Транзисторные УНЧ

Транзисторные усилители мощности низкой частоты (УМЗЧ) для звуковой и аудио-аппаратуры. В разделе собраны принципиальные схемы самодельных усилителей мощности НЧ на биполярных и полевых транзисторах.

 

Здесь вы найдете схемы транзисторных усилителей разной сложности и с разным классом мощности:

  • низкой мощности — до 1,5 Ватт;
  • средней мощности — от 1,5 Ватт до 20 Ватт;
  • большой мощности — 25 Ватт, 50 Ватт, 100 Ватт, 200 Ватт, 300 Ватт и более.

Для самодельного аудио-комплекса или при ремонте музыкального центра можно изготовить многоканальный усилитель мощности в конфигурациях:

  • система 2.1 (сабвуфер + 2 сателлита);
  • система 5.1 (сабвуфер + 5 сателлитов);
  • стерео — два канала усиления;
  • квадро — четыре канала усиления.

На транзисторах можно без лишних сложностей собрать небольшой самодельный усилитель для наушников. Присутствуют очень простые и доступные по себестоимости конструкции усилителей, которые прекрасно подойдут для изготовления начинающими радиолюбителями.

 

Простой усилитель ЗЧ на трех транзисторах, схема (КТ3102, КТ816, КТ817)

Усилитель построен по простой схеме на трех транзисторах. На выходе, на нагрузке сопротивлением 4 Ом выдает мощность 2W при питании от источника напряжением 12V. Входное сопротивление усилителя мало, и составляет 470 Ом. Столь малое входное сопротивление позволяет ему хорошо согласовываться …

4 1102 0

Гибридный УМЗЧ на лампах ECC88, 6Н23П и микросхемах LM3875 (30Вт)

 

Схема самодельного гибридного усилителя звука на лампах и микросхемах с выходной мощностью 30 Ватт. Усилитель построен на лампе ECC88 (отечественный аналог — 6Н23П) и мощной микросхеме LM3875.

2 1129 4

Схема мощного гитарного усилителя на транзисторах TIP142 и TIP147 (60Вт)

Принципиальная схема гитарного усилителя мощности низкой частоты с предусилителем и темброблоком. УМЗЧ собран на транзисторах TIP142 и TIP147, выходная мощность — 40Вт на 8 Ом, 60 Вт на 4 Ома.

3 1348 2

Простые высококачественные усилители мощности НЧ на МДП-транзисторах

Несколько принципиальных схем высококачественных УМЗЧ на полевых транзисторах, привлекающие своей простотой и техническими характеристиками. Применение полевых транзисторов в усилителе мощности позволяет значительно повысить качество звучания при общем упрощении схемы…

6 2305 1

 

Стерео усилитель звуковой частоты на MOSFET транзисторах (200Вт)

Схема электрическая принципиальная усилителя приведена на рисунке (в скобках приведены замененные элементы). Данная конструкция является модернизациейразработки [1]. Принципиальная схема УМЗЧ на MOSFET транзисторах (200Вт). Все основные части усилителя — трансформатор, радиаторы …

4 2239 0

Усилитель мощности звука со стабилизированным источником питания (200Вт на 4Ом)

 

При разработке усилителей ЗЧ с максимальной выходной мощностью более 100 Вт первостепенноезначение приобретает необходимость получения возможно большего КПД усилителя при достаточно малых нелинейных искажениях. Вопрос о допустимом проценте нелинейных искажений усилителя ЗЧ не раз обсуждался на …

2 2436 0

Несколько схем транзисторных УМЗЧ, хронология радиолюбителя

Свое знакомство с мощными усилителями я начал в 1958 году, когда учился в энергетическомтехникуме, и мне поручили обслуживать радиоузел. Он состоял из трех частей: малогабаритной радиотрансляционной установки “ТУ-100″, магнитофона “Днепр 9” и ЛАТРа на …

 

3 2778 0

Сборка УМЗЧ — на каком коэффициенте гармоик остановиться?

