Схема вхідного каскаду унч на германієвих транзисторах. Германієві транзистори. Класи роботи звукових підсилювачів

Замість епіграфу:
- І хто ж таку фігню нагородив? Руки б цьому винахіднику відірвати по самі…
- Так, твоя ж робота! Чи не впізнав?
- Яли-пали, млинець!
Один із варіантів старого жарту

Напевно, багато датагорців, якщо не всі, дивилися в дитинстві мультик «Ну, постривай». У тому числі дев'ятий випуск, де вовк намагався зіграти на електрогітарі.

Ну, якщо справа відбувалася у шкільному чи клубному ВІА (рок-групі чи ще якійсь самодіяльності), було звичайно простіше. Який апарат там був. А якщо вдома?

Я колись мало відрізнявся від багатьох інших. "Втикав" гітару в магнітофон, радіолу "Урал-112" (шкода, гітара була не "Урал"), підсилювач від якоїсь іншої лампової радіоли, вставлений в самопальний корпус, у усилки, спаяні за схемами з журналів. Шукав деталі, мучився з доведенням схем до ладу.

Зараз завдання трохи спростилося, і за наявності в кишені потрібної суми грошових знаків можна в будь-якому обласному центрі знайти в музичному магазині необхідний девайс. Від недорогого, «невідомого китайського походження» до фірми з ціною від літака. Ну або гібрид, тобто виробництво (іноді і якість) - Китай, а зовнішній вигляд та навороти як у фірми. Ціна також.

Та й з самостійним виготовленнямначебто простіше стало. Схему в інеті можна знайти будь-якої якості та складності. З радіодеталями особливих проблем немає, принаймні в магазинах тих самих обласних центрів (за наявності грошових знаків, звичайно). А щось із колишнього дефіциту іноді безкоштовно валяється під ногами.

Ось вирішив я розповісти про підсилювача, яким користуюсь зараз у домашніх умовах. Про підсилювач, зроблений практично з підніжного матеріалу. Причому такого, що вже наприкінці XX століття вважався безнадійно застарілим, я вже не говорю про початок XXI, коли все робилося. До того ж, зовсім не для гітарних цілей.

Можливо, когось досвідченішого у розробці та будівництві підсилювачів ця стаття й посмішить. Хтось вважає її «інструкцією про те, як робити не потрібно». Але краще почну по порядку. Тобто здалеку.

Нове життя старої плати

Прихопив із собою про всяк випадок, інакше все одно викинули б. Блок виявився цілком робочим. Малював по платі схему. Вийшло щось таке:

Правда в ході встановлення робочої точки, підстроювальний резистор R1 (той, що був на платі, при вимірі показав 20 Ом) розсипався. І донедавна періодично замінювався то на перемичку, то на інші не менш рідкі підбудовники, то на постійний резистор. Зараз поставив підстроєчник, випаяний з уламків якогось ксероксу. Поки що тримається.

Як з'ясувалося згодом – дуже популярна у радянських виробників магнітофонів схема. Довгий час з незначними змінами застосовувалась у різних бобінниках, і навіть у перших касетниках.
Ось приклад схеми, знайдений у журналі «Радіо». Те саме, тільки з емітерним повторювачем на вході. І інші транзистори на кінці. І підключалося все це до універсального лампового підсилювача.

Version 1.0 або «Радіогубителі - народному господарству»

Нашвидкуруч виготовив блок живлення і мікрофонний підсилювач із запчастин, що знайшлися вдома. Запхав все це в непотрібний корпус від блоку АВУ, знайдений на тому самому складі. Корпус плоский, багато місця не займає та й на стіну можна повісити. Підключив до цього знайдений у запасах мікрофон «М-ТГУ», який лежав без діла через неважливу частотну характеристику. Зате цей мікрофон має вбудовану кнопку, що не натиснутому положенні замикає вхід на землю.

Мікрофон "М-ТГУ"

У зал повісили абонентський гучномовець (радіоточку) без узгоджуючого трансформатора та регулятора гучності. Як роз'єм для підключення гучномовця до усилку були використані гвинтові затискачі, знайомі багатьом з шкільних лабораторних робіт з фізики. Рознімання знайдені на тому ж складі, що вони там робили досі не зрозумію.

Пристрій хоч і трохи шумів і в міру фону, з поставленим завданням впорався. А потім в одному із селищ району під час ліквідації спадщини комунізму демонтували трансляційну радіомережу. І на місце мого виробу було встановлено вивезений звідти трансляційний підсилювач. Звичайно, пахне стріляниною з гармати по горобцях, але з начальством не посперечаєшся. З іншого боку, у трансляційника є запас за потужністю, а мій двоватний (за результатами пізніших вимірів) підсилок працював майже на межі, навіть у тій невеликій залі.

Version 1.1 або «Дай вам Боже, що нам негідно»

У принципі два чесних радянських Ватта (півтора на навантаженні 8 Ом), подані на не менш чесну, навіть не обов'язково радянську, акустику - потужність цілком достатня, щоб у звичайній, не дуже великій кімнаті, з достатньою гучністю підігрувати акустичній гітарі і не забивати. вокаліста», якщо такою буде.
А з урахуванням звукоізоляції наших квартир та сусідів можна неслабо порадувати.

Звичайний частотний діапазон підсилювачів більшості магнітофонів навіть дещо ширший, ніж потрібно для гітари. Але я на той момент ще не був ознайомлений з думкою «знавців» щодо його додаткового штучного звуження (звідки вони в нашій, тоді ще безінтернетній, глушині?) До того ж апарат призначався не для концертів з оркестрами та записів на студіях. І вже точно не для того, щоб мірятися з фірмою.

Back In The USSR, або Ретро руліт

Не знаю, що мені тоді на думку спало, але вирішив збирати перед «у тих самих традиціях» як і РОЗУМ. Тобто на германієвих транзисторах. Швидше за все тому, що вони були в мене, і діти їх не було куди. Ну і щоб із харчуванням не чаклувати - кремнієвих p-n-p транзисторівЗамало в запасах було, як і мікросхем. Та й не бачив сенсу пхати ОУ туди, де можна обійтися двома-трьома транзисторами.

Інтернету тоді в нашій глушині ще не було, а аудіофільську легенду про те, що германій звучить краще за кремній я дізнався саме з мережі, років через сім.

До аудіофілів я не належу (ставлюся з повагою до тих з них, хто сам робить собі апарат і не робить зі свого захоплення релігії), і весь мій досвід «прослуховування класики з вінілу через лампу» зводиться до «антропівських» платівок із класикою рок- н ролла на радіолі "Урал-112".

Нехай нікого не бентежить цифра 1 на початку номера цієї радіоли, за характеристиками звукового тракту, апарат навряд чи тягнув на третій клас навіть за параметрами свого часу.

Решту класики (радянської та зарубіжної попси та року) довгий час слухав, хоч і на суто германієвому магнітофоні «Сніжети-202», але із записаних де вийде бобін. Дуже сумніваюся, що відчув би різницю, якби крутив їх хоч через хайфай, хоч через хайенд.
Тому не знаю, наскільки вони мають рацію щодо звуку германію. А ось надійність електронної частини старих магнітофонів, програвачів та приймачів, багато з яких зберегли працездатність до наших днів, каже сама за себе. Ось і вирішив «струсити старовиною» або «перетрусити старовину» чи …

Спочатку визначився з вимогами:
1. Підсилювач робиться для чистого, наскільки це можливо, звуку. Усі ефекти - у вигляді окремих примочок. Тому має бути по можливості лінійним.

2. Вхідний опір має бути досить високим, щоб не садити «верха» гітарного сигналу та не «заважати» роботі регулятора тембру у разі прямого підключення.

3. Кілька входів із різною чутливістю. Мікрофон (0,3 мВ), гітара (10 мВ, для старого радянського інструменту – саме те) та лінійний вхід (0.5 В).

Підсилювач іноді планувалося застосовувати як контрольний, для перевірки проходження сигналу, при ремонті інших підсилювачів або ще якоїсь звукової техніки, тому наявність таких входів не завадить.

А сигнал з лінійного входу бажано було б змішувати з гітарним, для підключення, наприклад, магнітофона із записом «акомпаніменту» або саморобного «ритм-боксу» (саме так - у лапках, якщо колись наважуся викласти опис конструкції, то тільки для сміху).

Після розкопок у завалах папірців, журналів та ксерокопій було зібрано таку схему:

Спочатку схема преда, наскільки пам'ятаю, була змальована з якогось аматорського магнітофона. Має вхідний опір близько 3 КОМ, при «мікрофонної» чутливості та запас за рівнем вихідного сигналу, що дозволяє підключити її безпосередньо до підсилювача потужності.

