Analiza listów radioamatorów pozwoliła nam wyciągnąć następujące wnioski. Po pierwsze (co jest rzeczą naturalną) wszyscy opowiadają się za stworzeniem prostych wzmacniaczy mocy AF (UMZCH); po drugie, im prostszy obwód wzmacniacza, tym mniej przeszkoleni radioamatorzy podejmują się jego montażu; po trzecie, nawet doświadczeni projektanci często ignorują znane zasady instalacji, co prowadzi do niepowodzeń przy powtarzaniu UMZCH na nowoczesnej bazie elementów.

Na podstawie powyższego opracowano UMZCH (patrz ryc. 1). Jego głównymi cechami jest zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych w trybie małosygnałowym, który rozszerza pasmo częstotliwości odtwarzanych sygnałów bez przekraczania szybkości narastania napięcia wyjściowego wzmacniacza operacyjnego; tranzystory stopnia wyjściowego - w obwodzie OE i stopnia przedterminowego - z podzielonym obciążeniem w obwodach emitera i kolektora. Ten ostatni, poza oczywistą zaletą konstrukcyjną - możliwością umieszczenia wszystkich czterech tranzystorów na wspólnym radiatorze, zapewnia pewne zalety w porównaniu do stopnia wyjściowego, w którym tranzystory są połączone według obwodu OK.

Główne parametry techniczne UMZCH:

Nominalny zakres częstotliwości z nierównomiernością odpowiedzi częstotliwościowej 2 dB: 20 ​​– 20000 Hz

Znamionowa moc wyjściowa przy obciążeniu 4 omów: 30 W

Maksymalna moc wyjściowa przy obciążeniu 4 omów: 42 W

Znamionowa moc wyjściowa przy obciążeniu 8 omów: 15 W

Maksymalna moc wyjściowa przy obciążeniu 8 omów: 21 W

Współczynnik harmoniczny przy mocy znamionowej w zakresie częstotliwości znamionowej: nie więcej niż 0,01%

Nominalne (maksymalne) napięcie wejściowe: 0,8 (1) V

Impedancja wejściowa: 47 kOhm

Impedancja wyjściowa: nie więcej niż 0,03 oma

Względny poziom hałasu i tła: -86 dB

Amplituda skoków napięcia wyjściowego podczas włączania i wyłączania UMZCH: nie więcej niż 0,1 V

Wzmacniacz operacyjny DA1 jest zasilany przez tranzystory VT1 i VT2, które redukują napięcie zasilania do wymaganych wartości. Prądy spoczynkowe tranzystorów powodują spadki napięcia na rezystorach R8 i R9, wystarczające do zapewnienia wymaganego napięcia polaryzacji u podstaw tranzystorów VT3, VT4 i VT5, VT6. W tym przypadku napięcia polaryzacji tranzystorów stopnia końcowego dobiera się tak (0,35...0,4 V), aby pozostały niezawodnie zamknięte, gdy napięcie zasilania wzrośnie o 10...15% i przegrzanie o 60...80 °C. Są one usuwane z rezystorów R12, R13, które jednocześnie stabilizują tryb pracy tranzystorów stopnia przedostatniego i tworzą lokalne ujemne sprzężenie zwrotne na prądzie.

Zależność między rezystancjami rezystorów R11 i R4 obwodu OOS jest wybierana pod warunkiem uzyskania nominalnego napięcia wejściowego 0,8 V. Włączenie zewnętrznych obwodów korekcji i równoważenia wzmacniacza operacyjnego nie jest pokazane na schemacie dla uproszczenia (to zostanie omówione w części poświęconej konfiguracji wzmacniacza).

Filtr dolnoprzepustowy R3C2 i filtr górnoprzepustowy C3R10 z częstotliwościami odcięcia w zakresie 60 kHz zapobiegają działaniu tranzystorów o stosunkowo niskiej częstotliwości VT3-VT6 przy wyższych częstotliwościach, aby uniknąć ich awarii. Kondensatory C4, C5 korygują charakterystykę odpowiedzi fazowej kaskad przedterminalnych i końcowych, zapobiegając ich samowzbudzeniu w przypadku niepowodzenia instalacji.

Cewka L1 zwiększa stabilność UMZCH przy znacznym obciążeniu pojemnościowym.

UMZCH zasilany jest z niestabilizowanego prostownika. Może być wspólny dla obu kanałów wzmacniacza stereo, ale w tym przypadku pojemność kondensatorów filtrujących C8 i C9 należy podwoić, a średnicę drutu uzwojenia wtórnego transformatora T1 należy zwiększyć 1,5 razy. Bezpieczniki znajdują się w obwodzie zasilania każdego wzmacniacza.

Projekt UMZCH może być inny, ale należy wziąć pod uwagę pewne cechy konstrukcyjne, od których zależy powodzenie jego powtórzenia.

Rysunek płytki drukowanej i rozmieszczenie części dla jednego kanału UMZCH

są pokazane na rysunkach:

Długość przewodów części nie powinna przekraczać 7...10 mm (dla ułatwienia montażu przewody wzmacniacza operacyjnego DA1 są skracane do około 15 mm). W UMZCH konieczne jest zastosowanie kondensatorów ceramicznych o napięciu znamionowym co najmniej 50 V. Płytkę można zamontować na radiatorze tranzystorów stopnia końcowego za pomocą stojaków o wysokości 15...20 mm lub w ich bliskiej odległości , wykorzystując dowolne rozłączne złącze do podłączenia stopnia końcowego do stopnia przedterminalowego, np. MRN-22 (gniazda i piny złącza łączy się w punktach 1-5). W tym drugim przypadku rezystancję rezystorów R12 i R13 należy dobrać jako równą 43...47 omów, a na gnieździe złącza z podłączonymi do niego tranzystorami VT5, VT6 należy dobrać rezystory o tej samej rezystancji R12′ i R13′ zainstalowany (zapobiegnie to uszkodzeniu tranzystorów w przypadku utraty kontaktu na złączu). Długość przewodów między płytką a tranzystorami stopnia końcowego nie powinna przekraczać 100 mm.

Oprócz tego, co wskazano na schemacie, UMZCH może wykorzystywać wzmacniacze operacyjne K140UD6B, K140UD7A, K544UD1A, jednak współczynnik harmoniczny przy częstotliwościach powyżej 5 kHz wzrośnie w tym przypadku do około 0,3%.

Tranzystory stopnia przedterminalowego umieszczone są na radiatorze wygiętym z płytki o wymiarach 70X35X3 mm (bez wypustki z otworem o średnicy 2,2 mm) wykonanej ze stopu aluminium, która mocowana jest do płytki za pomocą jedna śruba i nakrętka M2X8, aby zapobiec uszkodzeniu przewodów tranzystora podczas przypadkowych uderzeń mechanicznych.

Tranzystory ostatniego stopnia można umieścić albo na radiatorze wspólnym dla każdego kanału UMZCH, albo na radiatorze wspólnym dla obu kanałów. W pierwszym przypadku są one przymocowane do radiatora, a drugi jest odizolowany od obudowy UMZCH; w drugim przypadku tranzystory są izolowane, a radiator może stanowić element konstrukcyjny obudowy wzmacniacza. Aby zmniejszyć opór cieplny korpusu tranzystora - radiatora, konieczne jest zastosowanie pasty termoprzewodzącej. W przypadku stosowania osobnych (dla każdego kanału) radiatorów można zastosować tranzystory w plastikowej obudowie, które ze względu na małą powierzchnię metalowych podstaw mogą się przegrzewać w przypadku złego wykonania uszczelek lub kontaktu termicznego z radiatorem jest luźna i w szczelinie znajduje się nadmierna ilość pasty. Wskazane jest zainstalowanie tranzystorów w metalowej obudowie na radiatorze wspólnym dla obu kanałów. Powierzchnia radiatora na tranzystor musi wynosić co najmniej 500 cm2.

Ogromne znaczenie ma instalacja UMZCH i podłączenie jego kanałów do źródła zasilania. Przewody zasilające (+22 V, -22 V i wspólny) powinny być jak najkrótsze (należy je ułożyć osobno dla każdego kanału) i odpowiednio dużym przekroju (przy maksymalnej mocy 42 W - co najmniej 1,5 mm2). Do podłączenia układów głośnikowych oraz obwodów emitera i kolektora tranzystorów końcowego stopnia do płytki UMZCH należy zastosować przewody o tym samym przekroju.

Założyli UMZCH z wyłączonym ostatnim etapem. Jeżeli do łączenia części UMZCH używane jest odłączane złącze, wygodnie jest zastosować gniazdo technologiczne, do którego podłączone są tylko przewody zasilające i wyjście generatora sygnału AF. Przy bezpośrednim podłączeniu tranzystorów końcowych do płytki UMZCH wystarczy usunąć zworki lutownicze z drukowanych przewodów ich obwodów bazowych i tymczasowo przylutować je do zacisków emitera.

Aby zrównoważyć wzmacniacz operacyjny DA1 (jeśli zajdzie taka potrzeba), na płytce znajdują się otwory na trymer i stałe rezystory lub zworki drutowe do połączenia pinów mikroukładu zgodnie z obwodem równoważącym dla określonego typu. Na przykład, aby zrównoważyć wzmacniacz operacyjny K544UD2, jego zaciski 1 i 8 są połączone przez rezystor o rezystancji 62 kOhm z wyjściem silnika i jednym z zacisków elementu rezystancyjnego rezystora trymera o rezystancji 22 kOhm. Wolny zacisk tego rezystora jest połączony zworką drutową z pinem 7 wzmacniacza operacyjnego i poprzez rezystor o rezystancji 75 kOhm z pinem 5 (na ryc. 2 elementy te pokazano liniami przerywanymi). W przypadku stosowania wzmacniacza operacyjnego K544UD1 jego pin 1 jest podłączony przez rezystor o rezystancji 4,3 kOhm do zacisków rezystora dostrajającego o rezystancji 1,5 kOhm. Jego wolny pin jest podłączony do pinu 8 wzmacniacza operacyjnego poprzez rezystor o rezystancji 5,1 kOhm, a do pinu 7 za pomocą przewodu zwierającego. Aby zrównoważyć wzmacniacze operacyjne K140UD6 i K140UD7, stosuje się rezystory o tych samych wartościach, ale wolne wyjście regulowanego rezystora jest podłączone przez stały rezystor do styku 5 i zworką do styku 4 wzmacniacza operacyjnego. Jednakże wyważanie może nie być konieczne, dlatego części te instaluje się tylko w razie potrzeby.

