗЧ в интегральном исполнении, обладая при этом более высокими параметрами. Линейность усиления на НЧ больше, чем у микросхем УМЗЧ, больше выходное напряжение при равном напряжении питания, нечувствительность к просадкам питающего напряжения, что особенно важно для малогабаритных блоков питания.

Схема двухканального варианта приведена на рис. Усилитель варианта 5 практически не требует налаживания. Всё сводится к проверке напряжений питания, отсутствия постоянного напряжения на выходе, и установке желаемого тока покоя при максимально нагретых выходных транзисторах.

Дрейф тока покоя от температуры здесь меньше, чем в варианте 2 за счёт меньшего усиления по току, но за счёт большого усиления по напряжению составных транзисторов возможно чрезмерное усиление и ограничение сигнала, что вредно для АС, и может привести к выходу из строя транзисторов.

При желании можно добавить терморегулировку и защиту по току из варианта 6. Если возникают трудности с замером сопротивления 0, Ом, то можно выйти из положения двумя способами.

Соединить в параллель два резистора по 0,15 Ом или четыре по 0,3 Ом. Концы отрезка желательно залудить на таблетке аспирина и протереть спиртом. Выпрямленный отрезок нихрома не будет. В места впайки желательно заклепать трубчатые заклёпки. Качество звучания зависит от ОУ и очень близко к варианту 6.

В качестве примера на рис. При встраивании в мультимедийные колонки, где есть вибрация, R R14 заменены одним постоянным к. В миниатюрном исполнении, на маленьких радиаторах, его следует подобрать такой величины, чтобы на холодных радиаторах ток покоя составлял 0 10мА, и при сильном прогреве никогда не поднимался выше ма.

Всё зависит от размера радиатора. Конденсатор С1- малогабаритный керамический, С3 неполярный электролитический. Детали и конструкция. Транзисторы VT3, VT4 следует подобрать с как можно большим коэффициентом усиления, малым уровнем шумов и слабой зависимостью тока коллектора от температуры.

В качестве VT5- VT6 желательно применить транзисторы с высокой частотой усиления и малой ёмкостью коллектора. В усилителе вполне можно применить отечественные ОУ и транзисторы с целью переделки уже имеющегося усилителя из тех же деталей. Максимально допустимое напряжение всех транзисторов в этом случае должно быть не менее 70В.

При применении других выходных транзисторов полевых или при подключении в параллель возможно придётся подобрать сопротивление RR30 по падению на них напряжения величиной 0,55В в среднем положении движка R24 при отключенных VTVT По расчётам автора на базе этой схемы можно сконструировать УМ с выходным напряжением В.

Усилитель способен выдавать выходное напряжение, близкое к напряжению питания.

Усилитель класса А

Усилители класса А являются наиболее распространенным типом усилителей класса в основном благодаря их простой конструкции. Класс A буквально означает «лучший класс» усилителя, в основном из-за их низких уровней искажения сигнала и, вероятно, является лучшим звучанием из всех классов усилителей, упомянутых здесь. Усилитель класса А имеет самую высокую линейность по сравнению с другими классами усилителей и, как таковой, работает в линейной части кривой характеристик.

Обычно усилители класса A используют один и тот же транзистор (биполярный, полевой транзистор, IGBT и т.д.), подключенный в общей конфигурации эмиттера для обеих половин сигнала, причем транзистор всегда проходит через него, даже если у него нет базового сигнала. Это означает, что выходной каскад, будь то биполярное устройство, устройство MOSFET или IGBT, никогда не приводится полностью в свои области отсечки или насыщения, а вместо этого имеет базовую точку смещения Q в середине линии нагрузки. Тогда транзистор никогда не выключается, что является одним из его основных недостатков.

картинка-схема усилителя класса А

Для достижения высокой линейности и усиления выходного каскада усилителя класса A постоянно смещен в положение «ВКЛ» (проводящий). Затем для того, чтобы усилитель был классифицирован как «класс A», нулевой ток холостого хода на выходном каскаде должен быть равен или превышать максимальный ток нагрузки (обычно громкоговоритель), необходимый для получения наибольшего выходного сигнала.

Поскольку усилитель класса А работает в линейной части своих характеристических кривых, одно выходное устройство проходит через полные 360 градусов выходного сигнала. Тогда усилитель класса А эквивалентен источнику тока.

Поскольку усилитель класса A работает в линейной области, напряжение смещения постоянного тока (или затвора) базы транзисторов должно быть выбрано правильно, чтобы обеспечить правильную работу и низкий уровень искажений. Однако, поскольку выходное устройство постоянно включено, оно постоянно проводит ток, который представляет собой постоянную потерю мощности в усилителе.

Из-за этой постоянной потери мощности усилители класса A создают огромное количество тепла, добавляя к их очень низкому КПД около 30%, что делает их непрактичными для мощных усилителей. Кроме того, из-за высокого тока холостого хода усилителя, источник питания должен иметь соответствующие размеры и быть хорошо отфильтрованными, чтобы избежать любого гула и шума усилителя. Поэтому из-за низкой эффективности и проблем перегрева усилителей класса A были разработаны более эффективные классы усилителей.

