Транзисторний підсилювач потужності 100 Вт. Потужний УНЧ на мікросхемах TDA7294 (100 Вт). Який підсилювач потужності буде найкращим

- Сусід запарив по батареї стукати. Зробив музику голосніше, щоби його не чути.
(З фольклору аудіофілів).

Епіграф іронічний, але аудіофіл зовсім не обов'язково "хворий на всю голову" з фізіономією Джоша Ернеста на брифінгу з питань відносин з РФ, якого "пре" тому, що сусіди "щасливі". Хтось хоче слухати серйозну музику вдома, як у залі. Якість апаратури для цього потрібна така, яка у любителів децибел гучності як таких просто не міститься там, де у розсудливих людей розум, але в останніх він за розум заходить від цін на відповідні підсилювачі (УМЗЧ, підсилювач потужності звукової частоти). А в когось попутно виникає бажання долучитися до корисних та захоплюючих сфер діяльності – техніки відтворення звуку та взагалі електроніки. Які у вік цифрових технологійнерозривно пов'язані і можуть стати високоприбутковою та престижною професією. Оптимальний у всіх відносинах перший крок у цій справі – зробити підсилювач своїми руками: саме УМЗЧ дозволяє з початковою підготовкою на базі шкільної фізики на тому самому столі пройти шлях від найпростіших конструкцій на піввечора (які, проте, непогано «співають») до найскладніших агрегатів, через які із задоволенням зіграє і хороша рок-група.Мета цієї публікації – висвітлити перші етапи цього шляху для початківців і, можливо, повідомити щось нове досвідченим.

Найпростіші

Отже, спочатку спробуємо зробити підсилювач звуку, який просто працює. Щоб грунтовно вникнути в звукотехніку, доведеться поступово освоїти досить теоретичного матеріалу і не забувати в міру просування збагачувати багаж знань. Але будь-яка розумність засвоюється легше, коли бачиш і мацаєш, як вона працює в залозі. У цій статті далі теж без теорії не обійдеться - в тому, що потрібно знати спочатку і що можна пояснити без формул і графіків. А поки що достатньо буде вміння і користуватися мультитестером.

Примітка:якщо ви досі не паяли електроніку, врахуйте її компоненти не можна перегрівати! Паяльник – до 40 Вт (краще 25 Вт), максимально допустимий час паяння без перерви – 10 с. Паяний висновок для тепловідведення утримується в 0,5-3 см від місця паяння з боку корпусу приладу медичним пінцетом. Кислотні та ін. Активні флюси застосовувати не можна! Припій - ПОС-61.

Зліва на рис.- Найпростіший УМЗЧ, «який просто працює». Його можна зібрати як на германієвих, так і кремнієвих транзисторах.

На цій крихті зручно освоювати ази налагодження УМЗЧ з безпосередніми зв'язками між каскадами, що дають найчистіший звук.

• Перед першим увімкненням живлення навантаження (динамік) відключаємо;
• Замість R1 впаюємо ланцюжок із постійного резистора на 33 ком і змінного (потенціометра) на 270 ком, тобто. перший прим. вчетверо меншого, а другий прим. удвічі більшого номіналу проти вихідного за схемою;
• Подаємо живлення і, обертаючи двигун потенціометра, у точці, позначеній хрестиком, виставляємо вказаний струм колектора VT1;
• Знімаємо харчування, випоюємо тимчасові резистори і вимірюємо їх загальний опір;
• Як R1 ставимо резистор номіналу зі стандартного ряду, найближчого до виміряного;
• Замінюємо R3 на ланцюжок постійний 470 Ом + потенціометр 3,3 кОм;
• Так само, як за пп. 3-5, в т. а виставляємо напругу, що дорівнює половині напруги живлення.

Точка а, звідки знімається сигнал навантаження це т. зв. середня точка підсилювача. У УМЗЧ з однополярним харчуванням у ній виставляють половину його значення, а УМЗЧ у двополярним харчуванням – нуль щодо загального проводу. Це називається регулюванням балансу підсилювача. У однополярних УМЗЧ з ємнісною розв'язкою навантаження відключати її на час налагодження не обов'язково, але краще звикати робити це рефлекторно: розбалансований 2-полярний підсилювач із підключеним навантаженням здатний спалити свої ж потужні та дорогі вихідні транзистори, а то й «новий, хороший» і дуже дорогий потужний динамік.

Примітка:компоненти, що вимагають підбору при налагодженні пристрою в макеті, на схемах позначаються або зірочкою (*), або штрих-апостроф (').

У центрі тому ж рис.- Простий УМЗЧ на транзисторах, що розвиває вже потужність до 4-6 Вт на навантаженні 4 Ом. Хоч і працює він, як і попередній, у т. зв. класі AB1, не призначеному для Hi-Fi озвучування, але, якщо замінити парою таких підсилювач класу D (див. далі) у дешевих китайських комп'ютерних колонках, їхнє звучання помітно покращується. Тут дізнаємося про ще одну хитрість: потужні вихідні транзистори потрібно ставити на радіатори. Компоненти, що потребують додаткового охолодження, на схемах обводять пунктиром; правда, далеко не завжди; іноді – із зазначенням необхідної площі, що розсіює тепловідведення. Налагодження цього УМЗЧ – балансування за допомогою R2.

Праворуч на рис.- Ще не монстр на 350 Вт (як був показаний на початку статті), але вже цілком солідний звірюга: простий підсилювач на транзисторах потужністю 100 Вт. Музику через нього можна слухати, але не Hi-Fi, клас роботи – AB2. Однак для озвучування майданчика для пікніка або зборів на відкритому повітрі, шкільного актового чи невеликого торгового залу він цілком придатний. Аматорський рок-гурт, маючи за таким УМЗЧ на інструмент, може успішно виступати.

У цьому УМЗЧ виявляються ще 2 хитрощі: по-перше, дуже потужних підсилювачівкаскад розгойдування потужного виходу теж потрібно охолоджувати, тому VT3 ставлять на радіатор від 100 кв. див. Для вихідних VT4 та VT5 потрібні радіатори від 400 кв. див. По-друге, УМЗЧ із двополярним харчуванням зовсім без навантаження не балансуються. То один, то інший вихідний транзистор йде у відсічення, а пов'язаний у насичення. Потім на повній напрузі живлення стрибки струму при балансуванні здатні вивести з ладу вихідні транзистори. Тому для балансування (R6, чи здогадалися?) підсилювач запитують від +/–24 В, а замість навантаження включають дротяний резистор 100…200 Ом. До речі, закорючки у деяких резисторах на схемі – римські цифри, що позначають їхню необхідну потужність розсіювання тепла.

Примітка:джерело живлення для цього УМЗЧ потрібне потужністю від 600 Вт. Конденсатори фільтра, що згладжує – від 6800 мкФ на 160 В. Паралельно електролітичним конденсаторам ІП включаються керамічні по 0,01 мкФ для запобігання самозбудження на ультразвукових частотах, здатного миттєво спалити вихідні транзистори.

На польовиках

На слід. Мал. – ще один варіант досить потужного УМЗЧ (30 Вт, а при напрузі живлення 35 В – 60 Вт) на потужних польових транзисторах:

Звук від нього вже тягне на вимоги до Hi-Fi початкового рівня(якщо, зрозуміло, УМЗЧ працює на соотв. акустичні системи, АС). Потужні польовики не вимагають великої потужності для розгойдування, тому і передпотужного каскаду немає. Ще потужні польові транзистори за жодних несправностей не спалюють динаміки – самі швидше згоряють. Теж неприємно, але все-таки дешевше, ніж міняти дорогу басову голівку гучномовця (РР). Балансування і взагалі налагодження цього УМЗЧ не потрібні. Недолік у нього, як у конструкції для початківців, всього один: потужні польові транзистори набагато дорожчі за біполярні для підсилювача з такими ж параметрами. Вимоги до ІП - аналогічні перед. випадку, але потужність його потрібна від 450 Вт. Радіатори – від 200 кв. див.

Примітка:не треба будувати потужні УМЗЧ на польових транзисторах імпульсних джерел живлення, напр. комп'ютерні. При спробах «загнати» їх у активний режим, Необхідний для УМЗЧ, вони або просто згорають, або звук дають слабкий, а за якістю «ніякий». Те саме стосується потужних високовольтних біполярних транзисторівнапр. з малої розгортки старих телевізорів.

Відразу нагору

Якщо ви вже зробили перші кроки, то цілком природним буде бажання збудувати УМЗЧ класу Hi-Fi, не вдаючись надто глибоко в теоретичні нетрі.Для цього доведеться розширити парк приладів - потрібен осцилограф, генератор звукових частот (ГЗЧ) і мілівольтметр змінного струму з можливістю вимірювання постійної складової. Прототипом для повторення краще взяти УМЗЧ Е. Гумелі, докладно описаний у «Радіо» №1 за 1989 р. Для його будівництва знадобиться трохи недорогих доступних компонентів, але якість задовольняє дуже високим вимогам: потужність до 60 Вт, смуга 20-20 000 Гц, нерівномірність АЧХ 2 дБ, коефіцієнт нелінійних спотворень (КНІ) 0,01%, рівень власних шумів -86 дБ. Однак налагодити підсилювач Гумелі досить складно; якщо ви з ним упораєтесь, можете братися за будь-який інший. Втім, деякі з відомих нині обставин набагато спрощують налагодження цього УМЗЧ, див. нижче. Маючи на увазі це і те, що до архівів «Радіо» пробратися не всім вдається, доречно буде повторити основні моменти.

Схеми простого високоякісного УМЗЛ

Схеми УМЗЧ Гумелі та специфікація до них дано на ілюстрації. Радіатори вихідних транзисторів – від 250 кв. див. для УМЗЧ за рис. 1 та від 150 кв. див. для варіанта за рис. 3 (нумерація оригінальна). Транзистори передвихідного каскаду (КТ814/КТ815) встановлюються на радіатори зігнуті з алюмінієвих пластин 75х35 мм товщиною 3 мм. Замінювати КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не варто, звук помітно не покращується, але налагодження серйозно не може.

Цей УМЗЧ дуже критичний до електроживлення, топології монтажу та загальної, тому налагоджувати його потрібно у конструктивно закінченому вигляді та лише зі штатним джерелом живлення. При спробі запитати від стабілізованого ІП вихідні транзистори згоряють одразу. Тож на рис. дано креслення оригінальних друкованих платта вказівки щодо налагодження. До них можна додати, що, по-перше, якщо при першому включенні помітний «збуд», з ним борються, змінюючи індуктивність L1. По-друге, висновки встановлюваних на плати деталей повинні бути не довшими за 10 мм. По-третє, змінювати топологію монтажу вкрай небажано, але, якщо треба, на боці провідників обов'язково повинен бути рамковий екран (земляна петля, виділена кольором на рис.), а доріжки електроживлення повинні проходити поза нею.

Примітка:розриви в доріжках, до яких підключаються основи потужних транзисторів – технологічні, для налагодження, після чого запаюються краплями припою.

Налагодження цього УМЗЧ багато спрощується, а ризик зіткнутися з «збудком» у процесі користування зводиться до нуля, якщо:

• Мінімізувати міжблочний монтаж, помістивши плату на радіаторах потужних транзисторів.
• Повністю відмовитися від роз'ємів усередині, виконавши весь монтаж лише паянням. Тоді не потрібні будуть R12, R13 у потужному варіанті або R10 R11 у менш потужному (на схемах вони пунктирні).
• Використовувати для внутрішнього монтажу аудіопроводу із безкисневої міді мінімальної довжини.

За виконання цих умов із порушенням проблем немає, а налагодження УМЗЧ зводиться до рутинної процедури, описаної на рис.

Провід для звуку

Аудіопроводу не вигадка. Необхідність їх застосування нині безсумнівна. У міді з домішкою кисню на гранях кристаллітів металу утворюється найтонша плівочка оксиду. Оксиди металів напівпровідники та, якщо струм у дроті слабкий без постійної складової, його форма спотворюється. За ідеєю, спотворення на міріадах кристалітів повинні компенсувати один одного, але трохи (схоже, обумовлена ​​квантовими невизначеностями) залишається. Достатня, щоби бути поміченою вимогливими слухачами на тлі найчистішого звуку сучасних УМЗЧ.

Виробники та торговці без зазріння совісті підсовують замість безкисневої звичайну електротехнічну мідь – відрізнити одну від одної на око неможливо. Однак є сфера застосування, де підробка не проходить однозначно: кабель кручена пара комп'ютерних мереж. Покласти сітку з довгими сегментами «леварем», вона або зовсім не запуститься, або постійно глючить. Дисперсія імпульсів, чи розумієш.

Автор, коли тільки ще пішли розмови про аудіопроводи, зрозумів, що, в принципі, це не порожня балаканина, тим більше, що безкисневі дроти на той час уже давно використовувалися в техніці спецпризначення, з якою він за діяльністю був добре знайомий. Взяв тоді і замінив штатний шнур своїх навушників ТДС-7 саморобним із «вітухи» з гнучкими багатожильними проводами. Звук, на слух, стабільно покращав для наскрізних аналогових треків, тобто. на шляху від студійного мікрофона до диска, що ніде не піддавалися оцифровці. Особливо яскраво зазвучали записи на вінілі, зроблені за технологією DMM (Direct Meta lMastering, безпосереднє нанесення металу). Після цього міжблочний монтаж всього домашнього аудіо був перероблений на «вітушний». Тоді поліпшення звучання стали відзначати і випадкові люди, до музики байдужі і заздалегідь не повідомлені.

Як зробити міжблочні дроти з кручений пари, див. відео.

Відео: міжблокові дроти з витої пари своїми руками

На жаль, гнучка «вітуха» скоро зникла з продажу – погано трималася в розтисках, що обтискалися. Однак, до відома читачів, тільки з безкисневої міді робиться гнучкий «військовий» провід МГТФ та МГТФЕ (екранований). Підробка неможлива, т.к. на звичайній міді стрічкова фторопластова ізоляція досить швидко розповзається. МГТФ зараз є в широкому продажу і коштує набагато дешевше фірмових, з гарантією, аудіопроводів. Нестача у нього одна: її неможливо виконати розцвіченою, але це можна виправити бирками. Є також і безкисневі обмотувальні дроти, див.

Теоретична інтермедія

Як бачимо, вже спочатку освоєння звукотехніки нам довелося зіткнутися з поняттям Hi-Fi (High Fidelity), висока вірністьвідтворення звуку. Hi-Fi бувають різних рівнів, які ранжуються слідом. основним параметрам:

1. Смузі відтворюваних частот.
2. Динамічному діапазону - відношенню в децибелах (дБ) максимальної (пікової) вихідної потужності до рівня власних шумів.
3. Рівнем власних шумів у дБ.
4. Коефіцієнту нелінійних спотворень (КНІ) на номінальній (довготривалій) вихідній потужності. КНД на пікової потужності приймається 1% або 2% залежно від методики вимірювань.
5. Нерівномірності амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) у смузі відтворюваних частот. Для АС – окремо на низьких (НЧ, 20-300 Гц), середніх (СЧ, 300-5000 Гц) та високих (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звукових частот.

Примітка:відношення абсолютних рівнів будь-яких величин I (дБ) визначається як P(дБ) = 20lg(I1/I2). Якщо I1

Всі тонкощі та нюанси Hi-Fi потрібно знати, займаючись проектуванням та будівництвом АС, а що стосується саморобного Hi-Fi УМЗЧ для дому, то, перш ніж переходити до таких, потрібно чітко усвідомити вимоги до їх потужності, необхідної для озвучування даного приміщення, динамічного діапазону (динаміки), рівня власних шумів та КНІ. Домогтися від УМЗЧ смуги частот 20-20 000 Гц із завалом на краях по 3 дБ та нерівномірністю АЧХ на СЧ у 2 дБ на сучасній елементній базі не становить великих складнощів.

Гучність

Потужність УМЗЧ не самоціль, вона повинна забезпечувати оптимальну гучність відтворення звуку у приміщенні. Визначити її можна за кривими рівної гучності, див. Природних шумів у житлових приміщеннях тихіше 20 дБ немає; 20 дБ це лісова глуш у повний штиль. Рівень гучності в 20 дБ щодо порога чутності – це поріг виразності – шепіт розібрати ще можна, але музика сприймається лише як факт її наявності. Досвідчений музикант може визначити, який інструмент грає, але що саме – ні.

40 дБ - нормальний шум добре ізольованої міської квартири в тихому районі або заміського будинку - є поріг розбірливості. Музику від порога виразності до порога розбірливості можна слухати за наявності глибокої корекції АЧХ, насамперед, по басах. Для цього в сучасні УМЗЧ вводять функцію MUTE (приглушка, мутація, не мутація!), Що включає соотв. коригувальні ланцюги в УМЗЛ.