Konfigurację rozpoczyna się od zwarcia wejścia wzmacniacza, podłączenia do wyjścia oscyloskopu włączonego w trybie maksymalnej czułości i krótkotrwałego załączenia zasilania. Jeśli na wyjściu nie ma napięcia przemiennego, tj. nie ma samowzbudzenia, zmierz tryb pracy tranzystorów VT3, VT4 i wzmacniacza operacyjnego DA1 za pomocą prądu stałego. Napięcia zasilania wzmacniacza operacyjnego powinny mieścić się w zakresie +13,5...14 i -13,5...14 V i być w przybliżeniu takie same (dopuszczalne odchylenie w granicach 0,2...0,3 V). Spadek napięcia na rezystorach R12 i R13 powinien wynosić 0,35...0,4 V. Jeżeli różnią się one znacząco (o więcej niż 10%) od podanej wartości, należy dobrać rezystory R8, R9, upewniając się, że ich nowe opór pozostał ten sam. Wymień rezystory, gdy zasilanie UMZCH jest wyłączone. Przybliżoną rezystancję rezystorów wzmacniacza operacyjnego K544UD2A pokazano na schemacie. W przypadku stosowania wzmacniaczy operacyjnych K544UD1A i K140UD6 ich początkowa rezystancja powinna wynosić 680 omów, a przy stosowaniu K140UD7 - 560 omów.

Po wybraniu rezystorów R8, R9 zmierz napięcie stałe na wyjściu UMZCH i jeśli przekroczy ono 20...30 mV, zbilansuj wzmacniacz operacyjny DA1. Następnie podłącz podstawy tranzystorów VT5, VT6 do emiterów VT3, VT4 i krótko włączając zasilanie, upewnij się, że w tej formie UMZCH nie ulega samowzbudzeniu. Szum prądu przemiennego i napięcie tła w przypadku zwarcia wejścia nie powinny przekraczać 1 mV.

Następnie do wyjścia UMZCH podłącza się rezystor o rezystancji 16 omów i mocy rozpraszania 10...15 W, otwiera się wejście UMZCH, podłącza się generator dostrojony do częstotliwości 1 kHz go i stopniowo zwiększając jego sygnał, aż do uzyskania na obciążeniu napięcia 13,5...14 V, sprawdza się symetrię ograniczeń dodatnich i ujemnych półfal fali sinusoidalnej.

Minimalne (w określonych granicach) stałe napięcie na wyjściu wzmacniacza osiąga się, jeśli to konieczne, poprzez końcowe zrównoważenie wzmacniacza operacyjnego DA1. Następnie możesz zacząć mierzyć główne cechy UMZCH, ładując go obciążeniem nominalnym - rezystorem o rezystancji 4 lub 8 omów.

Należy jednak wziąć pod uwagę, że próba dopasowania, a tym bardziej dokładnej oceny parametrów UMZCH zmontowanego bez przestrzegania powyższych zasad montażu, bez instalowania go w miejscu do tego przeznaczonym i bez zasilania go z własnego źródła zasilania zasilania, nie tylko nie da pożądanego rezultatu, ale może również doprowadzić do awarii tranzystorów stopnia wyjściowego. Konfigurację UMZCH i pomiar jego charakterystyk należy rozpocząć dopiero po całkowitym zakończeniu jego projektowania. Prostota wzmacniacza jest tylko pozorna. Nie powinniśmy zapominać, że zarówno wzmacniacz operacyjny DA1, jak i UMZCH jako całość wykorzystują tranzystory o maksymalnych częstotliwościach generacji 100...300 MHz, a na stopniach wyjściowych - ze znacznymi pojemnościami przejściowymi, które mogą nawet prowadzić do samowzbudzenia przy oczywistym braku obwodów sprzężenia zwrotnego i obciążeń o wystarczającej wielkości. Niewielka indukcyjność drutu obwodu emitera, równoległe ułożenie przewodów podstawy i kolektora na znacznej długości może powodować samowzbudzenie przy wysokich częstotliwościach, co jest niezwykle niebezpieczne dla tranzystorów stopni końcowych i przedterminowych. (Dotyczy to jednak nie tylko opisanego urządzenia, ale także UMZCH zmontowanego według dowolnego innego schematu.)

Przy pomiarze współczynnika harmonicznych oraz względnego poziomu szumu i zakłóceń należy pamiętać o możliwych zakłóceniach pochodzących od sieci energetycznej, nadajników telewizyjnych i radiowych, telewizorów i innych urządzeń radiowych na skutek złego ekranowania przewodów połączeniowych, wejścia UMZCH i czułego pomiaru przyrządów, jak również w przypadku braku ich połączenia ze sobą nieuziemionych obudów. Czasami wystarczy przestawić wtyczkę zasilania jednego z urządzeń lub UMZCH w gniazdku, aby uzyskać zły wynik. Swoją drogą nie należy stosować znanej ze starej praktyki radioamatorskiej metody sprawdzania UMZCH, dotykając palcem jego obwodu wejściowego. Może to prowadzić do takiego poziomu zakłóceń o wysokiej częstotliwości, że tranzystory wyjściowe ulegną awarii.

Rozważany obwód można przyjąć jako podstawę przy tworzeniu UMZCH o różnych mocach wyjściowych. Aby to zrobić, wystarczy zmienić szereg elementów UMZCH i zasilacza. Z tabeli można wyciągnąć pewne zalecenia w tej kwestii. Budując UMZCH o mocy wyjściowej około 25 W, niektóre elementy można wyeliminować (patrz ryc. 3). Jak widać, zamiast rezystora w obwodzie wejścia nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego DA1, podłączonego do wspólnego przewodu, zastosowano tutaj dzielnik rezystorów R1-R3, co umożliwiło rezygnację ze środkowego zacisku uzwojenia wtórnego transformatora sieciowego T1. Pozwala to na zastosowanie transformatorów o napięciu uzwojenia wtórnego 24...28 V i zabezpiecza system głośnikowy przed awarią w przypadku awarii jednego z tranzystorów stopnia końcowego.

UMZCH zgodnie ze schematem na ryc. 3 można zamontować na tej samej płytce PCB (patrz rys. 2). W tym przypadku otwory na zaciski rezystorów R2, R5-R7 pozostają wolne, rezystory R8 i R9 są wlutowane bezpośrednio w obwód mocy wzmacniacza operacyjnego DA1, dla którego zworki są instalowane w otworach na zaciski emiterów i kolektorów tranzystorów VT1, VT2. Przy mocy wyjściowej mniejszej niż 25 W w końcowym etapie można zastosować tranzystory serii KT805 i KT837 o dowolnych indeksach literowych.

Notatka. Rezystancje rezystorów R8, R9 (UMZCH według schematu na ryc. 1) i R6, R7 (UMZCH według schematu na ryc. 3) podano w przybliżeniu. Konfiguracja UMZCH zgodnie ze schematem na ryc. 3 nie różni się od opisanego powyżej.

Wzmacniacze, których głównym celem jest wzmocnienie sygnału mocą, nazywane są wzmacniaczami mocy. Z reguły takie wzmacniacze napędzają obciążenie o niskiej impedancji, takie jak głośnik.

3-18 V (nominalnie - 6 V). Maksymalny pobór prądu wynosi 1,5 A przy prądzie spoczynkowym 7 mA (przy 6 V) i 12 mA (przy 18 V). Wzmocnienie napięcia 36,5 dB. przy -1 dB 20 Hz - 300 kHz. Znamionowa moc wyjściowa przy 10% THD

tymczasowo wyłącz dźwięk. Możesz podwoić moc wyjściową TDA7233D, gdy są one włączone zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 31.42. C7 zapobiega samowzbudzeniu urządzenia w okolicy

wysokie częstotliwości. R3 jest wybierany do momentu uzyskania równej amplitudy sygnałów wyjściowych na wyjściach mikroukładów.

Ryż. 31.43. KR174UNZ 7

KR174UN31 jest przeznaczony do stosowania jako wyjściowe urządzenia elektroniczne o małej mocy w gospodarstwie domowym.

Kiedy napięcie zasilania zmienia się z

2,1 do 6,6 V przy średnim poborze prądu 7 mA (bez sygnału wejściowego), wzmocnienie napięcia mikroukładu waha się od 18 do 24 dB.

Współczynnik zniekształceń nieliniowych przy mocy wyjściowej do 100 mW wynosi nie więcej niż 0,015%, wyjściowe napięcie szumu nie przekracza 100 μV. Wejście mikroukładu wynosi 35-50 kOhm. obciążenie - nie mniejsze niż 8 omów. Zakres częstotliwości roboczej - 20 Hz - 30 kHz, granica - 10 Hz - 100 kHz. Maksymalne napięcie sygnału wejściowego wynosi do 0,25-0,5 V.

Przedstawiam trzecią generację wzmacniacza studyjnego klasy EA. W porównaniu z pierwszą generacją i drugą próbą pośrednią, obwód uległ zmianom w części wejściowej i obwodzie zasilającym. Zmieniono także parametry podstawy elementu i stopnia wyjściowego.

Charakterystyka:

• Liniowy zakres częstotliwości roboczej z odchyleniem nie większym niż 1 dB: 20 ​​Hz-30 kHz
• Znamionowa moc wyjściowa jednego kanału: 80 W
• Maksymalna moc wyjściowa jednego kanału: 100 W
• Rezystancja obciążenia: 4-8 omów
• Zniekształcenia harmoniczne: 0,01%
• Stosunek sygnału do szumu: 95 dB
• Czułość: 2,5 V ~ 80 W przy 8 omach
• Współczynnik tłumienia: 200-300
• Maksymalna prędkość narastania: 48 V/µs
• Napięcie zasilania: +-33V

Schemat

Na schemacie część wejściowa to C1, C2, R1, R2. Następny jest wzmacniacz różnicowy oparty na wzmacniaczu operacyjnym OP1. Moc wzmacniacza operacyjnego jest dostarczana przez rezystory R7 i R10, ograniczona przez diody Zenera VD1 i VD2 i bocznikowana przez kondensatory C5 i C6 dla LF, C7 i C8 dla HF. Łańcuch R3, C3, R4, C4 tworzy pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego. Następnie kaskada prądu spoczynkowego i stabilizacji termicznej na VT1, punkt pracy ustalają rezystory R5 i R6. Następnie kaskada VN (wzmacniacz napięcia) ​​na VT2 i VT3, której emitery są połączone ze wspólnym przez R11 i R12 i do której napięcia są dostarczane przez R14 i R15 z rezystorów wyjściowych R17 i R18 razem z obciążeniem pracującym jako bocznik prądowy w stosunku do masy wspólnej. Stopień wyjściowy jest montowany na VT4 i VT5, których prąd bazowy jest ograniczony przez rezystory R13 i R16. Na wyjściu wzmacniacza znajduje się standardowy obwód Sobela R19, C13. Do zasilania służą kondensatory bocznikowe C10 i C11 dla HF, C12 i C14 dla średniotonowego.

Jak to działa

Sygnał ze złącza wejściowego przechodzi przez kondensator izolujący C1 i trafia do dzielnika R2-R1, a następnie do nieodwracającego wejścia wzmacniacza operacyjnego OP1. Kondensator C2 omija wejście i tłumi zakłócenia RF.

Na powyższym wykresie widać przebieg na wejściu wzmacniacza (niebieski), a także na bazach VT2 (czerwony) i VT3 (zielony).

Ta różnica u podstaw tranzystorów, po wzmocnieniu przez nie, pozwala pozbyć się efektu schodkowego i zależy od prądu spoczynkowego, który jest ustawiany przez tranzystor VT1. Im bardziej VT1 jest otwarty, tym niższy jest prąd spoczynkowy. Dzieje się tak dlatego, że VT1, łącząc podstawy tranzystorów VT2 i VT3, podczas otwierania przyciąga je do siebie, to znaczy napięcie na każdej bazie zbliża się do emitera, co oznacza, że ​​​​tranzystor stopniowo się zamyka. Napięcie oparte na VT1 jest tworzone przez dzielnik R5-R6, który jest zasilany z biegunów mocy przez rezystory R8 i R10.

