Die Herausgeber der Website „Two Schemes“ stellen einen einfachen, aber hochwertigen Niederfrequenzverstärker auf Basis von MOSFET-Transistoren vor. Seine Schaltung dürfte Funkamateuren und Audiophilen gut bekannt sein, da sie bereits etwa 20 Jahre alt ist. Die Schaltung wurde vom berühmten Anthony Holton entwickelt, weshalb sie manchmal auch ULF Holton genannt wird. Die Beschallungsanlage ist leise harmonische Verzerrung, nicht mehr als 0,1 %, bei einer Lastleistung von etwa 100 Watt.
Dieser Verstärker ist eine Alternative zu den beliebten Verstärkern der TDA-Serie und ähnlichen Pop-Verstärkern, da man zu einem etwas höheren Preis einen Verstärker mit deutlich besseren Eigenschaften erhält.
Der große Vorteil des Systems ist sein einfacher Aufbau und die Ausgangsstufe, bestehend aus 2 preiswerten MOS-Transistoren. Der Verstärker kann mit Lautsprechern mit einer Impedanz von 4 und 8 Ohm betrieben werden. Die einzige Anpassung, die während des Startvorgangs vorgenommen werden muss, ist die Einstellung des Ruhestromwerts der Ausgangstransistoren.
Schematische Darstellung von UMZCH Holton
Holton-Verstärker auf MOSFET – Schaltplan Die Schaltung ist ein klassischer zweistufiger Verstärker; sie besteht aus einem Differenzeingangsverstärker und einem symmetrischen Leistungsverstärker, in dem ein Paar Leistungstransistoren arbeitet. Das Systemdiagramm ist oben dargestellt.
Leiterplatte
ULF-Leiterplatte – fertige Ansicht Hier ist das Archiv mit PDF-Dateien Leiterplatte - .
Funktionsprinzip des Verstärkers
Die Transistoren T4 (BC546) und T5 (BC546) arbeiten in einer Differenzverstärkerkonfiguration und sind für die Stromversorgung durch eine Stromquelle ausgelegt, die auf der Basis der Transistoren T7 (BC546), T10 (BC546) und der Widerstände R18 (22 kOhm), R20 aufgebaut ist (680 Ohm) und R12 (22 Räume). Das Eingangssignal wird zwei Filtern zugeführt: einem Tiefpassfilter, bestehend aus den Elementen R6 (470 Ohm) und C6 (1 nf) – es begrenzt die Hochfrequenzkomponenten des Signals und einem Bandpassfilter, bestehend aus C5 (1 μF), R6 und R10 (47 kOhm), begrenzen Signalkomponenten bei infratiefen Frequenzen.
Die Last des Differenzverstärkers sind die Widerstände R2 (4,7 kΩ) und R3 (4,7 kΩ). Die Transistoren T1 (MJE350) und T2 (MJE350) stellen eine weitere Verstärkungsstufe dar und ihre Last sind die Transistoren T8 (MJE340), T9 (MJE340) und T6 (BD139).
Die Kondensatoren C3 (33 pf) und C4 (33 pf) wirken der Anregung des Verstärkers entgegen. Der parallel zu R13 (10 kOhm/1 V) geschaltete Kondensator C8 (10 nf) verbessert das Einschwingverhalten des ULF, was für schnell ansteigende Eingangssignale wichtig ist.
Mit dem Transistor T6 können Sie zusammen mit den Elementen R9 (4,7 Ohm), R15 (680 Ohm), R16 (82 Ohm) und PR1 (5 Ohm) die richtige Polarität der Verstärkerausgangsstufen im Ruhezustand einstellen. Mit einem Potentiometer muss der Ruhestrom der Ausgangstransistoren im Bereich von 90-110 mA eingestellt werden, was einem Spannungsabfall an R8 (0,22 Ohm/5 W) und R17 (0,22 Ohm/5 W) im Bereich von 20-25 entspricht mV. Der Gesamtstromverbrauch im Ruhezustand des Verstärkers sollte etwa 130 mA betragen.
Die Ausgangselemente des Verstärkers sind die MOSFETs T3 (IRFP240) und T11 (IRFP9240). Diese Transistoren sind als Spannungsfolger mit einem großen maximalen Ausgangsstrom installiert, daher müssen die ersten beiden Stufen eine ausreichend große Amplitude für das Ausgangssignal ansteuern.
Die Widerstände R8 und R17 wurden hauptsächlich zur schnellen Messung des Ruhestroms von Leistungsverstärkertransistoren verwendet, ohne die Schaltung zu beeinträchtigen. Sie können aufgrund von Widerstandsunterschieden auch nützlich sein, wenn das System mit einem weiteren Paar Leistungstransistoren erweitert wird offene Kanäle Transistoren.
Die Widerstände R5 (470 Ohm) und R19 (470 Ohm) begrenzen die Ladegeschwindigkeit der Kapazität des Durchgangstransistors und damit den Frequenzbereich des Verstärkers. Die Dioden D1-D2 (BZX85-C12V) schützen leistungsstarke Transistoren. Bei ihnen sollte die Spannung beim Einschalten relativ zu den Netzteilen der Transistoren nicht mehr als 12 V betragen.
Die Verstärkerplatine bietet Platz für die Leistungsfilterkondensatoren C2 (4700 µF/50 V) und C13 (4700 µF/50 V).
Selbstgebauter Transistor ULF auf MOSFET Die Steuerung wird über einen zusätzlichen RC-Filter versorgt, der aus den Elementen R1 (100 Ω/1 V), C1 (220 μF/50 V) und R23 (100 Ω/1 V) und C12 (220 μF/50 V) besteht.
Netzteil für UMZCH
Die Verstärkerschaltung liefert eine Leistung von echten 100 W (effektive Sinuswelle), bei einer Eingangsspannung von rund 600 mV und einem Lastwiderstand von 4 Ohm.
Holton-Verstärker auf einer Tafel mit Details Als Transformator wird ein 200-W-Ringkerntransformator mit einer Spannung von 2x24 V empfohlen. Nach der Gleichrichtung und Glättung sollte eine bipolare Spannungsversorgung der Endstufen im Bereich von +/-33 Volt erreicht werden. Bei dem hier vorgestellten Design handelt es sich um ein Mono-Verstärkermodul mit sehr gute Parameter, aufgebaut auf MOSFET-Transistoren, die als separate Einheit oder als Teil eines verwendet werden können.
Hohe Eingangsimpedanz und geringe Rückkopplung sind das Hauptgeheimnis des warmen Röhrenklangs. Es ist kein Geheimnis, dass die hochwertigsten und teuersten Verstärker, die zur HI-End-Kategorie gehören, aus Röhren hergestellt werden. Lassen Sie uns verstehen, was ein Qualitätsverstärker ist. Ein Niederfrequenz-Leistungsverstärker hat das Recht, als hochwertig bezeichnet zu werden, wenn er die Form des Eingangssignals am Ausgang vollständig wiederholt, ohne es zu verzerren; natürlich ist das Ausgangssignal bereits verstärkt. Im Internet findet man mehrere Schaltungen wirklich hochwertiger Verstärker, die als HI-End einzustufen sind und nicht unbedingt eine Röhrenschaltung benötigen. Zum Erhalten maximale Qualität, benötigen Sie einen Verstärker, dessen Ausgangsstufe in reiner Klasse A arbeitet. Die maximale Linearität der Schaltung sorgt für ein Minimum an Verzerrungen am Ausgang, daher wird bei der Entwicklung hochwertiger Verstärker diesem Faktor besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Röhrenschaltungen sind gut, aber selbst zum Selbstaufbau nicht immer verfügbar, und industrielle Röhren-UMZCHs von Markenherstellern kosten mehrere Tausend bis mehrere Zehntausend US-Dollar – dieser Preis ist für viele sicherlich nicht erschwinglich.
Es stellt sich die Frage: Können ähnliche Ergebnisse mit Transistorschaltungen erzielt werden? Die Antwort finden Sie am Ende des Artikels.
Es gibt eine ganze Reihe linearer und superlinearer Schaltungen für Niederfrequenz-Leistungsverstärker, aber die Schaltung, die heute betrachtet wird, ist eine ultralineare Schaltung Gute Qualität, das auf nur 4 Transistoren implementiert ist. Die Schaltung wurde bereits 1969 vom britischen Audioingenieur John Linsley-Hood entwickelt. Der Autor ist der Schöpfer mehrerer anderer hochwertiger Schaltungen, insbesondere der Klasse A. Einige Experten bezeichnen diesen Verstärker als den hochwertigsten unter den Transistor-ULFs, und davon war ich vor einem Jahr überzeugt.
Die erste Version eines solchen Verstärkers wurde vorgestellt. Ein erfolgreicher Versuch, die Schaltung umzusetzen, zwang mich, mit derselben Schaltung ein zweikanaliges ULF zu erstellen, alles in einem Gehäuse zusammenzubauen und es für den persönlichen Bedarf zu verwenden.
Merkmale des Schemas
Trotz seiner Einfachheit weist das Schema mehrere Merkmale auf. Der ordnungsgemäße Betrieb kann durch falsches Platinenlayout, schlechte Platzierung der Komponenten, falsche Stromversorgung usw. beeinträchtigt werden.
Dabei ist die Stromversorgung ein besonders wichtiger Faktor – ich rate dringend davon ab, diesen Verstärker mit allen Arten von Netzteilen zu betreiben; die beste Option ist eine Batterie oder ein Netzteil mit parallel geschalteter Batterie.
Die Verstärkerleistung beträgt 10 Watt bei einer 16-Volt-Stromversorgung an einer 4-Ohm-Last. Die Schaltung selbst kann für 4-, 8- und 16-Ohm-Köpfe angepasst werden.
Ich habe eine Stereoversion des Verstärkers erstellt, beide Kanäle befinden sich auf derselben Platine.
Der zweite ist für die Ansteuerung der Endstufe gedacht, ich habe KT801 eingebaut (es war ziemlich schwierig, ihn zu bekommen).
In der Ausgangsstufe selbst habe ich leistungsstarke bipolare Rückleitungsschalter installiert – der KT803 erhielt damit zweifellos einen hochwertigen Klang, obwohl ich mit vielen Transistoren experimentiert habe – KT805, 819, 808 – und sogar leistungsstarke Verbundschalter eingebaut habe – KT827 Die Leistung ist viel höher, aber der Klang ist nicht mit dem KT803 zu vergleichen, obwohl dies nur meine subjektive Meinung ist.
Bei einem Eingangskondensator mit einer Kapazität von 0,1-0,33 μF müssen Sie Folienkondensatoren mit minimaler Leckage verwenden, vorzugsweise von namhaften Herstellern, ebenso wie beim Ausgangs-Elektrolytkondensator.
Wenn die Schaltung für eine 4-Ohm-Last ausgelegt ist, sollten Sie die Versorgungsspannung nicht über 16-18 Volt erhöhen.
Auf den Einbau eines Klangreglers habe ich verzichtet, dieser wirkt sich wiederum auch auf den Klang aus, es empfiehlt sich jedoch, parallel zum Eingang und Minus einen 47k-Widerstand zu verbauen.
Das Board selbst ist ein Prototyp-Board. Ich musste lange an der Platine herumbasteln, da die Linienführung der Gleise auch einen gewissen Einfluss auf die Klangqualität insgesamt hatte. Dieser Verstärker verfügt über einen sehr breiten Frequenzbereich von 30 Hz bis 1 MHz.
Die Einrichtung könnte nicht einfacher sein. Dazu müssen Sie einen variablen Widerstand verwenden, um die halbe Versorgungsspannung am Ausgang zu erreichen. Für genauere Einstellungen lohnt sich die Verwendung eines mehrgängigen variablen Widerstands. Wir schließen ein Multimeterkabel an die Minus-Stromversorgung an, das andere an die Ausgangsleitung, d. h. an das Plus des Elektrolyten am Ausgang, und erreichen so durch langsames Drehen der Variablen die Hälfte der Stromversorgung am Ausgang.
Es bestand der Wunsch, einen leistungsstärkeren Klasse-A-Verstärker zusammenzubauen. Eine ausreichende Menge relevanter Literatur gelesen und das Meiste aus dem Angebot ausgewählt haben letzte Version. Es handelte sich um einen 30-W-Verstärker, der in seinen Parametern High-End-Verstärkern entsprach.
Ich hatte nicht vor, an der bestehenden Verkabelung der Original-Leiterplatten Änderungen vorzunehmen, mangels Original-Leistungstransistoren wurde jedoch eine zuverlässigere Ausgangsstufe mit 2SA1943- und 2SC5200-Transistoren gewählt. Durch den Einsatz dieser Transistoren war es letztendlich möglich, dem Verstärker eine höhere Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen. Schematische Darstellung meine Version des Verstärkers unten.
Dies ist ein Bild von Platinen, die nach dieser Schaltung mit Toshiba 2SA1943- und 2SC5200-Transistoren bestückt sind.
Wenn man genau hinschaut, kann man es sehen Leiterplatte Zusammen mit allen Komponenten gibt es Vorspannungswiderstände, es handelt sich um 1-Watt-Kohlenstoffwiderstände. Es stellte sich heraus, dass sie thermostabiler sind. Beim Betrieb eines Hochleistungsverstärkers wird eine große Wärmemenge erzeugt. Daher ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Leistung der elektronischen Komponente beim Erhitzen eine wichtige Voraussetzung für den qualitativ hochwertigen Betrieb des Geräts.
Die zusammengebaute Version des Verstärkers arbeitet mit einem Strom von etwa 1,6 A und einer Spannung von 35 V. Dadurch werden 60 W Dauerleistung an den Transistoren in der Endstufe abgegeben. Ich sollte beachten, dass dies nur ein Drittel der Leistung ist, die sie bewältigen können. Versuchen Sie sich vorzustellen, wie viel Wärme an den Heizkörpern entsteht, wenn diese auf 40 Grad erhitzt werden.
Das Verstärkergehäuse wird in Handarbeit aus Aluminium gefertigt. Oberplatte und Montageplatte 3 mm dick. Der Kühler besteht aus zwei Teilen, seine Gesamtabmessungen betragen 420 x 180 x 35 mm. Befestigungselemente – Schrauben, meist mit versenktem Edelstahlkopf und M5- oder M3-Gewinde. Die Anzahl der Kondensatoren wurde auf sechs erhöht, ihre Gesamtkapazität beträgt 220.000 µF. Zur Stromversorgung kam ein 500 W Ringkerntransformator zum Einsatz.
Verstärker-Stromversorgung
Deutlich zu erkennen ist das Verstärkergerät, das über Kupferschienen entsprechender Bauart verfügt. Für einen kontrollierten Fluss unter der Kontrolle einer Gleichstromschutzschaltung wird ein kleiner Ringkern hinzugefügt. Im Stromversorgungskreis befindet sich außerdem ein Hochpassfilter. Bei aller Einfachheit, man muss sagen: trügerische Einfachheit, erzeugt die Platinentopologie dieses Verstärkers Klang wie ohne Anstrengung, was wiederum die Möglichkeit seiner unendlichen Verstärkung impliziert.
Oszillogramme des Verstärkerbetriebs
3 dB Roll-off bei 208 kHz
Sinuswelle 10 Hz und 100 Hz
Sinuswelle 1 kHz und 10 kHz
100-kHz- und 1-MHz-Signale
Rechteckwelle 10 Hz und 100 Hz
Rechteckwelle 1 kHz und 10 kHz
60 W Gesamtleistung, 1 kHz Symmetrieabschaltung
Somit wird deutlich, dass ein einfaches und hochwertiges Design von UMZCH nicht unbedingt ausreicht integrierte Schaltkreise- Nur 8 Transistoren ermöglichen einen anständigen Klang mit einer Schaltung, die in einem halben Tag zusammengebaut werden kann.
