Snažan umzc na tranzistorima s efektom polja. Visokokvalitetni tranzistor umzc Napajanje za umzc

S. SAKEVICH, Lugansk
Radio, 2000, br. 11, 12

Opisano pojačalo je dizajnirano za dvokanalno pojačanje signala koji se napaja iz miks konzole ili pretpojačala. Svaki od dva ulaza ima kontrolu nivoa ulaznog signala koja vam omogućava da podesite potrebnu osetljivost. Prekidač se može koristiti za kombinovanje njegovih ulaza, a jedan od dva ulazna konektora može se koristiti kao linijski izlaz za povećanje broja pojačala koji rade paralelno. Karakteristike UMZCH uključuju promjenjivi faktor prigušenja zvučnika za optimizaciju njihovog zvuka u različitim akustičnim uvjetima.

Glavne tehničke karakteristike

Nominalni ulazni napon. B................1.1
Nazivna izlazna snaga svakog od dva kanala, W,
pri Kg = 1% i otpornosti na opterećenje
4 0m......400
8 0m................220
Opseg radne frekvencije, Hz, sa neravninama -0,5 dB.........20...20000
Brzina napona izlaznog signala, V/µs........25
Koeficijent harmonične distorzije signala sa nivoom od 1 dB, %, ne više
na frekvenciji od 1 kHz.........0.01
u opsegu radne frekvencije...0.1
Odnos signal/šum+pozadina, dB 96
Maksimalno dozvoljeno odstupanje napona u mreži, V................170...270
Minimalni otpor opterećenja. Ohm............2.5
Ukupne dimenzije, mm........................430h90h482
Težina, kg, ne više...............16

Pojačalo ima indikatore nivoa izlaznog signala i njegovih ograničenja, preopterećenja izlaza, kao i indikatore za hitno gašenje zvučnika i prenapona.

Na sl. Na slici 1 prikazan je dijagram desnog kanala pojačala i jedinice za zaštitu opterećenja.

KR544UD2A OU se koristi na UMZCH ulazu. a kola C4R4 i R1C3 ograničavaju opseg pojačanih frekvencija. Oni smanjuju prodor infra- i ultrazvučnih frekvencijskih vibracija u PA, što može dovesti do preopterećenja pojačala i dinamičkih glava. Pojačalo napona na VT1 - VT4 je slično onom koji se koristi u. Izlaz op-pojačala spojen je na emiterski sljedbenik VT3, koji zajedno sa krugom R6C15 obavlja funkcije pretvarača napona u struju. Ova struja teče kroz kaskadu od OB do VT2 do naponskog pojačala na VT1.

Nadalje, struktura pojačala je gotovo simetrična: opterećenje tranzistora VT1 je generator struje na VT4, ulazni krug naknadne kaskade strujnih pojačala, kao i otpornik R12, koji stabilizira otpor opterećenja za VT1. To je učinjeno kako bi se malo smanjio ukupni dobitak i povećala stabilnost pojačala sa zatvorenom povratnom spregom. Sljedeće strujno pojačalo je napravljeno u tri stupnja: VT5, VT10. dalje - VT11, VT17 pa VT12 - VT16, VT18 - VT22 (svaka ruka ima pet paralelno povezanih tranzistora).

Jedinica za zaštitu od kratkog spoja (kratkog spoja) u opterećenju izrađena je pomoću tranzistora VT6, VT7 i VT8. VT9. spojen prema tiristorskom analognom kolu, za nadlaktice, odnosno donje ruke. Kada je isključen, ovaj čvor nema utjecaja na izlazni stupanj. Kada se stvore uslovi da zaštita radi, tranzistori odgovarajućeg kraka izlaznog stepena su potpuno zatvoreni. Dakle, potrošnja struje PA tijekom kratkog spoja i nazivni ulazni napon bit će čak i manji nego u stanju mirovanja, stoga, tijekom kratkog spoja na izlazu, pojačalo snage ne pokvari.

Otpornik R14 je neophodan za ispravan rad zaštite od kratkog spoja. Na primjer, kada je gornji krak kola preopterećen, tranzistori VT6 se otvaraju. VT7 i preostali napon na bazi VT5 u odnosu na izlaz ne prelazi 0,8 V. Ako ovaj otpornik nije prisutan, tada će prednapon na diodama (približno 2,6 V) dovesti do povećanja prednapona za donji krak izlaznog stepena i njegovo okidanje.

Za razliku od drugih zaštitnih uređaja koji isključuju izlazne tranzistore, predložena jedinica se automatski vraća u prvobitno stanje kada se povrati opterećenje otpora od 2,5...16 Ohma i korisni signal s razinom od 25% nominalnog ili više. se dovodi na ulaz pojačala. Krugovi R18C13 i R19C14 eliminiraju mogućnost lažnog rada zaštite zbog faznog pomaka struje u opterećenju zbog njene reaktivne prirode.

Za uvećanje kliknite na sliku (otvara se u novom prozoru)

U izlaznom stepenu tranzistori pred-završnog stupnja rade u AB režimu sa strujom mirovanja od oko 100 mA, što je određeno naponom prednapona na diodama VD9-VD12 i otpornicima R24, R35. Njihov relativno nizak otpor omogućava ovom stepenu da radi u režimu malog signala direktno na opterećenje i smanjuje vreme pražnjenja kapacitivnog SBE tranzistora terminalnog stepena, smanjujući izobličenja pri prebacivanju. Ovi tranzistori rade u režimu B, tako da im nisu potrebna kola za termičku kompenzaciju ili regulaciju struje mirovanja.

Indikator za ograničavanje izlaznog signala i kratkog spoja na izlazu se napaja impulsima negativnog polariteta na izlazu op-pojačala DA1, koji nastaju kao rezultat prekida OS petlje kada je izlazni signal ograničen ili zaštitna jedinica se aktivira.

Uređaj za odgađanje spajanja opterećenja i njegovog odspajanja kada se na izlazu pojačala pojavi konstantan napon zajednički je za oba kanala. Kada je napajanje uključeno, kondenzator C19 se puni kroz otpornik R49. obezbeđujući kašnjenje u otvaranju tranzistora VT25, VT27 i aktiviranje releja K1 za 2 s. Kada se na izlazu jednog od pojačala pojavi konstantan napon, sa pozitivnim polaritetom, tranzistor VT23 će se otvoriti, a u slučaju negativnog polariteta, VT24 će se otvoriti, zaključavajući tranzistore VT25, VT27 i isključujući relej.

Zvučnici se isključuju zaštitnom jedinicom i kada napon u mreži poraste iznad 250 V (VT26. VD17-VT19. R51-R53). Kao što pokazuje praksa, prekoračenje napona napajanja događa se mnogo češće nego što bi se moglo očekivati. Kada se napon napajanja zaštitne jedinice poveća, struja koja teče kroz zener diode VD17-VD19 otvara tranzistor VT26, kao rezultat toga, uključuje se indikacija viška mrežnog napona i otvara se tranzistor VT23, što dovodi do isključivanja opterećenja . Nastavak rada je moguć nakon pomicanja prekidača mrežnog napona u položaj “250 V”.

Dijagram napajanja, displeja i međuveza oba kanala prikazan je na Sl. 2. Numeracija interkonektivnih priključaka PA ploče i AC zaštitne ploče, kao i indikatorske ploče, odgovara numeraciji pinova kontaktnih pločica na odgovarajućim crtežima postavljanja elemenata na štampane ploče. Svaki od dva ulaza pojačala ima regulator nivoa ulaznog signala (promenljivi otpornici R1, R2), koji vam omogućava da podesite potrebnu osetljivost. Prekidač SB1 može kombinovati svoje ulaze.

U UMZCH-u je moguće promijeniti stupanj prigušenja zvučnika koji se koriste u različitim akustičnim uvjetima. Kada se pojačalo prebaci u režim visoke izlazne impedanse (pritisnut je prekidač SB2 "Out. N/V"), izlazna impedansa pojačala se povećava na 8...10 Ohma zbog uvođenja strujne povratne sprege u pojačalo od otpornici R3, R4. Ovo. kao što praksa pokazuje, ovo je optimalna vrijednost za većinu zvučnika. Međutim, može se lako promijeniti u bilo kojem smjeru odabirom otpornika R2 na ploči pojačala.

Imajte na umu da način povećane izlazne impedance značajno povećava pouzdanost zvučnika. Činjenica je da povećanje izlazne impedancije pojačala pomaže u smanjenju aktivnih gubitaka u zvučniku, što vam omogućuje potpunije korištenje njegovih mogućnosti i, osim toga, značajno smanjuje intermodulacijsku distorziju. Mod visoke izlazne impedanse također smanjuje fazni pomak struje u izlaznom stupnju u odnosu na ulazni signal.

Pojačalo je opremljeno indikatorima za praćenje načina rada. To su indikatori za uključivanje napajanja (HL9), isključenje zvučnika u nuždi (HL7) i indikator HL8. označava prisilno isključenje opterećenja zbog opasnog viška napona napajanja. Indikatori jačine signala HL2 i HL3. HL5 i HL6 imaju granične vrijednosti od 5, 20 dB, a također pokazuju svoje ograničenje (LED HL1, HL4) za svaki kanal posebno. Pored ograničenja, isti indikatori signaliziraju kratki spoj na izlazu bilo kojeg kanala (ako ostali indikatori nivoa nisu svijetli).

Napajanje pojačala je maksimalno pojednostavljeno. Sam UMZCH se napaja iz ispravljača napona od 70 V; jedinica za zaštitu i indikaciju koristi vlastiti ispravljač, spojen na zasebni namotaj energetskog transformatora. Ventilatori Ml, M2 su dizajnirani za uduvavanje hladnjaka moćnih tranzistora.

Očigledno, namjena prekidača SB5 također zahtijeva objašnjenje: u sistemu za pojačavanje zvuka on se postavlja u položaj u kojem se postiže minimalna pozadinska buka od smetnji u napajanju.

Konstrukcija i detalji

Izgled pojačala je prikazan na sl. 3 (sa stražnje ploče). Njegove glavne komponente su postavljene na metalnu šasiju sa poklopcem. Na prednjoj ploči sa prorezima nalaze se ventilatori za prisilnu ventilaciju hladnjaka moćnih tranzistora pojačala, kao i tabla za indikaciju načina rada. Na stražnjoj ploči nalaze se konektori za spajanje signalnih kablova i trožilnog kabla za napajanje, prekidači za ograničenje mrežnog napona i faktor prigušenja zvučnika, te držač osigurača.

Pojačalo se montira uglavnom na tri ploče - ploču pojačala, ploču indikacije i ploču ispravljača snage. Na ploči pojačala nalaze se dva PA kanala sa hladnjakom za izlazne tranzistore i zaštitna jedinica zvučnika. Na sl. 4 (str. 40,41) na skali od 85%.

Za uvećanje kliknite na sliku (otvara se u novom prozoru)

U jedinici za zaštitu opterećenja možete koristiti relej RP21, koji ima četiri grupe kontakata (dva paralelno), ili REK34 ili slično sa radnim naponom od 24 V. „Radijatori“ tipa P1, koje proizvodi PU Vinnica. Kao hladnjaci se koriste “Mayak” (TU 8.650. 022) sa glodanim platformama za ugradnju po dva snažna tranzistora (KT8101A ili KT8102A).

Hladnjaci se hlade pomoću izduvne ventilacije pomoću dva VVF71 ventilatora. postavljen iza prednje ploče pojačala. Vrlo je nepoželjno postavljati ih na stražnju ploču zbog visokog nivoa smetnji od njihovih motora.

Dizajn ploče također omogućava korištenje kućnih hladnjaka za šest tranzistora (za svaku ruku) sa površinom odvoda topline od najmanje 600 cm i prisilnim hlađenjem. Ploča pojačala se nalazi u samom kućištu pojačala ovako. da se signalni ulazi i izlazi oba kanala nalaze na zadnjoj ploči.

Kao što je već naznačeno, pojačalo ima promjenjivi faktor prigušenja, implementiran uključivanjem OO petlje. Otpornici R3. R4 na sl. 2 - senzori struje opterećenja koji se koriste za promjenu faktora prigušenja su napravljeni od deset MLT-0,5 otpornika povezanih paralelno sa otporom od 1 Ohm. Upotreba žičanih otpornika je nepoželjna.

Prigušnica L1 (vidi sliku 1) je namotana direktno na otpornik R55 MLT-2 sa žicom PEV-2 0,8 mm u jednom sloju (prije punjenja). Kondenzatori za blokiranje - K73-11. u filteru za napajanje - K50-18. Energetski transformator je izrađen na trakastom magnetnom jezgru tipa ŠL40H45 mm. Podaci o njegovom namotaju dati su u tabeli.

Tranzistori izlaznog stupnja KT8101A i KT8102A moraju se odabrati prema pojačanju - ne manje od 25 i ne više od 60, i što je najvažnije - prema maksimalnom naponu i ^ za određivanje ovog parametra potrebno je sastaviti jednostavan uređaj koji se sastoji od ispravljač naizmjeničnog napona do 300...350 V, otpornik otpora 24...40 kOhm (snaga 2 W) i voltmetar sa ograničenjem od 500 V (slika 5). Tranzistor sa zatvorenom bazom i terminalima emitera povezan je preko otpornika koji ograničava struju na izvor. Voltmetar spojen paralelno na tranzistor bilježi lavinski probojni napon tranzistora koji se testira, što će biti njegova granica. Tranzistore treba odabrati s probojnim naponom od najmanje 250 V. Zanemarivanje ovog zahtjeva može dovesti do kvara pojačala tokom rada.

Ploča ispravljača snage (prikazana na slici 6 u mjerilu 1:2) postavljena je na terminale kondenzatora filtera ispravljača i pričvršćena odgovarajućim zavrtnjima.

Za uvećanje kliknite na sliku (otvara se u novom prozoru)

Instalacija zajedničke žice i strujnih krugova izvodi se pomoću upletene žice poprečnog presjeka 1,2 mm2. Osim toga, instalacija zajedničke žice od ispravljača do ploče pojačala i jedinice za isključivanje opterećenja izvodi se pomoću odvojenih žica koje su što kraće.

Na sl. Slika 7 prikazuje crtež štampane ploče indikatora i lokaciju elemenata. LED diode su postavljene tako da njihovi krajevi malo vire na površinu prednje ploče pojačala.

UKLJUČITE I POSTAVITE

Za konfiguraciju pojačala trebat će vam osciloskop i 3H generator. LATR autotransformator za napon 0 - 250 V pri struji opterećenja do 2 A i otpornim ekvivalentima opterećenja. Pojačalo je spojeno na izlazne terminale autotransformatora preko pomoćnog kabela, što omogućava povezivanje AC voltmetra i ampermetra u strujni krug.

Prvo treba da postavite prekidač mrežnog napona u položaj “220 V” i provjerite rad napajanja, zatim rad jedinice za zaštitu opterećenja primjenom konstantnog napona od 2...3 V (naizmjenično različitih polariteta ) na lijevi terminal otpornika R47 ili R48 prema dijagramu. Nakon što se uvjerite da jedinica radi, potrebno je postaviti prag isključenja opterećenja pomoću prilagođenog otpornika R52 kada se napon mreže poveća na 250 V i više.

Sledeća faza je najvažnija. Nakon povezivanja jednog od kanala pojačala preko krugova od ±70 V (mrežno napajanje mora biti napajano preko osigurača maksimalne struje ne veće od 1 A) i praćenja potrošnje struje ampermetrom i izlaznog signala osciloskopom, potrebno je da vrlo sporo povećava napon napajanja sa autotransformatora sa nule na nominalni. Trenutna potrošnja izlaznog stupnja ne bi trebala prelaziti 250 mA, u suprotnom odmah isključite napajanje i pažljivo provjerite instalaciju.

U početku će se na izlazu pojačala pojaviti konstantan napon pozitivnog polariteta. Kada njegova vrijednost dostigne približno polovinu nazivnog napona napajanja, izlazni napon se naglo pokazuje blizu nule zbog aktiviranja OOS djelovanja. Pad napona na otpornicima R24 i R25 trebao bi biti 200...250 mV, što odgovara struji mirovanja tranzistora VT11, VT17 unutar 60...85 mA. Ako je potrebno, biraju se diode VD9-VD12 ili se jedna od VD9 - VD11 zamjenjuje germanijumom.

Nakon toga provjerite rad UMZCH-a bez opterećenja od 3CH generatora. Podesite frekvenciju na 1...2 kHz, lagano povećajte signal na ulazu pojačala i uvjerite se da je ispravan. da je amplituda njegovog izlaznog napona najmanje 50 V. Indikator preopterećenja treba da se upali kada izlazni signal počne da se ograničava. Zatim, nakon zamjene osigurača s drugim (za struju od 5 - 7 A), pomoću osciloskopa promatrajte rad pojačala pod opterećenjem na snažnom otporniku s otporom prvo 8, a zatim 4 Ohma. Amplituda neograničenog signala mora biti najmanje 46, odnosno 42 V. Moguća pobuda na HF u nekim slučajevima se eliminira odabirom kondenzatora C9, SY. C15, a prilikom zamjene snažnih tranzistora - C11, C12.

Provjera rada u režimu povećanog izlaznog otpora trebala bi se obaviti s opterećenjem otpora od 4 oma: s takvim opterećenjem je signal sa strujnog senzora približno jednak ulazu i ne dolazi do primjetne promjene pojačanja. Ako se nakon uključivanja ovog načina rada otkrije samopobuda, potrebno je povećati kapacitet kondenzatora za korekciju faze C10 u krugu OOS.

Zatim morate biti sigurni da zaštitna jedinica od kratkog spoja u strujnom krugu radi (ovaj test je najbolje provesti u režimu niskog izlaznog otpora). Da biste to učinili, prvo, pod opterećenjem s otporom od 8 Ohma i ljuljanjem izlaznog napona od 20...30 V, prespojite baze VT6, VT7. a zatim VT8, VT9. U ovom slučaju, pozitivni i negativni poluvalovi bi trebali biti "odsječeni" na oscilogramu izlaznog signala, respektivno.

Nakon ovog postupka potrebno je provjeriti odziv pojačala na opterećenje otpora od 0,33 Ohma i snage od 3 - 6 W, simulirajući kratki spoj. Uklonite ulazni signal, spojite ampermetar na strujni krug jedne od krakova, a voltmetar na izlaz. Sa ovim opterećenjem priključenim na izlaz, polako povećavajte ulazni napon dok nadgledate izlazni napon, potrošnju struje i valni oblik. Pri nivou izlaznog napona od 2,1...2,3 V treba aktivirati zaštitu za jednu ruku (obično gornju u kolu, oblik signala je prikazan na slici 8,a), uz dalje povećanje napona, treba aktivirati zaštitu za drugu ruku (slika 8.6). Potrošnja struje bi trebala pasti na 160...200 mA. Nakon toga, provjera rada UMZCH-a može se smatrati završenom.

Tranzistori u završnom stupnju izlaznog stupnja pojačala rade gotovo bez početnog pristrasnosti. Njihovo pretvaranje u režim klase AB omogućava smanjenje nelinearnih izobličenja na visokim frekvencijama za približno 6...8 puta. Najjednostavnija verzija jedinice pomaka prikazana je na Sl. 9. Uključuje se umjesto četiri prednaponske diode, tačka "A" - do kolektora VT1. tačka "B" - do kolektora VT4. Otpornik R12 je također isključen u ovom slučaju. Senzor temperature (tranzistor VT28) je instaliran na hladnjaku što je moguće bliže moćnom tranzistoru izlaznog stepena, koji je u najgorim uslovima hlađenja. Kada koristite ovu jedinicu, potrebno je povećati otpor otpornika R24, R35 na 12 - 15 Ohma.

Podešavanje struje mirovanja je kako slijedi. Prvo se motor promjenjivog otpornika R58 dovede na gornju poziciju na dijagramu. Kada je napajanje uključeno, struja mirovanja se postavlja na 150...180 mA. Nakon toga, uz priključeno opterećenje i nazivni izlazni napon, pojačalo se zagrijava 10...15 minuta. Ponovo se mjeri struja mirovanja. Ako je manji od originalnog, potrebno je malo povećati otpor R60 u krugu emitera VT28 i ponoviti postupak podešavanja dok ne dobijete približno istu struju mirovanja u hladnom i vrućem stanju. Nedostaci ove jedinice su prisustvo tuning otpornika i velika inercija termičkog kruga za zaštitu okoliša.

Uređaj za automatsku regulaciju struje mirovanja prema kolu prikazanom na sl. nema ovih nedostataka. 10. Princip njegovog rada je mjerenje pada napona na otpornicima R63, R64 - senzorima struje mirovanja izlaznih tranzistora, uz naknadnu kontrolu struje tranzistora optokaplera U1, spojenih umjesto prednaponskih dioda. S dovoljno velikim signalom, tranzistori VT29 i VT30 rade gotovo naizmjenično: kada je jedan od nikova u stanju zasićenja, drugi je u aktivnom stanju, kontrolirajući optospojnicu i struju mirovanja. I obrnuto. Jedinici nisu potrebna podešavanja, međutim, moguće je ispraviti mirnu struju odabirom otpornika R58. Nakon uključivanja napajanja, UMZCH struja mirovanja je nula 8...10 s, a zatim se postupno povećava na normalu. U pojačalu s automatskom regulacijom struje mirovanja, otpor otpornika R24, R35 može se povećati na 12-15 Ohma.

Moguće je uvesti glatko podešavanje izlazne impedanse u pojačalu. Da biste to učinili, dovoljno je zamijeniti prigušni prekidač SB2 s dvostrukim varijabilnim otpornikom otpora od 2...4 kOhm i smanjiti otpor R2 na 100 Ohma kako bi se proširio raspon podešavanja izlaznog otpora (povećava).

Tranzistori snage izlaznog stupnja mogu se zamijeniti sa 2SC3281 i 2SA1302. 2SA1216 i 2SC2922, 2SA1294 i 2SC3263 (u ovom slučaju nije potrebno birati tranzistore). KT940A i KT9P5A mogu se zamijeniti sa KT851 i KT850 sa bilo kojim slovnim indeksom.

LITERATURA
1. Kletsov V. Pojačalo niske frekvencije sa malim izobličenjem. - Radio, 1983. br. 7. str. 51-53.
2. Sukhov N. UMZCH visoke vjernosti. - Radio. 1989. br. 6. str. 55 - 57.
3. Zuev P. Pojačalo sa povratnom spregom u više petlji. - Radio. 1984. br. 11. str. 29-32.
4. Ageev S. Da li UMZCH treba da ima nizak izlazni otpor? - Radio. 1997, broj 4, str. 14-16.

Predstavljamo sklop pojačala velike snage sastavljenog pomoću uvoznih tranzistora 2SC5200 i 2SA1943. Sa navedenim napajanjem, krug razvija snagu od 500 vati u opterećenje od 4 oma. Također je moguće povećati snagu povećanjem napajanja UMZCH-a.

Autor šeme nudi dvije opcije za shemu. Prvi krug je 300 vati - razmotrit ćemo ga u drugim člancima, ali za sada ćemo se fokusirati na drugi krug pojačala, čija snaga doseže do kilovata kada se napaja na 100 volti!

Tehnički parametri pojačala: Izlazna snaga: 500W/4Ohm, 250W/8Ohm. Minimalna impedansa zvučnika: 2 Ohma. Frekvencijski opseg: 10-20000Hz/-3dB. Ukupna harmonijska distorzija, šum, manje od 0,06%. Maksimalni dozvoljeni ULF napon: 100V.

Preporučljivo je koristiti visokokvalitetne bipolarne tranzistore serije 2SC5200 i 2SA1943 proizvođača Toshiba u izlaznim fazama. Ovako snažno pojačalo zahtijeva snažne hladnjake, nalaze se na bočnim stranama ploče, imaju visinu od 70 mm, širinu od 45 mm i dužinu od 270 mm.

Struja mirovanja tranzistora regulirana je promjenjivim otpornikom od 2,2 kOhm. Za početak treba spojiti samo jedan od izlaznih stupnjeva, nakon što pojačalo proradi, već možete lemiti sve ostale tranzistore.Struja mirovanja tranzistora je postavljena na 30 mA za svaki od tranzistora izlaznog stupnja.

Za napajanje takvog uređaja potreban vam je snažan izvor od najmanje 1 kilovata (1000 vati). Kao što razumijete, takvo je pojačalo namijenjeno koncertnim zvučnicima, ali možda postoje ljubitelji muzike koji žele napajati kilovatni subwoofer kod kuće i izazvati lokalni potres, a takva snaga je sasvim sposobna za to!

– Komšija je prestala da kuca po radijatoru. Pojačala sam muziku da ga nisam čula.
(Iz audiofilskog folklora).

Epigraf je ironičan, ali audiofilu nije nužno "bolesno u glavi" s licem Josha Ernesta na brifingu o odnosima s Ruskom Federacijom, koji je "oduševljen" jer su mu susjedi "sretni". Neko želi da sluša ozbiljnu muziku kod kuće kao u sali. Za tu namjenu potreban je kvalitet opreme, koja među ljubiteljima jačine decibela kao takva jednostavno ne štima tamo gdje razumni ljudi misle, ali za ovo drugo nadilazi razum od cijena odgovarajućih pojačala (UMZCH, audio frekvencija pojačalo snage). I neko na tom putu ima želju da se pridruži korisnim i uzbudljivim oblastima aktivnosti - tehnologiji reprodukcije zvuka i elektronici uopšte. Koje su u doba digitalne tehnologije neraskidivo povezane i mogu postati visoko profitabilna i prestižna profesija. Optimalni prvi korak u ovom pitanju u svakom pogledu je da napravite pojačalo vlastitim rukama: Upravo UMZCH omogućava, uz početnu obuku na bazi školske fizike za istim stolom, da se od najjednostavnijih dizajna za pola večeri (koji, ipak, dobro "pevaju") pređu do najsloženijih jedinica, kroz koje se dobro rok bend će svirati sa zadovoljstvom. Svrha ove publikacije je naglasiti prve faze ovog puta za početnike i, možda, prenijeti nešto novo onima s iskustvom.

Protozoa

Dakle, prvo, pokušajmo napraviti audio pojačalo koje jednostavno radi. Da biste se temeljno udubili u zvučno inženjerstvo, morat ćete postepeno savladati dosta teorijskog materijala i ne zaboraviti obogatiti svoju bazu znanja kako napredujete. Ali svaku "pametnost" lakše je asimilirati kada vidite i osjetite kako funkcionira "u hardveru". U ovom članku, također, nećemo bez teorije - o tome što morate znati na početku i što se može objasniti bez formula i grafikona. U međuvremenu će biti dovoljno znati koristiti multitester.

Bilješka: Ako još niste zalemili elektroniku, imajte na umu da se njene komponente ne mogu pregrijati! Lemilica - do 40 W (poželjno 25 W), maksimalno dozvoljeno vrijeme lemljenja bez prekida - 10 s. Zalemljeni pin za hladnjak se drži 0,5-3 cm od mjesta lemljenja sa strane tijela uređaja medicinskom pincetom. Kiselina i drugi aktivni tokovi se ne mogu koristiti! Lem - POS-61.

Na lijevoj strani na sl.- najjednostavniji UMZCH, "koji jednostavno radi." Može se sastaviti pomoću germanijumskih i silicijumskih tranzistora.

Na ovoj bebi zgodno je naučiti osnove postavljanja UMZCH-a s direktnim vezama između kaskada koje daju najjasniji zvuk:

• Prije nego što uključite napajanje po prvi put, isključite opterećenje (zvučnik);
• Umjesto R1 lemimo lanac konstantnog otpornika od 33 kOhm i promjenjivog otpornika (potenciometra) od 270 kOhm, tj. prva napomena četiri puta manje, a drugi cca. dvostruko veći apoen u odnosu na original prema šemi;
• Napajamo struju i okretanjem potenciometra u tački označenoj križićem postavljamo naznačenu struju kolektora VT1;
• Uklanjamo napajanje, odlemimo privremene otpornike i mjerimo njihov ukupni otpor;
• Kao R1 postavljamo otpornik čija je vrijednost iz standardne serije najbliža izmjerenoj;
• R3 zamjenjujemo konstantnim 470 Ohm lancem + 3,3 kOhm potenciometrom;
• Isto kao prema paragrafima. 3-5, V. I postavljamo napon jednak polovini napona napajanja.

Tačka a, odakle se signal odvodi do opterećenja, je tzv. središnja tačka pojačala. U UMZCH s unipolarnim napajanjem postavljen je na polovinu svoje vrijednosti, au UMZCH s bipolarnim napajanjem - nula u odnosu na zajedničku žicu. Ovo se zove podešavanje balansa pojačala. U unipolarnim UMZCH-ovima s kapacitivnim razdvajanjem opterećenja, nije ga potrebno isključiti tijekom podešavanja, ali je bolje da se naviknete na to da to radite refleksno: neuravnoteženo 2-polarno pojačalo s povezanim opterećenjem može izgorjeti vlastitu moć i skupi izlazni tranzistori, ili čak "novi, dobri" i vrlo skupi moćni zvučnik.

Bilješka: Komponente koje zahtijevaju odabir prilikom postavljanja uređaja u raspored su označene na dijagramima ili zvjezdicom (*) ili apostrofom (‘).

U sredini iste sl.- jednostavan UMZCH na tranzistorima, koji već razvija snagu do 4-6 W pri opterećenju od 4 oma. Iako radi kao i prethodni, u tzv. klase AB1, nije namijenjena za Hi-Fi zvuk, ali ako zamijenite par ovih pojačala klase D (vidi dolje) u jeftinim kineskim kompjuterskim zvučnicima, njihov zvuk se značajno poboljšava. Ovdje učimo još jedan trik: snažni izlazni tranzistori moraju biti postavljeni na radijatore. Komponente koje zahtijevaju dodatno hlađenje prikazane su isprekidanim linijama na dijagramima; međutim, ne uvijek; ponekad - označava potrebnu disipativno područje hladnjaka. Postavljanje ovog UMZCH-a je balansiranje pomoću R2.

Desno na sl.- još nije čudovište od 350 W (kao što je prikazano na početku članka), ali već prilično solidna zvijer: jednostavno pojačalo sa tranzistorima od 100 W. Preko njega možete slušati muziku, ali ne i Hi-Fi, radna klasa je AB2. Međutim, sasvim je pogodan za ocjenjivanje prostora za piknik ili sastanak na otvorenom, školske zbornice ili male trgovačke dvorane. Amaterski rok bend, koji ima takav UMZCH po instrumentu, može uspješno nastupiti.

U ovom UMZCH-u postoje još 2 trika: prvo, u vrlo snažnim pojačalima, pogonski stupanj snažnog izlaza također se mora ohladiti, tako da se VT3 postavlja na radijator od 100 kW ili više. vidi Za izlaz VT4 i VT5 potrebni su radijatori od 400 m2. vidi Drugo, UMZCH s bipolarnim napajanjem uopće nisu balansirani bez opterećenja. Prvo jedan ili drugi izlazni tranzistor ide u prekid, a pridruženi ide u zasićenje. Zatim, pri punom naponu napajanja, strujni udari tokom balansiranja mogu oštetiti izlazne tranzistore. Stoga se za balansiranje (R6, pogađate?), pojačalo napaja od +/–24 V, a umjesto opterećenja uključuje se žičani otpornik od 100...200 Ohma. Usput, cigle u nekim otpornicima na dijagramu su rimski brojevi, koji označavaju njihovu potrebnu snagu odvođenja topline.

Bilješka: Izvor napajanja za ovaj UMZCH treba snagu od 600 W ili više. Anti-aliasing filter kondenzatori - od 6800 µF na 160 V. Paralelno sa elektrolitičkim kondenzatorima IP-a, uključeni su i keramički kondenzatori od 0,01 µF kako bi se spriječilo samopobuđenje na ultrazvučnim frekvencijama, koje mogu trenutno sagorjeti izlazne tranzistore.

Na terenskim radnicima

Na stazi. pirinač. - još jedna opcija za prilično moćan UMZCH (30 W, i s naponom napajanja od 35 V - 60 W) na moćnim tranzistorima s efektom polja:

Zvuk iz njega već ispunjava zahtjeve za početni nivo Hi-Fi (ako, naravno, UMZCH radi na odgovarajućim akustičnim sistemima, zvučnicima). Snažni drajveri na terenu ne zahtevaju mnogo snage za pogon, tako da nema kaskade pre napajanja. Čak i snažniji tranzistori s efektom polja ne izgaraju zvučnike u slučaju bilo kakvog kvara - oni sami brže izgaraju. Također neugodno, ali ipak jeftinije od zamjene skupe bas glave zvučnika (GB). Ovaj UMZCH ne zahtijeva balansiranje ili podešavanje općenito. Kao dizajn za početnike, ima samo jedan nedostatak: snažni tranzistori s efektom polja su mnogo skuplji od bipolarnih tranzistora za pojačalo s istim parametrima. Zahtjevi za individualne poduzetnike slični su prethodnim. kućište, ali je potrebna njegova snaga od 450 W. Radijatori – od 200 kvadratnih metara. cm.

Bilješka: nema potrebe za izgradnjom moćnih UMZCH na tranzistorima s efektom polja za prebacivanje napajanja, na primjer. kompjuter Kada ih pokušate "utjerati" u aktivni način rada koji je potreban za UMZCH, oni ili jednostavno pregore, ili zvuk proizvodi slab zvuk i "nema kvalitete". Isto vrijedi i za moćne visokonaponske bipolarne tranzistore, na primjer. iz linijskog skeniranja starih televizora.

Pravo gore

Ako ste već napravili prve korake, onda je sasvim prirodno da želite da gradite Hi-Fi klasa UMZCH, bez zalaska previše u teorijsku džunglu. Da biste to učinili, morat ćete proširiti svoju instrumentaciju - potreban vam je osciloskop, generator audio frekvencije (AFG) i AC milivoltmetar s mogućnošću mjerenja DC komponente. Bolje je uzeti kao prototip za ponavljanje E. Gumeli UMZCH, detaljno opisan u Radiju br. 1, 1989. Da biste ga napravili, trebat će vam nekoliko dostupnih jeftinih komponenti, ali kvalitet ispunjava vrlo visoke zahtjeve: napajanje do 60 W, opseg 20-20.000 Hz, neujednačenost frekvencijskog odziva 2 dB, faktor nelinearne distorzije (THD) 0,01%, nivo vlastite buke –86 dB. Međutim, postavljanje Gumeli pojačala je prilično teško; ako to možete podnijeti, možete preuzeti bilo koju drugu. Međutim, neke od trenutno poznatih okolnosti uvelike pojednostavljuju osnivanje ovog UMZCH, vidi dolje. Imajući to u vidu i činjenicu da nisu svi u mogućnosti da uđu u arhivu Radija, bilo bi prikladno ponoviti glavne stvari.

Sheme jednostavnog visokokvalitetnog UMZCH-a

Gumeli UMZCH kola i specifikacije za njih prikazani su na ilustraciji. Radijatori izlaznih tranzistora – od 250 kvadratnih metara. vidi za UMZCH na Sl. 1 i od 150 kv. pogledajte opciju prema sl. 3 (originalna numeracija). Tranzistori predizlaznog stupnja (KT814/KT815) su ugrađeni na radijatore savijene od aluminijskih ploča 75x35 mm debljine 3 mm. Nema potrebe da se KT814/KT815 zamenjuje sa KT626/KT961; zvuk se ne poboljšava primetno, ali podešavanje postaje ozbiljno teško.

Ovaj UMZCH je vrlo kritičan za napajanje, topologiju instalacije i općenito, tako da ga je potrebno instalirati u strukturalno cjelovitom obliku i samo sa standardnim izvorom napajanja. Prilikom pokušaja napajanja iz stabiliziranog izvora napajanja, izlazni tranzistori odmah pregore. Stoga, na sl. Dati su crteži originalnih štampanih ploča i uputstva za podešavanje. Možemo im dodati da, kao prvo, ako je "uzbuđenje" primjetno kada ga prvi put uključite, oni se bore s tim promjenom induktivnosti L1. Drugo, provodnici dijelova ugrađenih na ploče ne bi trebali biti duži od 10 mm. Treće, krajnje je nepoželjno mijenjati topologiju instalacije, ali ako je zaista potrebno, sa strane vodiča mora postojati okvir okvira (petlja uzemljenja, označena bojom na slici), a putevi napajanja moraju proći izvan njega.

Bilješka: prekidi u stazama na koje su spojene baze moćnih tranzistora - tehnološki, za podešavanje, nakon čega su zapečaćene kapljicama lema.

Postavljanje ovog UMZCH-a uvelike je pojednostavljeno, a rizik od "uzbuđenja" tokom upotrebe je smanjen na nulu ako:

• Minimizirajte interkonektnu instalaciju postavljanjem ploča na radijatore snažnih tranzistora.
• Potpuno napustite konektore iznutra, obavljajući sve instalacije samo lemljenjem. Tada neće biti potrebe za R12, R13 u moćnoj verziji ili R10 R11 u manje moćnoj verziji (na dijagramima su isprekidani).
• Koristite bakrene audio žice bez kiseonika minimalne dužine za unutrašnju instalaciju.

Ako su ovi uvjeti ispunjeni, nema problema s pobudom, a postavljanje UMZCH svodi se na rutinsku proceduru opisanu na Sl.

Žice za zvuk

Audio žice nisu besposleni izum. Potreba za njihovom upotrebom u ovom trenutku je neosporna. U bakru s primjesom kisika na površinama metalnih kristalita nastaje tanak oksidni film. Metalni oksidi su poluvodiči i ako je struja u žici slaba bez konstantne komponente, njen oblik je izobličen. U teoriji, izobličenja na mirijadima kristalita trebala bi se međusobno kompenzirati, ali ostaje vrlo malo (očito zbog kvantnih nesigurnosti). Dovoljno da ga pronicljivi slušaoci primete na pozadini najčistijeg zvuka modernog UMZCH-a.

Proizvođači i trgovci besramno zamjenjuju obični električni bakar umjesto bakra bez kisika - nemoguće je razlikovati jedan od drugog na oko. Međutim, postoji područje primjene gdje krivotvorenje nije jasno: kabel upredene parice za kompjuterske mreže. Ako stavite mrežu sa dugim segmentima na lijevo, ona ili neće uopće početi ili će stalno kvariti. Disperzija momenta, znate.

Autor je, kada je upravo bilo govora o audio žicama, shvatio da se u principu ne radi o praznom razgovoru, pogotovo što su se žice bez kisika do tada već dugo koristile u opremi specijalne namjene, s kojom je on bio dobro upoznat njegov posao. Zatim sam uzeo i zamijenio standardni kabel mojih TDS-7 slušalica domaćim napravljenim od "vituhe" sa fleksibilnim višežilnim žicama. Zvuk se, slušno, stalno poboljšavao za end-to-end analogne numere, tj. na putu od studijskog mikrofona do diska, nikad digitalizovan. Vinil snimci napravljeni korištenjem DMM (Direct Metal Mastering) tehnologije zvučali su posebno sjajno. Nakon toga, interkonektna instalacija cjelokupnog kućnog zvuka pretvorena je u "vitushku". Tada su potpuno slučajni ljudi, ravnodušni prema muzici i nenajavljeni unapred, počeli da primećuju poboljšanje zvuka.

Kako napraviti interkonektivne žice od upredenih para, pogledajte sljedeće. video.

Video: uradi sam upletene žice za međusobno povezivanje

Nažalost, fleksibilna "vitha" je ubrzo nestala iz prodaje - nije se dobro držala u uvijenim konektorima. Međutim, za informaciju čitatelja, fleksibilna "vojna" žica MGTF i MGTFE (zaštićena) izrađena je samo od bakra bez kisika. Lažna je nemoguća, jer Na običnom bakru, fluoroplastična izolacija trake širi se prilično brzo. MGTF je sada široko dostupan i košta mnogo manje od brendiranih audio kablova sa garancijom. Ima jedan nedostatak: ne može se raditi u boji, ali se to može ispraviti oznakama. Postoje i žice za namotavanje bez kisika, pogledajte dolje.

Theoretical Interlude

Kao što vidimo, već u ranim fazama savladavanja audio tehnologije morali smo se pozabaviti konceptom Hi-Fi (High Fidelity), reprodukcije zvuka visoke vjernosti. Hi-Fi dolazi u različitim nivoima, koji su rangirani prema sljedećem. glavni parametri:

1. Reproducibilan frekvencijski opseg.
2. Dinamički opseg - odnos u decibelima (dB) maksimalne (vršne) izlazne snage i nivoa buke.
3. Nivo vlastite buke u dB.
4. Faktor nelinearnog izobličenja (THD) pri nazivnoj (dugotrajnoj) izlaznoj snazi. Pretpostavlja se da je SOI pri vršnoj snazi ​​1% ili 2% u zavisnosti od tehnike merenja.
5. Neujednačenost amplitudno-frekventnog odziva (AFC) u reproducibilnom frekvencijskom opsegu. Za zvučnike - odvojeno na niskim (LF, 20-300 Hz), srednjim (MF, 300-5000 Hz) i visokim (HF, 5000-20.000 Hz) frekvencijama zvuka.

Bilješka: omjer apsolutnih nivoa bilo koje vrijednosti I u (dB) je definiran kao P(dB) = 20log(I1/I2). Ako I1

Morate znati sve suptilnosti i nijanse Hi-Fi-ja prilikom dizajniranja i izgradnje zvučnika, a što se tiče domaćeg Hi-Fi UMZCH-a za dom, prije nego što pređete na njih, morate jasno razumjeti zahtjeve za njihovu snagu koja je potrebna za zvuk u datoj prostoriji, dinamički opseg (dinamika), nivo buke i SOI. Nije teško postići frekventni opseg od 20-20.000 Hz od UMZCH-a s roll off-om na rubovima od 3 dB i neujednačenim frekvencijskim odzivom u srednjem rasponu od 2 dB na modernoj bazi elemenata.

Volume

Snaga UMZCH-a nije sama sebi svrha, ona mora osigurati optimalnu jačinu reprodukcije zvuka u datoj prostoriji. Može se odrediti krivuljama jednake glasnoće, vidi sl. Nema prirodne buke u stambenim područjima tišim od 20 dB; 20 dB je divljina u potpunoj tišini. Nivo jačine zvuka od 20 dB u odnosu na prag čujnosti je prag razumljivosti - šapat se i dalje može čuti, ali muzika se doživljava samo kao činjenica njenog prisustva. Iskusan muzičar može reći koji instrument svira, ali ne i koji tačno.

40 dB - normalna buka dobro izolovanog gradskog stana u mirnom području ili seoske kuće - predstavlja prag razumljivosti. Muzika od praga razumljivosti do praga razumljivosti može se slušati uz duboku korekciju frekvencijskog odziva, prvenstveno u basu. Da bi se to postiglo, funkcija MUTE (utišavanje, mutacija, a ne mutacija!) uvodi se u moderne UMZCH-ove, uključujući, respektivno. korektivni krugovi u UMZCH.

90 dB je jačina zvuka simfonijskog orkestra u veoma dobroj koncertnoj dvorani. 110 dB može proizvesti prošireni orkestar u dvorani sa jedinstvenom akustikom, kojih u svijetu nema više od 10, to je prag percepcije: glasniji zvukovi se i dalje percipiraju kao prepoznatljivi po značenju uz napor volje, ali već dosadna buka. Zona jačine zvuka u stambenim prostorijama od 20-110 dB čini zonu potpune čujnosti, a 40-90 dB je zona najbolje čujnosti, u kojoj neobučeni i neiskusni slušaoci u potpunosti percipiraju značenje zvuka. Ako je, naravno, u njemu.

Snaga

Proračun snage opreme pri datoj glasnoći u području slušanja je možda glavni i najteži zadatak elektroakustike. Za sebe, u uvjetima je bolje ići od akustičnih sistema (AS): izračunajte njihovu snagu pomoću pojednostavljene metode i uzmite nominalnu (dugoročnu) snagu UMZCH jednaku vršnom (muzičkom) zvučniku. U ovom slučaju, UMZCH neće primjetno dodati svoja izobličenja na one zvučnika; oni su već glavni izvor nelinearnosti u audio putanji. Ali UMZCH ne bi trebao biti previše moćan: u ovom slučaju nivo vlastite buke može biti veći od praga čujnosti, jer Izračunava se na osnovu nivoa napona izlaznog signala pri maksimalnoj snazi. Ako to posmatramo vrlo jednostavno, onda za sobu u običnom stanu ili kući i zvučnicima s normalnom karakterističnom osjetljivošću (izlaz zvuka) možemo uzeti trag. UMZCH optimalne vrijednosti snage:

• Do 8 sq. m – 15-20 W.
• 8-12 sq. m – 20-30 W.
• 12-26 sq. m – 30-50 W.
• 26-50 sq. m – 50-60 W.
• 50-70 sq. m – 60-100 W.
• 70-100 sq. m – 100-150 W.
• 100-120 sq. m – 150-200 W.
• Više od 120 kvadratnih metara. m – utvrđeno proračunom na osnovu akustičkih mjerenja na licu mjesta.

Dynamics

Dinamički raspon UMZCH-a određen je krivuljama jednake glasnoće i vrijednosti praga za različite stupnjeve percepcije:

1. Simfonijska muzika i džez sa simfonijskom pratnjom - 90 dB (110 dB - 20 dB) idealno, 70 dB (90 dB - 20 dB) prihvatljivo. Nijedan stručnjak ne može razlikovati zvuk s dinamikom od 80-85 dB u gradskom stanu od idealnog.
2. Ostali ozbiljni muzički žanrovi – 75 dB odlično, 80 dB “kroz krov”.
3. Pop muzika bilo koje vrste i filmska muzika - 66 dB je dovoljno za oči, jer... Ovi opusi su već komprimovani tokom snimanja do nivoa do 66 dB, pa čak i do 40 dB, tako da ih možete slušati na bilo čemu.

Dinamički raspon UMZCH-a, ispravno odabran za datu prostoriju, smatra se jednakim vlastitom nivou buke, uzetom sa znakom +, to je tzv. odnos signal-šum.

SOI

Nelinearne distorzije (ND) UMZCH su komponente spektra izlaznog signala koje nisu bile prisutne u ulaznom signalu. Teoretski, najbolje je NI "gurnuti" ispod nivoa vlastite buke, ali tehnički je to vrlo teško implementirati. U praksi uzimaju u obzir tzv. efekat maskiranja: na nivoima jačine ispod pribl. Na 30 dB, opseg frekvencija koje percipira ljudsko uho sužava se, kao i sposobnost razlikovanja zvukova po frekvenciji. Muzičari čuju note, ali im je teško procijeniti tembar zvuka. Kod ljudi koji nemaju sluha za muziku, efekat maskiranja se primećuje već pri 45-40 dB jačine zvuka. Stoga će UMZCH sa THD od 0,1% (–60 dB sa nivoa jačine od 110 dB) biti ocijenjen kao Hi-Fi od strane prosječnog slušatelja, a sa THD od 0,01% (–80 dB) može se smatrati da nije izobličavanje zvuka.

Lampe

Posljednja izjava će vjerovatno izazvati odbacivanje, pa čak i bijes među pristašama cijevnih kola: kažu, pravi zvuk proizvode samo cijevi, i to ne samo neke, već određene vrste oktalnih. Smirite se, gospodo - poseban zvuk cijevi nije fikcija. Razlog tome su fundamentalno različiti spektri izobličenja elektronskih cijevi i tranzistora. Što je pak posljedica činjenice da se u lampi tok elektrona kreće u vakuumu i da se u njemu ne pojavljuju kvantni efekti. Tranzistor je kvantni uređaj, gdje se manjinski nosioci naboja (elektroni i rupe) kreću u kristalu, što je potpuno nemoguće bez kvantnih efekata. Stoga je spektar cijevnih izobličenja kratak i čist: u njemu su jasno vidljivi samo harmonici do 3. - 4., a kombinacijskih komponenti (zbirova i razlika u frekvencijama ulaznog signala i njihovih harmonika) je vrlo malo. Stoga se u doba vakuumskih kola SOI nazivalo harmonijsko izobličenje (CHD). U tranzistorima se spektar izobličenja (ako su mjerljivi, rezervacija je nasumična, vidi dolje) može se pratiti do 15. i više komponenti, a u njemu je više nego dovoljno kombinovanih frekvencija.

Na početku elektronike čvrstog stanja, dizajneri tranzistorskih UMZCH-a koristili su za njih uobičajeni "cijevni" SOI od 1-2%; Zvuk sa spektrom izobličenja cevi ove veličine obični slušaoci percipiraju kao čist. Inače, sam koncept Hi-Fi još nije postojao. Ispostavilo se da zvuče dosadno i dosadno. U procesu razvoja tranzistorske tehnologije razvijeno je razumijevanje šta je Hi-Fi i šta je za njega potrebno.

Trenutno, rastući problemi tranzistorske tehnologije su uspješno prevladani, a bočne frekvencije na izlazu dobrog UMZCH-a je teško otkriti korištenjem posebnih metoda mjerenja. A sklop lampe se može smatrati umjetnošću. Njegova osnova može biti bilo šta, zašto tu ne može ići elektronika? Ovdje bi bila prikladna analogija sa fotografijom. Niko ne može poreći da moderni digitalni SLR fotoaparat proizvodi sliku koja je nemjerljivo jasnija, detaljnija i dublja u rasponu svjetline i boja od kutije od šperploče s harmonikom. Ali neko, sa najslađim Nikonom, "klikne slike" tipa "ovo je moj debeli mačak, napio se ko kopile i spava ispruženih šapa", a neko, koristeći Smenu-8M, koristi Svemov c/b film da slikaj pred kojim je gomila ljudi na prestižnoj izložbi.

Bilješka: i opet se smiri - nije sve tako loše. Danas lampe male snage UMZCH imaju barem još jednu aplikaciju, i to ne najmanje važnu, za koju su tehnički neophodne.

Eksperimentalni štand

Mnogi ljubitelji zvuka, nakon što su jedva naučili lemiti, odmah "ulaze u cijevi". Ovo ni na koji način ne zaslužuje kritiku, naprotiv. Interes za porijeklo uvijek je opravdan i koristan, a elektronika je to postala sa cijevima. Prvi kompjuteri su bili zasnovani na cevima, a elektronska oprema prve letelice takođe je bila zasnovana na cevima: tada su već postojali tranzistori, ali nisu mogli da izdrže vanzemaljsko zračenje. Inače, u to vrijeme su mikrokrugovi lampe također kreirani pod najstrožom tajnom! Na mikrolampama sa hladnom katodom. Jedini poznati spomen o njima u otvorenim izvorima nalazi se u retkoj knjizi Mitrofanova i Pickersgila „Moderne prijemne i pojačavajuće cevi“.

Ali dosta tekstova, da pređemo na stvar. Za one koji vole da se petljaju sa lampama na sl. – dijagram stolne lampe UMZCH, namijenjene posebno za eksperimente: SA1 prebacuje način rada izlazne lampe, a SA2 prebacuje napon napajanja. Krug je dobro poznat u Ruskoj Federaciji, manja modifikacija je utjecala samo na izlazni transformator: sada ne samo da možete "voziti" izvorni 6P7S u različitim režimima, već i odabrati faktor prebacivanja mreže ekrana za druge lampe u ultra-linearnom načinu rada ; za veliku većinu izlaznih pentoda i tetroda snopa je ili 0,22-0,25 ili 0,42-0,45. Za proizvodnju izlaznog transformatora, pogledajte dolje.

Gitaristi i rokeri

To je upravo slučaj kada ne možete bez lampe. Kao što znate, električna gitara je postala punopravni solo instrument nakon što je unaprijed pojačani signal iz pickup-a počeo prolaziti kroz poseban priključak - fuzer - koji je namjerno izobličio njen spektar. Bez toga je zvuk žice bio preoštar i kratak, jer elektromagnetski pickup reaguje samo na modove svojih mehaničkih vibracija u ravni zvučne ploče instrumenta.

Ubrzo se pojavila neugodna okolnost: zvuk električne gitare s fuzerom dobiva punu snagu i svjetlinu samo pri velikim glasnoćama. Ovo se posebno odnosi na gitare sa pickupom tipa humbucker, koji daje „najljutiji“ zvuk. Ali šta je sa početnikom koji je primoran da vežba kod kuće? Ne možete otići u dvoranu da nastupate a da ne znate tačno kako će instrument tamo zvučati. I rock fanovi samo žele da slušaju svoje omiljene stvari u punom soku, a rokeri su generalno pristojni i nekonfliktni ljudi. Barem onima koje zanima rok muzika, a ne šokantno okruženje.

Dakle, ispostavilo se da se fatalni zvuk pojavljuje na razinama glasnoće prihvatljivim za stambene prostore, ako je UMZCH baziran na cijevi. Razlog je specifična interakcija spektra signala iz grijača sa čistim i kratkim spektrom cijevnih harmonika. Ovdje je opet prikladna analogija: c/b fotografija može biti mnogo izražajnija od one u boji, jer ostavlja samo obris i svjetlo za gledanje.

Oni kojima je cijevno pojačalo potrebno ne za eksperimente, već zbog tehničke potrebe, nemaju vremena da savladaju zamršenosti cijevne elektronike dugo vremena, oni su strastveni oko nečeg drugog. U ovom slučaju, bolje je napraviti UMZCH bez transformatora. Preciznije, sa jednostranim izlaznim transformatorom koji radi bez konstantne magnetizacije. Ovaj pristup uvelike pojednostavljuje i ubrzava proizvodnju najsloženije i najkritičnije komponente svjetiljke UMZCH.

"Bestransformatorski" cijevni izlazni stepen UMZCH-a i pretpojačala za njega

Desno na sl. dat je dijagram izlaznog stupnja bez transformatora cijevnog UMZCH, a na lijevoj strani su opcije predpojačala za njega. Na vrhu - s kontrolom tona prema klasičnoj Baxandal shemi, koja pruža prilično duboko podešavanje, ali unosi neznatno fazno izobličenje u signal, što može biti značajno kada UMZCH radi na 2-sistemskom zvučniku. Ispod je pretpojačalo sa jednostavnijom kontrolom tona koje ne iskrivljuje signal.

Ali da se vratimo na kraj. U brojnim stranim izvorima ova šema se smatra otkrovenjem, ali identična, sa izuzetkom kapaciteta elektrolitskih kondenzatora, nalazi se u Sovjetskom radio-amaterskom priručniku iz 1966. Debela knjiga od 1060 stranica. Tada nije bilo interneta i baza podataka na disku.

Na istom mjestu, desno na slici, kratko, ali jasno su opisani nedostaci ove sheme. Na stazi je dat poboljšani, iz istog izvora. pirinač. desno. U njemu se ekranska mreža L2 napaja iz sredine anodnog ispravljača (anodni namotaj energetskog transformatora je simetričan), a mreža ekrana L1 se napaja kroz opterećenje. Ako umjesto zvučnika visoke impedancije uključite odgovarajući transformator sa običnim zvučnicima, kao u prethodnom. strujnog kruga, izlazna snaga je cca. 12 W, jer aktivni otpor primarnog namota transformatora je mnogo manji od 800 Ohma. SOI ovog završnog stupnja sa izlazom transformatora - cca. 0,5%

Kako napraviti transformator?

Glavni neprijatelji kvalitete moćnog signalnog niskofrekventnog (zvučnog) transformatora su magnetsko polje curenja, čije su linije sile zatvorene, zaobilazeći magnetsko kolo (jezgro), vrtložne struje u magnetskom kolu (Foucaultove struje) i, u manjoj mjeri, magnetostrikcija u jezgru. Zbog ovog fenomena, nemarno sastavljen transformator "pjeva", pjevuši ili pišti. Foucaultove struje suzbijaju se smanjenjem debljine ploča magnetnog kola i dodatnom izolacijom lakom tokom montaže. Za izlazne transformatore, optimalna debljina ploče je 0,15 mm, maksimalno dozvoljena je 0,25 mm. Ne biste trebali uzimati tanje ploče za izlazni transformator: faktor punjenja jezgre (centralne šipke magnetskog kola) čelikom će pasti, poprečni presjek magnetskog kola će se morati povećati da bi se dobila zadana snaga, što će samo povećati izobličenja i gubitke u njemu.

U jezgri audio transformatora koji radi sa konstantnim prednaponom (na primjer, anodna struja jednostranog izlaznog stupnja) mora postojati mali (utvrđen proračunom) nemagnetni razmak. Prisustvo nemagnetnog jaza, s jedne strane, smanjuje izobličenje signala zbog konstantne magnetizacije; s druge strane, u konvencionalnom magnetnom kolu povećava lutajuće polje i zahtijeva jezgro većeg poprečnog presjeka. Stoga, nemagnetski razmak mora biti izračunat na optimalan način i izveden što je preciznije moguće.

Za transformatore koji rade s magnetizacijom, optimalna vrsta jezgra je izrađena od Shp (rezanih) ploča, poz. 1 na sl. U njima se tokom rezanja jezgre formira nemagnetni zazor i stoga je stabilan; njegova vrijednost je navedena u pasošu za ploče ili se mjeri setom sondi. Zalutalo polje je minimalno, jer bočne grane kroz koje se zatvara magnetni tok su čvrste. Jezgra transformatora bez prednapona se često sklapaju od Shp ploča, jer Shp ploče su izrađene od visokokvalitetnog transformatorskog čelika. U ovom slučaju, jezgro se sastavlja preko krova (ploče se polažu sa rezom u jednom ili drugom smjeru), a njegov poprečni presjek se povećava za 10% u odnosu na izračunati.

Bolje je navijati transformatore bez magnetizacije na USH jezgre (smanjena visina sa proširenim prozorima), poz. 2. Kod njih se smanjenje lutajućeg polja postiže smanjenjem dužine magnetne putanje. Budući da su USh ploče pristupačnije od Shp, često se od njih izrađuju jezgre transformatora s magnetizacijom. Zatim se sklop jezgre izrezuje na komade: sastavlja se paket W-ploča, postavlja se traka od nevodljivog nemagnetnog materijala debljine jednake veličini nemagnetnog razmaka, prekrivena jarmom iz paketa džempera i spojenih kopčom.

Bilješka:"zvučni" magnetni krugovi tipa ShLM malo su korisni za izlazne transformatore visokokvalitetnih cijevnih pojačala, imaju veliko lutajuće polje.

Na pos. 3 prikazuje dijagram dimenzija jezgra za proračun transformatora, na poz. 4 dizajn okvira za namotavanje, a na poz. 5 – šare njegovih dijelova. Što se tiče transformatora za "beztransformatorski" izlazni stepen, bolje ga je napraviti na ShLMm preko krova, jer pristrasnost je zanemarljiva (struja prednapona je jednaka struji mreže ekrana). Glavni zadatak ovdje je učiniti namotaje što je moguće kompaktnijim kako bi se smanjilo zalutalo polje; njihov aktivni otpor će i dalje biti mnogo manji od 800 Ohma. Što je više slobodnog prostora ostalo u prozorima, to je transformator bio bolji. Dakle, namoti se namotaju zavojno (ako nema mašine za namotavanje, to je užasan zadatak) od najtanje moguće žice; koeficijent polaganja anodnog namota za mehanički proračun transformatora uzima se 0,6. Žica za namotaje je PETV ili PEMM, imaju jezgro bez kisika. Nema potrebe za uzimanjem PETV-2 ili PEMM-2, zbog dvostrukog lakiranja imaju povećan vanjski prečnik i veće polje raspršivanja. Prvo se namota primarni namotaj, jer njegovo polje rasejanja najviše utiče na zvuk.

Za ovaj transformator morate tražiti željezo sa rupama u uglovima ploča i steznih nosača (vidi sliku desno), jer "za potpunu sreću", magnetsko kolo je sastavljeno na sljedeći način. red (naravno, namotaji sa vodovima i vanjskom izolacijom bi već trebali biti na okviru):

1. Pripremite akrilni lak razrijeđen na pola ili, na starinski način, šelak;
2. Ploče sa džemperima se brzo premazuju lakom s jedne strane i stavljaju u okvir što je brže moguće, bez prejakog pritiskanja. Prva ploča se postavlja lakiranom stranom prema unutra, sljedeća nelakiranom stranom na prvu lakiranu itd.;
3. Kada je prozor okvira popunjen, stavljaju se spajalice i čvrsto pričvršćuju;
4. Nakon 1-3 minute, kada naizgled prestane istiskivanje laka iz praznina, ponovo dodajte ploče dok se prozor ne napuni;
5. Ponovite pasuse. 2-4 dok prozor ne bude čvrsto nabijen čelikom;
6. Jezgro se ponovo čvrsto povuče i suši na bateriji itd. 3-5 dana.

Jezgra sastavljena ovom tehnologijom ima vrlo dobru izolaciju ploča i čelično punjenje. Gubici magnetostrikcije se uopće ne detektiraju. Ali imajte na umu da ova tehnika nije primjenjiva za permalloy jezgre, jer Pod jakim mehaničkim utjecajima, magnetska svojstva permaloja se nepovratno pogoršavaju!

Na mikro krugovima

UMZCH na integriranim kolima (IC) najčešće izrađuju oni koji su zadovoljni kvalitetom zvuka do prosječnog Hi-Fi-ja, ali ih više privlače niska cijena, brzina, jednostavnost montaže i potpuno odsustvo bilo kakvih procedura podešavanja koje zahtijevaju posebna znanja. Jednostavno, pojačalo na mikro krugovima je najbolja opcija za lutke. Klasik žanra ovdje je UMZCH na TDA2004 IC, koji je u seriji, ako Bog da, već oko 20 godina, lijevo na sl. Snaga – do 12 W po kanalu, napon napajanja – 3-18 V unipolarni. Površina radijatora – od 200 kvadratnih metara. pogledajte maksimalnu snagu. Prednost je mogućnost rada sa opterećenjem vrlo malog otpora, do 1,6 Ohma, što vam omogućava da izvučete punu snagu kada se napajate iz mreže od 12 V i 7-8 W kada se napaja sa 6- volt napajanje, na primjer, na motociklu. Međutim, izlaz TDA2004 u klasi B nije komplementaran (na tranzistorima iste provodljivosti), tako da zvuk definitivno nije Hi-Fi: THD 1%, dinamika 45 dB.

Moderniji TDA7261 ne proizvodi bolji zvuk, ali je snažniji, do 25 W, jer Gornja granica napona napajanja je povećana na 25 V. Donja granica, 4,5 V, i dalje omogućava da se napaja iz mreže od 6 V, tj. TDA7261 se može pokrenuti iz gotovo svih mreža u avionu, osim za avion od 27 V. Koristeći priključene komponente (povezivanje, desno na slici), TDA7261 može raditi u mutacijskom modu i sa St-By (Stand By) ) koja prebacuje UMZCH u režim minimalne potrošnje energije kada nema ulaznog signala određeno vrijeme. Pogodnost košta, pa će vam za stereo trebati par TDA7261 sa radijatorima od 250 kvadratnih metara. vidi za svaku.

Bilješka: Ako vas nekako privlače pojačala sa St-By funkcijom, imajte na umu da od njih ne biste trebali očekivati ​​zvučnike šire od 66 dB.

“Super ekonomičan” u smislu napajanja TDA7482, lijevo na slici, radi u tzv. klasa D. Takvi UMZCH se ponekad nazivaju digitalnim pojačalima, što je netačno. Za stvarnu digitalizaciju, uzorci nivoa se uzimaju iz analognog signala sa frekvencijom kvantizacije koja nije manja od dvostruko veće od reprodukovanih frekvencija, vrijednost svakog uzorka se snima u kodu otpornom na buku i pohranjuje za dalju upotrebu. UMZCH klasa D – puls. Kod njih se analogni direktno pretvara u sekvencu visokofrekventne modulirane širine impulsa (PWM), koja se dovodi do zvučnika kroz niskopropusni filter (LPF).

Zvuk klase D nema ništa zajedničko sa Hi-Fi: SOI od 2% i dinamika od 55 dB za klasu D UMZCH smatraju se vrlo dobrim pokazateljima. A TDA7482 ovdje, mora se reći, nije optimalan izbor: druge kompanije specijalizirane za klasu D proizvode UMZCH IC-ove koji su jeftiniji i zahtijevaju manje ožičenja, na primjer, D-UMZCH serije Paxx, desno na sl.

Među TDA-ovima treba istaknuti 4-kanalni TDA7385, pogledajte sliku, na kojoj možete sastaviti dobro pojačalo za zvučnike do srednjeg Hi-Fi, uključujući, s podjelom frekvencije na 2 opsega ili za sistem sa subwooferom. U oba slučaja, niskopropusno i srednje-visokofrekventno filtriranje se vrši na ulazu na slab signal, što pojednostavljuje dizajn filtera i omogućava dublje razdvajanje opsega. A ako je akustika subwoofer, tada se 2 kanala TDA7385 mogu dodijeliti za sub-ULF mostni krug (vidi dolje), a preostala 2 se mogu koristiti za MF-HF.

UMZCH za subwoofer

Subwoofer, koji se može prevesti kao "subwoofer" ili, doslovno, "bumer", reproducira frekvencije do 150-200 Hz; u ovom rasponu ljudsko uho praktički ne može odrediti smjer izvora zvuka. U zvučnicima sa subwooferom, "sub-bass" zvučnik je postavljen u poseban akustični dizajn, ovo je subwoofer kao takav. Subwoofer je, u principu, postavljen što je moguće povoljnije, a stereo efekat osiguravaju odvojeni MF-HF kanali sa vlastitim malim zvučnicima, za čiji akustički dizajn nema posebno ozbiljnih zahtjeva. Stručnjaci se slažu da je bolje slušati stereo sa potpunim odvajanjem kanala, ali sistemi sabvufera značajno štede novac ili trud na bas stazi i olakšavaju postavljanje akustike u male prostorije, zbog čega su popularni među potrošačima sa normalnim sluhom i ne posebno zahtjevne.

"Propuštanje" srednjih visokih frekvencija u subwoofer, a iz njega u zrak, uvelike kvari stereo, ali ako oštro "odsječete" subbas, što je, inače, vrlo teško i skupo, tada će se pojaviti vrlo neugodan efekat zvučnog skakanja. Stoga se kanali u sistemima subwoofera filtriraju dva puta. Na ulazu, električni filteri ističu srednje-visoke frekvencije sa bas "repovima" koji ne preopterećuju putanju srednje-visokih frekvencija, ali obezbeđuju glatki prelazak na sub-bas. Basovi sa srednjetonskim "repovima" se kombinuju i dovode u poseban UMZCH za subwoofer. Srednji tonovi se dodatno filtriraju kako se stereo ne bi pokvario; u subwooferu je već akustičan: subbas zvučnik je postavljen, na primjer, u pregradu između rezonatorskih komora subwoofera, koji ne puštaju srednjetonac van , vidi desno na sl.

UMZCH za subwoofer podliježe brojnim specifičnim zahtjevima, od kojih "luke" smatraju najvažnijim da je što veća snaga. Ovo je potpuno pogrešno, ako je, recimo, proračun akustike za prostoriju dao vršnu snagu W za jedan zvučnik, tada je za snagu subwoofera potrebno 0,8 (2W) ili 1,6W. Na primjer, ako su S-30 zvučnici prikladni za prostoriju, onda je za subwoofer potrebna snaga 1,6x30 = 48 W.

Mnogo je važnije osigurati odsustvo faznih i prolaznih izobličenja: ako do njih dođe, sigurno će doći do skoka u zvuku. Što se tiče SOI, dozvoljeno je do 1% Intrinzična bas distorzija ovog nivoa se ne čuje (vidi krivulje jednake jačine), a "repovi" njihovog spektra u najboljem čujnom srednjetonskom području neće izaći iz subwoofera .

Da bi se izbjegla fazna i tranzijentna izobličenja, pojačalo za subwoofer je izgrađeno prema tzv. mostno kolo: izlazi 2 identična UMZCH-a se uključuju jedan uz drugi preko zvučnika; signali na ulaze se dovode u antifazi. Odsustvo faznih i tranzijentnih izobličenja u mosnom kolu je posljedica potpune električne simetrije puteva izlaznog signala. Identitet pojačala koji formiraju krakove mosta je osiguran upotrebom uparenih UMZCH na IC-ovima, napravljenih na istom čipu; Ovo je možda jedini slučaj kada je pojačalo na mikro krugovima bolje od diskretnog.

Bilješka: Snaga mosta UMZCH se ne udvostručuje, kako neki misle, određena je naponom napajanja.

Primjer mosta UMZCH kruga za subwoofer u prostoriji do 20 kvadratnih metara. m (bez ulaznih filtera) na TDA2030 IC je dat na Sl. lijevo. Dodatno filtriranje srednjeg tona provodi se pomoću sklopova R5C3 i R’5C’3. Površina radijatora TDA2030 – od 400 kvadratnih metara. vidi. Premošteni UMZCH sa otvorenim izlazom imaju neugodnu osobinu: kada je most neuravnotežen, pojavljuje se konstantna komponenta u struji opterećenja, što može oštetiti zvučnik, a zaštitni krugovi za subbasove često pokvare, isključujući zvučnik kada nije potreban. Zbog toga je skupu hrastovu basovu glavu bolje zaštititi nepolarnim baterijama elektrolitskih kondenzatora (označeno bojom, a dijagram jedne baterije dat je na umetku.

Malo o akustici

Akustički dizajn subwoofera je posebna tema, ali pošto je ovdje dat crtež, potrebna su i objašnjenja. Materijal kućišta – MDF 24 mm. Cijevi rezonatora izrađene su od prilično izdržljive plastike koja ne zvoni, na primjer, polietilena. Unutrašnji prečnik cevi je 60 mm, izbočine prema unutra su 113 mm u velikoj komori i 61 mm u maloj komori. Za određenu glavu zvučnika, subwoofer će morati da se rekonfiguriše za najbolji bas i, u isto vreme, najmanji uticaj na stereo efekat. Za podešavanje cijevi uzimaju cijev koja je očito duža i, gurajući je unutra i van, postižu traženi zvuk. Izbočine cijevi prema van ne utječu na zvuk, već se tada odsjeku. Postavke cijevi su međusobno zavisne, tako da ćete morati popetljati.

Pojačalo za slušalice

Pojačalo za slušalice se najčešće izrađuje ručno iz dva razloga. Prvi je za slušanje „u pokretu“, tj. izvan kuće, kada snaga audio izlaza plejera ili pametnog telefona nije dovoljna za pokretanje „dugmada“ ili „čičaka“. Drugi je za vrhunske kućne slušalice. Potreban je Hi-Fi UMZCH za običnu dnevnu sobu s dinamikom do 70-75 dB, ali dinamički raspon najboljih modernih stereo slušalica prelazi 100 dB. Pojačalo s takvom dinamikom košta više od nekih automobila, a njegova snaga će biti od 200 W po kanalu, što je previše za običan stan: slušanje na snazi ​​koja je mnogo niža od nazivne kvari zvuk, vidi gore. Stoga ima smisla napraviti zasebno pojačalo male snage, ali s dobrom dinamikom, posebno za slušalice: cijene za kućne UMZCH s takvom dodatnom težinom su očigledno apsurdno napuhane.

Krug najjednostavnijeg pojačala za slušalice koji koristi tranzistore dat je u poz. 1 pic. Zvuk je samo za kineske “dugme”, radi u klasi B. Ni po efikasnosti se ne razlikuje – litijumske baterije od 13 mm traju 3-4 sata pri punoj jačini zvuka. Na pos. 2 – TDA-ov klasik za slušalice u pokretu. Zvuk je, međutim, sasvim pristojan, do prosječnog Hi-Fi u zavisnosti od parametara digitalizacije trake. Postoji bezbroj amaterskih poboljšanja TDA7050 uprtača, ali još niko nije postigao prelazak zvuka na sljedeću razinu klase: sam „mikrofon“ to ne dozvoljava. TDA7057 (stavka 3) je jednostavno funkcionalniji; možete povezati kontrolu jačine zvuka na običan, a ne dvostruki potenciometar.

UMZCH za slušalice na TDA7350 (stavka 4) dizajniran je za dobru individualnu akustiku. Na ovom IC-u su sastavljena pojačala za slušalice u većini kućnih UMZCH srednje i visoke klase. UMZCH za slušalice na KA2206B (stavka 5) već se smatra profesionalnim: njegova maksimalna snaga od 2,3 W dovoljna je za pokretanje tako ozbiljnih izodinamičkih "šalica" kao što su TDS-7 i TDS-15.

Dizajn koji je ovdje predstavljen je gotov modul monofonskog pojačala velike snage sa vrlo dobrim parametrima. Ovo pojačalo je napravljeno po uzoru na popularni dizajn inženjera. Kolo ima nisko harmonijsko izobličenje, koje ne prelazi 0,05%, sa snagom opterećenja od oko 500 W. Ovo pojačalo je korisno i neophodno prilikom organizovanja raznih uličnih koncerata i već se mnogo puta pokazalo kao nezamenljivo tokom ovih događaja. Velika prednost sistema je njegov jednostavan dizajn i jeftin izlazni stepen, koji se sastoji od 10 kombinovanih MOSFET-ova. UMZCH može raditi sa zvučnicima s impedancijom od 4 ili 8 oma. Jedino podešavanje koje je potrebno izvršiti tokom pokretanja je podešavanje struje mirovanja izlaznih tranzistora.

Članak daje samo dijagram i opis rada samog pojačala, ali ne zaboravite da kompletan audio kompleks sadrži i druge module:

• UMZCH end
• Pretpojačalo
• pogonska jedinica
• Indikator nivoa
• Sistem mekog starta
• Kontrolni sistem hlađenja
• Jedinica za zaštitu zvučnika

Šematski dijagram ULF na tranzistorima 500 vati

Krug pojačala snage je prikazan na gornjoj slici. Ovo je klasični dizajn kola koji se sastoji od diferencijalnog ulaznog pojačala i simetričnog pojačala snage, u kojem radi 5 para tranzistora. Tranzistori T2 (MPSA42) i T3 (MPSA42) rade u krugu diferencijalnog pojačala koji se napaja preko otpornika R8 (10k) i R9 (10k). Napon u sredini ovog razdjelnika se stabilizuje pomoću zener diode D2 (15V/1W) i filtrira kondenzatorom C4 (100uF/100V). Ulazni signal se dovodi do GP1 (IN) konektora i filtrira kroz elemente R1 (470R), R3 (22k), C1 (1uF) i C2 (1nF), koji ograničavaju frekvencijski opseg pojačala i iznad i ispod.

Opterećenje diferencijalnog pojačala su tranzistori T1 (MPSA42) i T4 (MPSA42), koji rade u sistemu sa zajedničkom bazom, kao i otpornici R5 (1,2 k) i R6 (1,2 k). Polaritet opterećenja je postavljen zener diodom D1 (15V/1W) i otpornikom R7 (10k). Glavni zadatak sistema koji se sastoji od tranzistora T1 i T4 je da uskladi impedanciju izlaznog signala za ULF stepen. Drugi stepen, izgrađen na tranzistorima T5 (MJE350) i T6 (MJE350), djeluje kao pojačalo diferencijalnog napona. Napaja se preko otpornika R11 (100P/2W). Njegovo opterećenje će biti tranzistori T14 (MJE340) i T15 (MJE340), otpornici R13 (100P/2W) i R14 (100P/2W) i tranzistor T7 (BD139).

Kondenzator C15 (47nF), povezan paralelno sa otpornikom R44 (10k/2W), poboljšava prolaz impulsnih signala, dok mali kondenzatori C7 (56pF) i C8 (56pF) sprečavaju samopobudu UMZCH. Tranzistor T7 zajedno sa otpornicima R10 (4,7 k), R45 (82R) i potenciometrom P1 (4,7 k) omogućava vam da podesite ispravan polaritet izlaznih tranzistora T9-T13 (IRFP240), T17-T21 (IRFP9240) u mirovanju. Potenciometar P1 se može koristiti za podešavanje struje mirovanja, koja bi trebala biti oko 100 mA za svaki par izlaznih tranzistora. Tranzistori T9-T13, kao i T17-T21, povezani su paralelno i rade kao sljedbenici napona za veliku maksimalnu izlaznu struju. Prema tome, prethodni stepenovi pojačala moraju osigurati sav naponski dobitak, koji je određen omjerom R4 (22k) prema R2 (470R) i iznosi oko 47.

Otpornici R30-R39 (0,33 R/5W) uključeni u izvore izlaznih tranzistora pružaju zaštitu od oštećenja koja bi mogla nastati u slučaju različitih otpora tranzistorskih kanala. Otpornici R20-P29 (470R), povezani serijski sa izlazima tranzistora T9-T13, T17-T21, služe za smanjenje brzine punjenja kondenzatora i, stoga, ograničavanje frekvencijskog raspona pojačala.

Pojačalo ima dvije jednostavne zaštite:

1. Prvi je usmjeren protiv preopterećenja i implementiran je pomoću zener dioda D3 (7,5 V/1W) i D4 (7,5 V/1W), koje ne dozvoljavaju da napon između izvora i izlaza moćnih tranzistora poraste iznad 7,5 volti.
2. Druga zaštita je izgrađena pomoću tranzistora T7, T16 i (BD136), otpornika R16-R17 (33k) i R18-R19 (1k) i dioda D7-D10 (1N4148). Sprečava preterano povećanje struje tranzistora snage, što može dovesti do prekoračenja dozvoljene snage. Dio kola koji se sastoji od tranzistora T7, T16 prati pad napona na R30 (0,33 R/5W) i R35 (0,33 R/5W) i ograničava povećanje napona snažnih tranzistora ako je dozvoljena struja koja prolazi kroz njih prekoračena.

Napajanje nije stabilizovano, bipolarno, sastoji se od diodnog mosta Br1 (25A) i kondenzatora C9-C14 (10000uF/100V). Napajanje pojačala je zaštićeno osiguračima F1-F2 (10A). Iza osigurača, napon se dodatno filtrira kondenzatorima C18-C19 (1000uF/100V). Napajanje ulaznih kola odvojeno je od napajanja pojačivača pomoću dioda D5-D6 (1N4009), otpornika R12 (100P/2W), R15 (100P/2W) i filtrirano kondenzatorima C3 (100uF/100V) i C6 (100uF/100V). Ovo sprečava skokove napona koji se mogu pojaviti tokom vršnih opterećenja pod velikim opterećenjem. LED diode D11-D12, zajedno sa svojim terminalnim otpornicima za ograničavanje struje R40-R41 (16K/1W), indikatori su prisustva struje u kolu.

pogonska jedinica

Na slici ispod prikazan je dijagram napajanja - izvora nekoliko pomoćnih napona. Nije potrebno za rad samog pojačala snage, ali je vrlo korisno za napajanje ostatka kompletnog audio kompleksa, kao što su pretpojačalo, ventilatori, indikator nivoa, sistem za meki start ili zaštita zvučnika. Svi ovi moduli su integrisani u jedno zajedničko pojačalo u velikom kućištu.

Napajanje za ULF pomoćni napon - dijagram

Napajanje je podijeljeno u nekoliko zasebnih sekcija, od kojih svaka ima svoj zasebni krug uzemljenja. Prva sekcija je simetrično napajanje 2x15V, koristi se za napajanje pretpojačala. Konektor A4 se koristi za spajanje namotaja bipolarnog transformatora. Napon se ispravlja pomoću mosnog ispravljača Br2 (1 A) i filtrira stabilizatorima U2 (LM317), U6 (LM337) pomoću C1 (100nF), C7 (100nF) i C24-C25 (4700uF). Izlazni filter su kondenzatori C8-C9 (100nF) i C19-C20 (100uF). Izlazni napon ovog bloka se postavlja pomoću otpornika R2-R3 (220R) i R9-R10 (2,4 k). Tranzistori T1 (BC546), T2 (BC556); Otpornici R4-R5 (10k) i R7-R8 (3,3 k) predstavljaju strujni krug, odnosno smanjuju napon napajanja na 2 × 1,25 V, što će omogućiti da se pretpojačalo isključi. Tokom normalnog rada, kratki spoj GP8 konektora će osigurati pravilan rad pretpojačala.

PCB štampana ploča - crtež

Sljedeća dva modula su napajanja od 12 V, sastavljena pomoću stabilizatora U4 (7812) i U5 (7812) i dizajnirana za napajanje drugih elemenata kola. Potrebna su dva odvojena izvora jer pojačalo ima dva para mjerača nivoa, svaki na zasebnom uzemlju. Jedan par radi na ulazu, nadgleda nivo ulaznog signala, a drugi par je povezan na izlaz i omogućava vam da odredite trenutni nivo snage UMZCH-a.

Ploča za napajanje - nakon jetkanja i bušenja

Oba izvora napajanja su vrlo jednostavna, prvo se sastoji od diodnog mosta Br3 (1A), filterskih kondenzatora C5-C6 (100nF), C18 (100uF) i C22 (1000uF) i stabilizatora U4. Namotaji transformatora moraju biti spojeni na konektor A2, a izlaz napajanja će biti konektori GP6 i GP7.

Drugi 12V kanal radi potpuno isto, a sastoji se od elemenata: Br4 (1A), C10-C11 (100nF), C23 (1000uF), C21 (100uF) i U5.

Posljednji modul sistema napajanja su strujni krugovi za druge pojačivače i ventilatore za hlađenje. Transformator treba spojiti na konektor A1. Napon se ispravlja pomoću mosnog ispravljača Br1 (5A) i filtrira kondenzatorima C27 ​​(4700uF), C12 (4700uF) i C2 (100nF). Mikrokrug U1 (LM317) ovdje radi kao stabilizator, koji postavlja potrebni napon pomoću otpornika R1 (220R) i R6 (2,7 k).

Kondenzatori C3 (100nF) i C16 (100uF) filtriraju napon na izlazu stabilizatora, koji preko konektora GP1 i GP2 ulazi u sistem upravljanja ventilatorom. Isti napon se preko diode D1 (1N5819) dovodi do stabilizatora U3 (7812), čiji je zadatak da napaja druge pojačivačke uređaje priključene na konektore GP3-GP5. Kondenzatori C28 (4700uF), C13 (4700uF), C4 (100nF) i C17 (100uF) filtriraju napon prije stabilizatora.

ULF štampana ploča - crtež

HOLTON POJAČALO

DIJAGRAMI OPCIJA HOLTON POJAČALA

Na internetu ima dosta informacija o Holton pojačalu, ali su razbacane. Unatoč dovoljnosti informacija, radio-amateri još uvijek imaju mnogo pitanja o sastavljanju Holtonovog pojačala, bilo u njegovom izvornom obliku ili u modificiranim verzijama.
Iz tog razloga je odlučeno da se sve prikupi na jednom mjestu i pruži najsveobuhvatnije informacije o ovom pojačalu.
Za početak, prijevod članka Erica Holtona koji je napravila sada pokojna web stranica NEWTONLAB:

Balansirano pojačalo je poboljšano kolo objavljeno u izdanju Cilicon Chipa iz juna 1994. godine.
Stupanj pojačanja napona
Ovaj stepen obezbeđuje pojačanje napona za pred-izlazni stepen, koji dovodi izlazni stepen velike snage do pune snage.
Elementi T6, T7, T8, T9, R15, R14, R12, R13, C3, C7, C8 čine drugi stepen pojačanja diferencijalnog napona T7 i T9. R15 osigurava struju mirovanja diff stupnja od 8 mA.
Ostale navedene komponente čine lokalnu frekvencijsku korekciju kaskade.
Kaskada stabilizacije struje mirovanja.
Sastoji se od T10, R34, R37, R38, C12. Služi za stabilizaciju struje mirovanja izlaznog stepena u zavisnosti od temperature i promene napona napajanja.
Kaskada strujnog pojačanja.
Pojačava struju potrebnu za rad na opterećenjima od 8 i 4 oma. Opterećenje od 2 oma je nemoguće bez upotrebe dodatnih moćnih tranzistora.
Napajanje za pojačalo od 400 vati.
Napajanje za ovo pojačalo se sastoji od dvije komponente.
1.: Toroidni transformator ukupne snage 625 VA. Primarni namotaj, koji je dizajniran za vašu mrežu. Za Australiju 240 volti, SAD 110, 115 volti naizmenični napon i mislim da je moja verzija (220 volti) pogodna za Evropu i Rusiju (220-240 volti).
2x50 volti AC za punu snagu.
Jedan diodni most 400 volti 35 ampera.
Dva otpornika od 4,7 kOhm 5 W.
Kondenzatori su 2x10.000 uF na 100 volti, idealno bi trebali biti kondenzatori od 40.000 uF za svaku ruku ispravljača.
Kako odabrati MOSFET tranzistori.
Kada koristite ovu vrstu MOSFET tranzistora u simetričnom pojačalu, toplo preporučujem pažljiv odabir izlaznih tranzistora. Da bi se spriječilo da jednosmjerna struja teče kroz opterećenje.
Otpornici od 0,22 oma pružaju samo lokalne povratne informacije i ne štite od struje.
Najbolji metod koji sam pronašao za odabir tranzistora je otpornik od 150 oma od 1 vati i izvor napona od 15 volti. Ako pogledate dijagram, vidjet ćete kako se mjere N-kanalni i P-kanalni tranzistor.

DC napon se mjeri na tranzistoru spojenom na kolo. Nalazi se u rasponu od 3,8-4,2 volta. Samo odaberite tranzistore u grupi s razlikom od +-100 mV.
Nemojte brkati dijagram povezivanja P-kanalnog i N-kanalnog tranzistora.
PCB sklop.
Kada prvi put pogledate PCB, provjerite da li su sve rupe izbušene i da li prečnici rupa odgovaraju promjerima nogu dijelova. Ako nešto nije izbušeno, onda koristeći standardne prečnike navedene u nastavku, izbušite rupe koje nedostaju.
Otpornik 1/4 vata = 0,7 mm do 0,8 mm
1 W otpornik = 1 mm
1/4 Zenner dioda i dioda normalne snage = 0,8 mm
Mali signalni tranzistori kao što je BC546 u TO-92 =0.6mm kućištu
Tranzistori srednjeg signala, kao što je MJE340, u paketu TO-126 = 1,0 mm
Snažni izlazni uređaji IRFP9240 ugrađeni su u rupe od 2,5 mm.
Skupština počinje počevši od ugradnje otpornika od 1/4 vata, zatim ugradnje otpornika velike snage, dioda, kondenzatora i tranzistora malog signala. Treba biti oprezan prilikom ugradnje polarnih elemenata. Neispravno povezivanje može dovesti do toga da uređaj ne radi ili da jedan ili više elemenata pokvare kada se kolo uključi.
Izlazni tranzistori i tranzistor Q10 (BD139) se ugrađuju kasnije.
Test pre lansiranja.
Pretpostavimo da ste instalirali sve elemente osim izlaznih tranzistora i Q10(BD139). Povežite tranzistor Q10 na privremene provodnike. Morate biti pažljivi da ne zamijenite emiter-kolektor-bazu s baza-kolektor-emiter BD139 tranzistora.
Ovo je neophodno kako bi se osiguralo da pojačalo radi ispravno tokom testiranja. Također biste trebali instalirati otpornik od 10 Ohma, paralelno sa ZD3, sa strane PCB vodiča. čemu služi? Za povezivanje otpornika povratne sprege R11 na bafer stepen. Isključivanjem izlaznih stupnjeva dobijamo pojačalo vrlo male snage i možemo izvoditi testove bez opasnosti od oštećenja izlaznih stupnjeva. Sada kada je povratni otpornik spojen, vrijeme je da povežete +-70 volti napajanje i uključite ga.
Otpornici od 4,7 kOhm od pet vati već bi trebali biti instalirani paralelno sa kapacitetima napajanja. Uvjerite se da nema dima iz strujnog kruga, podesite uređaj da mjeri napon.
Izmjerite sljedeće pozicije prema dijagramu, ako su naponi unutar 10 posto, onda možete biti sigurni da je pojačalo ispravno.
Ako su mjerenja završena, isključite napajanje i uklonite otpornik od 10 Ohma.
R3~1,6 V
R5~1,6 V
R15~1,0 V
R12~500mV
R13~500 mV
R8~14,6 V
ZD1~15 V
Napon na R11 bi trebao biti blizu 0 V, unutar 100 mV.
Završetak montaže modula.
Sada možemo početi instalirati izlazne tranzistore na ploču. Ovaj korak treba uraditi tek nakon Kako odabrati MOSFET tranzistore. Prije ugradnje snažnih izlaznih tranzistora, otpornici od 0,22 Ohma su zalemljeni u ploču.
Formiramo (ako je potrebno) vodove N-kanalnih tranzistora, ugrađujemo ih u ploču i odrežemo izbočene vodove. Isto bi trebalo učiniti sa tranzistorima P-kanala.
Tranzistori se mogu instalirati na tri različita načina:
1. Stojeći, bez formiranja polova, odozgo.
2. Paralelno sa pločom, na vrhu.
3. Paralelno sa tablom, odozdo.
Za pričvršćivanje će vam trebati 9 kom vijaka M3x10-16, d3 podloške, d3 podloške i 9 kom M3 matica (7 setova za pričvršćivanje snažnih tranzistora i Q10, dva za ploču).
Izlazne tranzistori treba ugraditi na radijator kroz izolacijske brtve pomoću paste koja provodi toplinu.
Po završetku ugradnje svih elemenata, pažljivo pregledajte modul da vidite da li su sve komponente zalemljene i da li su ispravno instalirane. Tek kada ste sigurni da je sve urađeno kako treba i da su svi dijelovi na svom mjestu, možete priključiti napajanje. Tranzistor Q10 na fleksibilnim provodnicima, instaliran na radijatoru pored izlaznih tranzistora.
Sada imamo završen, testiran modul, naponski pojačivač i stepen bafera testiran na greške, a vi ste sigurni da rade ispravno.
Vrijeme je da zategnete zavrtnje i matice na radijatoru. Ne zaboravljajući, istovremeno, na izolator koji provodi toplinu. Toplotni otpor u ovom slučaju će biti oko 0,5 stepeni po vatu ili manje.
Testiranje modula.
Stigli smo do završne faze - testiranja kompletnog pojačala snage.
Moramo napraviti još pet koraka:
1. Provjerite curenje od terminala tranzistora do hladnjaka.
2. Provjerite da li polaritet napajanja odgovara polaritetu na pojačalu.
3. Klizač otpornika P1 treba pomaknuti na nulu, to se mjeri između baze i pinova kolektora Q10 BD139.
4. Nakon povezivanja napajanja žicama, provjerite prisustvo osigurača od 5A u njihovim utičnicama.
5. Povežite DC voltmetar na izlaz pojačala.
Da biste bili potpuno sretni, sve što trebate učiniti je uključiti napajanje, učinite to.
Pogledaj voltmetar. Vidjet ćete napon na izlazu od 1 do 50 mV; ako to nije slučaj, isključite napajanje pojačala i ponovite test.
Naoružajte se malim odvijačem. Koristeći krokodile, pričvrstite sonde uređaja na terminale jednog od moćnih otpornika od 0,22 Ohma. Polako rotirajući klizač otpornika P1, postavite otpornik od 0,22 oma na 18 mV, ovo će postaviti struju na 100 mA po tranzistoru.
Sada provjerite napon na svim ostalim otpornicima, odaberite onaj s najvećim naponom. Postavite otpornik P1 na napon od 18 mV.
Sada povežite generator signala na ulaz i osciloskop na izlaz. Uvjerite se da na talasnom obliku nema šuma i izobličenja.
Ako nemate ove uređaje, povežite opterećenje i dobijte dobar kvalitet. Zvuk bi trebao biti jasan i dinamičan.
Konfiguracija je završena.
Sve najbolje:
Anthony Eric Holton

POVEĆATI

Nažalost, članak ne daje (ili nije sačuvao) originalni crtež štampane ploče, međutim, postoji crtež lokacije dijelova na originalnom Holton pojačalu, pa neće biti teško razdvojiti staze:

Postoji nešto slično ovoj posebnoj ploči ispod.

Šema strujnog kruga pojačala prikazana je na donjoj slici. To je skoro plan Anthonyja Holtona, ali samo GOTOVO. Pojačala koja vam nudimo koriste brže tranzistore, a ocjene su malo promijenjene, što je omogućilo, doduše neznatno, poboljšanje zvuka pojačala koji već dobro svira.
Širok raspon napona napajanja omogućava izgradnju pojačala snage od 200 do 800 W, te u cijelom rasponu snage UMZCH ormarića za kavu. nelinearna distorzija ne prelazi 0,08% na frekvenciji od 18 kHz sa izlaznom snagom od 700 W, što omogućava da se ovo pojačalo klasifikuje kao Hi-Fi.

Zamjena tranzistora u pojačivaču napona uzrokovana je prvenstveno željom za povećanjem pouzdanosti, a tranzistori korišteni u originalnom Holton pojačalu su, blago rečeno, pomalo nejasni, uprkos cijenjenim proizvođačima, ni pojačanje ni maksimalna frekvencija nisu. naznačeno. Samo maksimalni napon je 300 V i struja 0,5 A, a maksimalna snaga koju rasipa kolektor je 20 W.
Međutim, postoje tranzistori sa standardizovanim parametrima koji se mogu koristiti u ovom pojačalu i koji su već testirani na više od hiljadu pojačala. Istina, nema takvih visokonaponskih, ali napon kolektor-emiter od 300 V u ovom pojačalu nije potreban, jer napajanje napona napajanja većeg od ±90 V već može izazvati kvar završnog stupnja, koji ima maksimalni napon od 200 V.
A s obzirom na to da ovo kolo omogućava laku adaptaciju na niži napon napajanja, lista mogućih zamjena se proširuje, a kvalitet pojačala garantirano neće pogoršati.
Koristeći snažnije tranzistore, također nema potrebe za kompenzatorom kapacitivnosti kapije, koji je Holton predložio da se koristi pri ugradnji više od 5-6 parova terminalnih tranzistora - struja kolektora posljednje faze naponskog pojačala od 1,5 A je sasvim dovoljna za punjenje i pražnjenje deset pari terminala čak i sa smanjenjem otpora u krugovima kapije do 68 oma. Kompenzator je, osim što je smanjio izlaznu snagu, također prilično značajno smanjio stabilnost pojačala, što je zauzvrat primoralo na povećanje umirujućih kondenzatora do efekta u audio opsegu - na frekvencijama iznad 10 kHz došlo je do pada od 3 dB već posmatrano

Ispod je tabela mogućih zamjena za UNA tranzistore, prilagođene naponu napajanja pojačala

KOMPLEMENTARNO PAIR		VOLTAŽA K-E, V	CURRENT COL-RA, A	MAX FREKVENCIJA, MHz	COF BOOSTS	MAX VOLTAŽA HRANA UMZCH, V	MAX POWER UMZCH U 4 OMA, W

Također u predloženoj verziji, vrijednosti nekih otpornika su uvelike promijenjene, što je omogućilo postizanje ugodnijeg i prirodnijeg zvuka u odnosu na originalno Holton pojačalo. Prije svega, smanjene su vrijednosti otpornika u emiterskim krugovima pojačivača napona, što je povećalo struju koja teče kroz njih, povećalo zagrijavanje, ali smanjilo promjenu struje u cijelom rasponu napona napajanja, što je značajno smanjilo THD nivo.
Ako je moguće odabrati tranzistore 2N5551 prema koeficijentu pojačanja, tada se otpornici u emiterima diferencijalnog stupnja mogu smanjiti na 10 Ohma - to također dovodi do smanjenja THD-a.
Vraćanje na udaljene otpornike za napajanje pojačivača napona. U originalnom krugu kondenzatori filtera imaju kapacitet od samo 100 μF; u predloženoj verziji koriste se kondenzatori od 470 μF. Zahvaljujući VD4 i VD5, energija pohranjena u kondenzatorima neće ići u energetski dio u slučaju kratkotrajnih padova napona napajanja, što povoljno utiče na režime rada tranzistora pojačivača napona.
Postoji dosta varijanti kola koje koristi Holton, na primjer komercijalno proizvedeno pojačalo "STUDIO 350", koje koristi bipolarne tranzistore kao završnu fazu:

Međutim, promjene u nekim komponentama i načinima rada omogućile su značajno poboljšanje kvalitete zvuka originalnog Holton pojačala, a njegova modifikacija je ovo pojačalo što više približila HIGH-END kategoriji.
Na kraju, ostaje objasniti zašto se Holton pojačalo naziva simetričnim, jer nije slično simetričnim pojačalima, na primjer LANZAR, VP ili LINKS. Simetrija ovog pojačala snage ne leži u krugu negativnog i pozitivnog kraka, već u načinu na koji je negativna povratna sprega organizirana - i ulazni i izlazni signal, koji se koristi za OOS, prolaze kroz isti broj sklopljenih stupnjeva. koristeći isto kolo.

ŠTAMPANE PLOČE ZA HOLTON POJAČALO

Ispod su prikupljeni crteži štampanih ploča za Holton pojačalo, postavljeni na forumima "LEMILO" i "MALO AUDIO OPREME", i naravno naše vlastite opcije. Svi fajlovi su upakovani u WINRAR i imaju LAY 5 format, Za preuzimanje kliknite na sliku koja vam se sviđa.
Otvara galeriju štampanih ploča sa crtežom sa dva para terminalnih tranzistora. U ovoj verziji, radijatori za tranzistore su odvojeni, ploča ima dimenzije 80 x 90 mm:

Druga verzija štampane ploče sa dva para u završnoj fazi, ali više ne IRFP240 - IRFP9240, već IRF640 - IRF9640. Ploča je napravljena za SMD komponente i ima dva kanala odjednom. Veličina ploče 158 x 73 mm:

Sljedeća opcija vrlo liči na klasični raspored dijelova kao u originalnom Holton pojačalu. Ploča je dizajnirana za ugradnju dva para u prozorsku kaskadu i zajednički radijator za UNA tranzistore. Veličina 124 x 89 mm:

Druga opcija sa dva izlazna para, dimenzija 111 x 39 mm, SVI UNA tranzistori na jednom radijatoru:

Sljedeća opcija koristi 4 para terminalnih tranzistora i sposobna je isporučiti opterećenje do 400 W. Veličina ploče 182 x 100 mm:

Čudovište sa deset pari i ugrađenim kompenzatorom ima veličinu 280 x 120 mm, najvjerovatnije za opterećenje od 2 oma:

Univerzalna ploča za Holton pojačalo, koja vam omogućava da povećate broj parova tranzistora u završnoj fazi. Crtež na više stranica , ploča je dvoslojna, izgled pojačala od 200 W prikazan je u nastavku, ugrađeni su tranzistori 2SD669A i 2SB649A:

Zbog odbijanja IR-a da proizvede IRFP240 - IRFP9240, kvalitet tranzistora se značajno pogoršao, pa je odlučeno da se Holton pojačalo preradi u univerzalni izlazni stepen korištenjem tranzistora 2SA1943 - 2SC5200, koji također ima zaštitu od preopterećenja. Rezultat je sljedeći dizajn:

Ova ploča ima i mogućnost proširenja izlaznih tranzistora, a na ploču pojačivača napona moguće je priključiti i poseban izvor napajanja, samo za UNA:

Napisano je više detalja o ovom kolu. Ili možete pogledati video:

Ostaje samo napraviti ploču, lemiti dijelove i prije uključivanja pročitati donje informacije.

PODEŠAVANJE HOLTON POJAČALA

Prije nego što počnete s postavljanjem pojačala snage Erica Holtona, trebali biste pobliže pogledati krug. Na stranici sa opisom šeme već su data neka objašnjenja i dato je nekoliko dijagrama. Na ovoj stranici ćemo pogledati još jedan krug istog pojačala, ali već napravljen u simulatoru, koji će vam omogućiti da provjerite mnoge parametre, rigorozno eksperimentirate s elementima, identificirajući posljedice grešaka tokom instalacije i korištenje nekvalitetnih element baze.
Dakle, eksperimentalni krug Holtonovog pojačala izgleda ovako:

Ovaj sklop sadrži samo dva para završnih tranzistora samo za eksperimente u simulatoru i kompaktniji prikaz na stranici. U stvarnosti, broj konačnih tranzistora direktno ovisi o potrebnoj izlaznoj snazi, bez obzira na otpor opterećenja - jedan par tranzistora IRFP240 - IRFP9240 može sigurno isporučiti oko 100 W na opterećenje, stoga će vam trebati dva para za 200 W. , a da biste dobili 800 W već vam je potrebno 8 para u završnoj fazi. Za one koji nisu baš zadovoljni kalkulatorom, evo tabele zavisnosti izlazne snage od napona napajanja i potrebnog broja parova tranzistora u završnoj fazi:

PARAMETER	PER LOAD
			2 Ohm (most od 4 oma)
Maksimalni napon napajanja, ± V
Maksimalna izlazna snaga, W pri distorziji do 1% i napon napajanja:	U zagradama je naveden potreban broj parova terminalnih tranzistora.
±30 V
±35 V
±40 V
±45 V
±50 V
±55 V
±60 V
±65 V
±75 V
±85 V			NE UKLJUČUJ!!!

U zavisnosti od napona napajanja, mijenjaju se i naponi na kontrolnim točkama. Mapa napona u nastavku će vam omogućiti da se krećete ne samo u režimima rada, već iu rješavanju problema s Holton pojačalom:

VOLTAGE MAPS
NAPON NAPAJANJA	VOLTAŽA
±40 V
±50 V
±60 V
±70 V
±80 V
±90 V

Prije svega, obratite pažnju na vrijednost otpornika R3, R7 i R8. Upravo ovi otpornici postavljaju trenutne režime rada prvih stupnjeva, koji direktno utječu na rad svih sljedećih.
Nije tajna da će se s istim otporom i različitim naponima struja kroz otpor mijenjati. Zapravo, ovo objašnjava razliku u ocjenama otpornosti R3, R7 i R8. Naravno, ocjene date u originalnom kolu će održati funkcionalnost pojačala u cijelom rasponu napona napajanja, ali njihova promjena će značajno smanjiti THD nivo. Naime, ovaj parametar je često glavni pri odabiru šeme.
Osim toga, promjenom ocjena mijenja se i disipacija snage tranzistora Q3 i Q4, smanjujući njihovo samozagrijavanje i poboljšavajući termičku stabilnost pojačala. Ako pravite pojačalo za sebe, a ne za piće, onda ima smisla obratiti pažnju na ovaj faktor. Čak i sa promijenjenim otpornicima, gornji tranzistori se zagrijavaju:
Samozagrijavanje nema mnogo utjecaja na režime rada kaskada - strujni generator na tranzistoru Q2 održava struju u datom opsegu i struja sljedećih kaskada ostaje gotovo nepromijenjena. Ipak, ako je moguće smanjiti grijanje, zašto to ne učiniti?
U suštini, diferencijalni stepen se koristi za dobijanje visokokvalitetnih negativnih povratnih informacija i ne uvodi pojačanje u ulazni signal. Tranzistori Q3 i Q4 također ne pojačavaju napon - oni formiraju pristrasnost za sljedeću fazu.
Glavno povećanje amplitude ulaznog signala događa se na tranzistoru Q11.
Na nivo THD-a utiče i sopstveno pojačanje, pa se pri izradi pojačala sa izlaznom snagom iznad 500 W može postaviti pitanje upotrebe predpojačala ili uvođenja baferskog op-pojačala u pojačalo. Na primjer, uzmimo naše vlastito pojačanje jednako 36 dB. Da bismo dobili amplitudu napona od 63 V na izlazu pojačala, potrebno je primijeniti 1 volt na ulaz. Nivo THD-a će u ovom slučaju biti veći od 0,07%:

Sa prirodnim pojačanjem od 30 dB i izlaznim naponom od 63 V, nivo THD-a se smanjio za skoro 2 puta, iako je 2 V već bilo potrebno da se dovede na ulaz:

Koeficijent pojačanja ovisi o omjeru vrijednosti otpornika R14 i R11 i može se približno izračunati pomoću formule Ku = (R14 / R11) + 1.

Slika ispod prikazuje oblik i veličinu napona u kolu:

Plava linija - napon na bazi Q1 ; Crvena - napon na kolektoru Q3 ; Zeleno - napon na kolektoru Q11 .
Zaključak iz ovoga nije teško izvući - tranzistor Q11 mora imati najveće moguće pojačanje, a pošto Q6 radi s njim u diferencijalnoj fazi, njegovo pojačanje mora biti jednako pojačanju Q11. Veličina pojačanja tranzistora direktno određuje koja je struja potrebna da se on otvori, tj. koliko će prethodna kaskada biti opterećena, čije opterećenje također određuje nivo THD-a - to će biti manje promijeniti struja koja teče kroz kaskadu, niži će biti THD.
Za odabir tranzistora možete, naravno, koristiti utičnicu koja je dostupna na većini digitalnih multimetara, ali stvarni parametar koff-a pojačanja na ovoj utičnici može se dobiti samo za tranzistore male snage. Za tranzistore srednje i velike snage možete odabrati samo iste one s maksimalnim parametrima. O razlozima takve sramote možete čitati ili gledati.
Završavajući otpornu sagu o naponskom pojačalu, vrijedi spomenuti otpornike R4 i R9. Kao što je već napisano na stranici koja opisuje krug, vrijednosti ovih otpornika prilično snažno utiču na nivo THD. Na primjer, uzmimo vrijednost ovih otpornika jednaku 100 Ohma, kao u originalnom krugu, i izračunajmo THD nivo:

Pa, u principu, nivo THD-a od 0,065% je čak manji od 0,08% deklariranih na većini stranica, ali nećemo biti lijeni kada kupujemo dijelove i biramo 2N5551 tranzistore sa najvećim mogućim i ISTIM faktorom pojačanja. Ovo će dati razlog za smanjenje R4 i R9 na 22 Ohma i dobićemo sljedeći nivo THD:

Skala mreže je namjerno sačuvana kako biste imali osjećaj šta se dešava kada promijenite dvije vrijednosti, ali prvo odbacite bazu elemenata - THD se smanjio na vrijednost od 0,023% i to sa izlaznom amplitudom od 63 V i pojačanjem od 30 dB.
Sada ostaje samo poigrati se s vrijednostima otpornika završnog stupnja, odnosno s otpornicima instaliranim na vratima završnih tranzistora. 100 Ohm... S jedne strane, to se ne čini mnogo, ali uzimajući u obzir da je kapacitivnost gejta 1200-1300 pF, ima smisla razmisliti o tome i modelirati nešto ovako:

U ovom krugu je isključeno pojačalo napona, a umjesto njega koriste se dva generatora pravokutnih valova V1 i V2, koji rade u antifazi. Dakle, V1 kontroliše pozitivni krak završne faze, a V2 kontroliše negativan krak. Izvor konstantnog napona V3 osigurava struju mirovanja završnog stupnja. Možemo provjeriti parametre SAMO završnog stupnja i vidjet ćemo šta se dešava na izlazu "pojačala" i na njegovom ulazu ako u krugovima kapije postoje otpornici od 100 Ohma:

Plava linija je napon na desnom pinu R1, tj. napon koji dolazi sa UNA. Crvena linija označava napon koji se dovodi do opterećenja. Ne morate imati dobar vid da biste vidjeli skokove i kolapse frontova i pravokutne recesije. Ako neko nije brojao, onda je ovo frekvencija od 16 kHz.
Sada prepolovimo vrijednost otpornika u vratima i dobijemo sljedeće:

Nije teško pogoditi kakav će oblik pravougaonik poprimiti kada se koriste otpornici od 470 Ohma ugrađeni u originalno pojačalo, tako da neću priložiti crtež. Zašto se koriste otpornici od 100 oma, a ne manji? Pa hajde da probamo da shvatimo...
Prije svega, tranzistori IRFP240 - IRFP9240 nisu razvijeni za AF pojačala snage i parametar kao što je pojačanje nije standardiziran za njih. Međutim, odabrati iste tranzistore dok su se proizvodili Međunarodni ispravljač(IR) nije bilo nimalo teško - od jednog standardnog pakovanja odbačen je jedan ili dva, pa čak i više od jednog tranzistora, ali sa tranzistorima iz Vishay Siliconix nešto nije u redu - očito nisu za pojačala snage.

Možete se, naravno, obratiti i "zvučnim" terenskim radnicima, ali njihova cijena je prilično visoka, pa se vratimo na otpornike u gejtovima i vidimo koju struju zapravo daje napon za punjenje ovih istih kapija. Da bismo to učinili, uzmimo model punopravnog pojačala s osam parova terminala, a kao mjerni alat ćemo uzeti pad napona na dodatnim otpornicima R19 i R20 (označeno zelenom bojom):

Na frekvenciji od 16 kHz i izlaznom naponu od 63 V, pad otpora od 1 Ohm bio je 0,025 V, što odgovara struji koja teče kroz otpornik od 0,025 A (zelena pozadina). Sa izlaznom snagom blizu klipinga (vidi dno stranice), pad na istom otporniku je već 0,033 V, tj. 0,033 A je potrebno za punjenje osam pari kapija u završnoj fazi. S obzirom da originalno Holton pojačalo koristi tranzistore KSE340 - KSE350 sa maksimalnom strujom od 0,5 A, postaje jasno zašto otpornici moraju biti najmanje 100 Ohma.
Međutim, iznad se nalazi tabela mogućih zamjena i tu SVI tranzistori imaju kolektorsku struju od najmanje 1 A, što vam omogućava da napustite tzv. pojačivač napona.
Vrijednosti gejt otpornika se također mogu smanjiti ako se koristi manje parova end-of-line tranzistora. Ocjena se može izračunati proporcionalno na osnovu činjenice da je za osam parova potrebno 100 Ohma, a za 4 para 50 Ohma će biti sasvim dovoljno, čak i kada se koristi u pojačalu KSE340 - KSE350. Ispod 15 Ohma, bolje je ne koristiti otpornike na vratima terminala - osim što ograničavaju struju punjenja, oni također malo kompenziraju širenje parametara.

Dakle, sredili smo ocjene, instalirali i zalemili sve elemente kruga, prema našim konceptima, možemo ih početi uključivati ​​po prvi put. Međutim, prije toga je potrebno isključiti završne tranzistore iz kruga, a umjesto njih privremeno zalemiti trajne otpornike snage 0,5 - 1 W i otpora 10 - 15 Ohma. Ovu mjeru diktira trošak završnih tranzistora - ako su svi elementi na svom mjestu i ispravni su, a na ploči nema neplaniranih kratkospojnika koji nastaju nepreciznim lemljenjem, onda je u ovoj opciji funkcionalnost napona pojačalo će se jednostavno provjeriti. Ako na ploči ima šmrcova, elementi su pogrešno postavljeni, ili ne rade kako treba zbog pregrijavanja tijekom instalacije ili su u početku bili neispravni, tada će dio napajanja koji može otkazati ostati netaknut.
Konačno, kola Holtonovog pojačala za prvo uključivanje izgleda ovako, gdje R31 i R32 imitiraju završni stupanj i zatvaraju OOS kolo kako bi pojačalo napona doveli u radni način:

Naponi na stvarnoj ploči ne bi se trebali razlikovati za više od 2% od napona prikazanih na kartama. Usput, u predloženoj verziji kruga pojačala nema otpornika spojenih serijski s diodama D4 i D7. To je učinjeno kako bi se dobilo barem malo, ali ipak povećanje izlazne snage. Ovi otpornici nisu od posebne važnosti tokom rada pojačala, ali po količini dima iz njih, u slučaju grešaka u instalaciji, možete odrediti stepen greške. Stoga se snažno preporučuje, kako bi se uštedio budžet, uključiti otpornike otpornosti od 10-15 Ohma u seriju s diodama D4 i D7. Nakon provjere njihove funkcionalnosti, mogu se ukloniti.
Prije prvog uključivanja, podešavajući otpornik R16, kako na modelu tako i na stvarnom kolu, MORA biti postavljen u položaj MAKSIMALNI otpor. Na pravom dijagramu. U ovom slučaju, struja mirovanja terminalnih tranzistora je najmanja moguća.

Sada se vratimo na stvarni krug:

Sklopovi C1-C3 i C7-C9 su analogi nepolarnog kondenzatora velikog kapaciteta, bolje je koristiti elektrolite serije WL ili WZ, takozvane kompjuterske, sa srebrnim ili zlatnim oznakama. Ako je moguće, bolje je udvostručiti ocjene elektrolita - frekvencijski odziv u području niske frekvencije je glatkiji, iako čak i na ovom nivou ostaje unutar 1,5 dB.
Kondenzatori C14, C15, C16 i C17 u kolu su 47 pF. Ove ocjene su korištene za povećanje stabilnosti, iako je s vlastitim pojačanjem do 27 dB, pojačalo prilično stabilno čak i kada se instaliraju kondenzatori od 22 pF.
Nakon provjere funkcionalnosti pojačivača napona, završni stepen se montira na ploču, postavlja na radijator i podešava se struja mirovanja. Sa završnom kaskadom prve, bolje je uključiti ili kroz otpornike koji ograničavaju struju ugrađene u svaku napojnu ruku, ili uključiti žarulju sa žarnom niti snage 40-60 W u seriji s primarnim namotom transformatora. Ako naponi na kontrolnim točkama odgovaraju izračunatim, tada se strujni krugovi eliminiraju, naravno, isključujući napajanje i dozvoljavajući kondenzatorima filtera napajanja da se isprazne, a zatim se regulira struja mirovanja.
Često se za Holton pojačalo preporučuje struja mirovanja od 100 mA, ali nije bilo moguće uočiti bilo kakvu razliku u kvaliteti zvuka sa strujom mirovanja od 45 mA do 150 mA, pa je bolje koristiti zlatnu sredinu - a Struja mirovanja u rasponu od 50-60 mA, posebno Simulator pokazuje da kod ove struje mirovanja postoji minimalni THD nivo.
Pa, to je zapravo cijelo pojačalo, na kraju dana ranija verzija preporuka za sklapanje dvokatne verzije.

NEKOLIKO RIJEČI O KAKO ISPRAVNO SASTAVITI POJAČALO
Varijanta opisa starog članka.

Na primjer, razmotrite modul s dva para terminalnih tranzistora, kao najpopularniji. Tehnologija montaže preostalih opcija razlikuje se samo u količini korištenih pričvršćivača. Da biste instalirali pojačalo, potrebno je provjeriti da li su nožice otpornika „označene” markerom slomljene (stavka 1) i odlemiti noge kratkospojnika koji spajaju „stražnji” dio konstrukcije (stavka 2, sl. 3).

Slika 3.

Inače, izgled ploče predpojačala za setove O-7 i O-8 ima nešto drugačiji izgled, jer se koriste tranzistori višeg napona (slika 4).

Slika 4.

Nakon odlemljenja, gornju ploču treba saviti, a donju pričvrstiti na radijator pomoću M-3 vijaka. Ispod tranzistora izlaznog stepena i tranzistora za stabilizaciju struje mirovanja moraju se postaviti odstojnici od liskuna. Takođe bi trebalo da instalirate hladnjak na tranzistore izvora struje i pretposljednje stepene na ploči predpojačala (pozicije 1 i 2 na sl. 5). Dimenzije između rupa na preliminarnoj ploči su odabrane tako da polovina radijatora procesora S-370 stane tamo savršeno, u kojem je potrebno samo izbušiti rupe od 2,5 mm i izrezati M-3 navoj. Ako nemate ništa slično pri ruci i nemate od kuda nabaviti, onda možete koristiti komad aluminijumskog ugla (stav 1 na sl. 6 je ugao od aluminijskog vijenca na koji su okačene zavjese) ili kanal bar.

Slika 5.

Slika 6.

Zatim se gornja ploča savija u prvobitni položaj i zalemljuju noge kratkospojnika 2 (sl. 6) i još jednom se provjerava da li su polomljene stezaljke otpornika 3. Možda je vrijedno objasniti o kakvim se otpornicima radi. .
Prilikom lemljenja zagrizenog dijela ovih otpornika, preliminarna ploča se može uključiti bez završnog stupnja, što je vrlo zgodno pri postavljanju i popravci pojačala. Odnosno, napajanje se dovodi direktno na ploču predpojačala i u slučaju kvara na ploči predpojačala, konačni tranzistori nisu u opasnosti.
Nakon ugradnje hladnjaka, trebate primijeniti napon napajanja i podesiti struju mirovanja završnog stupnja pomoću rezistora. Da biste to učinili, izmjerite napon na otpornicima koji ograničavaju struju od 0,22 Ohma i rotirajući klizač postignite očitavanje milivoltmetra od 0,022 V, što će odgovarati struji od 100 mA (naravno, ulaz na masu). U ovom trenutku, podešavanje se može smatrati završenim i sve što trebate učiniti je uživati ​​u ugodnom zvuku ovog pojačala.
Dobitak pojačala se može izračunati pomoću formule R21+1/R6. Rezultirajući rezultat pokazuje koliko će puta ulazni signal biti pojačan. Da biste dobili faktor pojačanja u dB, morate koristiti formulu Kdb = 20 x log Kr, gdje je Klb faktor pojačanja u dB, Kr je faktor pojačanja u vremenima, lg je decimalni logaritam, 20 je množitelj. Na primjer, jednakost pojačanja u vremenima i dB data je u tabeli.

Slika 7.

Na slici 8 prikazan je dijagram povezivanja za O-2 modul, a veza za ostale module je slična.

Isecanje na ekranu osciloskopa.

Umjesto čistog harmonijskog vala, dolazi do podrezivanja sinusnog vala na vrhu i dnu - vrhovi su ravni umjesto zaobljeni.

Više detalja o tome koliko je napajanja potrebno za pojačalo snage možete vidjeti u videu ispod. STONECOLD pojačalo je uzeto kao primjer, ali ovo mjerenje jasno pokazuje da snaga mrežnog transformatora može biti manja od snage pojačala za oko 30%.