умзч арасланова

Вариант 1, вариант 2, вариант 3, вариант 4, вариант 5. На текущий момент существуют более современные варианты данного усилителя: варианты 5 и 6. Этот усилитель мощности звуковой частоты разрабатывался с соблюдением следующих условий: 1. УМ должен обладать как мягкостью, так и жёсткостью звука в зависимости от фонограммы. Схема УМ должна быть полностью симметрична. Все качественные параметры должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады их точно повторять. Применение полевых транзисторов без изменения схемы только подстройкой смещения.

И выбор пал на шестой вариант усилителя гражданина А. Лайкова. А Зуева решил оставить для себя любимого, но это Плата УМЗЧ.

Краткое описание классов усилителей

Мы увидели, что рабочая точка постоянного тока Q усилителя определяет классификацию усилителя. Устанавливая положение точки Q наполовину на линии нагрузки кривой характеристик усилителей, усилитель будет работать как усилитель класса А. Перемещая Q вниз по линии нагрузки изменит усилитель в классе АВ, В или С.

Тогда класс работы усилителя относительно его рабочей точки постоянного тока может быть задан как:

диаграмма классов усилителей

Мы рассмотрели здесь ряд классификаций усилителей, начиная от линейных усилителей мощности до нелинейных переключающих усилителей, и видели, как класс усилителей отличается вдоль линии нагрузки усилителей.

Бюджетные усилители «Super — A» класса с выходным каскадом на биполярных транзисторах

Войти через uID. Например: TDA Мы рады вас видеть. Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизируйтесь! Войти через uID Старая форма входа. Забыл пароль Регистрация. Собирался в году на отечественных деталях, ОУ УД2, выхлоп на КТГМ, КТГМ, работает до сих пор, выдерживал кз в нагрузке горели предохранители , радиаторы не достаточно массивные, раскалялись, но ему видно всё равно, на редкость надёжный усилитель и при правильной настройке убить практически не реально. Решил поиграться схемой в Multisim. Кстати, по уровню шума Арасланов вставляет любой известный мне усилитель, включая Лайкова версии 6.

Другие распространенные классы усилителей

  • Усилитель класса D — это нелинейный импульсный усилитель или ШИМ-усилитель. Усилители класса D теоретически могут достигать 100% эффективности, так как в течение цикла не существует периода, когда формы напряжения и тока перекрываются, так как ток подается только через включенный транзистор.
  • Усилитель класса F повышают как эффективность, так и выходную мощность благодаря использованию гармонических резонаторов в выходной сети для преобразования формы выходного сигнала в прямоугольную волну. Усилители класса F способны обеспечить высокую эффективность более 90%, если используется бесконечная гармоническая настройка.
  • Усилитель класса G предлагает усовершенствования конструкции усилителя базового класса AB. Класс G использует несколько шин питания различных напряжений и автоматически переключается между этими линиями питания при изменении входного сигнала. Такое постоянное переключение снижает среднее энергопотребление и, следовательно, потери мощности, вызванные потерей тепла.
  • Усилитель класса I имеет два набора дополнительных выходных переключающих устройств, расположенных в параллельной двухтактной конфигурации, причем оба набора переключающих устройств дискретизируют один и тот же входной сигнал. Одно устройство переключает положительную половину сигнала, а другое переключает отрицательную половину, как усилитель класса B. При отсутствии входного сигнала или когда сигнал достигает точки пересечения нуля, переключающие устройства включаются и выключаются одновременно с рабочим циклом ШИМ 50%, что отменяет любые высокочастотные сигналы. Для получения положительной половины выходного сигнала выходной сигнал положительного переключающего устройства увеличивается в рабочем цикле, тогда как отрицательное переключающее устройство уменьшается на то же самое, и наоборот. Считается, что два токовых сигнала переключения чередуются на выходе, давая усилителю класса I имя: «чередующийся ШИМ-усилитель», работающий на частотах переключения более 250 кГц.
  • Усилитель класса S — это усилитель нелинейного режима переключения, аналогичный по своему действию усилителю класса D. Усилитель класса S преобразует аналоговые входные сигналы в цифровые прямоугольные импульсы с помощью дельта-сигма-модулятора и усиливает их, чтобы увеличить выходную мощность, прежде чем окончательно демодулировать с помощью полосового фильтра. Поскольку цифровой сигнал этого переключающего усилителя всегда либо полностью включен, либо выключен (теоретически нулевое рассеивание мощности), возможны коэффициенты полезного действия, достигающие 100%.
  • Усилитель класса T — это еще один тип цифрового усилителя с коммутацией. Усилители класса T в наши дни становятся все более популярными в качестве конструкции усилителя звука из-за наличия микросхем цифровой обработки сигналов (DSP) и многоканальных усилителей объемного звука, поскольку он преобразует аналоговые сигналы в сигналы с цифровой широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для усиление, увеличивающее эффективность усилителей. Конструкции усилителей класса T сочетают в себе уровни сигнала с низким уровнем искажений усилителя класса AB и коэффициент полезного действия усилителя класса D.

Мы видели здесь ряд классификаций усилителей, начиная от линейных усилителей мощности до нелинейных переключающих усилителей, и видели, как класс усилителей отличается вдоль линии нагрузки усилителей.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: