Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.
Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах - музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.
Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин - практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.
Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:
Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.
При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД - менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.
Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток - полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.
У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений - не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.
Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше - до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется - характерный металлический звук.
Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:
Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, - обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление - несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков - 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.
Конечно, это не очень большой недостаток - существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная - в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.
Причем КПД у таких устройств достаточно высокий - порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности - они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.
Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная - с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.
С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм - наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h21 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.
При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 - 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h21 - 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.
На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения - это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле - сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 - 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.
Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h21. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.
Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.
Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».
Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое - обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.
Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.
Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, - с общим эмиттером. Одна особенность - необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.
Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.
Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.
В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина - повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.
Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».
Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.
Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.
Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог - например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток - 0,3-0,5 А.
Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора - он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку - наушники.
Коснитесь входа усилителя пальцем - должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука - выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.
Усилитель мощности 1кВт — здесь представлены гарантированно рабочие схемы усилителей 1000, 500, 250, 125 Вт, концевой каскад которых реализован на полевиках MOSFET. В этой статье будем рассматривать аппараты начиная с самой большей мощностью — 1000 Вт, который предназначен в основном для профессионального использования, то есть озвучивания больших мероприятий, например: свадеб, различных семейный торжеств, концертных мероприятий,студиях звукозаписи и т.д. Для дома он конечно не подойдет.
Здесь можно скачать архив с печатками в формате.lay на выходную мощность 1000, 500, 400, 250, 125 Вт.
Раньше тоже были публикации на различных сайтах, где описывался усилитель мощности 1кВт , да и возможно и сейчас такие есть, но в основном с очень простой схемой реализованный на микросхеме. Такой вариант построения УМЗЧ на мой взгляд имеет серьезные недостатки, которые сводят на нет все положительные стороны усилителя. Одним из таких недостатков является сама интегральная схема, которая не отличается высоким уровнем характеристик. Второй аспект — использованный там операционный усилитель APEX PA03 стоит очень приличных денег, к тому же находится в дефиците и большинству радиолюбителей он просто будет недоступен. Поскольку для тех кто собирается повторить схему своими руками в домашних условиях, принципиально важно дешевизна и вместе с тем качественные и доступные электронные компоненты.
Исходя из этого я предлагаю любителям высококачественного и мощного звука четыре схемы усилителей собранных с применением полевых транзисторов MOSFET. Все комплектующие в представленных мощниках доступны в свободной продаже и достаточно популярны в радиоэлектронике. Поэтому сборка таких аппаратов будет вам вполне по карману, ну может быть немного дороговато обойдется трансформатор на 1 кВт если покупать готовый или делать на заказ, но если у вас есть в наличии хотя бы старое железо (сердечник) и эмаль-провод, то и он ничего не будет стоить для вас, намотайте самостоятельно — делов-то!
Показанные здесь схемы являются усовершенствованным вариантом типичной схемы, а именно усилитель мощности 1кВт реализованный на полевиках.
Как было написано выше, сегодня мы публикуем четыре схемы, которые являются классическими двухтактными усилителями с выходным трактом собранным на MOSFET. Использование мощных полевиков в оконечном тракте считается существенным аргументом. Обладая колоссальной мощностью на выходе, аппарат наглядно демонстрирует великолепные значения с низким уровнем коэффициента искажений. Правильно изготовленные УМЗЧ имеют КНИ не более 0,24% при мощности на выходе 1 кВт. А вот при 250 Вт на выходе будет вообще 0,007%. Это великолепно! Сама структура усилителя фактически остается одной и тоже, меняется только колличество ключей в выходном тракте. Вместе с тем для использования мощных полевых транзисторов необходимо высокое питающее их напряжение. В частности усилитель мощности 1кВт требует для себя двуполярный блок питания с выходными напряжениями 95v, 70v, 50v.
Пора уже приступать к непосредственному изучению схемы усилителя в порядке от большой мощности к меньшей. Вариант усилителя с выходной мощностью 1000 Вт, как я писал выше не для домашнего использования, а например: для туровых поездок или сценической инсталляции в концертных залах. Данный аппарат рассчитан на работу с акустикой 4 Ом при питающем напряжении +/- 100v, больше подавать нельзя. Наверное как и у каждой технике, так и в этом аппарате есть свой «минус» связанный как раз с питанием. Для того, чтобы получить выходную мощность 1 кВт необходим трансформатор по крайней мере в пределах 1300 Вт. Вот именно он является самым дорогостоящим элементом во всей конструкции. Есть конечно вариант применения импульсного источника питания, но и с таким трансформатором есть свои специфические заморочки, ну это уже совсем другая история. Так, что смотрите сами, что вам удобнее применить трансформаторный блок питания или импульсного построения.
Здесь показана схема усилителя на 1000 Вт в первоначальном варианте:
Здесь усовершенствованная схема усилителя:
Даже при беглом взгляде на данную принципиальную схему можно увидеть различия входного и выходного тракта. К тому же, как показывает тестирование, из модернизированного варианта можно изъять выпрямительный диод 1N4007. Но эту необходимость следует как следует еще раз проверить в опытном порядке.
В оконечных каскадах усилитель мощности 1кВт
имеет мощные ключи MOSFET IRFP240.
Параметры этих силовых ключей впечатляют. Вот посмотрите на их характеристики, хотя эти значения могут существенно изменятся в зависимости от температуры, в связи с этим полевики необходимо устанавливать на радиаторы охлаждения с достаточной площадью рассеивания тепла и дополнительно поставить систему принудительного охлаждения в виде вентилятора.
Присутствует несколько вариантов исполнения печатных плат усилителя, например: одна из них имеет форму прямоугольника в общем стандартная форма, а другая с формой квадрата, у которой входной каскад находится по центру платы. Так что используйте печатку, которая наиболее соответствует вашей конструкции корпуса.
Рисунок печатной платы и места установки электронных компонентов на ней можно скачать по этой ссылке — размер 300х75 мм.
На этом фото показана печатная плата почти законченного усилителя мощности:
Собранный усилитель мощности на 1кВт с радиатором:
На этой фотографии собранный усилитель с использованием выше показанного рисунка печатной платы:
Здесь уже готовый образец на этапе тестирования:
На этом рисунке изображен еще один альтернативный вариант:
Здесь просто нужно сократить количество полевиков в оконечном тракте, то есть установить всего двенадцать штук по шесть в каждое плечо, ну и естественно нужно снизить мощностные характеристики. Напряжение питания оставляем тоже, что и усилителе 1000 Вт, то есть 95v по плюсу и 95v по минусу, так как выходная мощность аппарата все еще остается достаточно большой, а коэффициент нелинейных искажений снизится до 0,17%. Данная схема тоже является не такой однозначной. Если как и в предыдущей схеме использовать полевики IRFP240, то на выходе получите 500 Вт.
Также необходимо предусмотреть конденсатор 220pF выполняющего роль шунта в цепи коллектор-база транзистора MJE15035 и попробовать исключить из схемы диод 1N4007. В первоначальном варианте схемы усилитель расcчитан на работу с нагрузкой 8 Ом, но как показали испытания многими радиолюбителями собравшими этот аппарат, он прекрасно работает и на нагрузке 4 Ом.
Здесь показана печатная плата для этого УМЗЧ:
В результате должно быть примерно такое:
250 Вт выходной мощности уже не очень бьет по ушам и возможно для домашнего пользования многие отдадут предпочтения именно этому образцу.
В этом экземпляре использованы восемь ключей IRFP240. Напряжение питания установлено 70v. Рекомендуемая нагрузка 8 Ом. Отличный показывает уровень коэффициента нелинейных искажений в пределах 0,11% при рабочей мощности на выходе 250 Вт. Очень широкий диапазон частот. На этой схеме также нужно попробовать экспериментировать с диодом. Печатная плата для усилителя 250 Вт имеет вот такой вид:
По завершению монтажа получается вот такая конструкция:
На этом фото показана печатная плата с теплоотводами предназначенными для транзисторов пред-выходного тракта:
Это усилитель мощности отличается высокой надежностью в работе и простотой в обслуживании, способен работать даже в экстремальных условиях эксплуатации без снижения качества звучания.
И наконец подведем итоги:
Следовательно у нас имеется четыре классные схемы одной и той же модели усилителя выполненного на мощных полевых транзисторах. В их конструктивных решениях принципиальных различий нет, а вот по выходной мощности и, что особенно немаловажно — себестоимости, они имеют разницу приличную. Кстати хотелось бы специально подчеркнуть такой момент: если один раз собрать оконечный каскад и установить на первый случай пару или две MOSFET-транзисторов, то при необходимости изменения мощности на выходе вы без проблем сможете это делать путем увеличения количества транзисторов в оконечном тракте.
Изначальная схема в авторском варианте реализована на MOSFET-ключах IRFP240. Но несмотря на это множество радиолюбителей вносят свои изменения в конструкцию, заменяя некоторые детали более современными и качественными, например используют мощные полевые ключи IRFP250, IRFP260.
Всем привет!
Основной акустикой системой моего компьютера являются Sven SPS-821. Качества хватает, громкости тоже. Басов в принципе тоже, но только на небольшой громкости. Хочется сделать по громче - а саб уже не может выдавить из себя больше, бас становится слабым. Решил брать автосаб + есть колонки вега 15ас-109. Усилитель взял класса D - размеры решают, к питанию не привередлив, цена не сильно высокая.
Характеристики
рабочее напряжение 12 В-25 В.Как обычно - максимальная мощность указывается с учетом КНИ 10%.
левый и правый канал 50WX2 (макс.),
выход на сабвуфер 100 Вт (макс.), эффективность может достигать более 90%
суммарный коэффициент гармонических искажений (THD + Шум: 0.1% @ 50 Вт, ом, = 21 В
Сопротивление нагрузки: 4ohm
SNR 89 (дб)
динамический диапазон: 100dB
мощность: 200 Вт
Внешний вид.
Коробка размером 35 мм*90 мм*108 мм, сделана из металла.
На передней панели выключатель, и 3 регулятора - регулятор громкости колонок, регулятор громкости сабвуфера и общий регулятор громкости. 
Сзади разъемы - jack 3.5, питание (штекер 5,5*2,5мм), и разъемы для подключения колонок. Для меня было бы удобнее, если бы они были пружинного типа. 
На дне приклеены резиновые ножки, чтобы не скользило 
Разборка.
Разобрать устройство проще простого - открутить винты, да снять крышку.
Общий вид
По питанию конденсатор 3300мкф 25вольт. Китайцы даже большей емкости поставили. Но запаса по напряжению почти нет, но если питать от блока питания ноута (19в), то в принципе ничего страшного.
2 микросхемы NE5532P, 2-х канальный, малошумящий операционный усилитель, 10МГц, ±15В, 9В/мкс. Сам я в этом не понимаю, просто нагуглил) 
Разъемы подключения колонок.
Радиатор с дросселями.
Запитал усилитель от ноутбучного блока питания 19в 4,74а. В будущем запитаю от 24в, блок питания едет.
Подключил колонки (Вега 15ас-109), даже саб (icefire125 - 180w) автомобильный купил, всегда его хотел)
Включаем… и тут как выскочила искра из разъема питания! Перепугался, но потом понял - это так зарядился конденсатор. Ну ок.
Загорелся светодиод, но при переключении выключателя on-off он не гаснет, но звук отключается Получается режим mute.
Послушал как играет. Играет нормально, никаких искажений. Честно не ожидал от советских колонок такой громкости) Саб 180w неплохо раскачивает.
Понравилась раздельная регулировка - можно убавить громкость колонок, но прибавить громкость саба, для получения мощных басов.
Вообщем для дома отличный вариант.
Потребление на высокой громкости 60-70 ватт.
Вот нагрев не проверял, через корпус не поймешь, но отключений на высокой громкости не было.
В видео можно послушать как играет, но микрофон камеры плохо передает качество(
Усилок мне понравился, мощности для дома более чем хватает.
А сам усилитель малых размеров, поэтому отлично расположится на моем компьютерном столе.
Всем добра!
Планирую купить +38 Добавить в избранное Обзор понравился +22 +47Уходят в прошлое, и теперь, чтобы собрать какой-либо простой усилитель, уже не надо мучаться с расчетами и клепать печатную плату больших размеров.
Сейчас почти вся дешевая усилительная техника делается на микросхемах. Самое большое распространение получили микросхемы TDA для усиления аудиосигнала. В настоящее время они используются в автомагнитолах, в активных сабвуферах, в домашней акустике и во многих других аудиоусилителях и выглядят примерно вот так:
Давайте соберем простой одноканальный усилитель на микросхеме TDA7396. На момент написания статьи я ее взял по цене в 240 рублей. В даташите на микросхему говорилось, что эта микросхема может выдать до 45 Ватт в нагрузку 2 Ома. То есть если замерить сопротивление катушки динамика и оно будет равняться около 2 Ом, то на динамике вполне можно получить пиковую мощность в 45 Ватт.
Этой мощности вполне хватит, чтобы устроить дискотеку в комнате не только для себя, но и для соседей и при этом получить посредственное звучание, что, конечно же, не сравнить с hi-fi усилителями.Вот распиновка микросхемы:
Собирать наш усилитель будем по типичной схеме, которая была приложена в самом даташите:
На ножку 8 подаем +Vs, а на 4 ножку ничего не подаем. Следовательно, схема примет вот такой вид:
Vs – это напряжение питания. Оно может быть от 8 и до 18 Вольт. “IN+” и “IN-” – сюда подаем слабый звуковой сигнал. К 5 и 7 ноге цепляем динамик. Шестую ногу садим на минус.
Вот моя сборка навесным монтажом
Конденсаторы на входе питания 100нФ и 1000мкФ я не использовал, так как у меня с блока питания итак идет чистое напряжение.
Раскачивал динамик с такими параметрами:
Как видите, сопротивление катушки 4 Ома. Полоса частот говорит о том, что он сабвуферного типа.
А вот так у меня выглядит саб в самопальном корпусе:
Пробовал снять видео, но звук на видео у меня снимает очень плохо. Но все-таки могу сказать, что с телефона на средней мощности уже долбило так, что уши заворачивались, хотя потребление всей схемы в рабочем виде составило всего около 10 Ватт (умножаем 14,3 на 0,73). В этом примере я взял напряжение, как в автомобиле, то есть 14,4 Вольта, что вполне укладывается в наш рабочий диапазон от 8 и до 18 Вольт.
Если у вас нет мощного источника питания, то его можно собрать вот по этой схеме.
Не зацикливайтесь именно на этой микросхеме. Этих микросхем TDA, как я уже говорил, существует множество видов. Некоторые из них усиливают стереосигнал и могут выдавать звук сразу на 4 динамика, как это сделано в автомагнитолах. Так что не поленитесь порыться в интернете и найти подходящую ТДАшку. После окончания сборки дайте заценить соседям ваш усилитель, выкрутив ручку громкости на всю балалайку и прислонив мощный динамик к стене).
А вот в статье я собирал усилитель на микросхеме TDA2030A
Получилось очень даже неплохо, так как TDA2030A обладает лучшими характеристиками, чем TDA7396
Также приложу для разнообразия еще схему от подписчика, у которого усилитель на TDA 1557Q работает исправно уже более 10 лет подряд:
На Али я также находил кит наборы на TDA. Например, вот этот стерео усилитель по 15 Ватт на канал по цене 1$. Этой мощности вполне хватит, чтобы потусить под любимые треки в комнатушке
Купить можно .
А вот он уже сразу готовый
Да и вообще, этих модулей усилителей на Алиэкпресс ну очень много. Нажимаете на эту ссылку и выбираете любой понравившийся усилитель.
Усилитель НЧ. Практикум начинающих
Усилитель низкой частоты есть в каждом приемнике, телевизоре, магнитофоне.
Без него невозможно воспроизведение грамзаписи, громкоговорящий прием вещательных станций, звуковое сопровождение телевизионных передач. Усилители НЧ массовых промышленных или любительских ламповых приемников бывают обычно двухкаскадными. Первый каскад усиливает напряжение сигнала, поступающего к нему от детектора или звукоснимателя, второй - выходной, повышает мощность сигнала, обеспечивая тем самым работу подключенного к нему громкоговорителя. Этот практикум посвящен именно двухкаскадному усилителю НЧ.
Предлагаем испытать в работе несколько вариантов усилителя. Для этого потребуется: блок питания и монтажная панель, радиолампы, а также резисторы и конденсаторы разных номиналов.
Вариант первый - усилитель на маломощных триодах
В первом каскаде этого усилителя используется триод , во втором - один из триодов лампы 6Н1П. Первый каскад аналогичен однокаскадному усилителю НЧ. Нагрузка триода - резистор R3. С него напряжение сигнала, усиленное лампой, через конденсатор связи С3 подается на управляющую сетку триода выходного каскада. Сигнал, усиленный этим каскадом, преобразуется в звуковые колебания громкоговорителем Гр1, включенным в анодную цепь лампы через выходной трансформатор Тр1.
Рис.1. Усилитель НЧ на триодах
Нельзя ли обойтись без выходного трансформатора, включив
громкоговоритель непосредственно в анодную цепь лампы? Включить-то можно, и
анодный ток лампы через него пойдет, но звучать он будет очень тихо. Дело в
том, что звуковая катушка электродинамического громкоговорителя, содержащая
небольшое число витков сравнительно толстого провода, обладает во много раз
меньшим сопротивлением, чем внутреннее сопротивление лампы выходного
каскада. Чтобы согласовать эти сопротивления и таким образом наиболее
эффективно передать низкочастотную энергию усилителя громкоговорителю и
используется понижающий трансформатор, именуемый выходным или согласующим.
Выходные трансформаторы используют и в транзисторных усилителях НЧ.
Рис.2. Монтаж УНЧ на триодах
При монтаже следует учесть, что на принципиальной схеме (рис.1 ) с целью ее упрощения общий проводник питания цепей ламп показан условным знаком "Корпус" (означающим соединение с металлическим корпусом, с шасси устройства). В наших усилителях выводы всех деталей с таким знаком надо соединять с проводником монтажной панели, являющимся общим минусовым проводом для цепей анодов (а для тетродов и пентодов - еще и цепей экранирующих сеток) и нитей накала ламп.
Для межкаскадной связи (C3) и блокировки (C4) первичной обмотки выходного трансформатора используйте керамические или слюдяные конденсаторы. В анодную цепь лампы выходного каскада включите радиотрансляционный громкоговоритель; его трансформатор будет выполнять роль выходного трансформатора усилителя. Проверте монтаж по принципиальной схеме. Включите питание и подайте на вход усилителя низкочастотый сигнал от звукоснимателя или радиотрансляционной сети через делитель напряжения. В громкоговорителе должен появиться достаточно громкий неискаженный звук.
А если усилитель не работает? В таком случае надо прежде всего с помощью вольтметра проверить напряжения на электродах ламп, указанные на схеме. Эти напряжения измерены вольтметром с входным сопротивлением 10 кОм/В. Отсутствие напряжений на аноде и катоде укажет на обрыв (плохой контакт) в анодной цепи, а слишком большое напряжение на аноде - на плохой контакт или обрыв катода.
Обрыв или ненадежный контакт надо искать с помощью омметра, предварительно выключив питание усилителя. Испытать усилитель можно покаскадно с помощью высокоомных головных телефонов. Прежде всего уточните, подается ли сигнал на вход усилителя. Для этого телефоны подключите параллельно резистору R1. Если сигнал подается, в телефонах услышите слабый звук. Затем, соблюдая осторожность, подсоедините телефоны параллельно резистору R3. Этим вы проверите, работет ли лампа первого каскада. А чтобы убедиться, исправен ли выходной каскад, телефоны надо подключить параллельно первичной обмотке выходного трансформатора. Неисправность надо искать в том каскаде, который не работает.
Выходная мощность такого усилителя небольшая - 0,3 Вт. Чтобы ее несколько увеличить, надо оба триода лампы 6Н1П соединить параллельно. Попробуйте!
Второй вариант - усилитель тоже на триодах 6Н1П
Левый (по схеме) ее триод работает в первом каскаде, правый - в выходном. Разница между этим и предыдущим усилителями заключается только в способе подачи смещения на управляющую сетку триода первого каскада: в усилителе первого варианта смещение получается за счет анодного тока, создающего падение напряжения на катодном резисторе R2, а в усилителе этого варианта за счет сеточного тока лампы, текущего через резистор R1.
Рис.3. Усилитель НЧ на двойном триоде
Экспериментируя с этим усилителем, попробуйте подавать смещение на сетку первого триода так, как это сделано в усилителе первого варианта. Усилитель будет работать также. Вообще же качество и громкость работы усилителей обоих вариантов примерно одинаковы.