Na powyższym wykresie sygnał na wejściu wzmacniacza operacyjnego (zielony) o godz baza tranzystorowa VT4(niebieski), VT5 (czerwony) i sygnał włączony wyjście wzmacniacza(fioletowy).

Z tranzystorów VT2 i VT3 sygnał jest dostarczany do podstaw VT4 i VT5 poprzez rezystory ograniczające R13 i R16. W obwodach emitera VT2 i VT3, w stosunku do całości, znajdują się 2 rezystory R11 i R12, za pomocą których ustawiane jest ujemne sprzężenie zwrotne prądu przez R14 i R15, gdzie bocznik to R17 i R18. To właśnie to sprzężenie zwrotne nadaje wzmacniaczowi klasę EA. Im wyższa moc wyjściowa, tym niższy prąd spoczynkowy. Oznacza to, że przy małych mocach i sygnałach wzmacniacz pracuje w klasie A, a wraz ze wzrostem przechodzi do klasy AB.

Sprzężenie zwrotne tworzy łańcuch R3 i C3 oraz R4 i C4, gdzie R3 ustala całkowite sprzężenie zwrotne napięcia, a C3 obcina górny zakres, aby zapobiec samowzbudzeniu wzmacniacza, dolna część dzielnika pracuje tylko z zmienna część sygnału dzięki kondensatorowi C4. Zapewnia to większe sprzężenie zwrotne w stosunku do prądu stałego i jego większe wartości, gdy wzmacniacz jest bezczynny.

Wzmacniacz może wytrzymać krótkotrwałe zwarcia w obciążeniu dzięki prądowemu sprzężeniu zwrotnemu. Podczas zwarcia, chociaż tranzystory stopnia wyjściowego działają w trybie nienormalnym, obwód sprzężenia zwrotnego prądu zmniejsza moc wyjściową na tyle, że tranzystory nie przepalają się natychmiast; Obwód jest również całkowicie obojętny na włączenie bez obciążenia, w przeciwieństwie do niektórych wzmacniaczy. Zatem obwód ma zwiększoną niezawodność.

Jeszcze raz o cechach

Poniższy wykres pokazuje zakres częstotliwości dla tych wartości znamionowych; wynosi 30 Hz–25 kHz na płaskim terenie lub 20 Hz–40 kHz z odchyleniem nie większym niż 1 dB.

Szybkość narastania obliczono, mnożąc szybkość narastania wzmacniacza operacyjnego przez wzmocnienie wzmacniacza napięciowego i stopnia wyjściowego. I w przeciwieństwie do niektórych autorów jest to realne (Autor podwyższył tę wartość do 228V/µs), dla większości wzmacniaczy szeregowych wartość ta nie przekracza 15-20V/µs według producentów.

Wszystkie dane uzyskano poprzez modelowanie i obliczenia matematyczne. W praktyce wzmacniacz charakteryzuje się czystym, szczegółowym dźwiękiem i elastycznymi dołami.

Ustawienia

Prawidłowo zmontowany wzmacniacz nie wymaga strojenia. Ale nadal. Prąd spoczynkowy dobierany jest poprzez stosunek rezystorów R5 i R6 i wynosi aż 200mA (w końcu klasa A) bez sygnału wejściowego (więcej jak wyżej - prąd OOS działa). Wzmacniacz operacyjny powinien mieć stabilne napięcie +-15 V. Wzmocnienie zależy od dzielnika wejściowego i wartości rezystora sprzężenia zwrotnego.

Wymagania projektowe

Wszystkie tranzystory wzmacniające muszą być zainstalowane na jednym grzejniku o powierzchni co najmniej 1600 cm2. Zasilanie wzmacniacza: minimum +-30V, maksimum +-60V. Nominalne +-35 V.

Tranzystory należy montować na grzejniku za pomocą izolującego podłoża termicznego i pasty termoprzewodzącej. Należy zachować ostrożność przy mocowaniu płytki przez standardowe otwory - jedna osoba już zrobiła zwarcie i spaliła w ten sposób tory.

Płytka drukowana

Płytka drukowana ma wymiary 50x100mm. Tablica jest dwustronna. Zdecydowanie zaleca się stosowanie fabrycznych płytek drukowanych ze względu na szczelną instalację, która nie pozwala na wysokiej jakości lutowanie pinów do wierzchniej warstwy, a także obecność przelotek w obwodach zasilających.

Zdjęcie urządzenia

Zdjęcie powyżej przedstawia wersję wzmacniacza 1.1. Poniżej wersja wzmacniacza 1.2

Zielone tablice zostały zamówione poprzez usługę świadczoną przez serwis, którego przycisk znajdziesz poniżej.

Również jedna z wersji wzmacniacza została zapakowana w obudowę jako gotowe rozwiązanie.

Do artykułu dołączony jest projekt w formacie . Uruchamiając symulację, możesz bardziej szczegółowo zbadać procesy zachodzące w obwodzie, a także zobaczyć, jak obwód będzie się zachowywał przy innych wartościach znamionowych.

Lista radioelementów

Przeznaczenie	Typ	Określenie	Ilość	Notatka	Sklep	Mój notatnik
OP1	Wzmacniacz operacyjny	TL081	1			Do notatnika
VT1	Tranzystor bipolarny	BD139	1			Do notatnika
VT2	Tranzystor bipolarny	MJE15032	1			Do notatnika
VT3	Tranzystor bipolarny	MJE15033	1			Do notatnika
VT4	Tranzystor bipolarny	2SA1943	1			Do notatnika
VT5	Tranzystor bipolarny	2SC5200	1			Do notatnika
R1, R2	Rezystor	22 kOhm	2	0,25 W		Do notatnika
R3, R8, R9	Rezystor	20 kiloomów	3	0,25 W		Do notatnika
R4	Rezystor	1 kOhm	1	0,25 W		Do notatnika
R5	Rezystor	6,8 kOhm	1	0,25 W		Do notatnika
R13, R16	Rezystor	51 omów	2	0,25 W		Do notatnika
R6	Rezystor	10 kiloomów	1	0,25 W		Do notatnika
R7, R10	Rezystor	1,2 kOhm	2	1 W		Do notatnika
R11, R12	Rezystor	68 omów	2	2W		Do notatnika
R14, R15	Rezystor	630 omów	2	2W		Do notatnika
R17, R18	Rezystor	0,22 oma	2	2W		Do notatnika
R19	Rezystor

– Sąsiad przestał pukać w kaloryfer. Włączyłam muzykę, żeby go nie słyszeć.
(Z folkloru audiofilskiego).

Motto jest ironiczne, ale audiofil niekoniecznie „choruje w głowę” na twarz Josha Ernesta na odprawie na temat relacji z Federacją Rosyjską, który jest „podekscytowany”, bo jego sąsiedzi są „zadowoleni”. Ktoś chce słuchać poważnej muzyki w domu, jak i na korytarzu. W tym celu potrzebna jest jakość sprzętu, która wśród miłośników głośności w decybelach jako taka po prostu nie pasuje tam, gdzie myślą ludzie o zdrowych zmysłach, ale dla tych ostatnich wykracza poza rozsądne ceny odpowiednich wzmacniaczy (UMZCH, częstotliwość audio wzmacniacz mocy). A ktoś po drodze ma ochotę dołączyć do przydatnych i ekscytujących obszarów działalności - technologii reprodukcji dźwięku i ogólnie elektroniki. Które w dobie technologii cyfrowej są ze sobą nierozerwalnie powiązane i mogą stać się wysoce dochodowym i prestiżowym zawodem. Optymalnym pierwszym krokiem w tej kwestii pod każdym względem jest wykonanie wzmacniacza własnymi rękami: To UMZCH pozwala, po wstępnym szkoleniu na podstawie fizyki szkolnej na tym samym stole, przejść od najprostszych projektów na pół wieczoru (które jednak „dobrze śpiewają”) do najbardziej złożonych jednostek, dzięki którym dobry zespół rockowy zagra z przyjemnością. Celem tej publikacji jest podkreśl pierwsze etapy tej ścieżki dla początkujących i być może przekaż coś nowego osobom z doświadczeniem.

Pierwotniaki

Na początek spróbujmy stworzyć wzmacniacz audio, który po prostu działa. Aby dokładnie zrozumieć inżynierię dźwięku, będziesz musiał stopniowo opanować sporo materiału teoretycznego i nie zapominać o wzbogacaniu swojej wiedzy w miarę postępów. Ale każdą „sprytność” łatwiej przyswoić, gdy zobaczysz i poczujesz, jak to działa „sprzętowo”. W tym artykule również nie obejdziemy się bez teorii - o tym, co musisz wiedzieć na początek i co można wyjaśnić bez wzorów i wykresów. W międzyczasie wystarczy wiedzieć, jak korzystać z multitestera.

Notatka: Jeśli nie lutowałeś jeszcze elektroniki, pamiętaj, że jej elementów nie można przegrzać! Lutownica - do 40 W (najlepiej 25 W), maksymalny dopuszczalny czas lutowania bez przerwy - 10 s. Lutowany pin radiatora przytrzymuje się pęsetą medyczną w odległości 0,5-3 cm od punktu lutowania z boku korpusu urządzenia. Nie można stosować kwasów i innych aktywnych topników! Lut - POS-61.

Po lewej stronie na ryc.- najprostszy UMZCH, „który po prostu działa”. Można go zmontować przy użyciu zarówno tranzystorów germanowych, jak i krzemowych.

To dziecko jest wygodne do nauki podstaw konfiguracji UMZCH z bezpośrednimi połączeniami między kaskadami, które zapewniają najczystszy dźwięk:

• Przed pierwszym włączeniem zasilania należy wyłączyć obciążenie (głośnik);
• Zamiast R1 lutujemy łańcuch stałego rezystora 33 kOhm i rezystora zmiennego (potencjometru) 270 kOhm, tj. pierwsza uwaga czterokrotnie mniej, a drugie ok. według schematu dwukrotność nominału w stosunku do oryginału;
• Podajemy zasilanie i obracając potencjometr w miejscu oznaczonym krzyżykiem ustawiamy wskazany prąd kolektora VT1;
• Odłączamy zasilanie, wylutowujemy rezystory tymczasowe i mierzymy ich całkowitą rezystancję;
• Jako R1 ustawiamy rezystor o wartości z szeregu standardowego najbliższej zmierzonej;
• Zastępujemy R3 stałym łańcuchem 470 omów + potencjometr 3,3 kOhm;
• To samo co zgodnie z ust. 3-5, V. I ustawiamy napięcie równe połowie napięcia zasilania.

Punkt a, z którego sygnał jest odprowadzany do obciążenia, to tzw. środkowy punkt wzmacniacza. W UMZCH z zasilaniem jednobiegunowym ustawia się go na połowę wartości, a w UMZCH z zasilaniem bipolarnym - zero w stosunku do wspólnego przewodu. Nazywa się to regulacją balansu wzmacniacza. W jednobiegunowych UMZCH z pojemnościowym odsprzęganiem obciążenia nie ma potrzeby wyłączania go podczas konfiguracji, ale lepiej przyzwyczaić się do robienia tego odruchowo: niezrównoważony 2-biegunowy wzmacniacz z podłączonym obciążeniem może wypalić swój własny mocny i drogie tranzystory wyjściowe, czy nawet „nowy, dobry” i bardzo drogi mocny głośnik.

Notatka: elementy wymagające wyboru podczas ustawiania urządzenia w układzie są oznaczone na schematach gwiazdką (*) lub apostrofem (‘).

W środku tej samej ryc.- prosty UMZCH na tranzystorach, już rozwijający moc do 4-6 W przy obciążeniu 4 omów. Choć działa podobnie jak poprzednio, w tzw. klasie AB1, nie są przeznaczone do dźwięku Hi-Fi, ale jeśli wymienisz parę tych wzmacniaczy klasy D (patrz niżej) w tanich chińskich głośnikach komputerowych, ich dźwięk zauważalnie się poprawi. Tutaj uczymy się kolejnej sztuczki: mocne tranzystory wyjściowe należy umieścić na grzejnikach. Komponenty wymagające dodatkowego chłodzenia zaznaczono na schematach liniami przerywanymi; jednak nie zawsze; czasami - wskazując wymaganą powierzchnię rozpraszającą radiatora. Konfigurowanie tego UMZCH polega na równoważeniu za pomocą R2.

Po prawej stronie na ryc.- jeszcze nie 350-watowy potwór (jak pokazano na początku artykułu), ale już całkiem solidna bestia: prosty wzmacniacz z tranzystorami o mocy 100 W. Można przez niego słuchać muzyki, ale nie Hi-Fi, klasa działania to AB2. Jednak całkiem nadaje się do punktowania miejsca na piknik lub spotkanie na świeżym powietrzu, auli szkolnej lub małej sali handlowej. Amatorski zespół rockowy, posiadający taki UMZCH na instrument, może z powodzeniem występować.

W tym UMZCH są jeszcze 2 sztuczki: po pierwsze, w bardzo mocnych wzmacniaczach stopień napędowy dużej mocy również musi być chłodzony, więc VT3 umieszcza się na grzejniku o mocy 100 kW lub większej. patrz Do wyjścia potrzebne są grzejniki VT4 i VT5 od 400 m2. Po drugie, UMZCH z bipolarnym zasilaniem w ogóle nie są zrównoważone bez obciążenia. Najpierw jeden lub drugi tranzystor wyjściowy zostaje odcięty, a powiązany przechodzi w stan nasycenia. Wówczas przy pełnym napięciu zasilania skoki prądu podczas równoważenia mogą spowodować uszkodzenie tranzystorów wyjściowych. Dlatego do balansowania (R6, zgadliście?) wzmacniacz zasilany jest z +/–24 V, a zamiast obciążenia włączany jest rezystor drutowy o wartości 100...200 omów. Nawiasem mówiąc, zawijasy na niektórych rezystorach na schemacie to cyfry rzymskie, wskazujące wymaganą moc rozpraszania ciepła.

Notatka:Źródło zasilania tego UMZCH potrzebuje mocy 600 W lub większej. Kondensatory filtrujące antyaliasingowe - od 6800 µF przy 160 V. Równolegle z kondensatorami elektrolitycznymi IP dołączone są kondensatory ceramiczne 0,01 µF, aby zapobiec samowzbudzeniu przy częstotliwościach ultradźwiękowych, które może natychmiastowo wypalić tranzystory wyjściowe.

Na pracownikach terenowych

Na szlaku. Ryż. - kolejna opcja dla dość mocnego UMZCH (30 W i napięcie zasilania 35 V - 60 W) na mocnych tranzystorach polowych:

Dźwięk z niego spełnia już wymagania dla podstawowego Hi-Fi (jeśli oczywiście UMZCH działa na odpowiednich systemach akustycznych, głośnikach). Mocne sterowniki terenowe nie wymagają dużej mocy do napędzania, więc nie ma kaskady przed zasilaniem. Jeszcze mocniejsze tranzystory polowe nie spalają głośników w przypadku jakiejkolwiek awarii - same wypalają się szybciej. Również nieprzyjemne, ale wciąż tańsze niż wymiana drogiej głowicy basowej głośnika (GB). Ten UMZCH w ogóle nie wymaga równoważenia ani regulacji. Jako konstrukcja dla początkujących ma tylko jedną wadę: mocne tranzystory polowe są znacznie droższe niż tranzystory bipolarne dla wzmacniacza o tych samych parametrach. Wymagania stawiane indywidualnym przedsiębiorcom są podobne do dotychczasowych. przypadku, ale jego moc jest potrzebna od 450 W. Grzejniki – od 200 mkw. cm.

Notatka: nie ma potrzeby budowania potężnych UMZCH na tranzystorach polowych, na przykład do przełączania zasilaczy. komputer Próbując „wprowadzić” je w tryb aktywny wymagany dla UMZCH, albo po prostu się wypalają, albo dźwięk wytwarza słaby dźwięk i „żadną jakość”. To samo dotyczy na przykład wydajnych tranzystorów bipolarnych wysokiego napięcia. ze skanowania liniowego starych telewizorów.

Prosto

Jeśli zrobiłeś już pierwsze kroki, chęć budowania jest całkiem naturalna Hi-Fi klasy UMZCH, bez wchodzenia zbyt głęboko w teoretyczną dżunglę. Aby to zrobić, będziesz musiał rozbudować swoje oprzyrządowanie - potrzebujesz oscyloskopu, generatora częstotliwości audio (AFG) i miliwoltomierza prądu przemiennego z możliwością pomiaru składowej stałej. Jako prototyp do powtórzenia lepiej jest przyjąć UMZCH E. Gumeli, szczegółowo opisany w „Radio” nr 1 z 1989 r. Do jego zbudowania potrzeba kilku niedrogich, dostępnych komponentów, ale jakość spełnia bardzo wysokie wymagania: zasilanie do 60 W, pasmo 20-20 000 Hz, nierównomierność pasma przenoszenia 2 dB, współczynnik zniekształceń nieliniowych (THD) 0,01%, poziom szumów własnych –86 dB. Jednak ustawienie wzmacniacza Gumeli jest dość trudne; jeśli sobie z tym poradzisz, możesz zmierzyć się z każdym innym. Jednak niektóre z obecnie znanych okoliczności znacznie upraszczają utworzenie tego UMZCH, patrz poniżej. Mając to na uwadze oraz fakt, że nie każdy ma możliwość przedostania się do archiwum Radia, wypadałoby powtórzyć najważniejsze punkty.

Schematy prostego, wysokiej jakości UMZCH

Obwody Gumeli UMZCH i ich specyfikacje pokazano na ilustracji. Promienniki tranzystorów wyjściowych – od 250 mkw. patrz UMZCH na ryc. 1 i od 150 mkw. zobacz opcję zgodnie z rys. 3 (numeracja oryginalna). Tranzystory stopnia przedwyjściowego (KT814/KT815) zamontowano na radiatorach wygiętych z aluminiowych płyt o wymiarach 75x35 mm i grubości 3 mm. Nie ma potrzeby wymiany KT814/KT815 na KT626/KT961; dźwięk nie poprawia się zauważalnie, ale konfiguracja staje się poważnie trudna.

Ten UMZCH ma bardzo istotne znaczenie dla zasilania, topologii instalacji i ogólnie, dlatego należy go zainstalować w formie kompletnej strukturalnie i tylko ze standardowym źródłem zasilania. Przy próbie zasilenia go z zasilacza stabilizowanego tranzystory wyjściowe natychmiast się przepalają. Dlatego na ryc. Dostarczono rysunki oryginalnych płytek drukowanych i instrukcje konfiguracji. Możemy do nich dodać, że po pierwsze, jeśli przy pierwszym włączeniu wyczuwalne jest „podniecenie”, to walczą z nim zmieniając indukcyjność L1. Po drugie, przewody części montowanych na płytach nie powinny być dłuższe niż 10 mm. Po trzecie, zmiana topologii instalacji jest wyjątkowo niepożądana, ale jeśli jest to naprawdę konieczne, po stronie przewodów musi znajdować się ekran ramowy (pętla masy, zaznaczona kolorem na rysunku), a ścieżki zasilania muszą przechodzić poza nim.

Notatka: przerwy w torach, do których podłączane są podstawy potężnych tranzystorów - technologiczne, do regulacji, po czym są one uszczelniane kroplami lutowia.

Konfiguracja tego UMZCH jest znacznie uproszczona, a ryzyko wystąpienia „podniecenia” podczas użytkowania jest zredukowane do zera, jeśli:

• Zminimalizuj instalację wzajemnych połączeń, umieszczając płytki na radiatorach mocnych tranzystorów.
• Całkowicie porzuć złącza wewnątrz, wykonując całą instalację wyłącznie poprzez lutowanie. Wtedy nie będzie potrzeby R12, R13 w wersji o większej mocy lub R10 R11 w wersji o słabszej mocy (są one kropkowane na schematach).
• Do instalacji wewnętrznej należy używać przewodów audio z miedzi beztlenowej o minimalnej długości.

Jeśli te warunki zostaną spełnione, nie ma problemów z wzbudzeniem, a ustawienie UMZCH sprowadza się do rutynowej procedury opisanej na ryc.

Przewody do dźwięku

Przewody audio nie są próżnym wynalazkiem. Konieczność ich stosowania jest obecnie niezaprzeczalna. W miedzi z domieszką tlenu na powierzchniach krystalitów metali tworzy się cienka warstwa tlenku. Tlenki metali są półprzewodnikami i jeśli prąd w drucie jest słaby bez stałej składowej, jego kształt ulega zniekształceniu. Teoretycznie zniekształcenia niezliczonych krystalitów powinny się wzajemnie kompensować, ale pozostaje bardzo niewiele (najwyraźniej z powodu niepewności kwantowej). Wystarczający, aby zostać zauważonym przez wymagających słuchaczy na tle najczystszego brzmienia współczesnego UMZCH.

Producenci i handlarze bezwstydnie zastępują zwykłą miedź elektryczną zamiast miedzi beztlenowej – naocznie nie sposób odróżnić jednego od drugiego. Istnieje jednak obszar zastosowań, w którym podrabianie nie jest oczywiste: skrętka komputerowa do sieci komputerowych. Jeśli po lewej stronie umieścisz siatkę z długimi segmentami, albo w ogóle się ona nie uruchomi, albo będzie stale powodować zakłócenia. Rozproszenie pędu, wiesz.

Autor, gdy właśnie rozmawiano o przewodach audio, zdał sobie sprawę, że w zasadzie nie jest to jałowa paplanina, zwłaszcza że przewody beztlenowe były już dawno stosowane w sprzęcie specjalnego przeznaczenia, z którym dobrze się zapoznał jego kierunek pracy. Następnie wziąłem i wymieniłem standardowy przewód moich słuchawek TDS-7 na domowy przewód wykonany z „vitukha” z elastycznymi przewodami wielożyłowymi. Dźwięk pod względem słuchowym stale się poprawia w przypadku kompleksowych utworów analogowych, tj. w drodze z mikrofonu studyjnego na płytę, nigdy nie zdigitalizowane. Szczególnie jasno zabrzmiały nagrania winylowe wykonane w technologii DMM (Direct Metal Mastering). Następnie instalacja interkonektowa całego domowego sprzętu audio została przekonwertowana na „witushkę”. Wtedy zupełnie przypadkowe osoby, obojętne na muzykę i niepowiadomione wcześniej, zaczęły zauważać poprawę dźwięku.

Jak wykonać przewody łączące ze skrętki, patrz dalej. wideo.

Wideo: zrób to sam skrętka dwużyłowa

Niestety, elastyczna „vitha” wkrótce zniknęła ze sprzedaży – słabo trzymała się w zaciskanych złączach. Jednakże, dla wiadomości czytelników, elastyczny drut „wojskowy” MGTF i MGTFE (w ekranie) produkowany jest wyłącznie z miedzi beztlenowej. Fałszywe jest niemożliwe, ponieważ Na zwykłej miedzi izolacja z taśmy fluoroplastycznej rozprzestrzenia się dość szybko. MGTF jest obecnie powszechnie dostępny i kosztuje znacznie mniej niż markowe kable audio z gwarancją. Ma jedną wadę: nie można tego zrobić w kolorze, ale można to skorygować za pomocą tagów. Istnieją również beztlenowe druty nawojowe, patrz poniżej.

Przerwa teoretyczna

Jak widać, już na wczesnych etapach opracowywania technologii audio mieliśmy do czynienia z koncepcją Hi-Fi (High Fidelity), reprodukcją dźwięku o wysokiej wierności. Hi-Fi występuje w różnych poziomach, uszeregowanych według poniższego zestawienia. główne parametry:

1. Powtarzalne pasmo częstotliwości.
2. Zakres dynamiczny - stosunek w decybelach (dB) maksymalnej (szczytowej) mocy wyjściowej do poziomu hałasu.
3. Poziom szumu własnego w dB.
4. Nieliniowy współczynnik zniekształceń (THD) przy znamionowej (długoterminowej) mocy wyjściowej. Zakłada się, że SOI przy mocy szczytowej wynosi 1% lub 2% w zależności od techniki pomiaru.
5. Nierównomierność odpowiedzi amplitudowo-częstotliwościowej (AFC) w odtwarzalnym paśmie częstotliwości. Dla głośników - osobno przy niskich (LF, 20-300 Hz), średnich (MF, 300-5000 Hz) i wysokich (HF, 5000-20 000 Hz) częstotliwościach dźwięku.

Notatka: stosunek poziomów bezwzględnych dowolnych wartości I w (dB) definiuje się jako P(dB) = 20log(I1/I2). Jeśli I1

Projektując i budując głośniki, musisz znać wszystkie subtelności i niuanse Hi-Fi, a jeśli chodzi o domowy Hi-Fi UMZCH, zanim przejdziesz do nich, musisz jasno zrozumieć wymagania dotyczące ich mocy wymaganej do brzmienie danego pomieszczenia, zakres dynamiki (dynamika), poziom hałasu i SOI. Nie jest bardzo trudno uzyskać pasmo częstotliwości 20-20 000 Hz z UMZCH z odchyleniem na krawędziach 3 dB i nierównomierną charakterystyką częstotliwościową w środku pasma 2 dB na nowoczesnej podstawie elementu.

Tom

Moc UMZCH nie jest celem samym w sobie, musi zapewniać optymalną głośność reprodukcji dźwięku w danym pomieszczeniu. Można to określić za pomocą krzywych o jednakowej głośności, patrz rys. W obszarach mieszkalnych nie ma naturalnych dźwięków cichszych niż 20 dB; 20 dB to dzicz w całkowitym spokoju. Poziom głośności wynoszący 20 dB w stosunku do progu słyszalności jest progiem zrozumiałości – szept nadal jest słyszalny, ale muzyka jest odbierana jedynie jako fakt jego obecności. Doświadczony muzyk potrafi rozpoznać, na jakim instrumencie gra, ale nie na jakim dokładnie.

40 dB – normalny hałas dobrze izolowanego mieszkania miejskiego w spokojnej okolicy lub wiejskiego domu – stanowi próg zrozumiałości. Muzyki od progu zrozumiałości do progu zrozumiałości można słuchać z głęboką korekcją odpowiedzi częstotliwościowej, przede wszystkim w zakresie basu. Aby to zrobić, do nowoczesnych UMZCH wprowadzono funkcję MUTE (wyciszenie, mutacja, a nie mutacja!). obwody korekcyjne w UMZCH.

90 dB to poziom głośności orkiestry symfonicznej w bardzo dobrej sali koncertowej. 110 dB może wytworzyć rozbudowana orkiestra w sali o wyjątkowej akustyce, której jest nie więcej niż 10 na świecie, to jest próg percepcji: głośniejsze dźwięki nadal są odbierane wysiłkiem woli jako dające się rozróżnić znaczeniowo, ale już irytujący hałas. Strefa głośności w pomieszczeniach mieszkalnych wynosząca 20-110 dB stanowi strefę pełnej słyszalności, a 40-90 dB to strefa najlepszej słyszalności, w której nieprzeszkoleni i niedoświadczeni słuchacze w pełni dostrzegają znaczenie dźwięku. Jeśli oczywiście w nim uczestniczy.

Moc

Obliczanie mocy sprzętu przy danej głośności w obszarze odsłuchu jest prawdopodobnie głównym i najtrudniejszym zadaniem elektroakustyki. Dla siebie w warunkach lepiej przejść od systemów akustycznych (AS): obliczyć ich moc za pomocą uproszczonej metody i przyjąć nominalną (długoterminową) moc UMZCH równą szczytowemu (muzycznemu) głośnikowi. W tym przypadku UMZCH nie doda zauważalnie swoich zniekształceń do zniekształceń głośników; to one są już głównym źródłem nieliniowości w torze audio. Ale UMZCH nie powinien być zbyt mocny: w tym przypadku poziom własnego hałasu może być wyższy niż próg słyszalności, ponieważ Oblicza się go na podstawie poziomu napięcia sygnału wyjściowego przy maksymalnej mocy. Jeśli rozważymy to bardzo prosto, to dla pokoju w zwykłym mieszkaniu lub domu i głośników o normalnej charakterystycznej czułości (wydajności dźwiękowej) możemy wziąć ślad. Optymalne wartości mocy UMZCH:

• Do 8 mkw. m – 15-20 W.
• 8-12 mkw. m – 20-30 W.
• 12-26 mkw. m – 30-50 W.
• 26-50 mkw. m – 50-60 W.
• 50-70 mkw. m – 60-100 W.
• 70-100 mkw. m – 100-150 W.
• 100-120 mkw. m – 150-200 W.
• Ponad 120 mkw. m – ustala się na podstawie obliczeń na podstawie pomiarów akustycznych na miejscu.

Dynamika

Zakres dynamiczny UMZCH jest określony przez krzywe o jednakowej głośności i wartościach progowych dla różnych stopni percepcji:

1. Muzyka symfoniczna i jazz z akompaniamentem symfonicznym - 90 dB (110 dB - 20 dB) idealnie, 70 dB (90 dB - 20 dB) dopuszczalne. Żaden ekspert nie jest w stanie odróżnić dźwięku o dynamice 80-85 dB w mieszkaniu miejskim od ideału.
2. Inne poważne gatunki muzyczne – 75 dB doskonałe, 80 dB „przez dach”.
3. Muzyka pop wszelkiego rodzaju i ścieżki dźwiękowe do filmów - 66 dB w zupełności wystarczy dla oczu, bo... Te opusy są już podczas nagrywania kompresowane do poziomu do 66 dB, a nawet do 40 dB, dzięki czemu można ich słuchać na czymkolwiek.

Za zakres dynamiczny UMZCH, prawidłowo dobrany dla danego pomieszczenia, uważa się równy jego własnemu poziomowi hałasu, branemu ze znakiem +, jest to tzw. stosunek sygnału do szumu.

WIĘC JA

Zniekształcenia nieliniowe (ND) UMZCH są składnikami widma sygnału wyjściowego, które nie były obecne w sygnale wejściowym. Teoretycznie najlepiej jest „zepchnąć” NI poniżej poziomu jego własnego szumu, ale technicznie jest to bardzo trudne do zrealizowania. W praktyce uwzględniają one tzw. efekt maskowania: przy poziomach głośności poniżej ok. Przy 30 dB zawęża się zakres częstotliwości odbieranych przez ludzkie ucho, podobnie jak zdolność rozróżniania dźwięków według częstotliwości. Muzycy słyszą nuty, ale mają trudności z oceną barwy dźwięku. U osób niesłyszących muzyki efekt maskowania obserwuje się już przy głośności 45-40 dB. Dlatego UMZCH o THD 0,1% (–60 dB od poziomu głośności 110 dB) zostanie oceniony przez przeciętnego słuchacza jako Hi-Fi, a z THD 0,01% (–80 dB) można uznać, że nie zniekształcanie dźwięku.

Lampy

To ostatnie stwierdzenie zapewne wywoła odrzucenie, a nawet wściekłość wśród zwolenników obwodów lampowych: mówią, że prawdziwy dźwięk wytwarzają tylko lampy, i to nie tylko niektóre, ale określone typy oktalne. Spokojnie panowie – specjalne brzmienie lamp nie jest fikcją. Powodem są zasadniczo różne widma zniekształceń lamp elektronicznych i tranzystorów. To z kolei wynika z tego, że w lampie przepływ elektronów porusza się w próżni i nie pojawiają się w niej efekty kwantowe. Tranzystor jest urządzeniem kwantowym, w którym w krysztale poruszają się nośniki ładunku mniejszościowego (elektrony i dziury), co jest całkowicie niemożliwe bez efektów kwantowych. Dlatego widmo zniekształceń lamp jest krótkie i czyste: wyraźnie widoczne są w nim jedynie harmoniczne do 3-4, a składowych kombinacyjnych (sum i różnic częstotliwości sygnału wejściowego i ich harmonicznych) jest bardzo mało. Dlatego w czasach obwodów próżniowych SOI nazywano zniekształceniami harmonicznymi (CHD). W tranzystorach widmo zniekształceń (jeśli są mierzalne, rezerwacja jest losowa, patrz poniżej) można prześledzić aż do 15. i wyższych składowych, a częstotliwości kombinacji są w nim więcej niż wystarczające.

Na początku elektroniki półprzewodnikowej projektanci tranzystorowych UMZCH stosowali dla nich zwykłe „lampowe” SOI wynoszące 1-2%; Dźwięk o widmie zniekształceń lampowych tej wielkości jest odbierany przez zwykłych słuchaczy jako czysty. Nawiasem mówiąc, sama koncepcja Hi-Fi jeszcze nie istniała. Okazało się, że brzmią nudno i nudno. W procesie opracowywania technologii tranzystorowej opracowano zrozumienie, czym jest Hi-Fi i co jest do tego potrzebne.

Obecnie rosnące trudności związane z technologią tranzystorową zostały pomyślnie przezwyciężone, a częstotliwości boczne na wyjściu dobrego UMZCH są trudne do wykrycia specjalnymi metodami pomiarowymi. Można uznać, że obwody lamp stały się sztuką. Podstawą może być wszystko, dlaczego nie może tam pójść elektronika? Właściwa byłaby tu analogia z fotografią. Nikt nie zaprzeczy, że nowoczesna cyfrowa lustrzanka produkuje obraz nieporównywalnie wyraźniejszy, bardziej szczegółowy i głębszy w zakresie jasności i barwy niż pudełko ze sklejki z akordeonem. Ale ktoś z najfajniejszym Nikonem „klika zdjęcia” w stylu „to jest mój gruby kot, upił się jak bękart i śpi z wyciągniętymi łapami”, a ktoś, używając Smeny-8M, wykorzystuje czarno-biały film Svemova zrób zdjęcie, przed którym stoi tłum ludzi na prestiżowej wystawie.

Notatka: i uspokój się znowu - nie wszystko jest takie złe. Dziś lampy małej mocy UMZCH mają co najmniej jedno zastosowanie, co nie mniej ważne, dla którego są technicznie niezbędne.

Stanowisko eksperymentalne

Wielu miłośników audio, ledwie nauczywszy się lutować, od razu „przechodzi na lampy”. To w żaden sposób nie zasługuje na potępienie, wręcz przeciwnie. Zainteresowanie początkami jest zawsze uzasadnione i przydatne, a elektronika stała się taką właśnie w przypadku lamp. Pierwsze komputery były oparte na lampach, a pokładowy sprzęt elektroniczny pierwszego statku kosmicznego również był oparty na lampach: wtedy były już tranzystory, ale nie były w stanie wytrzymać promieniowania pozaziemskiego. Nawiasem mówiąc, w tym czasie powstawały także mikroukłady lampowe w najściślejszej tajemnicy! W mikrolampach z zimną katodą. Jedyna znana wzmianka o nich w otwartych źródłach znajduje się w rzadkiej książce Mitrofanowa i Pickersgila „Nowoczesne lampy odbiorcze i wzmacniające”.

Ale dość o tekstach, przejdźmy do sedna. Dla tych, którzy lubią majstrować przy lampach na ryc. – schemat lampy stołowej UMZCH, przeznaczonej specjalnie do eksperymentów: SA1 przełącza tryb pracy lampy wyjściowej, a SA2 przełącza napięcie zasilania. Obwód jest dobrze znany w Federacji Rosyjskiej, niewielka modyfikacja dotyczyła tylko transformatora wyjściowego: teraz możesz nie tylko „sterować” natywnym 6P7S w różnych trybach, ale także wybrać współczynnik przełączania siatki ekranu dla innych lamp w trybie ultraliniowym ; dla zdecydowanej większości pentod wyjściowych i tetrod wiązkowych wynosi ona albo 0,22-0,25, albo 0,42-0,45. Informacje na temat produkcji transformatora wyjściowego można znaleźć poniżej.

Gitarzyści i rockmani

Tak właśnie jest w przypadku, gdy nie można obejść się bez lamp. Jak wiadomo, gitara elektryczna stała się pełnoprawnym instrumentem solowym po tym, jak wstępnie wzmocniony sygnał z przetwornika zaczął być przepuszczany przez specjalną przystawkę – utrwalacz – która celowo zniekształcała jego widmo. Bez tego dźwięk struny byłby zbyt ostry i krótki, bo przetwornik elektromagnetyczny reaguje jedynie na mody swoich drgań mechanicznych w płaszczyźnie płyty rezonansowej instrumentu.

Wkrótce pojawiła się nieprzyjemna okoliczność: dźwięk gitary elektrycznej z utrwalaczem nabiera pełnej mocy i jasności dopiero przy dużej głośności. Dotyczy to szczególnie gitar z przetwornikiem typu humbucker, który daje najbardziej „wściekły” dźwięk. Ale co z początkującym, który jest zmuszony ćwiczyć w domu? Nie można wyjść na salę, aby wystąpić, nie wiedząc dokładnie, jak instrument będzie tam brzmiał. A fani rocka chcą po prostu słuchać swoich ulubionych rzeczy w pełnej krasie, a rockowcy to na ogół porządni i niekonfliktowi ludzie. Przynajmniej tych, którzy interesują się muzyką rockową, a nie szokującym otoczeniem.

Okazało się więc, że fatalny dźwięk pojawia się na poziomach głośności akceptowalnych dla pomieszczeń mieszkalnych, jeśli UMZCH jest oparty na lampach. Powodem jest specyficzne oddziaływanie widma sygnału z utrwalacza z czystym i krótkim widmem harmonicznych lampowych. Tutaj znowu odpowiednia jest analogia: zdjęcie czarno-białe może być znacznie bardziej wyraziste niż kolorowe, ponieważ pozostawia jedynie zarys i światło do oglądania.

Ci, którzy potrzebują wzmacniacza lampowego nie do eksperymentów, ale z konieczności technicznych, nie mają czasu na długie opanowywanie zawiłości elektroniki lampowej, pasjonuje ich coś innego. W takim przypadku lepiej jest zrobić UMZCH bez transformatora. Dokładniej, z jednostronnym dopasowującym transformatorem wyjściowym, który działa bez stałego namagnesowania. Takie podejście znacznie upraszcza i przyspiesza produkcję najbardziej złożonego i krytycznego elementu lampy UMZCH.

„Beztransformatorowy” lampowy stopień wyjściowy UMZCH i przedwzmacniacze do niego

Po prawej stronie na ryc. podany jest schemat beztransformatorowego stopnia wyjściowego lampy UMZCH, a po lewej stronie opcje przedwzmacniacza. U góry – z regulacją barwy według klasycznego schematu Baxandala, która zapewnia dość głęboką regulację, ale wprowadza do sygnału lekkie zniekształcenie fazowe, co może być znaczące, gdy UMZCH pracuje na głośniku 2-drożnym. Poniżej przedwzmacniacz z prostszą regulacją barwy, która nie zniekształca sygnału.

Ale wróćmy do końca. W wielu źródłach zagranicznych schemat ten uważany jest za rewelację, jednak identyczny, z wyjątkiem pojemności kondensatorów elektrolitycznych, znajdujemy w sowieckim „Podręczniku radioamatorskim” z 1966 r. Gruba księga licząca 1060 stron. Nie było wówczas internetowych i dyskowych baz danych.

W tym samym miejscu, po prawej stronie rysunku, krótko, ale wyraźnie opisano wady tego schematu. Na szlaku podawany jest ulepszony, z tego samego źródła. Ryż. po prawej. W nim siatka ekranowa L2 jest zasilana ze środka prostownika anodowego (uzwojenie anodowe transformatora mocy jest symetryczne), a siatka ekranowa L1 jest zasilana przez obciążenie. Jeśli zamiast głośników o wysokiej impedancji włączysz pasujący transformator ze zwykłymi głośnikami, tak jak w poprzednim. obwód, moc wyjściowa wynosi ok. 12 W, ponieważ czynna rezystancja uzwojenia pierwotnego transformatora jest znacznie mniejsza niż 800 omów. SOI tego stopnia końcowego z wyjściem transformatorowym - ok. 0,5%

Jak zrobić transformator?

Głównymi wrogami jakości potężnego transformatora o niskiej częstotliwości (dźwięku) sygnału są pole magnetyczne upływu, którego linie siły są zamknięte, omijając obwód magnetyczny (rdzeń), prądy wirowe w obwodzie magnetycznym (prądy Foucaulta) oraz, w mniejszym stopniu, magnetostrykcja w rdzeniu. Z powodu tego zjawiska niedbale zmontowany transformator „śpiewa”, buczy lub piszczy. Prądy Foucaulta zwalcza się poprzez zmniejszenie grubości płytek obwodu magnetycznego i dodatkowo izolowanie ich lakierem podczas montażu. W przypadku transformatorów wyjściowych optymalna grubość blachy wynosi 0,15 mm, maksymalna dopuszczalna to 0,25 mm. Nie należy brać cieńszych płytek na transformator wyjściowy: współczynnik wypełnienia rdzenia (środkowego pręta obwodu magnetycznego) stalą spadnie, przekrój obwodu magnetycznego będzie musiał zostać zwiększony, aby uzyskać daną moc, co tylko zwiększy w nim zniekształcenia i straty.

W rdzeniu transformatora audio pracującego przy magnesowaniu trwałym (na przykład prąd anodowy stopnia wyjściowego z pojedynczym zakończeniem) musi znajdować się mała (określona na podstawie obliczeń) przerwa niemagnetyczna. Z jednej strony obecność przerwy niemagnetycznej zmniejsza zniekształcenia sygnału spowodowane ciągłym namagnesowaniem; z drugiej strony w konwencjonalnym obwodzie magnetycznym zwiększa pole rozproszone i wymaga rdzenia o większym przekroju. Dlatego szczelinę niemagnetyczną należy obliczyć optymalnie i wykonać tak dokładnie, jak to możliwe.

W przypadku transformatorów pracujących z namagnesowaniem optymalny rodzaj rdzenia wykonany jest z płytek Shp (ciętych), poz. 1 na ryc. W nich podczas cięcia rdzenia powstaje niemagnetyczna szczelina, dzięki czemu jest stabilna; jego wartość jest wskazana w paszporcie dla tablic lub mierzona zestawem sond. Pole bezpańskie jest minimalne, ponieważ boczne odgałęzienia, przez które zamyka się strumień magnetyczny, są stałe. Rdzenie transformatorów bez uprzedzeń są często montowane z płyt Shp, ponieważ Płyty Shp wykonane są z wysokiej jakości stali transformatorowej. W tym przypadku rdzeń jest montowany w poprzek dachu (płyty układa się z nacięciem w jednym lub drugim kierunku), a jego przekrój zwiększa się o 10% w porównaniu z obliczonym.

Lepiej jest nawinąć transformatory bez obciążenia na rdzeniach USH (zmniejszona wysokość przy poszerzonych oknach), poz. 2. W nich zmniejszenie pola błądzącego osiąga się poprzez zmniejszenie długości ścieżki magnetycznej. Ponieważ płyty USh są bardziej dostępne niż Shp, często wykonuje się z nich rdzenie transformatorów z namagnesowaniem. Następnie przeprowadza się montaż rdzenia pociętego na kawałki: składa się pakiet płytek W, umieszcza się pasek nieprzewodzącego materiału niemagnetycznego o grubości równej wielkości szczeliny niemagnetycznej, przykryty jarzmem z paczki swetrów i ściągnięte za pomocą klipsa.

Notatka: Obwody magnetyczne sygnału „dźwiękowego” typu ShLM są mało przydatne w transformatorach wyjściowych wysokiej jakości wzmacniaczy lampowych, mają duże pole rozproszone.

W poz. 3 przedstawia schemat wymiarów rdzenia do obliczenia transformatora, w poz. 4 konstrukcja ramy uzwojenia oraz w poz. 5 – wzory jego części. Jeśli chodzi o transformator dla stopnia wyjściowego „beztransformatorowego”, lepiej jest go wykonać na ShLMm po dachu, ponieważ polaryzacja jest znikoma (prąd polaryzacji jest równy prądowi siatki ekranu). Głównym zadaniem jest tutaj możliwie zwarte uzwojenie, aby zredukować pole rozproszone; ich rezystancja czynna będzie nadal znacznie mniejsza niż 800 omów. Im więcej wolnego miejsca w oknach, tym lepszy okazał się transformator. Dlatego uzwojenia są nawijane zwojowo (jeśli nie ma maszyny nawojowej, jest to okropne zadanie) z najcieńszego możliwego drutu, współczynnik układania uzwojenia anodowego do obliczeń mechanicznych transformatora przyjmuje się 0,6. Drut nawojowy to PETV lub PEMM, mają rdzeń beztlenowy. Nie ma potrzeby stosowania PETV-2 lub PEMM-2; dzięki podwójnemu lakierowaniu mają zwiększoną średnicę zewnętrzną i większe pole rozpraszania. Uzwojenie pierwotne jest nawijane jako pierwsze, ponieważ to jego pole rozpraszania ma największy wpływ na dźwięk.

Trzeba szukać żelaza do tego transformatora z otworami w rogach płytek i wspornikami zaciskowymi (patrz rysunek po prawej), ponieważ „dla całkowitego szczęścia” obwód magnetyczny jest montowany w następujący sposób. kolejność (oczywiście uzwojenia z przewodami i izolacją zewnętrzną powinny być już na ramie):

1. Przygotuj lakier akrylowy rozcieńczony na pół lub, w staromodny sposób, szelak;
2. Płytki ze zworkami szybko pokrywa się lakierem z jednej strony i wkłada do ramy tak szybko, jak to możliwe, bez zbytniego dociskania. Pierwszą płytkę umieszcza się stroną lakierowaną do wewnątrz, kolejną stroną nielakierowaną do pierwszej lakierowanej itp.;
3. Po wypełnieniu okna ramowego zakłada się zszywki i mocno je skręca;
4. Po 1-3 minutach, gdy wyciskanie lakieru ze szczelin najwyraźniej ustanie, ponownie dodawaj płytki, aż okno zostanie wypełnione;
5. Powtórz akapity. 2-4, aż okno będzie szczelnie wypełnione stalą;
6. Rdzeń jest ponownie mocno naciągany i suszony na akumulatorze itp. 3-5 dni.

Rdzeń zmontowany w tej technologii charakteryzuje się bardzo dobrą izolacją płytową i wypełnieniem stalowym. Straty magnetostrykcyjne w ogóle nie są wykrywane. Należy jednak pamiętać, że tej techniki nie można zastosować w przypadku rdzeni permallojowych, ponieważ Pod silnymi wpływami mechanicznymi właściwości magnetyczne permalloju nieodwracalnie ulegają pogorszeniu!

Na mikroukładach

UMZCH na układach scalonych (IC) są najczęściej wykonywane przez tych, którzy są zadowoleni z jakości dźwięku aż do przeciętnego Hi-Fi, ale bardziej przyciąga ich niski koszt, szybkość, łatwość montażu i całkowity brak jakichkolwiek procedur konfiguracyjnych, które wymagają specjalnej wiedzy. Po prostu wzmacniacz na mikroukładach jest najlepszą opcją dla manekinów. Klasykiem gatunku jest tutaj UMZCH na układzie scalonym TDA2004, który jest w serii, jeśli Bóg da, od około 20 lat, po lewej stronie na ryc. Moc – do 12 W na kanał, napięcie zasilania – 3-18 V unipolarne. Powierzchnia grzejnika – od 200 mkw. zobacz maksymalną moc. Zaletą jest możliwość pracy z obciążeniem o bardzo niskiej rezystancji, do 1,6 oma, co pozwala na wydobycie pełnej mocy przy zasilaniu z sieci pokładowej 12 V oraz 7-8 W przy zasilaniu z 6-watowego zasilacza. napięcie zasilania, na przykład w motocyklu. Jednak wyjście TDA2004 w klasie B nie jest komplementarne (na tranzystorach o tej samej przewodności), więc dźwięk zdecydowanie nie jest Hi-Fi: THD 1%, dynamika 45 dB.

Nowszy TDA7261 nie gra lepiej, ale ma większą moc, aż do 25 W, bo Górną granicę napięcia zasilania podwyższono do 25 V. Dolna granica, wynosząca 4,5 V, pozwala w dalszym ciągu na zasilanie z sieci pokładowej 6 V, tj. TDA7261 można uruchomić z niemal wszystkich sieci pokładowych, za wyjątkiem pokładowego 27 V. Wykorzystując dołączone komponenty (opaska, po prawej na rysunku), TDA7261 może pracować w trybie mutacji oraz z trybem St-By (Stand By) ), która przełącza UMZCH w tryb minimalnego zużycia energii w przypadku braku sygnału wejściowego przez określony czas. Wygoda kosztuje, więc do zestawu stereo potrzebujesz pary TDA7261 z grzejnikami od 250 m2. zobacz dla każdego.

Notatka: Jeśli w jakiś sposób pociągają Was wzmacniacze z funkcją St-By, to miejcie na uwadze, że nie należy oczekiwać od nich głośników szerszych niż 66 dB.

„Super ekonomiczny” pod względem zasilania zasilacz TDA7482, po lewej na rysunku, pracujący w tzw. klasa D. Takie UMZCH są czasami nazywane wzmacniaczami cyfrowymi, co jest błędne. W celu rzeczywistej digitalizacji próbki poziomu są pobierane z sygnału analogowego o częstotliwości kwantyzacji nie mniejszej niż dwukrotność najwyższej z odtwarzanych częstotliwości, wartość każdej próbki jest rejestrowana w kodzie odpornym na zakłócenia i przechowywana do dalszego wykorzystania. UMZCH klasa D – puls. W nich sygnał analogowy jest bezpośrednio przekształcany w sekwencję modulowanej szerokości impulsu o wysokiej częstotliwości (PWM), która jest podawana do głośnika przez filtr dolnoprzepustowy (LPF).

Dźwięk klasy D nie ma nic wspólnego z Hi-Fi: SOI wynoszący 2% i dynamika 55 dB dla klasy D UMZCH są uważane za bardzo dobre wskaźniki. A TDA7482 tutaj, trzeba powiedzieć, nie jest optymalnym wyborem: inne firmy specjalizujące się w klasie D produkują układy scalone UMZCH, które są tańsze i wymagają mniej okablowania, na przykład D-UMZCH z serii Paxx, po prawej stronie na ryc.

Wśród TDA warto zwrócić uwagę na 4-kanałowy TDA7385, patrz rysunek, na którym można złożyć dobry wzmacniacz do głośników do średniego Hi-Fi włącznie, z podziałem częstotliwości na 2 pasma lub do systemu z subwooferem. W obu przypadkach filtracja dolnoprzepustowa i średnio-wysokoczęstotliwościowa odbywa się na wejściu przy słabym sygnale, co upraszcza konstrukcję filtrów i pozwala na głębszą separację pasm. A jeśli akustyka to subwoofer, wówczas 2 kanały TDA7385 można przydzielić do obwodu mostkowego sub-ULF (patrz poniżej), a pozostałe 2 można wykorzystać do MF-HF.

UMZCH do subwoofera

Subwoofer, który można przetłumaczyć jako „subwoofer” lub dosłownie „boomer”, odtwarza częstotliwości do 150-200 Hz, w tym zakresie ludzkie uszy praktycznie nie są w stanie określić kierunku źródła dźwięku. W głośnikach z subwooferem głośnik „subbasowy” jest umieszczony w osobnej konstrukcji akustycznej, jest to subwoofer jako taki. Subwoofer jest w zasadzie umieszczony tak wygodnie, jak to możliwe, a efekt stereo zapewniają oddzielne kanały MF-HF z własnymi małymi głośnikami, dla których konstrukcja akustyczna nie ma szczególnie poważnych wymagań. Eksperci są zgodni, że lepiej jest słuchać stereo z pełną separacją kanałów, ale systemy subwooferów znacznie oszczędzają pieniądze i pracę na ścieżce basowej oraz ułatwiają rozmieszczenie akustyki w małych pomieszczeniach, dlatego są popularne wśród konsumentów z normalnym słuchem i niezbyt wymagające.

„Wyciek” średnio-wysokich częstotliwości do subwoofera, a z niego do powietrza, znacznie psuje stereo, ale jeśli ostro „odetniesz” subbas, co, nawiasem mówiąc, jest bardzo trudne i kosztowne, wówczas wystąpi bardzo nieprzyjemny efekt przeskakiwania dźwięku. Dlatego kanały w systemach subwooferów są filtrowane dwukrotnie. Na wejściu filtry elektryczne podkreślają częstotliwości średnio-wysokie za pomocą basowych „ogonów”, które nie przeciążają ścieżki średnio-wysokotonowej, ale zapewniają płynne przejście do subbasu. Bas z „ogonami” średniotonowymi są łączone i podawane do oddzielnego UMZF dla subwoofera. Średnica jest dodatkowo filtrowana, aby stereo nie uległo pogorszeniu; w subwooferze jest już akustyczny: głośnik subbasowy umieszcza się np. w przegrodzie pomiędzy komorami rezonatorów subwoofera, które nie przepuszczają średnicy. , patrz po prawej na ryc.

UMZCH dla subwoofera podlega szeregowi specyficznych wymagań, z których „manekiny” uważają za najważniejsze możliwie największą moc. Jest to całkowicie błędne, jeśli, powiedzmy, obliczenia akustyki pomieszczenia dały moc szczytową W dla jednego głośnika, wówczas moc subwoofera potrzebuje 0,8 (2 W) lub 1,6 W. Na przykład, jeśli do pomieszczenia nadają się głośniki S-30, wówczas subwoofer potrzebuje 1,6x30 = 48 W.

O wiele ważniejsze jest zapewnienie braku zniekształceń fazowych i przejściowych: jeśli wystąpią, z pewnością nastąpi skok w dźwięku. Jeśli chodzi o SOI, jest to dopuszczalne do 1%. Wewnętrzne zniekształcenie basu na tym poziomie nie jest słyszalne (patrz krzywe równej głośności), a „ogony” ich widma w najlepiej słyszalnym obszarze środka pasma nie będą wychodzić z subwoofera. .

Aby uniknąć zniekształceń fazowych i przejściowych, wzmacniacz do subwoofera zbudowany jest według tzw. obwód mostkowy: wyjścia 2 identycznych kanałów UMZCH są włączane tyłem do siebie przez głośnik; sygnały na wejścia podawane są w przeciwfazie. Brak zniekształceń fazowych i przejściowych w obwodzie mostkowym wynika z całkowitej symetrii elektrycznej ścieżek sygnału wyjściowego. Identyfikację wzmacniaczy tworzących ramiona mostka zapewnia zastosowanie sparowanych kanałów UMZCH na układach scalonych, wykonanych na tym samym chipie; Jest to być może jedyny przypadek, gdy wzmacniacz na mikroukładach jest lepszy niż dyskretny.

Notatka: Moc mostu UMZCH nie podwaja się, jak niektórzy myślą, zależy od napięcia zasilania.

Przykład obwodu mostkowego UMZCH dla subwoofera w pomieszczeniu o powierzchni do 20 m2. m (bez filtrów wejściowych) na układzie scalonym TDA2030 pokazano na ryc. lewy. Dodatkową filtrację środka pasma realizują obwody R5C3 i R’5C’3. Powierzchnia grzejnika TDA2030 – od 400 mkw. patrz Zmostkowane UMZCH z otwartym wyjściem mają nieprzyjemną cechę: gdy mostek jest niezrównoważony, w prądzie obciążenia pojawia się stała składowa, która może uszkodzić głośnik, a obwody zabezpieczające subbas często zawodzą, wyłączając głośnik, gdy nie potrzebne. Dlatego też drogie, dębowe naciągi basowe lepiej zabezpieczyć niepolarnymi bateriami kondensatorów elektrolitycznych (zaznaczonymi kolorem, a schemat jednej baterii znajduje się we wkładce).

Trochę o akustyce

Konstrukcja akustyczna subwoofera jest tematem specjalnym, ale ponieważ podano tutaj rysunek, potrzebne są również wyjaśnienia. Materiał obudowy – MDF 24 mm. Rurki rezonatora wykonane są z dość trwałego, nie dzwoniącego tworzywa sztucznego, na przykład polietylenu. Wewnętrzna średnica rur wynosi 60 mm, występy do wewnątrz wynoszą 113 mm w dużej komorze i 61 mm w małej komorze. W przypadku konkretnej głowicy głośnikowej konieczne będzie przekonfigurowanie subwoofera w celu uzyskania najlepszego basu i jednocześnie najmniejszego wpływu na efekt stereo. Aby nastroić rury, biorą rurę, która jest oczywiście dłuższa i wsuwając ją i wysuwając, uzyskują wymagany dźwięk. Występy rur na zewnątrz nie wpływają na dźwięk; są one następnie odcinane. Ustawienia rur są od siebie zależne, więc będziesz musiał majstrować.

Wzmacniacz słuchawkowy

Wzmacniacz słuchawkowy najczęściej wykonuje się ręcznie z dwóch powodów. Pierwsza służy do słuchania „w drodze”, czyli tzw. poza domem, gdy moc wyjścia audio odtwarzacza lub smartfona nie wystarczy do wysterowania „przycisków” lub „łopianu”. Drugie dotyczy wysokiej klasy słuchawek domowych. Do zwykłego salonu potrzebny jest Hi-Fi UMZCH o dynamice do 70-75 dB, ale zakres dynamiki najlepszych nowoczesnych słuchawek stereo przekracza 100 dB. Wzmacniacz o takiej dynamice kosztuje więcej niż niektóre samochody, a jego moc będzie wynosić od 200 W na kanał, czyli za dużo jak na zwykłe mieszkanie: słuchanie przy mocy znacznie niższej od mocy znamionowej psuje dźwięk, patrz wyżej. Dlatego sensowne jest stworzenie osobnego wzmacniacza o małej mocy, ale o dobrej dynamice, specjalnie dla słuchawek: ceny domowych UMZCH o tak dodatkowej wadze są wyraźnie absurdalnie zawyżone.

Obwód najprostszego wzmacniacza słuchawkowego wykorzystującego tranzystory podano w poz. 1 zdjęcie Dźwięk jest tylko dla chińskich „guzików”, pracuje w klasie B. Nie inaczej jest też pod względem wydajności – baterie litowe 13 mm wytrzymują 3-4 godziny przy pełnej głośności. W poz. 2 – klasyk TDA dla słuchawek podróżnych. Dźwięk jest jednak całkiem przyzwoity, do średniego Hi-Fi w zależności od parametrów digitalizacji utworu. Amatorskich ulepszeń uprzęży TDA7050 jest niezliczona ilość, jednak nikomu jeszcze nie udało się osiągnąć przejścia dźwięku na wyższy poziom klasy: sam „mikrofon” na to nie pozwala. TDA7057 (poz. 3) jest po prostu bardziej funkcjonalny, regulację głośności można podłączyć do zwykłego, a nie podwójnego potencjometru.

UMZCH dla słuchawek w TDA7350 (poz. 4) został zaprojektowany w celu zapewnienia dobrej indywidualnej akustyki. To na tym układzie scalonym montowane są wzmacniacze słuchawkowe w większości domowych UMZCH średniej i wysokiej klasy. UMZCH do słuchawek na KA2206B (poz. 5) jest już uważany za profesjonalny: jego maksymalna moc 2,3 W wystarcza do napędzania tak poważnych „kubków” izodynamicznych, jak TDS-7 i TDS-15.

Wzmacniacz jest w stanie zapewnić moc szczytową 2 kW i moc ciągłą 1,5 kW, co oznacza, że ​​wzmacniacz ten jest w stanie wypalić większość znanych Ci głośników. Aby wyobrazić sobie taką moc w akcji, można podłączyć (co zdecydowanie odradzam) dwa głośniki 8-omowe połączone szeregowo do sieci o napięciu 220 V AC. W tym przypadku jeden głośnik będzie miał efektywne napięcie 110 V przy obciążeniu 8 omów – 1500 W. Jak myślisz, jak długo akustyka będzie działać w tym trybie? Jeżeli nadal masz ochotę popracować nad tym wzmacniaczem to śmiało...

Opis wzmacniacza

Najpierw przyjrzyjmy się wymaganiom, aby osiągnąć 1,5 kW przy 4 omach. Potrzebujemy napięcia skutecznego 77,5 V, ale musimy mieć pewien margines, ponieważ napięcie zasilania spadnie pod obciążeniem i zawsze będzie pewien spadek napięcia na złączach kolektor-emiter i rezystorach emitera.

Zatem napięcie zasilania powinno wynosić...

VDC = VRMS * 1,414
VDC = 77,5 * 1,414 = ±109,6 V napięcie prądu stałego

Ponieważ nie uwzględniliśmy strat, musimy dodać około 3-5 V na końcówkę wzmacniacza i dodatkowe 10 V na spadek napięcia zasilania pod pełnym obciążeniem.

Transformator 2 x 90 V wytworzy napięcie bez obciążenia wynoszące ±130 V (260 V między końcami prostownika), dlatego z zasilaczem należy obchodzić się niezwykle ostrożnie

Jako najbardziej odpowiednie dla stopnia końcowego wzmacniacza wybrano tranzystory bipolarne. Jest to podyktowane przede wszystkim napięciem zasilania, które przekracza napięcie graniczne dla większości tranzystorów MOSFET. To też dużo jak na tranzystory bipolarne, ale MJ15004/5 czy MJ21193/4 spełniają maksymalne wymagania napięciowe, więc na nich się skupimy.

P=V? / R = 65 ? / 4 = 1056 W

Oznacza to, że jest równy przeciętnemu grzejnikowi elektrycznemu...
Należy pamiętać, że podczas sterowania obciążeniem rezystancyjnym z przesunięciem fazowym o 45°, rozpraszanie mocy prawie się podwaja. Z tego wynika, że ​​dla tego wzmacniacza dobre chłodzenie jest niezbędne. Do wymuszonego chłodzenia potrzebne będą dobre radiatory i wentylatory (naturalna konwekcja nie pomoże).

Tranzystory MJ15024/5 (lub MJ21193/4) w obudowie K-3 (żelazko z dwoma zaciskami, jak KT825/827) i są zaprojektowane tak, aby rozpraszać 250W w temperaturze 25°C. Wybrano pakiet tranzystora K-3, ponieważ ma on najwyższą wartość rozpraszania mocy, ponieważ rezystancja termiczna jest niższa niż w przypadku jakiegokolwiek innego tranzystora w obudowie z tworzywa sztucznego.

MJE340/350 w stopniu wzmacniacza napięciowego gwarantuje dobrą liniowość. Ale nawet przy prądzie płynącym przez stopień 12 mA moc wynosi 0,72 W, więc Q4, Q6, Q9 i Q10 muszą mieć radiatory. Tranzystor (Q5), który określa polaryzację stopnia końcowego, musi być zainstalowany na wspólnym grzejniku z zaciskiem i mieć niezawodny kontakt termiczny.

Układ zabezpieczający przed zwarciem (Q7, Q8) ogranicza prąd do 12A i moc wydzielaną przez jeden tranzystor do około 175W, przy czym długotrwała praca wzmacniacza w tym trybie jest niedopuszczalna.
Profesjonalny obwód wzmacniacza o mocy 1500 W.

Dodatkowe elementy sprzężenia zwrotnego (R6a i C3a, pokazane kropkami) są opcjonalne. Mogą być one konieczne w przypadku wystąpienia samowzbudzenia wzmacniacza. Diody odwrotne (D9 i D10) chronią tranzystory wzmacniacza przed wstecznym polem elektromagnetycznym podczas pracy z aktywnym obciążeniem. Diody serii 1N5404 wytrzymują prąd szczytowy do 200A. Napięcie znamionowe musi wynosić co najmniej 400 V.

Rezystor VR1 100 omów służy do zrównoważenia wzmacniacza na prąd stały. Przy wartościach znamionowych komponentów pokazanych na schemacie początkowe przesunięcie powinno mieścić się w granicach ±25 mV przed strojeniem. Rezystor VR2 służy do ustawienia prądu spoczynkowego stopnia końcowego. Prąd spoczynkowy reguluje się mierząc napięcie na rezystorze R19 lub R20, które powinno mieścić się w granicach 150 mV.
Czułość stopnia wejściowego wynosi 1,77 V dla mocy 900 W przy 8 omach lub 1800 W przy 4 omach.

Zasilacz:

Zasilanie wymagane dla wzmacniacza wymaga poważnego podejścia do projektowania. Po pierwsze potrzebny jest transformator obniżający napięcie o mocy co najmniej 2 kW. Kondensatory filtra zasilania muszą mieć napięcie znamionowe 150 V i wytrzymywać prąd tętnienia do 10 A. Kondensatory niespełniające tych wymagań mogą po prostu eksplodować, gdy wzmacniacz będzie pracował z pełną mocą.

Ważnym szczegółem jest mostek prostowniczy. Chociaż wydaje się, że mosty 35 A są w stanie sprostać temu zadaniu, szczytowy prąd powtarzalny przekracza wartości znamionowe mostów. Zalecam użycie dwóch mostków połączonych równolegle, jak pokazano na schemacie. Napięcie znamionowe mostka prostowniczego musi wynosić minimum 400 V, a mostek musi być zamontowany na radiatorze zapewniającym chłodzenie.
Obwód zasilania wzmacniacza o mocy 1500W.

Schemat pokazuje kondensatory złożone z czterech kondensatorów niskiego napięcia, ponieważ są łatwiejsze do znalezienia, a prostownik również składa się z dwóch mostków połączonych równolegle.

Dodatkowe źródła napięcia 5 V można wyeliminować, natomiast moc szczytowa spadnie z 2048 W do 1920 W, co nie jest znaczące.
Moduł P39 jest układem miękkiego startu i składa się z przekaźnika, do którego styków równolegle podłączone są rezystory o łącznej mocy 150W i powstałej rezystancji 33 Ohm.