90 дБ – рівень гучності симфонічного оркестру у дуже гарному концертному залі. 110 дБ може видати оркестр розширеного складу в залі з унікальною акустикою, яких у світі не більше 10, це поріг сприйняття: звуки голосніше сприймаються ще як помітний за змістом зусиллям волі, але дратівливий шум. Зона гучності в житлових приміщеннях 20-110 дБ становить зону повної чутності, а 40-90 дБ – зону найкращої чутності, в якій непідготовлені та недосвідчені слухачі цілком сприймають сенс звуку. Якщо, звісно, ​​він у ньому є.

Потужність

Розрахунок потужності апаратури за заданою гучністю в зоні прослуховування чи не основне і найважче завдання електроакустики. Для себе в умовах краще йти від акустичних систем (АС): розрахувати їх потужність за спрощеною методикою, та прийняти номінальну (довготривалу) потужність УМЗЧ рівної пікової (музичної) АС. У разі УМЗЧ не додасть помітно своїх спотворень до таких АС, вони й так основне джерело нелінійності в звуковому тракті. Але й робити УМЗЧ занадто потужним годі було: у разі рівень його власних шумів може бути вище порога чутності, т.к. вважається він від рівня напруги вихідного сигналу максимальної потужності. Якщо вважати вже зовсім просто, то для кімнати звичайної квартири або будинку і АС з нормальною чутливістю (звуковою віддачею) можна прийняти слід. значення оптимальної потужності УМЗЧ:

• До 8 кв. м – 15-20 Вт.
• 8-12 кв. м – 20-30 Вт.
• 12-26 кв. м - 30-50 Вт.
• 26-50 кв. м – 50-60 Вт.
• 50-70 кв. м – 60-100 Вт.
• 70-100 кв. м - 100-150 Вт.
• 100–120 кв. м - 150-200 Вт.
• Понад 120 кв. м – визначається розрахунком за даними акустичних вимірів дома.

Динаміка

Динамічний діапазон УМЗЧ визначається за кривими рівної гучності та пороговими значеннями для різних ступенів сприйняття:

1. Симфонічна музика та джаз із симфонічним супроводом – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) ідеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) прийнятно. Звук з динамікою 80-85 дБ у міській квартирі не відрізнить від ідеального жодний експерт.
2. Інші серйозні музичні жанри - 75 дБ відмінно, 80 дБ "вище даху".
3. Попса будь-якого роду та саундтреки до фільмів – 66 дБ за очі вистачить, т.к. Дані опуси вже при записі стискаються за рівнями до 66 дБ і навіть до 40 дБ, щоб можна було слухати на чому завгодно.

Динамічний діапазон УМЗЧ, правильно обраного для даного приміщення, вважають рівним його рівню власних шумів, взятому зі знаком + це т. зв. відношення сигнал/шум.

КНІ

Нелінійні спотворення (НІ) УМЗЧ - це складові спектру вихідного сигналу, яких не було у вхідному. Теоретично НІ найкраще «заштовхати» під рівень власних шумів, але технічно це важко реалізовано. Насправді беруть до уваги т. зв. ефект маскування: на рівнях гучності нижче прим. 30 дБ діапазон сприйманих людським вухом частот звужується, як і здатність розрізняти звуки частотою. Музиканти чують ноти, але оцінити тембр звуку не можуть. Люди без музичного слуху ефект маскування спостерігається вже на 45-40 дБ гучності. Тому УМЗЧ з КНД 0,1% (-60 дБ від рівня гучності в 110 дБ) оцінить як Hi-Fi рядовий слухач, а з КНД 0,01% (-80 дБ) можна вважати звуком, що не спотворює.

Лампи

Останнє твердження, можливо, викличе неприйняття, аж до запеклого, у адептів лампової схемотехніки: мовляв, справжній звук дають тільки лампи, причому не просто якісь, а окремі типи октальних. Заспокойтеся, панове – особливий ламповий звук не фікція. Причина – принципово різні діапазони спотворень у електричних ламп і транзисторів. Які, своєю чергою, обумовлені тим, що у лампі потік електронів рухається у вакуумі і квантові ефекти у ній виявляються. Транзистор прилад квантовий, там неосновні носії заряду (електрони і дірки) рухаються в кристалі, що без квантових ефектів взагалі неможливо. Тому спектр лампових спотворень короткий і чистий: у ньому чітко простежуються лише гармоніки до 3-ї – 4-ї, а комбінаційних складових (сум та різниць частот вхідного сигналу та їх гармонік) дуже мало. Тому за часів вакуумної схемотехніки КНД називали коефіцієнтом гармонік (КГ). У транзисторів спектр спотворень (якщо вони виміряні, обмовка випадкова, див. нижче) простежується аж до 15-ї і більш високих компонент, і комбінаційних частот в ньому хоч відбавляй.

Спочатку твердотільної електроніки конструктори транзисторних УМЗЧ брали для них звичний «ламповий» КНІ в 1-2%; звук із ламповим спектром спотворень такої величини рядовими слухачами сприймається як чистий. Між іншим, і самого поняття Hi-Fi тоді ще не було. Виявилося – звучать тьмяно та глухо. У процесі розвитку транзисторної техніки виробилося розуміння, що таке Hi-Fi і що для нього потрібно.

В даний час хвороби зростання транзисторної техніки успішно подолані і побічні частоти на виході хорошого УМЗЧ важко уловлюються спеціальними методами вимірювань. А лампову схемотехніку можна вважати, що перейшла в розряд мистецтва. Його основа може бути будь-якою, чому ж електроніці туди не можна? Тут доречною буде аналогія з фотографією. Ніхто не зможе заперечувати, що сучасна цифрозеркалка дає картинку незмірно більш чітку, докладну, глибоку за діапазоном яскравостей та кольору, ніж фанерна скринька з гармошкою. Але хтось крутим Никоном «клацає фотки» типу «це мій жирний кішок нажрався як гад і спалахне розкинувши лапи», а хтось Сміною-8М на свемовську ч/б плівку робить знімок, перед яким на престижній виставці товпиться народ.

Примітка:і ще раз заспокойтесь – не все так погано. На сьогодні у лампових УМЗЧ малої потужності залишилося принаймні одне застосування і не останньої важливості, для якого вони технічно необхідні.

Досвідчений стенд

Багато любителів аудіо, щойно навчившись паяти, тут же «йдуть у лампи». Це в жодному разі не заслуговує на осуд, навпаки. Інтерес до витоків завжди виправданий і корисний, а електроніка стала на лампах. Перші ЕОМ були ламповими, і бортова електронна апаратура перших космічних апаратів була також ламповою: транзистори тоді вже були, але не витримували позаземної радіації. Між іншим, тоді під найсуворішим секретом створювалися і лампові мікросхеми! На мікролампах із холодним катодом. Єдина відома згадка про них у відкритих джерелах є в рідкісній книзі Митрофанова та Пікерсгіля «Сучасні приймально-підсилювальні лампи».

Але вистачить лірики, до діла. Для любителів повозитися з лампами на рис. - Схема стендового лампового УМЗЧ, призначеного саме для експериментів: SA1 перемикається режим роботи вихідної лампи, а SA2 - напруга живлення. Схема добре відома в РФ, невелика доопрацювання торкнулася лише вихідного трансформатора: тепер можна не лише «ганяти» в різних режимах рідну 6П7С, а й підбирати для інших ламп коефіцієнт включення екранної сітки в ульралінійному режимі; для переважної більшості вихідних пентодів та променевих тетродів він або 0,22-0,25, або 0,42-0,45. Про виготовлення вихідного трансформатора див.

Гітаристам та рокерам

Це той випадок, коли без ламп не обійтися. Як відомо, електрогітара стала повноцінним солюючим інструментом після того, як попередньо посилений сигнал зі звукознімача стали пропускати через спеціальну приставку - фьюзер - навмисне спотворює його спектр. Без цього звук струни був дуже різким і коротким, т.к. електромагнітний звукознімач реагує лише на моди її механічних коливань у площині деки інструменту.

Незабаром виявилася неприємна обставина: звучання електрогітари з ф'юзером набуває повної сили і яскравості тільки на великих гучностях. Особливо це проявляється для гітар зі звукознімачом типу хамбакер, що дає "злий" звук. А як бути початківцю, вимушеному репетирувати вдома? Не йти ж до зали виступати, не знаючи точно, як там зазвучить інструмент. І просто любителям року хочеться слухати улюблені речі в повному соку, а рокери народ загалом пристойний і неконфліктний. Принаймні ті, кого цікавить саме рок-музика, а не антураж із епатажем.

Так ось, виявилося, що фатальний звук з'являється на рівнях гучності, прийнятних для житлових приміщень, якщо ламповий УМЗЧ. Причина – специфічна взаємодія спектра сигналу з фьюзера з чистим та коротким спектром лампових гармонік. Тут знову доречна аналогія: ч/б фото може бути набагато виразніше за кольоровий, т.к. залишає для перегляду лише контур та світло.

Тим, кому ламповий підсилювач потрібен не для експериментів, а через технічну необхідність, довго освоювати тонкощі лампової електроніки дозвілля, вони іншим захоплені. УМЗЧ у такому разі краще робити безтрансформаторний. Точніше – з однотактним узгоджуючим вихідним трансформатором, який працює без постійного підмагнічування. Такий підхід набагато спрощує та прискорює виготовлення найскладнішого та найвідповідальнішого вузла лампового УМЗЧ.

"Безтрансформаторний" ламповий вихідний каскад УМЗЧ та попередні підсилювачі до нього

Праворуч на рис. дана схема безтрансформаторного вихідного каскаду лампового УМЗЧ, а зліва - варіанти попереднього підсилювача для нього. Вгорі - з регулятором тембру за класичною схемою Баксандала, що забезпечує досить глибоке регулювання, але вносить невеликі фазові спотворення сигнал, що може бути істотно при роботі УМЗЧ на 2-смугову АС. Внизу – підсилювач з регулюванням тембру простіше, що не спотворює сигнал.

Але повернемося до «оконечника». У ряді зарубіжних джерел дана схема вважається одкровенням, однак ідентична їй, за винятком ємності електролітичних конденсаторів, виявляється в радянському «Довіднику радіоаматора» 1966 р. Товстезна книжка на 1060 сторінок. Не було тоді інтернету та баз даних на дисках.

Там же, праворуч на рис., Коротко, але ясно описані недоліки цієї схеми. Удосконалена з того ж джерела дана на слід. Мал. праворуч. У ній екранна сітка Л2 запитана від середньої точки анодного випрямляча (анодна обмотка силового трансформатора симетрична), а екранна сітка Л1 через навантаження. Якщо замість високоомних динаміків включити узгоджувальний трансформатор із звичайним динаміком, як у перед. схемою, вихідна потужність скласти бл. 12 Вт, т.к. активний опір первинної обмотки трансформатора набагато менше 800 Ом. КНИ цього кінцевого каскаду з трансформаторним виходом – прим. 0,5%

Як зробити трансформатор?

Головні вороги якості потужного сигнального НЧ (звукового) трансформатора - магнітне поле розсіювання, силові лінії якого замикаються, обминаючи магнітопровід (сердечник), вихрові струми в магнітопровід (струми Фуко) і, меншою мірою - магнітострикція в сердечнику. Через це явище недбало зібраний трансформатор «співає», гуде чи пищить. Зі струмами Фуко борються, зменшуючи товщину пластин магнітопроводу і додатково ізолюючи їх лаком при складанні. Для вихідних трансформаторів оптимальна товщина пластин – 0,15 мм, максимально допустима – 0,25 мм. Брати для вихідного трансформатора пластини тонше не слід: коефіцієнт заповнення керна (центрального стрижня магнітопроводу) сталлю впаде, перетин магнітопроводу для отримання заданої потужності доведеться збільшити, через що спотворення і втрати в ньому тільки зростуть.

У сердечнику звукового трансформатора, що працює з постійним підмагнічуванням (напр., анодним струмом однотактного вихідного каскаду), повинен бути невеликий (визначається розрахунком) немагнітний зазор. Наявність немагнітного зазору, з одного боку, зменшує спотворення сигналу постійного підмагнічування; з іншого - в магнітопроводі звичайного типу збільшує поле розсіювання і вимагає осердя більшого перерізу. Тому немагнітний зазор потрібно розраховувати на оптимум і виконувати якнайточніше.

Для трансформаторів, що працюють з підмагнічуванням, оптимальний тип сердечника – із пластин Шп (просічених), поз. 1 на рис. Вони немагнітний зазор утворюється при просічці керна і тому стабільний; його величина вказується у паспорті на пластини або заміряється набором щупів. Поле розсіювання мінімальне, т.к. бічні гілки, через які замикається магнітний потік, цілісні. З пластин Шп часто збирають і осердя трансформаторів без підмагнічування, т.к. пластини Шп роблять із високоякісної трансформаторної сталі. У такому разі сердечник збирають вперекришку (пластини кладуть просіканням то в один, то в інший бік), а його перетин збільшують на 10% проти розрахункового.

Трансформатори без підмагнічування краще мотати на сердечниках УШ (зменшеної висоти із розширеними вікнами), поз. 2. Вони зменшення поля розсіювання досягається з допомогою зменшення довжини магнітного шляху. Оскільки пластини УШ доступніші за Шп, з них часто набирають і сердечники трансформаторів з підмагнічуванням. Тоді збирання сердечника ведуть накрий: збирають пакет із Ш-пластин, кладуть смужку непровідного немагнітного матеріалу товщиною у величину немагнітного зазору, накривають ярмом з пакета перемичок і стягують разом обоймою.

Примітка:"звукові" сигнальні магнітопроводи типу ШЛМ для вихідних трансформаторів високоякісних лампових підсилювачів мало придатні, у них велике поле розсіювання.

На поз. 3 дана схема розмірів осердя для розрахунку трансформатора, на поз. 4 конструкція каркаса обмоток, але в поз. 5 - форма його деталей. Що ж до трансформатора для «безтрансформаторного» вихідного каскаду, його краще робити на ШЛМме вперекришку, т.к. підмагнічування мізерно мало (струм підмагнічування дорівнює струму екранної сітки). Головне завдання тут - зробити обмотки якомога компактніше з метою зменшення поля розсіювання; їхній активний опір все одно вийде набагато менше 800 Ом. Чим більше вільного місця залишиться у вікнах, краще вийшов трансформатор. Тому обмотки мотають виток до витка (якщо немає намотувального верстата, це маєта жахлива) з якомога тоншого дроту, коефіцієнт укладання анодної обмотки для механічного розрахунку трансформатора беруть 0,6. Обмотковий провід - марок ПЕТВ або ПЕММ, у них жила безкиснева. ПЕТВ-2 або ПЕММ-2 брати не треба, у них від подвійного лакування збільшений зовнішній діаметр і поле розсіювання буде більше. Первинну обмотку мотають першою, т.к. саме її поле розсіювання найбільше впливає звук.

Залізо цього трансформатора потрібно шукати з отворами в кутах пластин і стяжними скобами (див. рис. справа), т.к. "для повного щастя" складання магнітопроводу проводиться в слід. порядку (зрозуміло, обмотки з висновками та зовнішньою ізоляцією повинні бути вже на каркасі):

1. Готують розбавлений вдвічі акриловий лак або, по-старому, шеллак;
2. Пластини з перемичками швидко покривають лаком з одного боку і якнайшвидше, не придушуючи сильно, вкладають у каркас. Першу пластину кладуть лакованою стороною всередину, наступну - нелакованою стороною до першої лакованої і т.д;
3. Коли вікно каркаса заповниться, накладають скоби і туго стягують болтами;
4. Через 1-3 хв, коли видавлювання лаку із зазорів мабуть припиниться, додають пластин знову до заповнення вікна;
5. Повторюють пп. 2-4, поки вікно не буде туго набите сталлю;
6. Знову туго стягують сердечник та сушать на батареї тощо. 3-5 діб.

Зібраний за такою технологією сердечник має дуже хорошу ізоляцію пластин та заповнення сталлю. Втрат на магнітострикцію взагалі не виявляється. Але врахуйте - для сердечників їх пермалоя дана методика не застосовна, т.к. від сильних механічних впливів магнітні властивості пермалою незворотно погіршуються!

На мікросхемах

УМЗЧ на інтегральних мікросхемах (ІМС) роблять найчастіше ті, кого влаштовує якість звуку до середнього Hi-Fi, але більш приваблює дешевизна, швидкість, простота складання та повна відсутність будь-яких налагоджувальних процедур, які потребують спеціальних знань. Просто підсилювач на мікросхемах – оптимальний варіант для «чайників». Класика жанру тут - УМЗЧ на ІМС TDA2004, що стоїть на серії, дай бог пам'яті, вже років 20, зліва на рис. Потужність – до 12 Вт на канал, напруга живлення – 3-18 В однополярна. Площа радіатора – від 200 кв. див. для максимальної потужності. Гідність – здатність працювати на дуже низькоомне, до 1,6 Ом, навантаження, що дозволяє знімати повну потужність при живленні від бортової мережі 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовому живленні, наприклад, на мотоциклі. Однак вихід TDA2004 у класі В некомплементарний (на транзисторах однакової провідності), тому звучок точно не Hi-Fi: КНІ 1%, динаміка 45 дБ.

Більш сучасна TDA7261 звук дає не краще, але потужніше, до 25 Вт, т.к. верхня межа напруги живлення збільшена до 25 В. Нижня, 4,5 В, все ще дозволяє запитуватись від 6 В бортмережі, тобто. TDA7261 можна запускати практично від усіх бортмереж, крім літакової 27 В. За допомогою навісних компонентів (обв'язування, праворуч на рис.) TDA7261 може працювати в режимі мутування і з функцією St-By (Stand By, чекати), що переводить УМЗЧ в режим мінімального енергоспоживання за відсутності вхідного сигналу протягом певного часу. Зручності коштують грошей, тому для стерео потрібна буде пара TDA7261 із радіаторами від 250 кв. див. для кожної.

Примітка:Якщо вас чимось залучають підсилювачі з функцією St-By, врахуйте – чекати від них динаміки ширші за 66 дБ не варто.

"Надекономічна" по живленню TDA7482, зліва на рис., що працює в т. зв. клас D. Такі УМЗЧ іноді називають цифровими підсилювачами, що неправильно. Для справжньої оцифровки з аналогового сигналу знімають відліки рівня з частотою квантування, не менше ніж удвічі більшою за найвищу з відтворюваних частот, величина кожного відліку записується завадостійким кодом і зберігається для подальшого використання. УМЗЧ класу D – імпульсні. Вони аналог безпосередньо перетворюється на послідовність широтно-модулированных імпульсів (ШИМ) високої частоти, що й подається на динамік через фільтр низьких частот (ФНЧ).

Звук класу D з Hi-Fi не має нічого спільного: КНІ в 2% і динаміка в 55 дБ для УМЗЧ класу D вважаються дуже добрими показниками. І TDA7482 тут, треба сказати, вибір не оптимальний: інші фірми, що спеціалізуються на класі D, випускають ІМС УМЗЧ дешевше і вимагають меншої обв'язки, напр., D-УМЗЧ серії Paxx, праворуч на рис.

З TDAшек слід відзначити 4-канальну TDA7385, див. рис., на якій можна зібрати хороший підсилювач для колонок до середнього Hi-Fi включно, з поділом частот на 2 смуги або для системи з сабвуфером. Розфільтрування НЧ та СЧ-ВЧ у тому й іншому випадку робиться по входу на слабкому сигналі, що спрощує конструкцію фільтрів та дозволяє глибше розділити смуги. А якщо акустика сабвуферна, то 2 канали TDA7385 можна виділити під суб-УНЧ бруківки (див. нижче), а решта 2 задіяти для СЧ-ВЧ.

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, що можна перекласти як «підбасовик» або, дослівно, «підгавкувач» відтворює частоти до 150-200 Гц, у цьому діапазоні людські вуха практично не здатні визначити напрямок джерела звуку. В АС із сабвуфером «підбасовий» динамік ставлять у готельне акустичне оформлення, це і є сабвуфер як такий. Сабвуфер розміщують, в принципі, як зручніше, а стереоефект забезпечується окремими СЧ-ВЧ каналами зі своїми малогабаритними АС, до акустичного оформлення яких особливо серйозних вимог не висувається. Знавці сходяться на тому, що стерео краще все ж таки слухати з повним поділом каналів, але сабвуферні системи істотно економлять кошти або працю на басовий тракт і полегшують розміщення акустики в малогабаритних приміщеннях, чому і користуються популярністю у споживачів зі звичайним слухом і не особливо вимогливих.

«Просочування» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а з нього в повітря сильно псує стерео, але, якщо різко «обрубати» підбаси, що, до речі, дуже складно і дорого, то виникне дуже неприємний на слух ефект перескоку звуку. Тому розфільтрування каналів у сабвуферних системах проводиться двічі. На вході електричними фільтрами виділяються СЧ-ВЧ із басовими «хвостиками», які не перевантажують СЧ-ВЧ тракт, але забезпечують плавний перехід на підбас. Баси з СЧ «хвостиками» поєднуються і подаються на окремий УМЗЧ для сабвуфера. Дофільтровуються СЧ, щоб не псувалося стерео, в сабвуфері вже акустично: підбасовий динамік ставлять, напр., в перегородку між резонаторними камерами сабвуфера, що не випускають СЧ назовні, див.

До УМЗЧ для сабвуфера пред'являється низка специфічних вимог, з яких «чайники» головним вважають можливо більшу потужність. Це зовсім неправильно, якщо, скажімо, розрахунок акустики під кімнату дав для однієї колонки пікову потужність W, потужність сабвуфера потрібна 0,8(2W) або 1,6W. Напр. якщо для кімнати підходять АС S-30, то сабвуфер потрібен 1,6х30 = 48 Вт.

Набагато важливіше забезпечити відсутність фазових та перехідних спотворень: підуть вони – перескок звуку обов'язково буде. Що стосується КНД, то він допустимо до 1% Власні спотворення басів такого рівня не чути (див. криві рівної гучності), а «хвости» їх спектру в найкраще чутної СЧ області не виберуться із сабвуфера назовні.

Щоб уникнути фазових і перехідних спотворень, підсилювач для сабвуфера будують за т. зв. бруківці: виходи 2-х ідентичних УМЗЧ включають зустрічно через динамік; сигнали на входи подаються у протифазі. Відсутність фазових та перехідних спотворень у бруківці обумовлена ​​повною електричною симетрією шляхів вихідного сигналу. Ідентичність підсилювачів, що утворюють плечі моста, забезпечується застосуванням спарених УМЗЧ на ІМС, виконаних на одному кристалі; це, мабуть, єдиний випадок, коли підсилювач на мікросхемах кращий за дискретний.

Примітка:потужність мостового УМЗЧ не подвоюється, як вважають деякі, вона визначається напругою живлення.

Приклад схеми мостового УМЗЧ для сабвуфера до 20 кв. м (без вхідних фільтрів) на ІМС TDA2030 дано на рис. зліва. Додаткове відфільтрування СЧ здійснюється ланцюгами R5C3 та R'5C'3. Площа радіатора TDA2030 – від 400 кв. див. У мостових УМЗЧ з відкритим виходом є неприємна особливість: при розбалансі мосту в струмі навантаження з'являється постійна складова, здатна вивести з ладу динамік, а схеми захисту на підбас часто глючать, відключаючи динамік, коли не треба. Тому краще захистити дорогу НЧ головку "дубово", неполярними батареями електролітичних конденсаторів (виділено кольором, а схема однієї батареї дана на врізанні).

Трохи про акустику

Акустичне оформлення сабвуфера – особлива тема, але якщо тут дано креслення, то потрібні й пояснення. Матеріал корпусу – МДФ 24 мм. Труби резонаторів - з досить міцного пластику, що не дзвінить, напр., поліетилену. Внутрішній діаметр труб – 60 мм, виступи всередину 113 мм у великій камері та 61 у малій. Під конкретну головку гучномовця сабвуфер доведеться переналаштувати за найкращим басом і, водночас, за найменшим впливом на стереоефект. Для налаштування труби беруть свідомо більшу довжину і, засуваючи-висуваючи, домагаються необхідного звучання. Виступи труб назовні на звук не впливають, потім їх відрізають. Налаштування труб взаємозалежне, так що повозитися доведеться.

Підсилювач для навушників

Підсилювач для навушників роблять своїми руками найчастіше з 2-х причин. Перша – слухання «на ходу», тобто. поза домом, коли потужності аудіовиходу плеєра або смартфона не вистачає для розгойдування «гудзиків» або «лопухів». Друга – для висококласних домашніх навушників. Hi-Fi УМЗЧ для звичайної житлової кімнати потрібен з динамікою до 70-75 дБ, але динамічний діапазон найкращих сучасних стереонавушників перевищує 100 дБ. Підсилювач з такою динамікою коштує дорожче за деякі автомобілі, а його потужність буде від 200 Вт у каналі, що для звичайної квартири занадто багато: прослуховування на сильно заниженій проти номінальної потужності псує звук, див. вище. Тому має сенс зробити малопотужний, але з гарною динамікою окремий підсилювач саме для навушників: ціни на побутові УМЗЧ із таким доважком завищені явно безглуздо.

Схема найпростішого підсилювача для навушників на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук - хіба що для китайських «ґудзичок», працює в класі B. Економічності теж не відрізняється - 13-мм літієвих батарейок вистачає на 3-4 години при повній гучності. На поз. 2 - TDAшна класика для навушників «на хід». Звук, втім, дає цілком пристойний, до середнього Hi-Fi, дивлячись за параметрами оцифрування треку. Аматорським удосконаленням обв'язки TDA7050 немає числа, але переходу звуку на наступний рівень класності поки не досяг ніхто: сама «мікруха» не дозволяє. TDA7057 (поз. 3) просто функціональніший, можна підключати регулятор гучності на звичайному, не здвоєному потенціометрі.

УМЗЧ для навушників на TDA7350 (поз. 4) розрахований вже на розгойдування хорошої індивідуальної акустики. Саме на цій ІМС зібрані підсилювачі для навушників у більшості побутових УМЗЧ середнього та високого класу. УМЗЧ для навушників на KA2206B (поз. 5) вважається вже професійним: його максимальної потужності в 2,3 Вт вистачає і для розгойдування таких серйозних ізодинамічних «лопухів», як ТДС-7 та ТДС-15.

Параметри підсилювача:

Вихідна потужність на навантаженні 4 Ом, щонайменше: 100 Вт

Смуга пропускання: 10 - 400000 Гц

Швидкість наростання: 60 В/мкс

Спотворення: - не до ночі будуть згадані, але дуже малі

Якось спробував виміряти стандартними шляхами. Г3-102 на 1 кГц давав близько 0,02%. Після підсилювача вийшло 0,005%. Очевидно, вельми широкий спектр гармонік генератора фільтрувався вище 20 кГц вхідним ланцюжком. R 1 C 2, а своїх спотворень підсилювач практично не додавав. Ось і одержав, що отримав. Через брак Брюль&К'єровських спектроаналізаторів вирішив тему закрити і оголосити параметри достатніми, як це успішно робить Роллс-Ройс.

Схема

Спочатку хрестоматійний дифкаскад (Т1, Т2) з хрестоматійним генератором струму (Т3). Нічого незвичайного. Частота зрізу (С3 R 4) обрана злегка за 20 кГц, благо хороші частотні властивості наступних каскадів це дозволяють. Підсилювач напруги (Т4) доповнений емітерним повторювачем (Т5). Наскільки це покращує частотні властивості, можете переконатись самі, порівнявши осцилограми крутих фронтів з ним і без нього. Смуга пропускання підсилювача (в розумних межах) практично лінійно залежить від струму через цей каскад. Отже, хочете мати півмегагерца - задавайте струм не менше 20 мА, що й зроблено. Тому Т5 та Т6, що розсіюють кожен близько 1 Вт, кріпіть на радіаторах. Досить найпростіших пластинчастих по 10 см 2 . Наступна особливість – С5, С6. Справа в тому, що ємність колектор-база Т7 і Т8 при роботі на великих амплітудах гуляє десь від 10 до 100 пФ, так само гуляє за сигналом частота зрізу. Це не корисно. 200 пФ, включених паралельно база-колекторному переходу явно погіршує частотні властивості каскаду на малих амплітудах, але стабілізує частоту зрізу, а завдяки великому струму попереднього каскаду вона залишається досить високою (близько 400 кГц). Початковий струм цих транзисторів за допомогою D 3- D 5, R 11 та R 12 обраний близько 20 мА. Це багато, але правильно. Порівняно великий струм плюс низькі номінали R 11 та R 12 при замкнених кінцевих транзисторах на малих амплітудах сигналу дозволяє не перериватися загального зворотного зв'язку, що робить спостереження, що не спостерігаються, типу «сходинка» що на 20, що на 100 кГц. Знову ж таки, 20 Ом у базових ланцюгах Т9 і Т10 дозволяють швидко розсмоктуватись базовим зарядам, і навіть на більших рівнях ВЧ-сигналу наскрізний струм перестає бути загрозою. Звісно, ​​цих транзисторів потрібні радіатори аналогічні попереднім. База-емітерні напруги Т9 і Т10 обрані близько 20 Ом * 20 мА = 400 мВ, тобто. за 200-300 мВ до початку відмикання, що радикально вирішує проблему термостабілізації початкового струму. Нема струму – немає проблеми. Це також підвищує загальний к.п.д. підсилювача. На гучності, коли у підсилювача Audiolab 8000 S (заявлена ​​вихідна потужність 60 Вт) через 15-20 хв спрацьовував тепловий захист, даний підсилювач працював, особливо не перегріваючись.

Деталі

D1 – D5 - КД521 або будь-які подібні до них.

Т1, Т2– КТ3102А, бажано відібрати з близькими коефіцієнтами посилення та напругою база-емітер, хоча це й не критично.

Т3- КТ817Г без особливих претензій. Чому КТ817, а чи не КТ815? Тому що 817-те у нас, на відміну від 815-х, вміють робити. Їх можна ставити будь-куди без відбору, а у 815-х зустрічаються партії з аномально низькою пробивною напругою колектор-емітер.

Т4- КТ3107І, КТ3108, КТ313. І його треба відібрати за пробивною напругою. Закоротіть базу з емітером і подайте щодо них на колектор негативні 200 В через резистор 100-200 кОм. Виміряйте високоомним вольтметром або осцилографом напругу колектор-емітер. Бажано отримати щонайменше 120 У. Менше 90 У – прямий шлях до вигоряння підсилювача.

Т5, Т6- КТ602 з будь-якою буквою без відбору і це, мабуть, найкращий вибір для цього каскаду.

У фазоінверторі Т7і Т8в пару до пристойного КТ817Г (Т7) замість КТ816 (знову потворне виконання) включений КТ639Е, Ж (Т8). Його теж бажано відібрати за пробивною напругою не менше 120 В. Для повноти щастя можна відібрати цю парочку ще й за коефіцієнтами посилення не менше 50, але серед 90% з будь-якої партії вони і так краще.

Т9– КТ864, Т10 – КТ865 – дуже гідна пара. Можна з деяким (не фатальним) погіршенням частотних параметрів застосувати нашу класику – КТ819Г, КТ818Г у пластмасі чи металі залежно від бажаної вихідний потужності. До речі, зниження напруги живлення в 2-3 рази при пропорційному зменшенні R 8 не впливає на параметри підсилювача за винятком, природно, максимальної вихідної потужності, яка знижується приблизно пропорційно квадрату зниження напруги живлення.

З 1- краще металоплівковий типу К10-17 або йому подібний.

С4– найкращий вибір – неполярний Black Gate Але 10 $ за конденсатор - не для всіх вдала покупка, так що ставте радянські неполярні електроліти. Якщо знайдете. Якщо не знайдете – тоді Ваш вибір – К50-16 плюсом на землю, напруга бажано не менше 50 В. Все одно працюватиме.

L1 мотається обмотувальним дротом 0,6 – 0,8 мм діаметром на двоватному R 17 в один шар, але якщо довжина Ваших колонкових проводів менше 1 км, можете взагалі відмовитися від цієї ( L 1, R 17) ланцюжка.

Складання

Доречні всі стандартні вимоги до монтажу ВЧ пристроїв. Чотири «земляні» точки – не забаганка, а жорстока необхідність. Кожну з них тягніть окремим дротом до середньої точки конденсаторів фільтра живлення. Туди ж прийде нижній провід навантаження. Спроба об'єднання на друкованій платі згаданих чотирьох «земель» та з'єднання їх з блоком живлення одним дротом зазвичай призводить до непереборного ВЧ свисту. Живити в стереоваріанті кожен підсилювач від свого блоку живлення, звичайно, добре, але надто розкішно. Достатньо мати на кожен канал свій двополярний міст із парою конденсаторів не менше 4700 мкФ х 50 В, двополярної обмотки на трансформаторі достатньо однієї. Такий варіант дає розв'язку по живленню краще 60 дБ, що для Hi - Fi більш ніж достатньо.

Увімкнення

Перше включення бажано проводити без навантаження, включивши в + і - проводи, що живлять по двоватному резистори Ом на 50. Якщо при складанні припущена помилка - нехай краще згорять вони. Якщо одразу не згоріли – дивимося постійну складову на виході. Має бути не більше 15 мВ. Якщо більше – найімовірніше проблема в неподібності транзисторів дифкаскаду. Можна трохи поваріювати R 4, домагаючись мінімуму зсуву. Далі контролюємо напруги на базах вихідних транзисторів. Повинні бути: +400 мВ для Т9 та -400 мВ для Т10. 50 мВ туди-сюди ролі не грають. Потім подаємо на вхід синус 1-10 кГц і плавно збільшуємо, контролюючи амплітуду осцилографом на виході аж до обмеження. При правильній збірці ні свисту, ні присвисту, ні на одній ділянці синусоїди у всьому діапазоні амплітуд не повинно бути. Якщо це так, прибирайте резистори в харчуванні та перевіряйте все те саме на еквіваленті навантаження. Якщо підсилювач не свистить і не вигоряє, підключайте колонки та слухайте музику.

Друкована плата та ще трохи інформації щодо цього підсилювача в .

Підсилювач, що пропонується, завдяки своїм чудовим технічним характеристикам рекомендується для роботи з домашнім електроакустичним обладнанням Hi-Fi.

У його конструкції використані інтегральні схеми TDA7294, що виробляються фірмою SGS-THOMPSON. У своїй структурі вони мають захист від замикання у навантаженні від перегріву, і навіть систему шумопонижения.

Технічні характеристики підсилювача:

• вхідний опір 22 кОм;
• смуга відтворюваних частот 20 Гц-100 кГц;
• потужність вихідна постійна 70 Вт/8 Ом;
• потужність музична 100 Вт/8 Ом (ІІвр. +/- 40 В).

Принципова схема

Вхідний сигнал подається на вхід підсилювача через конденсатор С1 та низькочастотний фільтр, що складається з резистора R1 та конденсатора С2. Резистор R4 вводить негативний зворотний зв'язок. Схеми "MUTT" та "STANDBY", якими обладнано підсилювач, автоматично включаються після включення живлення.

Мал. 1. Принципова схема потужного УНЧ мікросхемі TDA7294 (100 Вт).

У разі необхідності зміни постійної тимчасової цих контурів слід відповідним чином підібрати величини конденсаторів С9 і СЮ. Не рекомендується зменшувати величини резисторів R5 і R6, оскільки це може призвести до перевищення максимально допустимого вхідного струму для входів MUNF і STANDBY.

Деталі та монтаж

Вбудований термічний захист вимикає підсилювач при зростанні температури схеми понад 145 °С. Монтаж підсилювача не повинен бути складним. Складання слід почати з впаювання всіх перемичок. Потім потрібно впаяти резистори та конденсатори.

Інтегральні схеми слід спочатку прикріпити до радіаторів, а потім впаяти у плату. Це захистить точки паяння від випадкового відривання.

Радіатори, які необхідно використовувати в підсилювачі, повинні забезпечувати відповідне відведення тепла від інтегральних схем, інакше вони вимикатимуться.

Для повного використання можливостей підсилювача слід обладнати хорошим блоком живлення. Найкраще використовувати тороїдальний трансформатор потужністю 300 Вт та батарею конденсаторів 2 х 10000 мкФ. Можна також використовувати два трансформатори потужністю 150 Вт кожен і встановити окремі блоки живлення для кожного каналу.

Напруга, що живить підсилювач, може бути в межах +/-10-+/- 40 В. У жодному разі не можна перевищувати напругу в 40 В, оскільки це загрожує пошкодженням дорогих інтегральних схем.

При включенні підсилювача необхідно послідовно з живленням включити резистор потужністю в кілька ват і з опором в кілька десятків, що запобіжить інтегральні схеми у разі замикань на платі.

Струм спокою підсилювача при живленні напругою +/-40 не повинен бути більше 60 мА. Постійна напруга на виході інтегральних схем, що вимірюється щодо маси, має дорівнювати 0 В.

Коментарі (12):

#1 Володимир Січень 08 2017

Зібрав цей пристрій. По помилці при першому включенні неправильно підключив полярність вилетів діод один 4001 D4 і конденсатор 220мкф 63в С11 рвонув, замінив, транзистори все продзвонив робочі 100пудів. Результат при включенні стоянка на виході (лампочка 12в горить яскраво (24вольта і зворотної полярності)) і гріється резистор R4 і дметься конденцатор С2. Народ якщо хто знає рішення відгукнеться, може схема неробоча? хто збирав?

#2 root Січень 09 2017

Після такого випадку перевірку варто почати з відключеного від підсилювача джерела живлення, продзвонити випрямні діоди і виміряти напруги на виході для кожного плеча (+ і земля, - і земля).
Після цього:

• Перевірка монтажу, чи зайвих з'єднань, чи всі деталі добре пропаяні, чи відповідає з'єднання на друкованій платі принципової схеми підсилювача;
• Перевірка номіналів усіх деталей – опір резисторів бажано перевірити тестером, діоди та транзистори продзвонити;
• Усі електролітичні конденсатори бажано замінити, деякі можуть бути зіпсовані і без зовнішніх ознак несправності;
• Перед включенням підсилювача в розрив кожної лінії живлення можна тимчасово підключити по лампочці розрахованої на напругу живлення, або запобіжнику на 2-3А.

#3 Володимир Лютий 26 2017

Дуже дякую, думав ніхто і не відповість. Все добре пропаяно, всі деталі подзвонив. Може справа в харчуванні, я брав з комп'ютерного блоку живлення 2 обмотки по 12вольт зміни в результаті випрямлення отримав +30 загальний -30 вольт може цього багато?)))) Ну чи може у мене не ті транзистори, TIP142 і TIP147 тільки ось вони ніфіга не схожі на те, що тут на фотографії (більше за розмірами). Найцікавіше те що коли я міряю напругу на базі одного з них (TIP) то в одного 2вольта а в іншого чет в районі 50вольт. Я не мега шарю в радіоділі просто побачив вирішив зібрати плату витрав з принтера так що помилки не може бути. Їздив навіть у сервісний центр із моїм пристроєм, розвели руками не можуть зрозуміти принцип цієї схеми. Шкода витраченого часу та грошей. Розумію що моя помилка що поквапився але млинець я ж поміняв несправні деталі і все рівно не працює. Шкода що малесенька можливість роботи схем з інтернету. Думаю може це все 241 транзюк винен або дрібний 556. Але й їх я змінював))) Так що........

#4 root Лютий 27 2017

Щодо комп'ютерного БП - в даному випадку ідея не дуже хороша, там швидше за все потрібна серйозніша переробка, ніж просто домотати/відмотати обмотки. І ще, щодо ліній живлення 12В, які є спочатку в комп'ютерному БП - одна з них (синій дріт, -12В) розрахована на дуже маленький струм (0.3-0,5А).
Тут краще використовувати хоча б 4 акумулятори по 12В (24+24В) або дістати/виготовити трансформатор з двома вторинними обмотками на напругу порядку 30В і струм 4-6А. Після випрямлення діодним мостом та згладжування електролітичними конденсаторами отримаємо напругу десь у районі 2х40В.
Перевірити тестери діоди D2, D3, D4, вони повинні бути такого номіналу як на схемі, це важливо.
Цілком можливо, що ви за крок від працюючої схеми, хто знає...

Схема двополярного блоку живлення:

#5 Andriy Серпень 07 2017

яке навантаження в Омах можна давати

#6 root Серпень 07 2017

4 Ома, 8 Ом...

#7 Олександр Анатолійович Березень 05 2018

Цей підсилювач збирати НЕ МОЖНА! Він горить, як доброго ранку. Я вже не знаю, що там у ньому чудово збалансовано, але краще зробити якусь іншу схему, наприклад підсилювач Брагіна 1, Трошина (модернізований) Лайкова, Худа, і. і т.д.

Їздив навіть у сервісний центр із моїм пристроєм, розвели руками не можуть зрозуміти принцип цієї схеми ***** обходьте цей "сервіс" стороною.. там неучи.. класичний варіант унч....це їм не модуля і ємкість міняти....за нереальні гроші..не розуміючи як це працює..

#9 паша Березень 14 2018

Я збирав його працює відмінно,в друга працює досі на s90 4om скарг немає легка схема і повторюваність 100% працює без налаштування!

#10 CcbikyH Березень 14 2018

Друк розведений криво, зміщення виходу мало, температурної стабілізації немає - він згорить.

#11 ОЛЕКСІЙ Червень 02 2018

Зібрав. Працює від 40 вольт на вході. Потужність досить гарна. Але тестував його без радіаторів і після хвилини роботи згоріли всі транзистори. Тож навіть не варто намагатися запускати його без додаткового охолодження

#12 Master Квітень 06 2019

Збирав на ТИПАХ. Круто грав, харчування близько 36 вольт +/-, разом 72 вольта було щоб зрозуміліше, харчування брав від старого відеомагнітофона. ТИПИ згоріли навіть при радіаторі ... Змінив і ще встановив два кулери від комп'ютера. Зробив окремий вмикач, щоб вони не шуміли, коли треба послухати тихо. Загалом гарний обдув потрібен на великій гучності. Схема супер. Найлегша і дуже потужна. Навіть мені без досвіду вдалося зібрати для експерименту.

Євгенія Смирнова

Посилати світло в глибину людського серця – ось призначення художника

Підключення динаміків до ноутбука, телевізора або іншого джерела музики іноді потребує посилення сигналу за допомогою окремого пристрою. Ідея зібрати підсилювач своїми руками хороша, якщо ви схильні до роботи з друкованими платами в домашніх умовах і маєте деякі технічні навички.

Як зробити підсилювач звуку

Початок робіт зі збирання пристрою для колонок того або іншого типу складається з пошуку інструментів і комплектуючих. Схема підсилювача на друкованій платі збирається за допомогою паяльника на термостійкій опорі. Рекомендується використовувати спеціальні паяльні станції. Якщо збирання своїми руками проводиться для цілей тестування схеми або для використання протягом невеликого терміну, підійде варіант «на дротах», але вам знадобиться більше місця для розміщення комплектуючих. Друкована плата гарантує компактність пристрою та зручність у подальшому застосуванні.

Дешевий і поширений підсилювач для навушників або малих динаміків створюється на базі мікросхеми - мініатюрного блоку, що управляє, з заздалегідь вшитим набором команд управління електричним сигналом. До схеми з мікросхемою залишається додати лише кілька резисторів і конденсаторів. Сумарна вартість підсилювача аматорського класу в результаті значно нижча за ціну готової професійної апаратури з найближчого магазину, але і функціонал обмежується зміною вихідної гучності аудіосигналу.

Пам'ятайте про особливості компактних одноканальних підсилювачів, що збираються своїми руками на основі мікросхем серій TDA та їх аналогів. Мікросхема виділяє велику кількість тепла в процесі роботи, тому ви повинні виключити або мінімізувати її дотику до інших деталей пристрою. Решітка радіатора для відведення тепла рекомендується до використання. Залежно від моделі мікросхеми та потужності підсилювача збільшується розмір необхідного радіатора. Якщо підсилювач збирається у корпусі, слід заздалегідь спланувати місце під тепловідведення.

Інша особливість складання підсилювача звуку своїми руками – низька напруга, що споживається. Це дозволяє використовувати простий підсилювач в автомобілях (живлення від автоакумулятора), у дорозі або вдома (живлення від спеціального блоку або батарей). Деякі спрощені підсилювачі звуку вимагають напруги струму всього 3 Вольта. Потужність залежить від того, який ступінь посилення звукового сигналу потрібно. Підсилювач звуку з плеєра для стандартних навушників споживає близько 3 Ватів.

Початківцю радіоаматору рекомендується скористатися комп'ютерною програмою для створення та перегляду принципових схем. Файли для таких програм можуть мати розширення *.lay – вони створюються та редагуються у популярному віртуальному інструменті Sprint Layout. Створення схеми своїми руками з нуля має сенс, якщо ви вже набралися досвіду та бажаєте експериментувати з отриманими знаннями. Інакше шукайте та завантажуйте готові файли, за якими можна швидко зібрати заміну низькочастотному підсилювачу для автомагнітоли або цифровому комбопідсилювачу для гітари.

Для ноутбука

Збирається звукопідсилювач своїми руками для ноутбука в одному з двох випадків: вбудовані динаміки вийшли з ладу або їх гучності і якості звучання недостатньо для ваших потреб. Потрібний простий підсилювач, розрахований на потужність зовнішніх колонок до 2 Ватт, і опір обмоток до 4 Ом. Для його збирання своїми руками крім стандартних інструментів радіоаматора (плоскогубці, паяльна станція) знадобиться друкована плата, мікросхема TDA 7231, блок живлення на 9 Вольт. Самостійно підберіть корпус, у якому розмістяться компоненти підсилювача.

До списку комплектуючих додайте такі позиції:

• конденсатор неполярний 0,1 мкФ - 2 шт.;
• полярний конденсатор 100 мкФ – 1 шт.;
• конденсатор полярний 220 мкФ - 1 шт.;
• конденсатор полярний 470 мкФ - 1шт.;
• резистор постійний 10 КІМ - 1 шт.;
• резистор постійний 4,7 Ом - 1 шт;
• вимикач двопозиційний – 1 шт.;
• гніздо для виходу на динамік – 1 шт.

Порядок збирання визначте самостійно залежно від того, яку електросхему формату *.lay ви завантажили. Радіатор підберіть такого розміру, щоб його теплопровідність дозволила зберігати робочу температуру мікросхеми нижче 50 градусів за Цельсієм. Якщо пристрій постійно використовується з ноутбуком поза приміщеннями, він потребує саморобного корпусу з прорізами або отворами для циркуляції повітря. Зібрати такий корпус можна своїми руками із пластикового контейнера або залишків старої радіоапаратури, закріпивши плату за допомогою довгих гвинтів.

Для навушників своїми руками

Найпростіший стереопідсилювач для портативних навушників повинен мати невелику потужність, але найважливішим параметром буде енергоспоживання. В ідеальному прикладі конструкція запитана від пальчикових батарейок, у крайньому випадку від простого адаптера на 3 Вольт. Вам знадобиться високоякісна мікросхема TDA 2822 або її аналог (наприклад, КА 2209), електронна схема збирання підсилювача своїми руками на TDA 2822.

• конденсатори 100 мкФ (4 прим.);
• до 30 см мідного дроту;
• гніздо для дроту навушників.

Тепловідвідний елемент знадобиться, якщо бажаєте зробити підсилювач компактним та із закритим корпусом. Підсилювач можете зібрати на готовій або саморобній друкованій платі або навісному монтажі. Імпульсний трансформатор у джерелі живлення може створювати перешкоди, тому не використовуйте його у цьому варіанті підсилювача. Готовий підсилювач забезпечить приємний і потужний звук із програвача (запису або радіосигналу), планшета або телефону.

Схема підсилювача для сабвуфера

Низькочастотний підсилювач збирається своїми руками на мікросхемі TDA 7294. Використовується як для створення потужної акустики з басами в квартирі, так і як автопідсилювач – у цьому випадку, щоправда, потрібно придбати двополярне джерело живлення на 30-35 Вольт. На рисунках нижче описано розташування комплектуючих, а також номінал резисторів та конденсаторів. Такий підсилювач для сабвуфера забезпечить вихідну потужність до 100 Ватт з низькими частотами, що виділяються.

Міні підсилювач звуку для колонок

Як пристрій посилення звуку для вітчизняних або зарубіжних домашніх колонок підійде описана вище конструкція для ноутбуків. Стаціонарне розміщення пристрою дозволить вибирати будь-який адаптер живлення з наявних. Мініатюрність та прийнятний зовнішній вигляд недорогого підсилювача ви зможете забезпечити, дотримуючись кількох правил:

1. Готова якісна друкована плата.
2. Міцний пластиковий чи металевий корпус (замовте у майстра).
3. Розміщення компонентів заздалегідь сплановане.
4. Підсилювач спаяний акуратно, без зайвих крапель припою.
5. Радіатор стосується лише мікросхеми.
6. Використані готові гнізда для виходу сигналу та введення живлення.

Ламповий підсилювач звуку своїми руками

Лампові підсилювачі звуку – це дорогі пристрої за умови, що ви купуєте всі комплектуючі за власні кошти. Старі радіоаматори іноді тримають у себе колекції ламп та інших деталей. Зібрати ламповий підсилювач вдома своїми руками відносно легко, якщо ви готові витратити кілька днів на пошук докладних схем в інтернеті. Схема підсилювача звуку в кожному випадку є унікальною і залежить від джерела звуку (старий магнітофон, сучасна цифрова техніка), джерела живлення, передбачуваних габаритів та інших параметрів.

Підсилювач звуку на транзисторах

Складання підсилювача звуку своїми руками без використання складних мікросхем можливе на транзисторах. Підсилювач на германієвих транзисторах легко вбудовують у сучасні аудіосистеми, він не потребує додаткового налаштування. Недоліком схем на транзисторах вважається більший розмір плат у зборі. Неприємна і залежність від «чистоти» фону – вам буде потрібно екранований кабель або додаткова схема придушення шумів і пульсацій з мережі.

Відео: підсилювач потужності звуку своїми руками