Уже давно разработчики УМЗЧ задают себе вопрос: до какого уровня необходимо снижать нелинейность усилителя? [1-3]. Если проанализировать рекламные журналы по аудиотехнике, то гармонические искажения даже “топовых” моделей УМЗЧ в основном лежат в диапазоне 0,003…0,05% …

2 2221 0

Транзисторный усилитель мощности НЧ 4-й группы сложности ;)

Всем доброго времени суток! Вот с чем я осмелюсь с Вами поделиться. Тема для многих известна, и понятна. В чём она состоит. Дальше чисто моё ИМХО. Давно любителям звука внушают – если лампы, то в любом проявлении, а если транзисторы, то чтобы их было o-очень много! Иначе лапового звука не добьёшься. Например советские стандарты сначала классифицировали аудио-аппаратуру по кассам 4-й, 3-й, 2-й, 1-й!, и наконец…

5 2779 7

Очень простой УНЧ на трех транзисторах (2Вт, TIP31C, TIP32C)

 

Принципиальная схема простого трехтранзисторного усилителя мощности для применения в разнообразной малогабаритной аппаратуре. Зачастую, от «компьютерных колонок» требуется только воспроизведение каких-то звуковых сигналов, речевых сигналов, не требующих HI-FI или Hl-end качества …

4 5315 0

1 …

Прибор для ремонта аудиотехники

» Каталог принципиальных схем » Измерительные приборы

При ремонте различной звуковоспроизводящей техники для отыскания неисправности подают, как правило, звуковой сигнал от генератора на вход каскада и контролируют его наличие или отсутствие на выходе аппарата. При атом неисправность обычно начинают искать «с выхода», т.е. с выходных каскадов. У данного метода есть рад недостатков. Очень часто, например, выходят из строя именно выходные каскады, и поэтому применение этого метода затруднительно, а в ряде случаев — невозможно. Трудно находить элементы, вносящие в сигнал различные искажения — от генератора подается сигнал одной частоты, а не широкополосный. Предлагаемый прибор позволяет осуществить другой метод поиска неисправностей — «со входа». Прибор состоит из усилителя мощности звуковой частоты и блока питания. Для ремонта аппарата с помощью этого прибора следует подать звуковой сигнал (например, с кассеты). Вход усилителя прибора соединен со щупом, касаясь которым различных точек по тракту ремонтируемого аппарата, проверяют на них наличие сигнала. Чувствительность прибора такова, что можно проверить наличие сигнала даже с воспроизводящей головки магнитофона. Очень удобно также искать источники частотных искажений, возникающих из-за потери емкости оксидных конденсаторов.

Рис.1 Принципиальная схема

Основу прибора, принципиальная схема которого приведена на рисунке, составляет модуль А1УНЧ УМ 1-3 от телевизоров УПИМЦТ, но можно собрать усилитель ЗЧ и по любой доступной схеме. Питается усилитель от простейшего блока питания напряжения 12 В. Для удобства пользования в конструкцию прибора введено реле К1, используемое для коммутации контрольной акустической системы. Акустическая система подключается к разъему XS1 прибора, а вилка ХР1 подключается к выходу ремонтируемого аппарата (если такой выход имеется). При выключенном питании прибора сигнал с выхода аппарата проходит через контакты реле К1 и попадает на АС. При включении прибора в сеть контакты реле подключают АС к выходу собственного усилителя, при этом, отпадает необходимость переключения шнуров в процессе ремонта. Для акустического контроля аппаратов без АС в прибор встроена электродинамическая головка. Реле К1 типа РЭС60 исполнения РС4.569.438 (применяется в магнитофонах-приставках «МАЯК»), силовой трансформатор — любой с подходящим напряжением на вторичной обмотке и мощностью не менее 5 Вт, например, ТП60-12 от магнитофона-приставки «МАЯК-233». Прибор собран в небольшой стальной коробке. На передней стенке расположены сетевой выключатель SA1, светодиод HL1 и переменный резистор R2 регулятора чувствительности. На задней и верхней стенках установлены разъем XS1, электродинамическая головка ВА1 и выведены провода сетевого питания и сигнального щупа. Для исключения наводок на щуп следует экранировать и руку радиомеханика. Поэтому на щупе в качестве внешнего токопроводящего покрытия использована алюминиевая фольга, которая прижата к изолированному корпусу щупа несколькими витками голого медного провода, накрученного поверх фольги по спирали и прижатого в начале и конце щупа размягченными в растворителе кусочками ПХВ трубки. Один из концов голого медного провода соединен с оплеткой экранированного провода, отходящего от щупа. Щуп Х2 снабжен зажимом типа «крокодил». При монтаже прибора необходимо принять меры против самовозбуждения на высоких частотах. Для этой цели общий провод входной цепи следует соединить непосредственно с контактом 3 модуля УМ1-3, а соединение контакта 3 с остальными цепями общей шины питания сгруппировать на минусовом выводе конденсатора С1. Прибор прост в изготовлении и эксплуатации. Он не содержит дефицитных элементов и может быть изготовлен радиолюбителем средней квалификации. Прибор может оказаться полезным и для занимающихся ремонтом аудиотехники профессионально.

