Однотактный высококачественный ламповый усилитель мощности. Однотактный усилитель в классе а
За свою радиолюбительскую карьеру, мной было собрано и испытанно более десятка различных усилителей на лампах - как двухтактных, так и однотактных, в том числе и с параллельным включением нескольких . Чаще всего в ход шли старые добрые и . Однако в интернете неоднократно мелькали схемы со строчными пентодами на выходе - 6п45с, 6п44с и 6п41с. На последней и решил остановиться, так как несмотря на более низкую мощность чем у 6п45-ки, она не имеет сверху неудобной и опасной пимпочки, куда подключают провод анода с высоким напряжением. Ещё больше подогрели интерес противоречивые отзывы на аудиофильских форумах - от восхваления, до полного отрицания её звуковых параметров. Как известно, лучше собрать самому, а тогда уже делать окончательный вывод. За основу взял принципиальную схему однотактного усилителя С.Сергеева, только немного изменил номиналы обвязок и смещение выходного каскада.
В драйвере стоит так привычная в выходе 6п14п - тут её роль второстепенна, предварительное усиление. В выходном каскаде - 6п41с с автоматическим смещением, которое отлично зарекомендовало себя своей простотой и стабильностью параметров работы лампы. Единственная трудность - мощный резистор, была решена элементарно. Так как поиск по коробкам с 10-ти ваттными зелёными керамическими резисторами результатов не дал (есть всё, кроме необходимых 450-680 Ом), пришлось спаять гирлянду из трёх МЛТ-2 на небольшой платке, 180х3=560 Ом.
На ней же собран и катодный резистор второго канала. Так как расчётная мощность 2 ватта - этих 6-ти хватает вполне. Всё равно пришлось бы думать, как закрепить 2 мощных трубчатых резистора.
Питание на УНЧ поступает от сетевого трансформатора, выпрямителя и дросселя. Трансформатор ТСШ-170 - от лампового телевизора, сюда можно поставить и ТС-160, ТС-180. В общем любой, способный обеспечить 250-300 В 0,3 А анодного и 6,3 В 3 А накального напряжения. Диоды выпрямителя - IN4007, дроссель - Др-0,1. Он имеет 1000 витков провода 0,25 мм (это если вы не найдёте готовый и будете мотать самостоятельно или брать сетевой трансформатор на его замену).
Несмотря на значительное напряжение и ток в выходном каскаде - около 0,06 А, рискнул поставить относительно слабые ТВЗ-1, более уместные в усилителях 6п14п. Как впоследствии выяснилось правильно сделал:)
Корпус для нашего однотактного УНЧ не мешало бы взять металлический, как всегда до этого и делал, но решил и в этом рискнуть, задействовав ненужную китайскую фронтальную колоночку, от 6-ти канального компьютерного усилителя. Этот номер тоже прошёл на ура:)
Акустическую систему выпотрошим, спроектируем будущее расположение радиоэлементов и выпилим необходимые окна.
Лампы естественно должны находиться сверху, их устанавливаем на металлическое основание - лист двухмиллиметрового алюминия, с вырезанными круглыми окнами под панельки.
Затем этот лист обклеивается самоклейкой цвета "металлик" в тон основному корпусу. После обклейки, отверстия под лампы аккуратно освобождаются с помощью лезвия.
Нижняя часть корпуса тоже усилена металлом - чтоб не вывалился тяжёлый сетевой трансформатор. На неё планировалось установить ещё и электронный фильтр питания, но в итоге от него отказался. Напряжения на выходе БП и так маловато (всего 260 В), поэтому терять 20 В на ЭФ - расточительство.
Сзади выпиливаем прямоугольное окно под текстолитовую панель гнёзд и разъёмов - сетевое, аудиовход и аудиовыход на динамики.
Эту панель так-же обклеиваем самоклейкой.
После чего вставляем все контактные элементы и прикручиваем её шурупами к предварительно выпиленному окну АС.
Большие электролитические конденсаторы установил на единое алюминиевое основание. Этих габаритных электролитов 4 - три для фильтра БП и один на 300 мкФ 63 В, установленный в катоде 6п41с.
Материал корпуса - ДСП, оказался очень удобен в обработке, а электромагнитные помехи от приборов, которых так опасался, абсолютно не слышны. Но об этом статьи - сборка, настройка и испытание схемы.
Это разработка где-то конца 80-х. За это время показала себя достойно и универсально: годится как для любителей качественного звука (сочинял для себя), так и для музыкантов, которым нужна мощность.
Краткое лирическое вступление. В своё время был очень популярен усилитель, опубликованный в журнале "Радио" 72г. Я тоже повторял эту схему. Недостатки её известны многим, кто её повторял: невысокая линейность, слабая устойчивость на ИНЧ, недостаточная устойчивость по ВЧ (от чего в схему введен корректирующий кондюк), узковатый частотный диапазон, и ещё что-то, чего сейчас не припомню. И главное - звучание оставляло желать лучшего.
Такого у себя дома я терпеть не мог: уши свои - не казённые:) Первое, с чего я начал модернизацию - замена выходного транса. Изменения, внесенные в выходной транс напрашивались сами собой - ужесточить связь обмоток обратной связи (ультралинейных) с остальными обмотками, чем уменьшить Кг на высших частотах, и улучшить частотные и фазовые характеристики выходного каскада. В том варианте, что я применил в новой конструкции удалось расширить частотный диапазон, повысить устойчивость на ВЧ, понизить выходное сопротивление. Звучание заметно улучшилось, но теперь вся схемотехника (клон т.н. "схемы Вильямсона") стала казаться притянутой в Hi-Fi за уши - выполнена как-то "в лоб", слабым звеном оставались слабая устойчивость с ООС на инфранизких частотах, повышенные нелинейные и частотные искажения (особенно на ВЧ).
Дальнейшее усовершенствование вылилось в полному отказу от этой схемы. Было перепробовано много разных схемотехнических решений. Попытки найти оптимальный вариант привели к тому решению, который предлагаю. Hа входе я применил каскодный УН с высокой линейностью, далее - фазоинверсный каскад с разделённой нагрузкой, имеющий наибольшую линейность. При этом связал я их непосредственно, чтобы уменьшить фазовые сдвиги по пути прохождения сигнала. На выходе, правда остался знакомый ультралинейный выходной каскад с небольшими изменениями (с целью удобства наладки и повышения устойчивости), и, как уже говорилось с улучшенным выходным трансом. На схеме я условно разделил предварительные каскады, связка триодов в котором собственно и являются моим ноу-хау;), и выходной каскад, вместо которого можно присоединмть любой подходящий. При правильно изготовленном и налаженном усилке, максимальные амплитуды на управляющих сетках выходных ламп должны быть не менее 80В в нагрузке 47к. А это дало возможность полностью раскачать 6П45С. И что важно, при всех своих достоинствах схема оказалась даже проще той, от которой пришлось уходить.
В результате получился усилитель со звучанием, которое (при должных мерах), вполне может претендовать на hi-end ;) Усилитель абсолютно устойчив, поэтому его можно использовать как с глубокой ООС, так и вообще без неё - линейность всех каскадов обеспечивает малые искажения и с разомкнутой петлёй ООС.
Из двух 6Р3С, мне удавалось получить >150ватт, из двух 6П45С - >220 ;), а в варианте с сеточными токами (специально для музыкантов) - 400ватт пиковой мощности! Но та схема уже заметно отличается от приведённой.
Подробные параметры усилителя я сейчас привести не могу - давно не мерял. Тем, кому нужен звук а не параметры, информации для повторения я дал достаточно, а если очень нужно, могу (хоть и очень в лом) перемерять. Для журнала перемерял бы наверное. А тут и так сойдёт:o)
Что касается наладки, то она проста:
- собрать стандартную схему измерения параметров;
- отключить ООС;
- включить усил и прогреть катоды;
- резисторами R10 и R11 выставить токи покоя вых. ламп 30...60мА (0,06...0,12В на катодах), но обязательно одинаковыми;
- без подачи сигнала на вход, регулем R2 выставить на катоде фазоинвертора 105В;
- подать сигнал на вход до получения напряжения на нагрузке 15 вольт (для 6-омного варанта);
- резистором R9 выставляется минимум 2-й гармоники на выходе;
- восстановить ООС (не обязательно).
Пункт 7 можно пропустить, если заменить R8 и R9 на один, сопротивлением 12к (это может на качество даже никак не повлиять, особенно с ООС).
Для питания усилителя понадобились дополнительные напряжения: 410В(10мА/канал) и стабилизированное 68В (б/т). На схеме показан идин из вариантов их получения из имеющихся. Здесь можно сделать по-разному. У меня, например, есть источник стаб. +220В для питания предусилителя, так я +68 получил делителем.
В своё время схема была окутана коммерческой тайной:). Теперь please - пусть кто хочет попробует. Повторюсь, что связка УН-ФИ универсальна, и может быть использована для раскачки различных выходных PP каскадов (триодных, пентодных, класса А, АВ). Для каждого конкретного случая возможно придётся произвести перерасчёт некоторых элементов, что делается очень легко. В этом я могу оказать помощь нуждающимся.
P.S: Подобной переделке хорошо поддаются усилители "Прибой" - качество заметно улучшается.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Радио-лампа | 6Н1П | 2 | В блокнот | |||
| Радио-лампа | 6П45С | 2 | В блокнот | |||
| С1, С5, С6 | Конденсатор | 1 мкФ | 3 | В блокнот | ||
| С2 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| С3 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| С4 | Конденсатор | 0.047 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 220 кОм | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R2, R9 | Подстроечный резистор. | 4.7 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 100 Ом | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 100 кОм | 1 | 2 Вт. По ошибке в схеме два резистора именуются как R3 | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 2 МОм | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R6 | Резистор | 1 МОм | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R7 | Резистор | 12 кОм | 1 | 2 Вт | В блокнот | |
| R8 | Резистор | 10 кОм | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R10, R11 | Подстроечный резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R12, R13 | Резистор | 47 кОм | 2 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R14, R15 | Резистор | 1 кОм | 2 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R16, R17 | Резистор | 22 кОм | 2 | 1 Вт | В блокнот | |
| R18, R19 | Резистор | 2 Ом | 2 | 2 Вт | В блокнот | |
| R20 | Резистор | 2.7 кОм | 1 | 1 Вт | В блокнот | |
| R21, R22 | Резистор | 68 Ом | 2 | 2 Вт | В блокнот | |
| Розрядник | 1 |
Люди, которые любят хорошую музыку, наверное, знают о ламповом усилителе Hi-End. Его можно сделать самостоятельно, если вы умеете пользоваться паяльником и имеете какие-нибудь знания по работе с радиотехникой.
Уникальный аппарат
Ламповые усилители Hi-End - это особый класс бытовой техники. С чем это связано? Во-первых, у них есть довольно интересный дизайн и архитектура. В этой модели человек может увидеть все, что ему нужно. Это делает аппарат поистине уникальным. Во-вторых, характеристики лампового усилителя Hi-End отличаются от альтернативных моделей, в которых используют Отличие Hi-End в том, что во время монтажа используется минимальное количество деталей. Также, оценивая звучание данного аппарата, люди больше доверяют своим ушам, чем измерениям нелинейных искажений и осциллографу.
Выбор схем для сборки
Предварительный усилитель довольно просто собрать. Для него вы можете выбрать любую подходящую схему и начать сборку. Другой случай - выходной каскад, то есть усилитель мощности. С ним, как правило, возникает множество различных вопросов. Выходной каскад имеет несколько типов сборки и режимов работы.