Третий вариант - усилитель на лампе 6Ф1П
Эта лампа является триод-пентодом. Ее триодная часть используется в каскаде предварительного усиления напряжения сигнала так же, как триод такого же каскада предыдущего усилителя, а пентодная часть - в каскаде усиления мощности. напряжение на экранирующую сетку пентода подается непосредственно от выпрямителя.
Рис.4. Усилитель НЧ на комбинированной лампе
Основное назначение ламп 6Ф1П - преобразователь частоты супергетеродинного приемника. Но они хорошо работают и в усилителях низкой частоты, в чем вы можете убедиться сами, испытав предлагаемый усилитель НЧ. Поскольку усилительные свойства триода и пентода лампы 6Ф1П лучше, чем у триодов лампы 6Н1П, работать он должен громче, чем усилитель предыдущего варианта.
Четвертый вариант - усилитель на пентоде и лучевом тетроде
Пентод 6Ж1П работает в каскаде предварительного усиления напряжения, а мощный лучевой тетрод 6П1П - в каскаде усиления мощности. На экранирующую сетку первой лампы напряжение выпрямителя подается через гасящий резистор R4, на экранирующую сетку второй лампы - непосредственно. По переменному току экранирующая сетка заблокирована на общий минус конденсатором C3.
Рис.5. Усилитель на пентоде и лучевом тетроде
Выходная мощность усилителя около 3 Вт. Чтобы наиболее эффективно использовать эту низкочастотную энергию, на выход усилителя включите более мощный, чем трансляционный, громкоговоритель, но через соответствующий ему выходной трансформатор. Трансформатор можно укрепить на корпусе громкоговорителя и расположить их возле монтажной панели.
Для устранения самовозбуждения, проявляющегося себя свистами, надо возможно дальше разнести проводники анодной цепи выходной лампы и цепи управляющей сетки лампы входного каскада. Чтобы предупредить такой вид самовозбуждения, проводники входных цепей усилителей делают предельно короткими и экранируют, а экраны заземляют. Экранирование, кроме того, устраняет фон переменного тока, который может появиться из-за различных наводок во входных цепях.
Рис.6. Ячейка дополнительного развязывающего фильтра
Для борьбы с самовозбуждением, проявляющим себя
прерывистыми звуками низкого тона, часто напоминающими шум работающей
моторной лодки, надо в цепь плюсового проводника выпрямителя между каскадами
(на рис.5
обозначено крестом)
включить ячейку развязывающего фильтра (рис.6)
.
Сопротивление резистора фильтра Rф может быть 20...50 кОм, а емкость
конденсатора фильтра Сф - не менее 0,5 мкФ.
Рис.6. Монтаж усилителя на пентоде и лучевом тетроде
В вариантах усилителей НЧ могут работать другие лампы.
Триод 6С2П можно заменить лампами 6С1П, 6С3П
Двойной триод 6Н1П - лампами 6Н2П, 6Н3П
Триод-пентод 6Ф1П - лампой 6Ф3П
Пентод 6Ж1П - лампами 6Ж3П, 6Ж4П
Лучевой тетрод 6П1П - пентодом 6П14П.
Принципиальные схемы остаются такими же, но монтировать усилители надо с учетом цоколевки новых ламп. Можно также использовать лампы с октальным цоколем: в усилителе первого и второго вариантов - лампы 6С5С и 6Н8С или 6Н9С, в усилителе четвертого варианта - лампы 6Ж8 и 6П6С. Среди ламп с октальным цоколем триод-пентода, с которым можно было бы повторить усилитель третьего варианта, нет.
Какое практическое применение могут найти эти опытные усилители НЧ? Первый и второй варианты интересны в основном с познавательной точки зрения. А усилители третьего и четвертого вариантов могут быть использованы в приемниках прямого усиления и супергетеродинах, о чем мы еще будем говорить в будущем. Усилитель четвертого варианта, кроме того, может быть самостоятельной конструкцией для воспроизведения грамзаписи.
В.Борисов. "Радио" №10/1971 год
Комментарии к статье:
| Добавил: Даня | |
|
|
| Дата: 2012-07-06 |