Источник: Радио №10, 1994 г., стр.24 Автор: К.СТОРЧАК, г.Киев, Украина

Очерки о модернизации модуля УНЧ-50-8

Вводная часть

Перед началом модернизации уточню некоторые детали:

  1. мои знания в аналоговой схемотехнике ограничены;
  2. работы по изменению схемотехники будут вестись согласно исследовательской работе Селфа Дугласа о проектировании УМЗЧ;
  3. все промежуточные выводы и принимаемые схемотехнические решения основываются так же на этом труде, включая прогнозируемые числовые показатели УМЗЧ;
  4. моё решение не истина в последней инстанции, эта модернизация один из возможных вариантов;
  5. где нужно, я буду указывать, что принятое мной решение или возникшая проблема не полностью мне понятны;
  6. постараюсь написать текст как можно проще.

Постановка задачи

Блок УНЧ-50-8 (далее просто блок УНЧ) весьма распространенная конструкция в советское время и является вполне типовым схемотехническим решением проблемы построения УМЗЧ для того времени. Если посмотреть показатели, например, усилителя Радиотехника-101-стерео, то заявляется коэффициент гармоник не более 0,3%, что вообще-то многовато для транзисторной техники. Я намерено здесь заостряю внимание на этом показателе, да я знаю, что есть ламповые усилители, которые специально спроектированы с нужными искажениями (пресловутый «ламповый» звук, т.е. по большей части наличие большой второй гармоники), так же я в курсе, что есть и транзисторные усилители, спроектированные с аналогичным подходом к искажениям. Исходя из выше сказанного, будет рассматриваться только тот вариант, когда УМЗЧ вносит как можно меньшие искажения в звуковой сигнал, если надо «ламповый» звук, то достаточно подключить предварительный усилитель с нужными «искажениями». Обозначим планку гармонических (негармонических тоже) искажений в звуковом диапазоне как число менее или сопоставимое с 0,01%, что кстати, как я помню, значимо меньше, чем общие требования к аппаратуре Hi-Fi в 0,1%. Дуглас в своей работе добивается чисел в 0,001% и менее, нам для простоты задачи такие значения не обязятельны, да и есть подозрения, что разницу услышать будет невозможно. Так же поясню, что состав спектральный искажений рассматривать не будем, т.к. при таких маленьких значениях искажений услышать их обычному человеку невозможно, если возможно вообще.

Информация для размышления. Я где-то в старой книге 50-х годов читал, что обычный, нетренированный человек начинает хорошо различать гармонические искажения начиная с 0,5%.

 

Теперь можно перейти к разбору основных претензий к родному блоку УНЧ. Таких блоков, как я видел, есть два варианта. Будем рассматривать один из них (рис.1).

Рис. 1. УНЧ-50-8

Итак, в схемотехнике блока две основные проблемы:

  1. дифференциальный каскад хоть и питается источником тока, но токи в плечах на практике неодинаковы (например токи в коллекторах транзисторов VT2,VT4);
  2. наличие эффекта Эрли (по-простому, ток базы не постоянен и меняется сам вследствие изменения коллекторного напряжения) в нужном нам транзисторе усилителя напряжения VT10 в) отсутствие источника тока в дифференциальном каскаде VT7, VT10, хотя и там есть токовое зеркало (вот тут я не уверен, на указанное схеме это не токовое зеркало, но в некоторых источниках там включение транзистора VT3 другое и получается токовое зеркало, посему тут не ясно, что да как, моя колокольня говорит – что там зеркало).

Решение этих проблем значительно снизит искажения в УМЗЧ (в десятки раз). Более подробно и причинах и следствиях этих проблем можно почитать в книге Селфа Дугласа на нашем диске, я по возможности где-то буду приводить его соображения при принятии мной схемотехнических решений.

Вариант решения указанных проблем приведен на рис. 2. Сразу скажу, что это только один из вариантов, есть и другие.

Рис. 2. Вариант модернизации УНЧ-50-8

Теперь попробуем разобраться что, как и зачем было изменено. Все изменения, если не оговорено специально, я пометил разными цветами.

Зеленая «зона»

 

Для выравнивания токов в плечах дифф. каскада VT2,VT4 было введено токовое зеркало. По Дугласу такое решение резко снижает вторую гармонику в спектре искажений и последующие гармоники так же. Дополнительным плюсом такого решения является стабилизация постоянной составляющей на выходе УМЗЧ. Я добивался значений в 20 мВ на выходе без дополнительных усилий. Если постоянное напряжение на выходе работающего нормально блока больше 50 мВ, то возможно один из транзисторов в токовом зеркале сильно отличается по коэфф. h21э, стоит их подобрать и заменить.