Первый тип - однотактная модель, которая считается стандартным каскадом. При работе в режиме «А» он имеет небольшие нелинейные искажения, но, к сожалению, имеет довольно плохой КПД. Также следует отметить среднюю выходную мощность. Если вам необходимо полностью озвучить довольно большое помещение, необходимо будет применять двухтактный усилитель мощности. Эта модель может работать в режиме «АВ».
В однотактной схеме для хорошей работы устройства достаточно всего двух частей: усилителя мощности и предварительного усилителя. В двухтактной модели уже используется фазоинверсный усилитель или драйвер.
Конечно, для двух типов выходного каскада, чтобы комфортно работать с , необходимо согласовать высокое межэлектродное сопротивление и низкое сопротивление самого прибора. Это можно сделать с помощью трансформатора.
Если вы являетесь ценителем «лампового» звучания, то должны понимать, что необходимо использовать выпрямитель, который произведен на кенотроне, для достижения такого звука. При этом нельзя использовать полупроводниковые детали.
Разрабатывая ламповый усилитель Hi-End, можно не применять сложные схемы. Если вам нужно озвучить достаточно небольшое помещение, то можно применить простую однотактную конструкцию, которую проще сделать и настроить.
Ламповый усилитель Hi-End своими руками
Перед началом монтажа необходимо разобраться с некоторыми правилами для сборки такого рода приборов. Нам необходимо будет применить основной принцип монтажа ламповых приборов - минимизацию креплений. Что это значит? Вам нужно будет отказаться от монтажных проводов. Конечно, это не везде получится сделать, но их количество необходимо свести к минимуму.
В Hi-End применяются монтажные лепестки и планки. Они используются в виде дополнительных точек. Такая сборка называется навесной. Также вам нужно будет распаивать резисторы и конденсаторы, которые находятся на ламповых панелях. Крайне не рекомендуется использовать печатные платы и собирать проводники так, чтобы получились параллельные линии. Таким образом сборка будет выглядеть хаотичной.
Устранение помех
Позже нужно устранить низкочастотный фон, если, конечно, он присутствует. Также важным пунктом является выбор точки заземления. В этом случае можно применить один из вариантов:
- Тип соединения - звезда, при котором все «земляные» проводники соединяются в одну точку.
- Второй способ - прокладка толстой медной шины. На нее необходимо распаивать соответствующие элементы.
Вообще, лучше самостоятельно найти точку заземления. Это можно сделать, определив уровень низкочастотного фона на слух. Чтобы это сделать, нужно постепенно замкнуть все сетки ламп, которые расположены на земле. Если при замыкании последующего контакта снижается уровень низкочастотного фона, то вы нашли подходящую лампу. Чтобы добиться желаемого результата, необходимо экспериментально устранять нежелательные частоты. Также нужно применить следующие меры, чтобы улучшить качество своей сборки:
- Чтобы сделать цепи накала радиоламп, нужно применить скрученный провод.
- Лампы, которые используются в предварительном усилителе, нужно закрывать заземленными колпаками.
- Также заземлить необходимо корпусы с переменных резисторов.
Если вы хотите питать накал ламп предварительного усилителя, можно применить постоянный ток. К сожалению, это требует подключения дополнительного блока. Выпрямитель будет нарушать стандарты лампового усилителя Hi-End, так как это полупроводниковый прибор, который мы использовать не будем.
Трансформаторы
Еще один важный момент - использование различных трансформаторов. Как правило, применяются силовой и выходные, которые необходимо подключать перпендикулярно. Таким образом вы сможете уменьшить уровень низкочастотного фона. Трансформаторы следует располагать в заземленных кожухах. Необходимо помнить, что сердечники каждого из трансформаторов также следует заземлить. Не нужно применять когда будете устанавливать приборы, чтобы не появились дополнительные проблемы. Конечно, это не все особенности, связанные с монтажом. Их довольно много, и все рассмотреть не получится. При установке Hi-End (лампового усилителя) нельзя использовать новые элементные базы. Их сейчас применяют для подключения транзисторов и интегральных микросхем. Но в нашем случае они не подойдут.
Резисторы
Качественный ламповый усилитель Hi-End - это ретроприбор. Конечно, детали для его сборки должны быть соответствующие. Вместо резистора может подойти углеродный и проволочный элемент. Если вы не жалеете средств на разработку этого прибора, следует применить прецизионные резисторы, которые довольно дорого стоят. В ином случае применимы МЛТ-модели. Это довольно неплохой элемент, о чем свидетельствуют отзывы.
Ламповые усилители Hi-End также применимы с ВС-резисторами. Их изготавливали около 65 лет назад. Отыскать такой элемент довольно просто, достаточно всего лишь прогуляться по радиорынку. Если вы применяете резистор с мощностью больше 4 Ватт, нужно выбирать проволочные эмалированные элементы.
Конденсаторы
В установке лампового усилителя следует использовать различные типы конденсаторов для самой системы и блока питания. Они, как правило, применяются для регулировки тембра. Если вы хотите получить качественный и естественный звук, следует применять разделительный конденсатор. В этом случае появляется малый ток утечки, который позволяет изменить рабочую точку лампы.
Такой вид конденсаторов подключается к анодной цепи, по которой течет большое напряжение. При этом необходимо подключать конденсатор, который поддерживает напряжение больше 350 вольт. Если вы хотите применять качественные элементы, нужно использовать детали от компании Jensen. Они отличаются от аналогов тем, что их цена превышает 3 000 рублей, а цена самых качественных радиоэлементов доходит до 10 000 рублей. Если применить отечественные элементы, лучше выбирать между моделями К73-16 и К40У-9.
Однотактный усилитель
Если вы хотите применить однотактную модель, необходимо сначала рассмотреть ее схему. В нее входит несколько компонентов:
- блок питания;
- оконечный каскад;
- предварительный усилитель, в котором можно регулировать тембр.
Сборка
Начнем сборку с предварительного усилителя. Монтаж его происходит по довольно простой схеме. Также необходимо предусмотреть регулировку мощности и разделитель на регулировку тембра. Он должен быть настроен на низкие и высокие частоты. Чтобы повысить срок годности, нужно применить многополосный эквалайзер.
В смехе предварительного усилителя можно увидеть сходства с распространенным двойным триодом 6Н3П. Необходимый для нас элемент можно собирать аналогичным способом, но использовать оконечный каскад. Это также повторяется в стереофоническом варианте. Помните, что конструкция должна быть собрана на монтажной плате. Сначала ее необходимо отладить, а потом можно установить на шасси. Если вы все правильно установили, то прибор должен сразу включиться. Дальше следует перейти к настройке. Величина анодного напряжения для разных типов ламп будет отличаться, поэтому нужно будет подбирать ее самостоятельно.
Составляющие
Если вы не хотите использовать качественный конденсатор, то можно применить К73-16. Он подойдет, если рабочее напряжение будет больше 350 вольт. Но качество звука будет заметно хуже. Также для такого напряжения подойдут электролитические конденсаторы. К усилителю нужно подключить осциллограф С1-65 и подать сигнал, который пройдет от генератора звуковой частоты. При начальном подключении нужно установить входной сигнал около 10 мВ. Если вам нужно узнать коэффициент усиления, нужно будет использовать выходное напряжение. Чтобы подобрать среднее соотношение между низкими и высокими частотами, необходимо подобрать емкость конденсатора.
Фото лампового усилителя Hi-End вы можете увидеть ниже. Для этой модели были использованы 2 лампы с октальным цоколем. К входу подключен двойной триод, который включен параллельно. Оконечный каскад для этой модели собран на лучевом тетроде 6П13С. В этом элементе вмонтирован триод, который позволяет получить хорошее звучание.
Чтобы настроить и проверить работоспособность собранного устройства, необходимо использовать мультиметр. Если вы хотите получить более точные значения, то следует применять звуковой генератор с осциллографом. Когда вы взяли соответствующие приборы, можно переходить к настройке. На катоде Л1 указываем напряжение около 1,4 Вольт, это получится сделать, если будете использовать резистор R3. Ток выходной лампы необходимо указывать 60 мА. Чтобы сделать резистор R8, необходимо установить параллельно пару резисторов МЛТ-2. Другие резисторы можете применять разных типов. Следует отметить довольно важный компонент - разделительный конденсатор С3. Он не зря был упомянут, поскольку данный конденсатор оказывает сильное влияние на звук прибора. Поэтому лучше использовать фирменный радиоэлемент. Другие элементы С5 и С6 - пленочные конденсаторы. Они позволяют увеличить качество передачи различных частот.
Блок питания, построенный на кенотроне 5Ц3С, стоит найти. Он соответствует всем правилам построения прибора. Самодельный ламповый усилитель мощности класса Hi-End будет иметь качественный звук, если вы найдете данный элемент. Конечно, в ином случае стоит искать альтернативу. В этом случае вы можете использовать 2 диода.
Для лампового усилителя Hi-End можно использовать соответствующий трансформатор, который применялся в старой ламповой технике.
Заключение
Чтобы сделать ламповый усилитель Hi-End своими руками, необходимо выполнять последовательно и аккуратно все действия. Для начала подключается блок питания с усилителем. Если вы правильно настроите эти приборы, то можно монтировать предварительный усилитель. Также с помощью соответствующей техники можно все элементы проверять, чтобы не допустить поломку После сборки всех элементов воедино можно приступать к оформлению прибора. Для корпуса хорошо может подойти фанера. Чтобы создать стандартную модель, необходимо сверху расположить радиолампы и трансформаторы, а на передней стенке уже можно вмонтировать регуляторы. С помощью них вы сможете усилить тембр и посмотреть индикатор питания.
Классические усилители класса ЗЕН вроде бы уже давно в прошлом, но радиолюбители в последнее время часто воспроизводят подобные схемы. Данный класс усилителей имеет превосходные частотно-динамические показатели. Знаменитый усилитель Марка Хьюстона дает отличный звук, хотя в некоторых своих роликах эту схему неоднократно рекомендовал не повторять.
Но с использованием хороших современных комплектующих картина сразу улучшается. Получается однотактный усилитель класса А, в котором усилительным элементом является достаточно мощный полевой транзистор. Мощность усилителя достигает до 5 ватт, думайте это мало? наоборот для усилителей класса А такая мощность очень велика. Желающие развеять сомнения могут собрать схему самостоятельно и убедиться.
Единственный недостаток схемы, как и всякого усилителя класса А – низкий КПД, величина которого составляет максимум 15-20%. Следовательно остаток первоначальной энергии расходуется на нагревание транзистора и ограничительного резистора.
Эту схему справедливо называют усилителем без деталей, так как ее элементная база содержит всего несколько компонентов, хотя несмотря на это придется много времени уделить магазинам электроники, чтобы их раздобыть. Основу работы понять нетрудно.
Самый «нагреваемый» элемент в схеме – резистор, расположенный на плюсовой шине, который рассеивает 60-65% суммарной мощности, выделяя тепло, поэтому его следует брать большой мощности, порядка 40 ватт. Используются полипропиленовый конденсатор и пленочный конденсатор параллельно выходному электролиту на 10 мкФ.
Усилитель настраивается переменным резистором на 100 кОм, задающим на затворе полевого транзистора напряжение смещения. Его рекомендуется взять многооборотным, поскольку даже незначительное отклонение от нужного сопротивления может привести к ненормальной работе усилителя мощности в целом.
Номинал резистора сопротивлением 15 Ом может на 5 Ом отклоняться в большую или меньшую сторону, но это не критично. Его эффективная мощность должна составлять не менее 40 Ватт, ибо основная часть начальной мощности (около 65%) рассеивается на этом резисторе в виде ненужного тепла, а остальное на транзисторе. Все остальные компоненты в схеме не перегреваются.
Силовым элементом, который также и является усилительным элементом является полевой транзистор. Его можно брать и низковольтным и высоковольтным. Если будете использовать низковольтные полевые транзисторы, то подойдут транзисторы серии IRFZ20, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46 и т.д.. А если будете использовать высоковольтные, что более предпочтительнее, то советую брать хотя бы на 200-250 Вольт.
В моем варианте использован полевой транзистор серии IRF630, можно заменить и на IRF640, который тоже отлично порекомендовал себя. Емкость входного конденсатора не принципиальна, может отклонятся в ту или иную сторону на 50%. Можно использовать конденсаторы пленочного типа, с емкостью от 0,1 мкФ до 2 мкФ.
Если на выходе поставить пленочный конденсатор емкостью 5 мкФ вместо 10 мкФ, качество работы усилителя не страдает от этого.
Выходной электролит желательно подобрать на напряжение 25 Вольт, но в принципе подойдет на 16 В. Напряжение на плюсе этого конденсатора должно быть 12 Вольт относительно земли.
Полевой ключ обязательно устанавливается на теплоотвод, возможно для схемы потребуется принудительный обдув, поскольку резистор очень сильно нагревается (на нем без шуток можно сварить чашечку кофе).
Питать такой усилитель от не стабилизированных источников питания крайне не рекомендую.
29717
Применение 12 емкостей большого номинала в сглаживающем фильтре стабилизатора напряжения полностью устраняет фон на выходе усилителя JLH
Выходные терминалы обычные недорогие, зато входные высшего класса RCA Neutrik
Веселый авторский вариант - открытый усилитель JLH1969 c активным охлаждением радиаторов выходных транзисторов
Однотактный усилитель JLH класс А подробно
На Рис.1 представлена оригинальная схема усилителя в том виде, в каком она была опубликована в 1969 году:
Общее усиление этой схемы около 600 при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи. Когда цепь обратной связи замкнута, усиление определяется отношением сопротивления резисторов (R3 + R4) / R4. Для указанных в схеме номиналов общее усиление около 13, а отрицательная обратная связь имеет глубину около 34 дБ. При этом выходное сопротивление усилителя JLH составляет не более 0,16 Ом.
Полное сопротивление (импеданс) электролитического конденсатора С3 на звуковых частотах крайне мало, если сравнивать его с сопротивлением резистора R4, соответственно, его влиянием можно пренебречь. Для постоянного тока С3 имеет бесконечное сопротивление и благодаря этому через резистор R3 обеспечивается 100% отрицательная обратная связь, жестко стабилизирующая режимы работы транзисторов выходного каскада.
Резисторы R1, R2 совместно с конденсатором C1 образуют источник стабильного тока. Ток покоя выходного каскада, работающего в классе А, изменяется подбором соотношения резисторов R1 и R2. Усилитель чувствителен к изменению сопротивления нагрузки и для получения от него максимальной выходной мощности и минимума искажений для колонок сопротивлением 4, 8 или 16 ом номиналы резисторов R1 и R2 и конденсатора С1 должны быть различными.
Резисторы R6 и R5 задают рабочую точку (смещение) первого каскада. Изменением номинала резистора R5 нужно добиться установлению на выходе (точке Х) усилителя JLH половины напряжения источника питания. При выходном постоянном напряжении равном половине напряжения питания усилитель отдает максимальную мощность с минимальными искажениями.
Топология усилителя JLH очень лаконична и изящна: Первый каскад с общим эмиттером, за ним идет фазоинверсный каскад и потом двухтактный выходной каскад работающий в классе А.
Сопротивление нагрузки и номиналы элементов
Перевод оригинального текста :
(…Кремниевые транзисторы NPN, сделанные по планарной технологии прекрасно работают на высоких частотах, что способствует устойчивой работе усилителя на реактивную нагрузку, которой является акустическая система. (это пишет Джон Линсли Худ в 1969 году про недавно освоенные промышленностью биполярные транзисторы с граничной частотой 4 МГц). Мне не удалось найти комбинацию значения емкости и индуктивности для нагрузки, которые бы привели к возбуждению усилителя. В своих экспериментах я заметил, что нагрузка со значительной индуктивностью может привести к неустойчивости усилителя. Для устранения возможного самовозбуждения усилителя достаточно зашунтировать резистор R3 конденсатором небольшой ёмкости. При этом полоса рабочих частот несколько ограничивается выше 25 кГц…)
Усилитель без проблем работает с нагрузкой сопротивлением от 3 до 16 Ом. Для получения максимальной выходной мощности и минимума искажений номиналы нескольких резисторов и конденсаторов следует изменить. Оптимальные номиналы резисторов и конденсаторов для разных сопротивлений нагрузки указаны в Табл.1:
В таблице указана зависимость необходимого напряжения питания, тока покоя, входного переменного напряжения и номиналов отдельных элементов от сопротивления нагрузки. При напряжении питания свыше 30 Вольт транзистор Tr 3 типа 2n697 нужно заменить на транзистор типа 2n1613, а входные транзисторы Tr1 и Tr2 типа mj480 на тип mj481.
Чтобы усилитель не перегревался, выходные транзисторы должны быть установлены на радиаторы с площадью поверхности не менее 1500 кв.см. на выходной транзистор. Каждый выходной транзистор в постоянном режиме рассеивает мощность от 17 до 25 Ватт. Это плата за простоту схемы, режим работы выходного каскада в классе А и высокое качество звучания.
Усилитель JLH имеет небольшое входное сопротивление и для его согласования с предыдущими устройствами и получения минимальных искажений выходное сопротивление предварительного усилителя или CD плейера должно быть низким, и не превышать нескольких кОм.
Подбор транзисторов
Джон Линсли Худ провел множество экспериментов, чтобы выяснить, как зависят искажения и выходная мощность усилителя от характеристик транзисторов. Автор выяснил прямую зависимость величины искажений от идентичности коэффициентов усиления пары выходных транзисторов. При этом, чем точнее были подобраны транзисторы по коэффициенту усиления и обратному току коллектора в выходном каскаде, тем меньше были нелинейные искажения усилителя. Искажения довольно сильно зависели и от абсолютного значения статического коэффициента передачи тока транзисторов. Чем больше был h21э, тем меньше были искажения.
Минимальные искажения и максимальное качество звучания были достигнуты применением в выходном каскаде тщательно подобранной пары выходных транзисторов с коэффициентом усиления по току не менее 100. В фазоинверсном и первом каскадах усилителя так же потребовался жесткий отбор транзисторов по максимальному значению статического коэффициента усиления.
При этом марка транзисторов и фирма производитель на конечные параметры усилителя влияла намного меньше, чем идентичность характеристик и высокий статический коэффициент усиления.
Замена входного транзистора 2N4058 компании Texas Instruments на 2N3906 от Motorola ни на характеристики, ни на звучание существенного влияния не оказала. Чего нельзя сказать о их статическом коэффициенте усиления. Так со значением этого параметра во входном каскаде = 150 искажения усилителя были на 30 % больше, чем с транзистором, имевшим h21э = 250.
Максимальное влияние на уровень искажений усилителя JLH оказывают транзисторы выходного каскада. В таблицу сведены результаты экспериментов Джона Линсли Худа для транзисторов с разными коэффициентами усиления (h21э) Табл.2:
Согласно таблице, общие нелинейные минимальны, когда коэффициенты усиления базового тока (h21э) транзисторов в выходном каскаде максимальны по абсолютному значению и равны между собой. Если возможность точно подобрать транзисторы отсутствует, то транзистор с наибольшим коэффициентом усиления нужно использовать в нижнем плече в качестве Tr1. Наименьшие искажения были получены при подборе транзисторов с идентичными коэффициентами усиления не в статическом режиме, а при токе коллектора близким к току покоя.
