Symetrický ULF vyrobený z dostupných dílů podle V. Korola

Obvod výkonného pětikanálového nízkofrekvenčního zesilovače pro domácí audiocentrum za minimální náklady

V tomto článku na webu Radioamatér, podíváme se na další jednoduchý radioamatérský okruh - nízkofrekvenční zesilovač pro domácí audio centrum.

Tato vlastnost zesilovač za nízkou cenu s poměrně vysokými parametry. Zesilovač postavený podle kombinovaného obvodu, ve kterém je jeden výkonný nízkofrekvenční kanál (40 W), reprodukující frekvence až 400 Hz, a stereo zesilovač, jehož kanály jsou vyrobeny podle dvoukanálového středního rozsahu (300- 4000 Hz) - vysokofrekvenční (3000-30000 Hz) obvod o výkonu 2x18 Út. Tím pádem celkový výstupní výkon zesilovače je 106 W. Pro každý kanál jsou použity samostatné akustické systémy vyrobené v samostatných pouzdrech. Akustických systémů je celkem pět: nízkofrekvenční spodní a dva pro střední a vysoké frekvence.

Zesilovač je vyroben na stejném typu a levné základně prvků - mikroobvody TDA2030A (KR174UN19A) a dva tranzistory KT818GM a KT819GM. Zesilovač je napájen 200W transformátorem.

Schéma nízkofrekvenčního kanálu je na obr. 1:

Svorky X1, X2, X3 přijímají stereo signál s nominální úrovní 0,8 V. Mikroobvod je schopen vyvinout výkon až 18 W a pro zvýšení této hodnoty je výkon mikroobvodu posílen push-pull kaskádou na tranzistorech VT1, VT2, která začíná pracovat s výkonem vyšším než 15 W. Kaskádové zapojení se vyznačuje tím, že kolektory tranzistorů jsou spojeny dohromady, což umožňuje použití jednoho společného zářiče pro koncový stupeň. Čip A1 vyžaduje samostatný chladič.

Deska zesilovače (obr. č. 4) je vyrobena tak, že mikroobvod a tranzistory jsou umístěny na protilehlých hranách.

Zapojení středofrekvenčního zesilovače je na obrázku č. 2:

Je zobrazeno schéma pouze jednoho stereo kanálu, druhý je naprosto stejný. Zvuková frekvence jednoho ze stereo kanálů je přivedena na svorky X1, X2. Středofrekvenční zesilovač je vyroben na čipu A1 a vysokofrekvenční zesilovač je vyroben na čipu A2. Mikroobvody jsou instalovány na jednom společném radiátoru. Na desce plošných spojů (obr. č. 5) jsou proto mikroobvody umístěny na jedné hraně.

V zesilovači jsou dvě takové desky - jedna pro každý stereo kanál. Na desce jsou tři propojky vyrobené pomocí montážního drátu. Jeden přivádí signál do RF zesilovače (je vhodné provést stíněným vodičem) a další dva napájí RF zesilovač. Propojky jsou umístěny na straně tištěných vodičů a jsou položeny nejkratším směrem.

Schéma zapojení mezi deskami a schéma napájení jsou zobrazeny na obrázku 3. Napájecí zdroj není stabilizovaný, je tvořen výkonovým transformátorem, můstkovým usměrňovačem a skupinou vyhlazovacích kondenzátorů.

Stereo signál z výstupu předzesilovače o nominální úrovni 0,8 V je přiveden do konektoru XP1. Přímo vedle konektoru jsou instalovány trimovací odpory R1-R5 pro nastavení poměru úrovní zvuku stereo zesilovačů a nízkofrekvenčního kanálu pro konkrétní místnost. Transformátor je vyroben na základě transformátoru TS200 ze starého elektronkového televizoru. Všechna sekundární vinutí byla odstraněna a na jejich místo byla navinuta dvě nová - každé 50 závitů PEV 1,06. Připojte vinutí podle schématu.

Radiátory jsou vyrobeny z hliníkového profilu ve tvaru U, který se používá pro zavěšené podhledy. U každého radiátoru se vyřežou dva kusy o délce cca 15 cm.Pro zvětšení plochy po celé ploše se každý centimetr vyvrtá otvor a vyřízne se závit M4. Do těchto otvorů se našroubují šrouby M4 o délce 55 mm, čímž vznikne deskový radiátor (obr. č. 6):

Reproduktorové systémy využívají cenově nejdostupnější dynamické reproduktory se 4 ohmovými kmitacími cívkami. Každý reproduktorový systém obsahuje 4 reproduktory (obr. č. 7). Nízkofrekvenční reproduktor obsahuje 4 reproduktory 10GDSH-2, vysokofrekvenční reproduktory - čtyři 4-GDV-1, středofrekvenční reproduktory - 5GDSH-4.

Akustické systémy jsou vyrobeny z dřevotřískových desek tloušťky 20 mm, používaných při výrobě skříňového nábytku. Rozměry obrobků uvedené na obrázcích č. 8, 9, 10 zohledňují právě tuto tloušťku dřevotřískové desky.

Trubka fázového měniče je vyrobena ze 100 mm plastové šedé kanalizační trubky o délce 150 mm. Trubka je do otvoru vlepena lepidlem Moment-1.

Schéma č. 1

Výběr třídy zesilovače . Okamžitě upozorněme radioamatéra - nebudeme dělat zesilovač třídy A pomocí tranzistorů. Důvod je prostý – jak bylo řečeno v úvodu, tranzistor zesiluje nejen užitečný signál, ale i na něj aplikované předpětí. Jednoduše řečeno, zesiluje stejnosměrný proud. Tento proud spolu s užitečným signálem poteče akustickým systémem (AS) a reproduktory jsou bohužel schopny tento stejnosměrný proud reprodukovat. Dělají to tím nejviditelnějším způsobem – zatlačením nebo vytažením difuzoru z jeho normální polohy do nepřirozené polohy.

Zkuste prstem stisknout kužel reproduktoru – a uvidíte, v jakou noční můru se produkovaný zvuk promění. Stejnosměrný proud ve své činnosti úspěšně nahrazuje vaše prsty, takže je absolutně kontraindikován pro dynamickou hlavu. Stejnosměrný proud od střídavého signálu můžete oddělit pouze dvěma prostředky - transformátorem nebo kondenzátorem - a obě možnosti, jak se říká, jsou horší než druhé.

Schematický diagram

Obvod prvního zesilovače, který budeme sestavovat, je na Obr. 11.18.

Jedná se o zpětnovazební zesilovač, jehož koncový stupeň pracuje v režimu B. Jedinou výhodou tohoto zapojení je jeho jednoduchost a také rovnoměrnost výstupních tranzistorů (není potřeba žádných speciálních komplementárních párů). Je však poměrně široce používán v zesilovačích s nízkým výkonem. Další výhodou schématu je, že nevyžaduje žádnou konfiguraci, a pokud jsou díly v dobrém provozním stavu, bude fungovat okamžitě, a to je pro nás nyní velmi důležité.

Podívejme se na fungování tohoto obvodu. Zesílený signál je přiváděn na bázi tranzistoru VT1. Signál zesílený tímto tranzistorem z rezistoru R4 je přiváděn do báze kompozitního tranzistoru VT2, VT4 a z ní do rezistoru R5.

Tranzistor VT3 je zapnutý v režimu emitorového sledovače. Zesiluje kladné půlvlny signálu na rezistoru R5 a dodává je přes kondenzátor C4 do reproduktoru.

Záporné půlvlny jsou zesíleny kompozitním tranzistorem VT2, VT4. V tomto případě pokles napětí na diodě VD1 uzavře tranzistor VT3. Signál z výstupu zesilovače je přiveden do zpětnovazebního obvodového děliče R3, R6 a z něj do emitoru vstupního tranzistoru VT1. Tranzistor VT1 tedy hraje roli srovnávacího zařízení v obvodu zpětné vazby.

Zesiluje stejnosměrný proud se ziskem rovným jednotce (protože odpor kondenzátoru C proti stejnosměrnému proudu je teoreticky nekonečný) a užitečný signál se zesílením rovným poměru R6/R3.

Jak vidíte, hodnota kapacity kondenzátoru není v tomto vzorci zohledněna. Frekvence, od které lze kondenzátor ve výpočtech zanedbat, se nazývá mezní frekvence RC obvodu. Tuto frekvenci lze vypočítat pomocí vzorce

F = 1 / (R × C).

Pro náš příklad to bude asi 18 Hz, tedy zesilovač zesílí nižší frekvence hůř, než by mohl.

Platit . Zesilovač je osazen na desce z jednostranného sklolaminátu tloušťky 1,5 mm o rozměrech 45×32,5 mm. Rozvržení DPS v zrcadlovém obraze a rozvržení dílů lze stáhnout. Video o provozu zesilovače ve formátu MOV si můžete stáhnout ke shlédnutí. Okamžitě chci upozornit radioamatéra - zvuk reprodukovaný zesilovačem byl na videu nahrán pomocí mikrofonu zabudovaného v kameře, takže o kvalitě zvuku bohužel nebude úplně na místě! Vzhled zesilovače je na Obr. 11.19.

Základna prvku . Při výrobě zesilovače lze tranzistory VT3, VT4 nahradit libovolnými tranzistory navrženými pro napětí ne menší než napájecí napětí zesilovače a přípustný proud alespoň 2 A. Na stejný proud musí být navržena i dioda VD1 .

Zbývající tranzistory jsou libovolné s přípustným napětím alespoň napájecího napětí a přípustným proudem alespoň 100 mA. Rezistory - jakékoli s přípustným ztrátovým výkonem alespoň 0,125 W, kondenzátory - elektrolytické, s kapacitou ne menší, než je uvedeno v diagramu, a provozním napětím menším, než je napájecí napětí zesilovače.

Radiátory pro zesilovač . Než se pokusíme udělat náš druhý návrh, zaměřme se, milý radioamatér, na zářiče pro zesilovač a uveďme zde velmi zjednodušenou metodu jejich výpočtu.

Nejprve vypočítáme maximální výkon zesilovače pomocí vzorce:

P = (U × U) / (8 × R), W,

Kde U- napájecí napětí zesilovače, V; R- odpor reproduktoru (obvykle je to 4 nebo 8 ohmů, i když existují výjimky).

Za druhé, vypočítáme výkon rozptýlený na kolektorech tranzistorů pomocí vzorce:

P závod = 0,25 × P, W.

Za třetí, vypočítáme plochu radiátoru potřebnou k odstranění odpovídajícího množství tepla:

S = 20 × P závod, cm 2

Za čtvrté vybíráme nebo vyrábíme radiátor, jehož povrch nebude menší než vypočítaný.

Tento výpočet je velmi přibližný, ale pro radioamatérskou praxi je většinou dostačující. Pro náš zesilovač s napájecím napětím 12 V a střídavým odporem 8 Ohmů by „správným“ zářičem byla hliníková deska o rozměrech 2x3 cm a tloušťce alespoň 5 mm pro každý tranzistor. Mějte na paměti, že tenčí deska špatně přenáší teplo z tranzistoru na okraje desky. Rád bych vás hned varoval - radiátory ve všech ostatních zesilovačích musí mít také „normální“ velikosti. Které přesně – spočítejte si sami!

Kvalita zvuku . Po sestavení obvodu zjistíte, že zvuk zesilovače není zcela čistý.

Důvodem je „čistý“ režim třídy B v koncovém stupni, jehož charakteristická zkreslení není schopna zcela kompenzovat ani zpětná vazba. Z důvodu experimentu zkuste vyměnit tranzistor VT1 v obvodu za KT3102EM a tranzistor VT2 za KT3107L. Tyto tranzistory mají výrazně vyšší zisk než KT315B a KT361B. A zjistíte, že zvuk zesilovače se výrazně zlepšil, i když určité zkreslení bude stále patrné.

Důvod je také zřejmý - vyšší zesílení zesilovače jako celku zajišťuje větší přesnost zpětné vazby a větší kompenzační účinek.

pokračovat ve čtení

Jsem si jistý, že mnozí z vás jsou nespokojeni se sípáním a zkreslením ze seriózních čínských počítačových reproduktorů. Zkoušel jsem připojit k počítači několik verzí takové akustiky, ale žádná mi nevyhovovala ani kvalitou zvuku, ani funkčností a hlavně jejich špatným designem. Musel jsem se tedy pokusit udělat něco užitečného sám. Moderní mikroobvody navíc umožňují pájet ULF, které jsou ve svých vlastnostech opravdu dobré, doslova večer. Veškerá elektronika byla nalezena doma, byly zakoupeny pouze čipy zesilovačů a přepínače s konektory pro sluchátka.

Výkonný zesilovač 2x25 Watt, vyrobený na mikroobvodu TDA7265 - to je hlavní ULF. Stáhněte si podrobný popis mikroobvodu zde.

Jedná se o malý, relativně nízkopříkonový ULF pro sluchátka 2x5 Watt. Jeho přednosti jsou samozřejmě zřejmé, alespoň pokud jde o výstupní výkon. Udělal jsem ho ale nejen kvůli uším, ale spíše kvůli snadnému používání. Ostatně pro připojení sluchátek s tlustým 6,3mm Jack konektorem bude mnoho potíží s adaptéry, nemluvě o tom, že je nedokáže plně napumpovat ve slušné kvalitě slabý zesilovač.

Nejčastěji vzhled zakoupených čínských reproduktorů ponechává mnoho přání a chcete je jen položit pod stůl, abyste je neviděli. Pak ale bude nepohodlné je zapnout. Tento zesilovač, sestavený vlastníma rukama a podle vašeho vkusu, bude umístěn na viditelném a pohodlném místě na stole, protože je jeho originální ozdobou, takže všechny zásuvky, regulátory a tlačítka ULF budou po ruce. Podsvícení lze na přání vypnout tlačítkem na zadní stěně ULF, aby nepřekáželo při používání počítače ve tmě, ale po příštím zapnutí zesilovače se opět automaticky zapne.

Pouzdro pro ULF bylo vyrobeno z dřevotřískové desky, poté bylo pečlivě vyčištěno a natřeno ve vážné černé barvě.

Chtěl jsem udělat indikátor podobný indikátorům slavných značkových zesilovačů.

Regulátor je vyroben klasicky - velký, kulatý a v žádném případě tlačítkový. Takže když s ním otočíte, máte pocit, že jde o věc a ne o nějaké levné hračkářské harampádí. Na kodéru se úprava sama vytratila, potřeboval jsem zvýraznit polohu na rukojeti a nešlo by s ní donekonečna otáčet drátem. Proto jsem se rozhodl vyrobit regulátor pomocí proměnného rezistoru.

Bylo rozhodnuto vyrobit podpěry pro domácí ULF v klasickém designovém stylu rádiového zařízení - poniklované, ale s mírným zkroucením v high-tech stylu. Na spodní části nohou je použito modré osvětlení. Jak můžete vidět z fotografií, je to realizováno pomocí zaplavených modrých LED diod na základně nohou.

Na předním panelu ULF jsou: síťový vypínač, vypínač střídavého proudu, stálý signál do sluchátek bez ohledu na to, zda jsou reproduktory zapnuté nebo ne - to je také součástí zamýšleného plánu. V dnešní době nenajdete zesilovač s takovým obvodem, i vážně drahé zesilovače se vyrábějí podle principu „zapojte sluchátka a do reproduktorů není žádný signál“, ale dříve byly všechny zesilovače vyrobeny přesně podle tohoto obvodu. Pro mě je toto schéma distribuce signálu velmi relevantní.

Analýza dopisů od radioamatérů nám umožnila dospět k následujícím závěrům. Za prvé (a to je přirozené), všichni jsou pro vytvoření jednoduchých obvodů AF výkonových zesilovačů (UMZCH); za druhé, čím jednodušší je obvod zesilovače, tím méně vyškolení radioamatéři se pustí do jeho montáže; za třetí, i zkušení designéři často ignorují známá pravidla instalace, což vede k selháním při opakování UMZCH na moderním prvku základny.

Na základě výše uvedeného byl vyvinut UMZCH (viz obr. 1). Jeho hlavní rysy jsou použití operačních zesilovačů v režimu malého signálu, který rozšiřuje frekvenční pásmo reprodukovaných signálů bez překročení rychlosti přeběhu výstupního napětí operačního zesilovače; tranzistory koncového stupně - v obvodu OE a předkoncového stupně - s dělenou zátěží v obvodech emitoru a kolektoru. Poslední jmenovaný kromě zjevné konstrukční výhody - možnosti umístění všech čtyř tranzistorů na společném chladiči, poskytuje určité výhody oproti koncovému stupni, ve kterém jsou tranzistory zapojeny podle obvodu OK.

Hlavní technické vlastnosti UMZCH:

Nominální frekvenční rozsah s nerovnoměrností frekvenční odezvy 2 dB: 20 – 20000 Hz

Jmenovitý výstupní výkon při zátěži 4 ohmy: 30 W

Maximální výstupní výkon při zátěži 4 ohmy: 42 W

Jmenovitý výstupní výkon při zátěži 8 ohmů: 15 W

Maximální výstupní výkon při zátěži 8 ohmů: 21 W

Harmonický koeficient při jmenovitém výkonu v rozsahu jmenovité frekvence: ne více než 0,01 %

Jmenovité (maximální) vstupní napětí: 0,8 (1) V

Vstupní impedance: 47 kOhm

Výstupní impedance: ne více než 0,03 Ohm

Relativní hladina hluku a pozadí: -86 dB

Amplituda rázů výstupního napětí při zapínání a vypínání UMZCH: ne více než 0,1 V

Op-amp DA1 je napájen přes tranzistory VT1 a VT2, které snižují napájecí napětí na požadované hodnoty. Klidové proudy tranzistorů vytvářejí úbytky napětí na rezistorech R8 a R9, dostatečné k zajištění požadovaného předpětí na bázích tranzistorů VT3, VT4 a VT5, VT6. V tomto případě jsou předpětí pro tranzistory koncového stupně zvolena taková (0,35...0,4 V), aby při zvýšení napájecího napětí o 10...15 % a přehřátí o 60...80 zůstaly spolehlivě uzavřeny. °C. Jsou odstraněny z rezistorů R12, R13, které současně stabilizují pracovní režim tranzistorů předfinální fáze a vytvářejí místní negativní zpětnou vazbu na proud.

Vztah mezi odpory rezistorů R11 a R4 obvodu OOS je zvolen z podmínky získání jmenovitého vstupního napětí 0,8 V. Zařazení externích korekčních a vyvažovacích obvodů operačních zesilovačů není ve schématu pro jednoduchost znázorněno (toto bude probráno v části věnované nastavení zesilovače).

Dolní propust R3C2 a ​​horní propust C3R10 s mezními frekvencemi v oblasti 60 kHz zabraňují provozu relativně nízkofrekvenčních tranzistorů VT3-VT6 na vyšších frekvencích, aby nedocházelo k jejich rozpadu. Kondenzátory C4, C5 korigují charakteristiky fázové odezvy předsvorkové a koncové kaskády a zabraňují jejich samobuzení v případě neúspěšné instalace.

Cívka L1 zvyšuje stabilitu UMZCH s výraznou kapacitní zátěží.

UMZCH je napájen nestabilizovaným usměrňovačem. Může být společný pro oba kanály stereo zesilovače, ale v tomto případě musí být kapacita filtračních kondenzátorů C8 a C9 zdvojnásobena a průměr drátu sekundárního vinutí transformátoru T1 musí být zvětšen 1,5krát. Pojistky jsou součástí napájecího obvodu každého zesilovače.

Konstrukce UMZCH se může lišit, ale je třeba vzít v úvahu některé konstrukční prvky, na kterých závisí úspěšnost jeho opakování.

Výkres desky plošných spojů a umístění dílů pro jeden kanál UMZCH

jsou znázorněny na obrázcích:

Délka vývodů dílů by neměla být větší než 7...10 mm (pro snadnou instalaci jsou vývody operačního zesilovače DA1 zkráceny na cca 15 mm). V UMZCH je nutné použít keramické kondenzátory o jmenovitém napětí minimálně 50 V. Desku je možné osadit na chladič tranzistorů koncového stupně pomocí racků výšky 15...20 mm nebo v bezprostřední blízkosti pomocí libovolného odpojitelného konektoru pro připojení koncového stupně k předkoncovému stupni, například MRN-22 (zásuvky a kolíky konektoru jsou připojeny v bodech 1-5). V druhém případě by měl být odpor rezistorů R12 a R13 zvolen rovný 43...47 Ohmů a na konektorové zásuvce s připojenými tranzistory VT5, VT6 by měly být rezistory stejného odporu R12′ a R13′ nainstalován (to zabrání selhání tranzistorů, pokud dojde ke ztrátě kontaktu v konektoru). Délka vodičů mezi deskou a tranzistory koncového stupně by neměla být větší než 100 mm.

Kromě toho, co je uvedeno ve schématu, může UMZCH používat operační zesilovače K140UD6B, K140UD7A, K544UD1A, avšak harmonický koeficient na frekvencích nad 5 kHz se v tomto případě zvýší na přibližně 0,3%.

Tranzistory předkoncového stupně jsou umístěny na chladiči, ohnutém z desky o rozměrech 70X35X3 mm (mimo jazýčku s otvorem o průměru 2,2 mm) z hliníkové slitiny, která je připevněna k desce pomocí jeden šroub a matice M2X8, aby se zabránilo zlomení vývodů tranzistoru při náhodných mechanických nárazech.

Tranzistory koncového stupně mohou být umístěny buď na chladiči společném pro každý kanál UMZCH, nebo na chladiči společném pro oba kanály. V prvním případě jsou připevněny k chladiči a ten je izolován od skříně UMZCH; ve druhém případě jsou tranzistory izolovány a chladič může být konstrukčním prvkem skříně zesilovače. Pro snížení tepelného odporu těla tranzistoru - chladiče je nutné použít teplovodivou pastu. Při použití samostatných (pro každý kanál) chladičů můžete použít tranzistory v plastovém pouzdře, které se kvůli malé ploše kovových základen mohou přehřát, pokud jsou těsnění špatně vyrobena nebo tepelný kontakt s chladičem je uvolněný a v mezeře je nadměrné množství pasty. Tranzistory je vhodné instalovat do kovového pouzdra na chladič společný pro oba kanály. Plocha chladiče na tranzistor musí být alespoň 500 cm2.

Instalace UMZCH a připojení jeho kanálů ke zdroji energie jsou velmi důležité. Napájecí vodiče (+22 V, -22 V a společné) by měly být co nejkratší (měly by být položeny samostatně pro každý kanál) a dostatečně velkého průřezu (s maximálním výkonem 42 W - alespoň 1,5 mm2). Pro připojení reproduktorových soustav a také emitorových a kolektorových obvodů tranzistorů koncového stupně k desce UMZCH je nutné použít vodiče stejného průřezu.

Postavili UMZCH s vypnutým koncovým stupněm. Pokud je pro připojení částí UMZCH použit odnímatelný konektor, je vhodné použít technologickou zásuvku, do které jsou připojeny pouze napájecí vodiče a výstup generátoru signálu AF. Při přímém připojení koncových tranzistorů na desku UMZCH stačí odstranit pájecí propojky z tištěných vodičů jejich základních obvodů a tyto dočasně připájet na svorky emitoru.

Pro vyvážení operačního zesilovače DA1 (v případě potřeby) má deska otvory pro trimr a pevné odpory nebo drátové propojky pro připojení pinů mikroobvodu podle symetrizačního obvodu pro konkrétní typ. Například pro vyvážení operačního zesilovače K544UD2 jsou jeho svorky 1 a 8 připojeny přes odpor s odporem 62 kOhm k výstupu motoru a jedna ze svorek odporového prvku rezistoru trimru s odporem 22 kOhm. Volná svorka tohoto rezistoru je připojena drátovou propojkou na pin 7 operačního zesilovače a přes odpor s odporem 75 kOhm na pin 5 (na obr. 2 jsou tyto prvky znázorněny čárkovaně). Při použití operačního zesilovače K544UD1 je jeho pin 1 připojen přes rezistor s odporem 4,3 kOhm na vývody trimovacího rezistoru s odporem 1,5 kOhm. Jeho volný kolík je propojen s kolíkem 8 operačního zesilovače přes odpor s odporem 5,1 kOhm a s kolíkem 7 propojovacím drátem. K vyvážení operačních zesilovačů K140UD6 a K140UD7 se používají rezistory stejných hodnot, ale volný výstup upraveného odporu je připojen přes konstantní odpor na kolík 5 a propojkou na kolík 4 operačního zesilovače. . Vyvážení však nemusí být nutné, proto se tyto díly instalují pouze v případě potřeby.

Nastavení začíná zkratováním vstupu zesilovače, k výstupu se připojí osciloskop zapnutý v režimu maximální citlivosti a krátce se připojí napájení. Pokud na výstupu není střídavé napětí, tedy nedochází k samobuzení, změřte provozní režim tranzistorů VT3, VT4 a op-amp DA1 pomocí stejnosměrného proudu. Napájecí napětí operačního zesilovače by měla být v rozmezí +13,5...14 a -13,5...14 V a měla by být přibližně stejná (odchylka je přijatelná v rozmezí 0,2...0,3 V). Úbytek napětí na rezistorech R12 a R13 by měl být roven 0,35...0,4 V. Pokud se výrazně (o více než 10 %) liší od zadané hodnoty, je nutné vybrat rezistory R8, R9 a dbát na to, aby jejich nové odpor zůstal stejný. Vyměňte rezistory, když je vypnuto napájení UMZCH. Přibližný odpor rezistorů pro operační zesilovač K544UD2A je uveden v diagramu. Při použití operačních zesilovačů K544UD1A a K140UD6 by jejich počáteční odpor měl být 680 Ohmů a při použití K140UD7 - 560 Ohmů.

Po zvolení rezistorů R8, R9 změřte stejnosměrné napětí na výstupu UMZCH a pokud překročí 20...30 mV, vyvažte operační zesilovač DA1. Poté připojte báze tranzistorů VT5, VT6 k emitorům VT3, VT4 a po krátkém zapnutí napájení se ujistěte, že v této podobě se UMZCH samovolně nevzbudí. Střídavý šum a napětí pozadí při zkratu na vstupu by neměly překročit 1 mV.

Dále se na výstup UMZCH připojí rezistor o odporu 16 Ohm se ztrátovým výkonem 10...15 W, otevře se vstup UMZCH, připojí se generátor naladěný na kmitočet 1 kHz a postupným zvyšováním jeho signálu, dokud se na zátěži nedosáhne napětí 13,5...14 V, se kontroluje symetrie omezení kladných a záporných půlvln sinusovky.

Minimálního (ve stanovených mezích) konstantního napětí na výstupu zesilovače je v případě potřeby dosaženo konečným vyvážením operačního zesilovače DA1. Poté můžete začít měřit hlavní charakteristiky UMZCH jeho zatížením nominální zátěží - rezistorem s odporem 4 nebo 8 Ohmů.

Je však třeba vzít v úvahu, že pokus upravit a ještě přesněji vyhodnotit parametry UMZCH sestaveného bez dodržení výše uvedených instalačních pravidel, bez instalace na místo k tomu určené a bez napájení z vlastní síly napájení, nejenže neposkytne požadovaný výsledek, ale může také vést k selhání tranzistorů koncového stupně. Nastavení UMZCH a měření jeho charakteristik by mělo být zahájeno až po úplném dokončení jeho návrhu. Jednoduchost zesilovače je pouze zdánlivá. Neměli bychom zapomínat, že operační zesilovač DA1 i UMZCH jako celek používají tranzistory s maximálními generačními frekvencemi 100...300 MHz a ve výstupních stupních - s významnými přechodovými kapacitami, které mohou vést k samobuzení i při zjevné absenci zpětnovazebních obvodů a zátěží dostatečné velikosti. Nevýznamná indukčnost vodiče emitorového obvodu, paralelní uspořádání vodičů základního a kolektorového obvodu na značné délce může způsobit samobuzení při vysokých frekvencích, což je extrémně nebezpečné pro tranzistory koncových a předkoncových stupňů. (To však platí nejen pro popsané zařízení, ale také pro UMZCH sestavené podle jakéhokoli jiného schématu.)

Při měření harmonického koeficientu a relativní úrovně šumu a rušení je třeba pamatovat na možné rušení od napájecí sítě, televizních a rozhlasových vysílačů, televizorů a dalších rádiových zařízení z důvodu špatného stínění propojovacích vodičů, vstupu UMZCH a citlivého měření přístrojů, jakož i při absenci jejich vzájemného propojení neuzemněných krytů. Někdy stačí přeuspořádat napájecí zástrčku jednoho ze zařízení nebo UMZCH v zásuvce, abyste získali nesprávný výsledek. Mimochodem, neměli byste používat metodu kontroly UMZCH, známou ze staré radioamatérské praxe, dotykem prstu na jeho vstupní obvod. To může vést k takové úrovni vysokofrekvenčního rušení, že výstupní tranzistory selžou.

Uvažovaný obvod lze vzít jako základ při vytváření UMZCH s různými výstupními výkony. K tomu stačí změnit řadu prvků UMZCH a napájení. Některá doporučení v této věci lze vyčíst z tabulky. Při konstrukci UMZCH s výstupním výkonem cca 25 W lze některé prvky eliminovat (viz obr. 3). Jak vidíte, místo rezistoru v obvodu neinvertujícího vstupu operačního zesilovače DA1, připojeného ke společnému vodiči, je zde použit dělič rezistorů R1-R3, což umožnilo opustit střední svorku sekundárního vinutí síťového transformátoru T1. To umožňuje použití transformátorů s napětím sekundárního vinutí 24...28 V a chrání reproduktorový systém před selháním v případě poruchy jednoho z tranzistorů koncového stupně.

UMZCH podle schématu na Obr. 3 lze osadit na stejnou desku plošných spojů (viz obr. 2). V tomto případě jsou otvory pro svorky rezistorů R2, R5-R7 ponechány volné, rezistory R8 a R9 jsou připájeny přímo do napájecího obvodu operačního zesilovače DA1, pro které jsou v otvorech pro svorky instalovány drátové propojky. emitorů a kolektorů tranzistorů VT1, VT2. S výstupním výkonem nižším než 25 W lze v konečné fázi použít tranzistory řady KT805 a KT837 s libovolnými písmennými indexy.

Poznámka. Přibližně jsou naznačeny odpory rezistorů R8, R9 (UMZCH podle schématu na obr. 1) a R6, R7 (UMZCH podle schématu na obr. 3). Nastavení UMZCH podle schématu na Obr. 3 se neliší od výše popsaného.

Byla touha sestavit výkonnější zesilovač třídy A. Po přečtení dostatečného množství relevantní literatury jsem z nabízeného vybral poslední verzi. Jednalo se o 30W zesilovač odpovídající svými parametry zesilovačům vysoké třídy.

Na stávajícím vedení původních desek plošných spojů jsem neměl v úmyslu provádět žádné změny, nicméně z důvodu nedostatku originálních výkonových tranzistorů byl zvolen spolehlivější koncový stupeň s použitím tranzistorů 2SA1943 a 2SC5200. Použití těchto tranzistorů nakonec umožnilo poskytnout zesilovači větší výstupní výkon. Schematický diagram mé verze zesilovače je níže.

Toto je obrázek desek sestavených podle tohoto obvodu s tranzistory Toshiba 2SA1943 a 2SC5200.

Když se podíváte pozorně, můžete na desce s plošnými spoji spolu se všemi součástkami vidět předpětí, jsou to 1W uhlíkové typy. Ukázalo se, že jsou termostabilnější. Při provozu jakéhokoli vysokovýkonového zesilovače vzniká obrovské množství tepla, takže udržení konstantního jmenovitého výkonu elektronické součástky při jejím zahřívání je důležitou podmínkou pro kvalitní provoz zařízení.

Sestavená verze zesilovače pracuje s proudem asi 1,6 A a napětím 35 V. Díky tomu se na tranzistorech v koncovém stupni rozptýlí 60 W trvalého výkonu. Měl bych poznamenat, že je to jen třetina výkonu, který zvládnou. Zkuste si představit, jaké množství tepla vzniká na radiátorech při zahřátí na 40 stupňů.

Pouzdro zesilovače je vyrobeno ručně z hliníku. Horní deska a montážní deska o tloušťce 3 mm. Radiátor se skládá ze dvou částí, jeho celkové rozměry jsou 420 x 180 x 35 mm. Spojovací materiál - šrouby většinou se zápustnou nerezovou hlavou a závitem M5 nebo M3. Počet kondenzátorů byl zvýšen na šest, jejich celková kapacita je 220 000 µF. Pro napájení byl použit 500W toroidní transformátor.

Napájení zesilovače

Zesilovací zařízení, které má měděné přípojnice příslušné konstrukce, je dobře viditelné. Je přidán malý toroid pro řízený průtok pod kontrolou stejnosměrného ochranného obvodu. V napájecím obvodu je také horní propust. Přes veškerou svou jednoduchost, nutno říci klamavou jednoduchost, desková topologie tohoto zesilovače produkuje zvuk jakoby bez námahy, což zase znamená možnost jeho nekonečného zesílení.

Oscilogramy činnosti zesilovače

3 dB roll-off při 208 kHz

Sinusovka 10 Hz a 100 Hz

Sinusová vlna 1 kHz a 10 kHz

signály 100 kHz a 1 MHz

Obdélníková vlna 10 Hz a 100 Hz

Obdélníková vlna 1 kHz a 10 kHz

Celkový výkon 60 W, symetrické omezení 1 kHz

Je tedy zřejmé, že jednoduchý a vysoce kvalitní design UMZCH není nutně vyroben pomocí integrovaných obvodů - pouze 8 tranzistorů umožňuje dosáhnout slušného zvuku s obvodem, který lze sestavit za půl dne.