Номиналы деталей следующие:

R5, R8 от 100 до 200 Ом, мощность > 0,125 Вт.

VT5, VT6 любой n-p-n с Uкэ > 50 В и h21э > 40.

Я для простоты монтажа на родной плате блока брал КТ961Б.

Бирюзова «зона»

Здесь используется классическая каскодная схема на VT7,VT10. Генератор тока обычный на VT8.

Информация для размышления. В усилителе Бриг-У-001, которые очень хвалят за хороший звук, так же используется каскодная схема в усилителе напряжения. Правда, там нет токового зеркала в дифф. каскаде, но есть подстроечный резистор, который выставляет уровень постоянной сост. на выходе УМЗЧ (выравнивает токи плеч каскада).

 

Я изменил номинал резистора R16 так, чтобы ток покоя в каскаде был равен току покоя в исходной схеме на рис. 1 (номинал можно набрать соединив параллельно резисторы, думаю можно воткнуть и 160 Ом без проблем).

Номиналы деталей следующие:

VD7, VD8 – любые диоды, например серии КД522 или 1N4148.

VD9 – стабилитрон на 4,7-5,1 В и стартовый ток стабилизации от 5 мА. Я точно не знаю нижнюю границу этого напряжения, опыт симулирования данной схемы в Мультисим показал, что мин. значение напряжения стабилизации где-то в этом районе. Если кто знает, скажите.

R10 – 30-51 кОм или около того, не сильно важно, мощность от 0,125 Вт.

R11 – можно рассчитать как (31 – 4,7) / (5 + 2) = 3,7 кОм, мощность как (5 + 2)*(5 + 2)*3,7 = 180 мВ (2мА тока «запаса»), мощность от 0,25 Вт.

VT7, VT10 – высоковольтные, например, КТ940А, КТ961А.

С4 – емкость Миллера, трудно сказать какая лучше, мой вариант в 33-47-51 пФ вполне работоспособен.

 

Красная «зона»

В этой «зоне» все изменения практически косметические. Резисторы в эмиттерах выходных транзисторов в 0,5 Ом – многовато, можно уменьшить до 0,33 Ом запаяв параллельно (со стороны дорожек платы) еще один резистор в 1 Ом. Дуглас рекомендует еще меньше, но сильно разбежаться не дает сама плата. Выходная цепочка Цобеля (R41, C13) – заменил на более обычную и привычную.

Неотмеченные изменения

Рекомендую конденсатор С3 в цепи обратной связи увеличить в два раза как минимум и поставить туда неполярный электролит. Более приемлемый вариант – увеличить ёмкость до 470-500 мкФ и соединить параллельно ему любой пленочный или керамический конденсатор с ёмкость от 0,1 мкФ.

Вот собственно и все изменения. Теперь некоторые мои замечания практического характера:

  1. все указанные изменения вполне можно смонтировать на плате блока УНЧ, с трудом, но помещается;
  2. качество печатной обычно так себе, по этому аккуратнее с пайкой, дорожки быстро отклеиваются;
  3. есть проблемная дорожка в разводке блока, это дорожка между эмиттерами выходных транзисторов и выходом блока, которая слишком тонкая для текущих по ней токов, надо ее усилить (можно проводом МГТФ);
  4. аналогично лучше усилить дорожки в плате релейной защиты;
  5. токи покоя выходного каскада не стоит превышать (указан диапазон) и выходные транзисторы, например КТ805, не подобраны по близким характеристикам на заводе, поэтому токи покоя у них могут сильно различаться.

Измерения уровня искажений

Формально такая доработка, даже на таких транзисторах, должна спокойно привести к уменьшению уровня гармонических искажений к 0,01% или сопоставимым значениям. Измерения я пока не проводил – лень. Вот если кто-то их проведет, будет круто (вдруг скажет, что я тут наврал с три короба!), но могу сказать следующее, в Мультсиме 13 на аналогах отечественных транзисторов я получал на частоте 20 кГц 25 Вт на 4 Ом гармонических искажений в 0,022 %.

П.С. Я знаю, что есть целая ветка на форуме Вегалаб, эта модернизация вполне себе работающая, но в представленной искажений заведомо будет меньше.

 

Автор: Сидоров Дмитрий, г. Томск.

От admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *