Повна схема підсилювача власноруч. Будь-який підсилювач звуку своїми руками. Недоліки та переваги лампових конструкцій

Одного разу мені знадобився кінцевий підсилювач для будинку, який входив би до складу комплексу: ПРИБУД Е104С -> Radiotehnika УП-001 -> Кінцевий підсилювач -> ВЕГА 50АС-106. Вимоги були такі: пристойна якість звучання, використання конструктиву. При цьому я не став обмежуватись готовими схемотехнічними дослідженнями в мережі або в радіоаматорській літературі, а спробував створити свій підсилювач, на основі наявного досвіду та матеріалу. Цьому підсилювачу і присвячена ця стаття.

Оскільки електрична начинка ще півбіди, а для радіоаматора пошук корпусу є головним болем, що підриває національне здоров'я нашої країни, проблему корпусу слід торкнутися насамперед. Є безліч варіантів для вирішення проблеми, вирішив взяти за основу корпус радянського підсилювача «Електрон 104-стерео» випуску 1977 р. і всім наполегливо рекомендую шукати цей несправний підсилювач для майбутнього корпусу та для вигідного запозичення понижувального трансформатора (який також буде головним елементом живлення підсилювача ). Дані підсилювачі майже повсюдно експлуатувалися в театральних гуртках, школах, дитячих садках. актових залах. Веду мова до того, що настав час починати заводити «друзів» у школах. Корпус даного підсилювача є яскравим прикладом неекономного витрачання алюмінію, що дозволяє використовувати можливості конструктиву корпусу для потужних підсилювачів. Разом з тим, недоліком даного корпусу є близькість одного з каналів до трансформатора живлення (синя стрілка), що може породити таке явище як присутність в одному з каналів підсилювача фону, частотою, кратною частотою мережі. Тому було вирішено перенести місце розташування діодного мосту (зелена стрілка).

Схема харчування особливостей немає і є фактично схему харчування початкового підсилювача, але із зміненим конструктивом. Остаточний етап розміщення всієї електричної складової проілюстровано нижче.

Характеристика - Величина:

• Діапазон напруги живлення: ±24...35В
• Смуга відтворюваних частот, вже не: 20-20000Гц
• Ефективна вихідна потужність, при навантаженні 4 Ом та живленні ±35В: 80Вт
• Коефіцієнт гармонійних спотворень, при максимальній вихідній потужності та вхідному сигналі – синус 1кГц: 0,004%
• Коефіцієнт гармонійних спотворень, при максимальній вихідній потужності та вхідному сигналі – синус 20кГц: 0,02%
• Відношення сигнал/шум, на частоті 1кГц, щонайменше - 95дБ

Схема підсилювача звуку

Далі, другий каскад підсилювача виконаний на транзисторі T6 за схемою підсилювача напруги і має двополюсну корекцію. Ланцюг зсуву виконано за схемою «транзисторного стабілітрона» з використанням елемента T8. Встановлений на радіатор разом із вихідним каскадом, він виконує ще й функцію термостабілізатора. Вмикання резистора підстроювання струму спокою R22 виконано таким чином, щоб забезпечити безпеку схеми від випадкового обриву движка знімного контакту, і у зв'язку з цим, запобігти різкому підвищенню струму спокою вихідного каскаду. Струм на ланцюг зміщення подається також з стабільного генератора струму на транзисторі T7, що має загальне джерело опорної напруги з генератором для диференціального каскаду (діоди D1,D2). Вихідний каскад виконаний за симетричною схемою включення емітерних повторювачів. Вихідний сигнал проходить через вихідний фільтр R37L2 і ланцюг Зобеля (R36C8), що запобігає самозбудженню підсилювача на високих частотах.

Трохи осцилограм

Конструкція та деталі домашнього аудіопідсилювача

Котушка L2 намотується на будь-який олівець (витягніть олівець з котушки), дротом перетином 1 мм і містить 10-12 витків. Транзистор Т8 встановлюється на радіатор разом із вихідними транзисторами. Усі транзистори мають бути ізольовані один від одного через слюдяні прокладки. Для зниження впливу зміни температури на значення постійної напруги на виході підсилювача, рекомендується попарно притиснути один з одним транзистори Т1, Т2 і Т3, Т4 ПВХ-стяжками або термоусадкою. Елементи Т9-Т10 розміщуються на окремих алюмінієвих пластинах (радіаторах), площею розсіювання 30-40см2. Малюнок друкованої плати робиться під існуючий конструктив, у разі креслення малювався на папері олівцем. Універсальна друкована плата, вид зверху, виглядає так (не тестувалася і не перевірялася, можливі помилки).

її файл можна тут.

Перше включення необхідно здійснювати через струмообмежуючі резистори в харчуванні, і навіть з еквівалентом навантаження, після прогріву і переконання у цьому, що це вузли схеми працюють нормально, тобто. не викликають стресових ситуацій у вас та оточуючих людей. Після цього до підсилювача підводять повноцінне харчування, не знімаючи еквівалентного опору. Підстроювальним резистором R15 домагаються нуля на виході підсилювача, а підстроювальним резистором R22 встановлюють струм спокою, в межах 40-50 міліампер. Результат: по-справжньому живе та гарне звучання, відмінний низ (і це на 50АС-106!), було зібрано 4 екземпляри, всі запустилися з першого разу.

Даний підсилювач потужності заснований на PA100, детально описаний у додатку від National Semiconductor's AN1192

Коли я зібрав свої потужні саморобні 4-омні колонки, то підсилювач не міг "розкачати" таке навантаження, тому вирішено було збирати більш потужний підсилювач. Я розробив схему підсилювача потужності, в якій використовується дві мікросхеми LM3886 на канал у схемі з паралельним включенням. На 8-ми омному навантаженні вихідна потужність підсилювача виходить близько 50 Ватт, на 4-х омний 100 Ватт. У цьому підсилювачі використовують чотири мікросхеми УНЧ LM3886. До речі Jeff Rowland у деяких своїх Hi-Fi конструкціях використовує LM3886 та маєхороші відгуки

Мікросхема LM3886 включена за схемою підсилювача, що не інвертує. Вхідний опір УНЧ залежить від резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) та конденсатор C20 (470 пФ) утворюють фільтр високих частот на вхідних RCA-роз'ємах. Конденсатори C4 та С8 (220 пФ) служать для фільтрації ВЧ на входах мікросхеми LM3886.

При складанні підсилювача, в деяких місцях я використовував високоякісні конденсатори: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фільтрації постійної складової, С2 та С6 (100 мкФ) "Blackgate" та С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".

Принципова схема підсилювача наведена нижче.

Розробка друкованої плати велася з урахуванням того, щоб силова земля (живлення) та сигнальна була поділена. Сигнальна земля знаходиться в середині і оточена силовою землею. Біля С5 вони з'єднані тонкою стежкою. Проектування друкованої плати велося у програмі PADS PowerPCB 5.0.

Сам робити друкарську плату я не став, а віддав фірмі. Коли забрав її, то виявив, що деякі отвори мали менший діаметр, ніж потрібно. Розсвердлив уже сам уручну. На фото нижче фотографія плати.

Резистори 1кОм та 20кОм були вручну підібрані з точністю до 0.1%. Як вихідні резистори я використовував шість резисторів номіналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, тому як 3-х Ваттний 1% резистор знайти проблематично.

Я використовував ізольовану версію мікросхеми - LM3886 TF, тому я безпосередньо приєднав до корпусу та радіатора через теплопровідну пасту.

Роздільний конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Був куплений високоякісний конденсатор, оскільки він задіяний у головному сигнальному ланцюзі.

Конденсатори у ВЧ-фільтрі: "Silver Mica" 47пФ та 220пФ.

У фільтрі використовувався конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В

Кондери C2 та C6 теж фірми "Blackgate" номіналом 100мкФ 50В. Для кращого результатукраще використовувати біполярні конденсатори, проте використовував електроліти, т.к. біполярні не помістилися б на плату.

Фільтруючий ланцюжок R20(680 Ом) + C20(470 пФ) поміщений прямо на RCA-роз'єм. Це допомагає відфільтровувати ВЧ-шуми перед тим, як вони потраплять на плату підсилювача.

Роздільний конденсатор джерела живлення 0.1мкФ припаяний з зворотного бокуплати підсилювача прямо на ніжку LM3886, це дозволяє краще фільтрувати ВЧ-шуми.

Мікросхема LM3886 посаджена на алюмінієвий радіатор, потім до корпусу підсилювача. Зовні корпусу я прикріпив ще 3 радіатори від процесорних вентиляторів PC. Скрізь використовувалася термопаста для кращої тепловіддачі.

З усіма цими радіаторами підсилювач гріється зовсім небагато на середній гучності.

У джерелі живлення використовував мікросхему регульованого стабілізатора напруги LT1083. Перед нею поставив конденсатори ємністю 10000 мкФ після - 100 мкф. Перевага використання регульованого стабілізатора напруги полягає в тому, що практично відсутня напруга пульсацій. Без нього чути невеликий 50/100 Гц шум.

У діодних мостах використовувалися потужні діоди MUR860.

Стабілізатор напруги LT1083 може забезпечити струм до 8А.

Трансформатор використовувався потужністю 500ВА 2х25В. Після стабілізатора напруга 30 Вольт.

Надалі планую замінити стабілізатор більш потужний (див. схему нижче). Транзистор TIP2955 здатний витримувати струм до 15А.

Після збирання підсилювача я виміряв постійна напругата отримав зміщення близько 7 мВ на роз'ємах динаміка. Різниця напруги між двома виходами мікросхем менше ніж 1 мВ.

Звучання підсилювача чимось схоже на звучання зібраного мною раніше підсилювача на LM3875 – дуже чисте. Не чути ні галасу, ні шипіння, ні гудіння. Порівнюючи з підсилювачем на LM3875, даний підсилювач розвиває приблизно вдвічі більшу потужність на моїх 4-х Омних колонках і забезпечує глибокий і напористий бас і хорошу динаміку.

Список радіоелементів

Купивши хороший ноутбук або крутий телефон, ми радіємо покупці, захоплюючись безліччю функцій та швидкістю роботи пристрою. Але варто підключити гаджет до динаміків, щоб послухати музику або подивитися фільм, ми розуміємо, що звук, що виробляється пристроєм, як то кажуть «підкачав». Замість повноцінного та чистого звучання, ми чуємо незрозумілий шепіт із фоновим шумом.

Але не варто засмучуватися і лаяти виробників, проблему зі звуком можна вирішити самостійно. Якщо ви трохи розбираєтеся в мікросхемах і вмієте добре паяти, то вам не важко буде зробити власний підсилювач звуку. У нашій статті ми розповімо, як зробити підсилювач звуку для кожного типу пристрою.

На початковому етапі роботи зі створення підсилювача вам необхідно знайти інструменти та купити комплектуючі деталі. Схема підсилювача виготовляється на друкованій платі за допомогою паяльника. Для створення мікросхем використовуйте спеціальні паяльні станції, які можна купити у магазині. Використання друкованої плати дозволяє зробити пристрій компактним та зручним в експлуатації.

Не забувайте про особливості компактних одноканальних підсилювачів на основі мікросхем серій TDA, основним з яких є виділення великої кількостітепла. Тому постарайтеся при внутрішньому пристрої підсилювача, унеможливити зіткнення мікросхеми з іншими деталями. Для додаткового охолодження підсилювача рекомендується використовувати радіаторні грати для відведення тепла. Розмір ґрат залежить від моделі мікросхеми та потужності підсилювача. Заздалегідь сплануйте місце тепловідведення в корпусі підсилювача.
Ще однією особливістю самостійного виготовленняпідсилювач звуку, є низьке споживання енергії. Це в свою чергу дозволяє використовувати підсилювач в автомобілі, підключивши його до акумулятора або в дорозі, використовуючи живлення від батареї. Спрощені моделі підсилювача, вимагають напруги струму лише в 3 вольти.

Якщо ви радіоаматор-початківець, то для більш зручної роботи, рекомендуємо вам скористатися спеціальною комп'ютерною програмою - Sprint Layout. За допомогою цієї програми ви зможете самостійно створювати та переглядати схеми на комп'ютері. Врахуйте, що створення власної схеми має сенс, тільки в тому випадку, якщо ви маєте достатній досвід та знання. Якщо ви недосвідчений радіоаматор, то користуйтеся вже готовими та перевіреними схемами.

Нижче ми наведемо схеми та описи різних варіантів підсилювача звуку:

Підсилювач звуку для навушників

Підсилювач звуку для портативних навушників має невелику потужність, але споживає дуже мало енергії. Це важливий фактор для мобільних підсилювачів, які живляться від батарейок. Також на пристрій можна помістити роз'єм для живлення від мережі через адаптер 3 вольта.

Для виготовлення підсилювача для навушників вам знадобляться:

• Мікросхема TDA2822 чи аналог KA2209.
• Схема збирання підсилювача.
• Конденсатори 100 мкФ 4 шт.
• Гніздо для штекера навушників.
• Роз'єм для адаптера.
• Приблизно 30 сантиметрів мідного дроту.
• Тепловідвідний елемент (для закритого корпусу).

Підсилювач виготовляється на друкованій платі або підвісним монтажем. Не використовуйте імпульсний трансформатор у цьому виді підсилювача, оскільки він може створювати перешкоди. Після виготовлення, даний підсилювач здатний забезпечити потужний і приємний звук з телефону, плеєра або планшета.
Ще з одним варіантом саморобного підсилювача для навушників ви можете ознайомитися у відеоролику:

Підсилювач звуку для ноутбука

Підсилювач для ноутбука збирається в тих випадках, якщо потужності вбудованих в нього динаміків не вистачає для нормального прослуховування або якщо динаміки вийшли з ладу. Підсилювач повинен бути розрахований на зовнішні динаміки до 2 Вт і опір обмоток до 4 Ом.

Для складання підсилювача вам знадобляться:

• Друкована плата.
• Мікросхема TDA 7231
• Блок живлення на 9 вольт.
• Корпус розміщення компонентів.
• Конденсатор неполярний 0,1 мкФ – 2 штуки.
• Конденсатор полярний 100 мкФ – 1 штука.
• Полярний конденсатор 220 мкФ - 1 штука.
• Полярний конденсатор 470 мкФ - 1 штука.
• Резистор постійний 10 кому - 1 штука.
• Резистор постійний 4,7 Ом – 1 штука.
• Вимикач двопозиційний – 1 штука.
• Гніздо для входу на гучномовець – 1 штука.

Порядок збирання визначається самостійно залежно від схеми. Радіатор охолодження має бути такого розміру, щоб робоча температуравсередині корпусу підсилювача не перевищувала 50 градусів за Цельсієм. Якщо ви плануєте використовувати пристрій поза приміщенням, то для нього необхідно виготовити корпус з отворами для циркуляції повітря. Для корпусу можна використовувати пластиковий контейнерабо пластмасові коробки з-під старої радіоапаратури.
Візуальну інструкцію ви можете переглянути у відеоролику:

Підсилювач звуку для автомагнітоли

Даний підсилювач для автомагнітоли зібраний на мікросхемі TDA8569Q, схема не складна та дуже поширена.

Мікросхема має такі заявлені характеристики:

• Вхідна потужність 25 ватів на канал у 4 Ом та 40 ватів на канал у 2 Ом.
• Напруга живлення 6-18 вольт.
• Діапазон частот, що відтворюються 20-20000 Гц.

Для використання в автомобілі до схеми необхідно додати фільтр від перешкод, які створюються генератором і системою запалювання. Мікросхема також має захист від короткого замикання на виході та перегріву.

Звіряючись з представленою схемою, здійсніть закупівлю необхідних компонентів. Далі намалюйте друковану плату і просвердліть отвори. Після цього протруйте плату хлорним залізом. На закінчення лудимо і починаємо припаювати компоненти мікросхеми. Врахуйте, що доріжки живлення краще покрити товстішим шаром припою, щоб не було просадок живлення.
На мікросхему потрібно встановити радіатор або організувати активне охолодження за допомогою кулера, інакше при підвищеній гучності підсилювач перегріватиметься.
Після складання мікросхеми, необхідно виготовити фільтр для живлення за наведеною нижче схемою:

Дросель у фільтрі мотається в 5 витків, дротом перетином 1-1,5 мм., на феритовому кільці діаметром 20 мм.
Також цей фільтр можна використовувати, якщо ваша магнітола ловить «наведення».
Увага! Будьте уважними і не переплутайте полярність живлення, інакше мікросхема згоряє миттєво.
Як зробити підсилювач для стерео сигналу, ви також можете дізнатися з відео:

Підсилювач звуку на транзисторах

Як схему для транзисторного підсилювача використовуйте схему наведену нижче:

Схема хоч і стара але має масу шанувальників, з таких причин:

• Спрощений монтаж через малу кількість елементів.
• Немає необхідності перебирати транзистори у комплементарні пари.
• 10 Вт потужності, із запасом вистачає для житлових кімнат.
• Хороша сумісність із новими звуковими картами та програвачами.
• Відмінна якість звуку.

Почніть збирання підсилювача з живлення. Розділіть два канали для стерео двома вторинними обмотками, що йдуть від одного трансформатора. На макеті зробіть мости на діодах Шоттки для випрямляча. Після мостів йдуть CRC-фільтри із двох конденсаторів по 33000 мкф і між ними резистор 0.75 Ом. Для фільтра потрібен потужний цементний резистор до 2А, він буде відводити тепло 3 Вт, тому його краще брати з запасом 5-10 Вт. Іншим резисторам у схемі потужності 2 Вт буде достатньо.

Переходимо до плати підсилювача. Все, окрім вихідних транзисторів Tr1/Tr2, знаходиться на самій платі. Вихідні транзистори монтуються на радіаторах. Резистори R1, R2 і R6 краще спочатку поставити підстроювальні, після всіх регулювань випаяти, виміряти їх опір і припаяти остаточні постійні резисториз аналогічним опором. Налаштування зводиться до наступних операцій - за допомогою R6 виставляється, щоб напруга між X і нулем була рівно половиною від напруги +V і нулем. Потім за допомогою R1 та R2 виставляється струм спокою - ставимо тестер на вимір постійного струмуі вимірюємо струм у точці входу плюсу живлення. Струм спокою підсилювача в класі А максимальний і по суті, без вхідного сигналу, весь йде в теплову енергію. Для 8-омних колонок цей струм повинен бути 1.2 А при напрузі 27 вольт, що означає 32.4 Ват тепла на кожен канал. Оскільки виставлення струму може зайняти кілька хвилин, то вихідні транзистори повинні бути вже на радіаторах, що охолоджують, інакше вони швидко перегріються.
При регулюванні та заниженні опору підсилювача може зрости частота зрізу НЧ, тому для конденсатора на вході краще використовувати не 0.5 мкф, а 1 або навіть 2 мкф полімерної плівці. Вважається що дана схемане схильна до самозбудження, але про всяк випадок між точкою Х і землею ставиться ланцюг Цобеля: R 10 Ом + З 0.1 мкф. Запобіжники слід ставити як на трансформатор, так і на силовий вхід схеми.
Хорошою ідеєю буде використання термопасти для максимального контакту між транзистором та радіатором.
Тепер кілька слів про корпус. Розмір корпусу задається радіаторами – NS135-250 по 2500 квадратних сантиметрів на кожен транзистор. Сам корпус виготовляється з оргскла або пластмаси. Зібравши підсилювач, перш ніж почати насолоджуватись музикою, необхідно для мінімізації фону правильно розвести землю. Для цього приєднайте СЗ до мінуса входу-виходу, а решту мінусу виведіть на «зірку» біля конденсаторів фільтра.

приблизна вартістьвитратних матеріалів для транзисторного підсилювача звуку:

• Конденсатори фільтра 4 штуки – 2700 рублів.
• Трансформатор – 2200 рублів.
• Радіатори – 1800 рублів.
• Вихідні транзистори – 6-8 штук 900 рублів.
• Дрібні елементи (резистори, конденсатори, транзистори, діоди) близько – 2000 рублів.
• Роз'єми – 600 рублів.
• Оргскло – 650 рублів.
• Фарба – 250 рублів.
• Плата, дроти, припій близько - 1000 рублів

У результаті виходить сума – 12100 рублів.
Також ви можете переглянути відеоролик зі збирання підсилювача на германієвих транзисторах:

Ламповий підсилювач звуку

Схема простого лампового підсилювачаскладається з двох каскадів - попередній підсилювач на 6Н23П та підсилювач потужності на 6П14П.

Як видно зі схеми, обидва каскади працюють у тріодному включенні, а анодний струм ламп близький до граничного. Струми вибудовуються катодними резисторами - 3мА для вхідної та 50мА для вихідної лампи.
Деталі використовуються для лампового підсилювача повинні бути новими та високої якості. Допустиме відхилення номіналів резисторів може становити плюс-мінус 20%, а ємності всіх конденсаторів можна збільшити в 2-3 рази.
Фільтруючі конденсатори повинні бути розраховані на напругу не менше ніж 350 вольт. На таку ж напругу має бути розрахований і міжкаскадний конденсатор. Трансформатори для підсилювача можуть бути звичайними - ТВ31-9 або сучасніший аналог - TWSE-6.

Регулятор гучності та балансу стерео на підсилювач краще не встановлювати, оскільки дані регулювання можна зробити в комп'ютері або плеєрі. Вхідна лампа вибирається з - 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П, 6Н3П. Як вихідний пентод застосовують 6П14П, 6П15П, 6П18П або 6П43П (зі збільшеним опором катодного резистора).
Навіть якщо у вас є працюючий трансформатор, для першого включення підсилювача лапового краще використовувати звичайний трансформатор з випрямлячем на 40-60 ват. Тільки після успішного випробування та налаштування підсилювача можна встановити імпульсний трансформатор.
Гнізда для штекерів і кабелів використовуйте стандартні, для підключення динаміків краще встановити педальки на 4 контакти.
Корпус для лапового підсилювача зазвичай роблять із оболонки старої техніки або кейсів системних блоків.
Ще один варіант лампового підсилювача ви можете переглянути у відеоролику:

Класифікація підсилювачів звуку

Щоб визначити, до якого класу підсилювачів звуку належить зібраний пристрій, ознайомтеся з наведеною нижче класифікацією УМЗЧ:

• • Клас А- Підсилювачі цього класу працюють без відсічення сигналу на лінійній ділянці вольтамперної характеристики підсилювальних елементів, що забезпечує мінімум нелінійних спотворень. Але за це доводиться розплачуватись великим розміром підсилювача та величезною споживаною потужністю. ККД підсилювача класу А становить лише 15-30%. До цього класу відносять лампові та транзисторні підсилювачі.

• • Клас В- Підсилювачі класу В працюють з відсіканням сигналу 90 градусів. Для режиму такої роботи використовується двотактна схема, кожна частина посилює свою половину сигналу. Основний мінус підсилювачів класу, це спотворення сигналу через ступінчастий переход однієї півхвилі до іншої. Плюсом цього класу підсилювачів вважають високий ККД, що іноді досягає 70%. Але незважаючи на високу продуктивність, сучасних моделейпідсилювач класу В, ви не зустрінете на прилавках.

• • Клас АВ- це спроба об'єднання підсилювачів описаних вище класів, з метою домогтися відсутності спотворень сигналу та високого коефіцієнта корисної дії.

• • Клас Н- розроблений спеціально для автомобілів, які мають обмеження напруги, що живить вихідні каскади. Причиною створення підсилювачів класу Н є те, що реальний звуковий сигнал має імпульсний характер і його середня потужність набагато нижча від пікової. В основі схеми даного класу підсилювачів лежить проста схемадля підсилювача класу AB, що працює за бруківкою. Додано лише спеціальну схему подвоєння напруги живлення. Основний елемент схеми подвоєння - це накопичувальний конденсатор великої ємності, який постійно заряджається від основного джерела живлення. На піках потужності цей конденсатор підключається до схеми управління з основним джерелом живлення. Напруга живлення вихідного каскаду підсилювача подвоюється, дозволяючи йому впоратися з передачею піків сигналу. ККД підсилювачів класу Н досягає 80%, при спотворенні сигналу всього 0,1%.

• Клас D - це окремий клас підсилювачів, що отримав назву - «цифрові підсилювачі». Цифрове перетворення забезпечує додаткові можливості обробки звуку: від регулювання рівня гучності і тембру до реалізації цифрових ефектів, таких як реверберація, придушення шуму, придушення акустичної зворотнього зв'язку. На відміну від аналогових підсилювачів, вихідний сигнал підсилювачів класу D є імпульсами прямокутної форми. Їхня амплітуда постійна, а тривалість змінюється в залежності від амплітуди аналогового сигналу, що надходить на вхід підсилювача. ККД підсилювачів цього типу може досягати 90%-95%.

У висновку хотілося б сказати, що заняття радіоелектронікою вимагають великого обсягу знань та досвіду, які набуваються протягом тривалого часу. Тому, якщо у вас щось не вийшло, не засмучуйтесь, підкріплюйте свої знання з інших джерел та спробуйте знову!

На Хабре вже були публікації про DIY-лампові підсилювачі, які було дуже цікаво читати. Безперечно, звук у них чудовий, але для повсякденного використання простіше використовувати пристрій на транзисторах. Транзистори зручніші, оскільки не вимагають прогріву перед роботою і довговічнішими. Та й не кожен ризикне починати лампову сагу з анодними потенціалами під 400 В, а трансформатори під транзисторні пару десятків вольт набагато безпечніші і доступніші.

Як схему для відтворення я вибрав схему від John Linsley Hood 1969, взявши авторські параметри в розрахунку на імпеданс своїх колонок 8 Ом.

Класична схема від британського інженера, опублікована майже 50 років тому, досі є однією з найвідтворюваніших і збирає про себе виключно позитивні відгуки. Цьому є багато пояснень:
- Мінімальна кількість елементів спрощує монтаж. Також вважається, що чим простіше конструкція, тим краще звук;
- незважаючи на те, що вихідних транзисторів два, їх не треба перебирати у комплементарні пари;
- вихідних 10 Ватт із запасом вистачає для звичайного людського житла, а вхідна чутливість 0.5-1 Вольт дуже добре узгоджується з виходом більшості звукових карт чи програвачів;
– клас А – він і в Африці клас А, якщо ми говоримо про гарне звучання. Про порівняння з іншими класами буде трохи нижче.

Внутрішній дизайн

Можна і на звичайних діодах або навіть готових мостах, але тоді їх необхідно шунтувати конденсаторами та й падіння напруги на них більше. Після мостів йдуть CRC-фільтри із двох конденсаторів по 33000 мкф і між ними резистор 0.75 Ом. Якщо взяти менше і ємність, і резистор, то CRC-фільтр стане дешевшим і менше грітися, але збільшаться пульсації, що не комільфо. Дані параметри імхо є розумними з точки зору ціна-ефект. Резистор у фільтр потрібен потужний цементний, при струмі спокою до 2А він розсіюватиме 3 Вт тепла, тому краще взяти із запасом на 5-10 Вт. Іншим резисторам у схемі потужності 2 Вт буде цілком достатньо.

Далі переходимо до самої плати підсилювача. В інтернет-магазинах продається купа готових китів, проте не менше скарг на якість китайських компонентів або безграмотних розводок на платах. Тому краще самому, під свій же «розсип». Я зробив обидва канали на єдиній макетці, щоб потім прикріпити її до дна корпусу. Запуск із тестовими елементами:

Все, окрім вихідних транзисторів Tr1/Tr2, знаходиться на самій платі. Вихідні транзистори монтуються на радіаторах, про це трохи нижче. До авторської схеми з оригінальної статті слід зробити такі ремарки:

Не все потрібно відразу впаювати намертво. Резистори R1, R2 і R6 краще спочатку поставити підстроювальні, після всіх регулювань випаяти, виміряти їх опір і припаяти остаточні постійні резистори з аналогічним опором. Налаштування зводиться до наступних операцій. Спочатку за допомогою R6 виставляється, щоб напруга між X і нулем була рівно половиною від напруги +V і нулем. В одному з каналів мені не вистачило 100 ком, так що краще брати ці підрядники із запасом. Потім за допомогою R1 і R2 (зберігаючи їх зразкове співвідношення!) Виставляється струм спокою - ставимо тестер на вимірювання постійного струму і вимірюємо цей струм у точці входу плюсу живлення. Мені довелося відчутно зменшити опір обох резисторів для отримання потрібного струму спокою. Струм спокою підсилювача в класі А максимальний і по суті, без вхідного сигналу, весь йде в теплову енергію. Для 8-омних колонок цей струм, за рекомендацією автора, має бути 1.2 А при напрузі 27 Вольт, що означає 32.4 Ват тепла на кожен канал. Оскільки виставлення струму може зайняти кілька хвилин, то вихідні транзистори повинні бути вже на радіаторах, що охолоджують, інакше вони швидко перегріються і помруть. Бо гріються здебільшого вони.

Не виключено, що в порядку експерименту захочеться порівняти звучання різних транзисторів, тому для них можна залишити можливість зручної заміни. Я спробував на вході 2N3906, КТ361 та BC557C, була невелика різниця на користь останнього. У передвихідних пробувалися КТ630, BD139 та КТ801, зупинився на імпортних. Хоча всі перераховані вище транзистори дуже хороші, і різниця може бути швидше суб'єктивною. На виході я поставив одразу 2N3055 (ST Microelectronics), оскільки вони подобаються багатьом.

При регулюванні та заниженні опору підсилювача може зрости частота зрізу НЧ, тому для конденсатора на вході краще використовувати не 0.5 мкф, а 1 або навіть 2 мкф полімерної плівці. По Мережі ще гуляє російська картинка-схема «Ультралінійний підсилювач класу А», де цей конденсатор взагалі запропонований як 0.1 мкф, що може призвести до зрізу всіх басів під 90 Гц:

Пишуть, що ця схема не схильна до самозбудження, але про всяк випадок між точкою Х і землею ставиться ланцюг Цобеля: R 10 Ом + З 0.1 мкф.
- запобіжники, їх можна і потрібно ставити як на трансформатор, так і силовий вхід схеми.
- дуже доречним буде використання термопасти для максимального контакту між транзистором та радіатором.

Слюсарно-столярне

Сам корпус я зробив із оргскла. Замовляємо у склярів одразу нарізані прямокутники, виконуємо в них необхідні отвори для кріплень та фарбуємо зі зворотного боку чорною фарбою.

Пофарбоване на звороті оргскло виглядає дуже красиво. Тепер залишається тільки все зібрати і насолоджуватися музи ... ах так, при остаточному збиранні ще важливо для мінімізації фону правильно розвести землю. Як було з'ясовано за десятиліття до нас, C3 необхідно приєднувати до сигнальної землі, тобто. до мінусу входу-входу, а решту мінуса можна відправити на «зірку» біля конденсаторів фільтра. Якщо все зроблено правильно, то ніякого фону не почути, навіть якщо на максимальній гучності піднести вухо до колонки. Ще одна «земляна» особливість, яка характерна для звукових карт, які не розв'язані з комп'ютером гальванічно – це перешкоди з душі, які можуть пролізти через USB та RCA. Судячи з інтернету, проблема трапляється часто: у колонках можна почути звуки роботи HDD, принтера, мишки та фон БП системника. У такому разі найпростіше розірвати земляну петлю, заклеївши ізолентою заземлення на вилці підсилювача. Побоюватися тут нічого, т.к. залишиться другий контур заземлення через комп'ютер.

Регулятор гучності на підсилювачі я не став робити, оскільки дістати якийсь якісний ALPS не вдалося, а шарудіння китайських потенціометрів мені не сподобалося. Замість нього було встановлено звичайний резистор 47 ком між «землею» і «сигналом» входу. Тим більше, регулятор у зовнішньої звукової карти завжди під рукою, та й у кожній програмі теж є повзунок. Регулятора гучності немає тільки вінілового програвача, тому для його прослуховування я приробив зовнішній потенціометр до сполучного кабелю.

Я вгадаю цей контейнер за 5 секунд.

Матеріальні витрати

Високий вхідний опір та неглибока ОС – основний секрет теплого лампового звучання. Ні для кого не секрет, що саме на лампах реалізуються найякісніші та найдорожчі підсилювачі, які відносяться до розряду HI-End. Зрозуміємо, що таке якісний підсилювач? Якісним має право називатися той підсилювач потужності НЧ, який повністю повторює форму вхідного сигналу на виході, не спотворюючи його, очевидно, вихідний сигнал вже посилений. У мережі можна зустріти кілька схем дійсно високоякісних підсилювачів, які мають право належати до розряду HI-End і зовсім не обов'язкова лампова схематика. Для отримання максимальної якості, потрібен підсилювач, вихідний каскад якого працює в чистому класі А. Максимальна лінійність схеми дає мінімальну кількість спотворень на виході, тому в будові високоякісних підсилювачів особлива увага приділяється саме цьому фактору. Лампові схеми хороші, але не завжди доступні навіть для самостійного складання, а промислові лампові УМЗЧ від брендових виробників коштують від кількох тисяч, до кількох десятків тисяч доларів США - така ціна точно не по кишені багатьом.

Виникає питання - чи можна аналогічних результатів досягти транзисторних схем? відповідь буде наприкінці статті.

Лінійних та надлінійних схем підсилювачів потужності НЧ досить багато, але схему, яка буде сьогодні розглянута, є ультралінійною схемою високої якості, яка реалізована всього на 4-х транзисторах. Схема була створена далекого 1969 року, британським інженером-звуковиком Джоном Лінслі-Худом (John Linsley-Hood). Автор є творцем ще кількох високоякісних схем, зокрема класу А. Деякі знавці називають цей підсилювач найякіснішим серед транзисторних УНЧ, і я в цьому переконався ще рік тому.

Першу версію такого підсилювача було представлено на . Вдала спроба реалізації схеми змусила створити двоканальний УНЧ за цією ж схемою, зібрати все у корпусі та використати для особистих потреб.

Особливості схеми

Не зважаючи на простоту, схема має кілька особливостей. Правильний режимроботи може порушитися через неправильне розведення плати, невдале розташування компонентів, неправильне харчування тощо.

Саме харчування - особливо важливий фактор - вкрай не раджу живити цей підсилювач від усіляких блоків живлення, оптимальний варіантакумулятор або блок живлення з паралельно увімкненим акумулятором.

Потужність підсилювача складає 10 ват з живленням 16 Вольт на навантаження 4 Ом. Саму схему можна пристосувати для головок 4, 8 та 16 Ом.

Мною була створена стереофонічна версія підсилювача, обидва канали розташовані на одній платі.

Оскільки оригінальні транзистори схеми не вдалося знайти, довелося використовувати аналоги. Вся база – вітчизняна. Перший транзистор (де власне формується звук) поставив германієвий, на слух він звучить краще. Можна використовувати будь-які П-Н-П германієві транзистори малої потужності МП25 і подібні до нього. Транзистор при бажанні можна замінити на КТ361 або менш шумні.

Другий - призначений для розгойдування вихідного каскаду, поставив КТ801 (роздобув досить важко.

У вихідному каскаді поставив потужні біполярні ключі зворотної провідності - КТ803 саме з ними отримав безперечно високу якість звучання, хоча експериментував з багатьма транзисторами - КТ805, 819, 808, навіть поставив потужні складові - КТ827, з ним потужність набагато вище, але звук зрівнятися з КТ803, хоча це лише моя суб'єктивна думка.

Вхідний конденсатор з ємністю 0,1-0,33мкФ, потрібно використовувати плівкові конденсатори з мінімальним витоком, бажано від відомих виробників, те саме і з вихідним електролітичним конденсатором.

Якщо схема розрахована під навантаження 4 Ом, то не варто підвищувати напругу живлення вище 16-18 Вольт.

Звуковий регулятор вирішив не поставити, він також впливає на звук, але паралельно входу і мінусу бажано поставити резистор 47к.

Сама плата – макетна. З платою довелося довго повозитися, оскільки лінії доріжок теж впливали на якість звуку в цілому. Цей підсилювач має дуже широкий діапазон частот, що відтворюються, від 30 Гц до 1мГц.

Налаштування – простіше простого. Для цього потрібно змінним резистором досягти половини напруги живлення на виході. Для більш точного налаштування варто використовувати багатооборотний змінний резистор. Один шуп мультиметра приєднуємо з мінусом живлення, інший ставимо до лінії виходу, тобто плюс електроліту на виході, таким чином, повільно обертаючи змінник добиваємося половини живлення на виході.

Струм спокою підсилювача становить 0,5-0,7А і це цілком нормально для класу А. ККД схеми - не більше 25%, вся основна потужність джерела живлення перетворюється на непотрібне тепло, яке виділяється транзисторами вихідного каскаду, тому їм потрібне інтенсивне охолодження, можливо знадобиться і кулер.