Planen einfacher Verstärker Ton auf Transistoren, das auf zwei leistungsstarken Verbundtransistoren TIP142-TIP147 in der Ausgangsstufe, zwei stromsparenden BC556B im Differenzpfad und einem BD241C in der Signalvorverstärkungsschaltung implementiert ist – insgesamt fünf Transistoren für die gesamte Schaltung! Dieses Design des UMZCH kann frei verwendet werden, beispielsweise als Teil eines Heimmusikcenters oder zum Antrieb eines im Auto oder in einer Disco installierten Subwoofers.
Der Hauptvorteil dieses Audio-Leistungsverstärkers liegt in der einfachen Montage auch für unerfahrene Funkamateure, es ist keine spezielle Konfiguration erforderlich und es gibt keine Probleme bei der Beschaffung von Komponenten zu einem erschwinglichen Preis. Die hier vorgestellte PA-Schaltung weist elektrische Eigenschaften mit hoher Linearität im Betrieb auf Frequenzbereich von 20Hz bis 20000Hz. p>
Bei der Auswahl bzw Eigenproduktion Wenn Sie einen Transformator für die Stromversorgung verwenden, müssen Sie folgenden Faktor berücksichtigen: - Der Transformator muss über eine ausreichende Leistungsreserve verfügen, zum Beispiel: 300 W pro Kanal, bei einer zweikanaligen Version verdoppelt sich die Leistung natürlich . Sie können für jeden einen separaten Transformator verwenden, und wenn Sie eine Stereoversion des Verstärkers verwenden, erhalten Sie im Allgemeinen ein Gerät vom Typ „Dual Mono“, was natürlich die Effizienz der Klangverstärkung erhöht.
Effektive Spannung in Sekundärwicklungen Der Transformator sollte ~34 V Wechselstrom liefern, dann liegt die konstante Spannung nach dem Gleichrichter im Bereich von 48 V bis 50 V. In jedem Netzteilzweig muss eine Sicherung installiert werden, die für einen Betriebsstrom von 6 A bzw. für Stereo bei Betrieb mit einem Netzteil ausgelegt ist - 12 A.
Seit dem 25.08.2012 ist der Datagor-Wal auf Basis des im Artikel besprochenen Prototyps verfügbar!
Nimm es weg auf unserer Messe:
Es kommt oft vor, dass Lötzinn auf Ultraschallfrequenzschaltkreise der Klasse „A“ zurückgreifen, um „diesen tollen Klang“ zu erzielen, seien es die klassischen Verstärker von John Linsley-Hood, Nelson Pass oder viele Optionen aus dem Internet, wie zum Beispiel unsere.
Leider berücksichtigen nicht alle Heimwerker, dass Verstärker der Klasse „A“ die Verwendung einer Stromquelle mit sehr hoher Leistung erfordern niedriges Niveau Pulsationen. Und das führt zu einem unbesiegbaren Hintergrund und anschließender Enttäuschung.
Der Hintergrund ist eine unangenehme Sache, fast metaphysisch. Es gibt zu viele Gründe und Mechanismen für das Auftreten. Es werden auch viele Methoden zur Bekämpfung beschrieben: von der korrekten Verlegung der Leitungen bis zum Wechsel der Stromkreise.
Heute möchte ich mich mit dem Thema „Konditionierung“ der Ultraschall-Stromversorgung befassen. Lasst uns die Pulsationen vernichten!
Der von uns vorgestellte Stereo-Vorverstärker besteht aus einem Lautstärkeregler mit Pufferstufen ohne gemeinsame Rückkopplung an Transistoren, die eine hohe Linearität aufweisen und nach subjektiver Einschätzung besser klingen als Pufferstufen an Operationsverstärkern.
Es ist für den Einsatz mit hochwertigen Audio-Leistungsverstärkern vorgesehen, die aus Röhren, Transistoren oder Mikroschaltungen bestehen.
Im Vorverstärker verwendete transistorsymmetrische Pufferstufen können in anderen Designs verwendet werden – Mischern, Tonblöcken, Korrektoren und anderen Geräten.
Der Vorverstärker besteht hauptsächlich aus oberflächenmontierbaren Komponenten und ist das dritte vom Autor vorgestellte Projekt.
„Es ist schon eine Weile her, seit ich Dame gelernt habe …“ Oder besser gesagt, ich wollte sagen, dass ich schon lange keine Transistorverstärker mehr zusammengebaut habe. Alles Lampen, ja Lampen, wissen Sie. Und dann habe ich dank unseres freundlichen Teams und unserer Beteiligung ein paar Bretter zum Zusammenbau gekauft. Zahlungen erfolgen getrennt.
Die Zahlungen kamen schnell an. Igor (Datagor) schickte umgehend Unterlagen mit einem Diagramm, einer Beschreibung des Zusammenbaus und der Konfiguration des Verstärkers. Der Bausatz ist für jeden geeignet, das Schema ist klassisch, bewährt. Aber ich wurde von der Gier überwältigt. 4,5 Watt pro Kanal werden nicht ausreichen. Ich möchte mindestens 10 W, und zwar nicht, weil ich laut Musik höre (bei meiner Akustikempfindlichkeit von 90 dB reichen 2 W), sondern... damit es so ist.
Reis. 1. Puffermontage
Hallo Freunde! Habt alle schöne Sommertage!
Ich habe die Platine für den Puffer aus meinem Datagor-Artikel entworfen und getestet.
Alle Teile sind auf einer 55x66 mm großen Leiterplatte aus einseitiger 2 mm dicker Glasfaserfolie untergebracht.
Ein großes Hallo an die Datagorianer!
Mein erster lokaler Artikel beschreibt ein Gerät, mit dem Sie die Stromverstärkung von Bipolartransistoren verschiedener Leistungen beider Strukturen mit Emitterstromwerten von 2 mA bis 950 mA bestimmen können.
In einem bestimmten Stadium des Verständnisses des Themas Verstärkerbau wurde mir klar, dass es unmöglich ist, eine qualitativ hochwertige Wiedergabe von Gegentaktverstärkerschaltungen zu erreichen, ohne die paarweise Transistoren sorgfältig auszuwählen. Push-Pull setzt zunächst eine gewisse Symmetrie der Arme voraus, daher lohnt es sich, Transistoren erst dann in die Verstärkeranordnung einzubauen, wenn bekannt ist, welche Parameter die Transistoren haben, die man in den Händen hält.
Dies war der Ausgangspunkt. Darüber hinaus stellen die Autoren vieler Schaltungen Anforderungen an die Parameter der in der Schaltung verbauten Transistoren, insbesondere an deren Fähigkeit, das Signal zu verstärken.
Und schließlich interessierte mich das Problem, den optimalen Anfangsstrom des Transistors zu wählen, um das Gerät in einen Modus zu versetzen, der eine maximale Linearität seines Betriebs gewährleistet.
Eigentlich stellte sich die Frage: Welche Parameter und wie werden sie gemessen?
Hallo, liebe Leser!
Dieses kleine Aber nützliche Ergänzung Ich führe das angesprochene Thema fort. Um die Notwendigkeit eines Koppelkondensators am Ausgang der Pufferstufe zu vermeiden, ist die bipolare Stromversorgung unseres Geräts von Interesse (Abb. 1).
Reis. 1. Schema einer Pufferstufe mit bipolarer Stromversorgung
Der Einfachheit halber ist ein Kanal dargestellt und die Filterkondensatoren entlang der Stromkreise sind nicht dargestellt.
Offset zur Einstellung der Betriebsart der Pufferstufe gem Gleichstrom bereitgestellt durch eine Spannungsquelle an den Elementen HL1, R3, C2, C3, R2.
Gestern, 17:35 geändert Datagor. Ergänzungen der Begleiter