Для гітарного входу чутливість була знижена послідовно включенням входу резистора на 100 кОм. Не найкраща ідея, згоден, хоч і застосовувалася у промислових усилках. Але при мінімумі деталей вдалося отримати перед, з двома входами різної чутливості.
Тим більше, одночасне використання цих входів не планувалося.

Інші варіанти теж розглядалися, але польових транзисторів під рукою не було, а городити на вхід з мікрофонною чутливістю емітерний повторювач, якось не хотілося.

З виходу сигнал йшов через найпростіший пасивний мікшер, де можна було змішати з сигналом лінійного входу, на вхід підсилювача потужності.

Все було зібрано у тому ж корпусі від АВУ:

І виріб було віддано на розтерзання гітаристам-початківцям, на інший кінець області, де успішно використовувалося кілька років для діставання сусідів.

Там була виявлена ​​одна «незадокументована можливість». При підключенні гітари до мікрофонного входу, на виході виходив «моторошний брудний перевантаження», який використовувався для освоєння рифів груп, типу популярного тоді «Лінкінпарку» або нестаріючої «Арії».
Хоча підозрюю, що від звуку того «дисторшнена» навіть панки довго б плювалися і матюкалися.

Version 1.2 або «Хотілося якнайкраще…»

Девайс знову дістався мені і використовувався за прямим призначенням у вільний від роботи час. Тобто у перервах між сезонами, вахтами тощо.

І коли утворилося трохи більше вільного часу, вирішив піддати підсилювач черговій переробці. Ще трохи знизити шум попереднього підсилювача, який прослуховувався максимальної гучності. Ну і фон харчування побороти, який хоч і не надто напружував, але був.

Для початку переробив блок живлення:

Колишній БП був найпростішим і складався з трансу, діодного мосту та конденсатора на 2000 мкф.

Потім вніс деякі зміни до схеми підсилювача. Замінив транзистори на менш галасливі та підігнав режими. Боюся, що відповідно до прислів'я про «примусь дурня богу молитися». Крім тестера, вух та гітари жодних вимірювальних приладів на той момент під рукою не було. Орієнтувався на слух зменшення рівня шуму, відсутність чутних спотворень і збереження посилення блоку в межах допустимого.

Схема стала виглядати так:

Схема мікшера кривувата, але він робився, щоб звести до мінімуму ослаблення сигналу, та забезпечити мінімально можливий вплив регуляторів один на одного. Обидві цілі в принципі виявилися досягнутими.

У той час підсилювач використовувався з китайською «типу трисмугової» колонкою від активної АС, що погоріла. Вона засвітилася на фото в одній із колишніх статей. Незважаючи на корпус з ДВП (оргаліт або «картонка», не плутати з ДСП) з давно відвалилися і втраченими розпірками і три різнокаліберні динаміки, включені із заводу в паралель без будь-яких фільтрів, звук мені подобався. Але та колонка була не моя і згодом була повернута власнику.

Тепер звук видає ще негітарніша колонка від старого програвача, з одним динаміком 8ГДШ-2 (4 Ома).

Повністю згоден із відгуком про подібні АС в одній датагорській статті. Звичайно, від такого акустичного оформлення чудес чекати не варто.
Так що якщо вдасться роздобути більш відповідний динамік, або ще одну або три 8ГДШ-2/4ГД-35 (що менш реально), подумуватиму про виготовлення нової колонки. Хоч Останнім часомгрупові випромінювачі у гітарній акустиці начебто не вітаються. Як втім і в звичайних АС «для музики», хоча саме там використовуються.
А поки що для дому цілком і ця зійде.

Якось заради інтересу підключав до цього підсилювача різні колонки, що опинилися під рукою: 10МАС-1, 15АС-220, непізнані, від музичних центрів, так що в плані акустики простір для експериментів завжди залишається.
Підсилювач звучав цілком нормально. Свої чесні два Ватта видавав. Фон майже не прослуховувався. Шум вхідного каскаду хоч і був чутний на максимальній гучності, але на слух був порівняний із рівнем шуму багатьох магнітофонів другого-третього класу. Загалом, звук мене влаштовував, поки не звільнився час для чергового нападу експериментаторства.

Колишні робив поспіхом, коли на вузол зв'язку заїхали на пару днів налаштовувачі «з центру» з генератором і осцилографом. Навіщо залишався після роботи, нашвидкуруч розкидавши своє «господарство» на підвіконні.

Дані в загальних рисахпідтвердились. Натомість випливло те, чого не помітив тоді – помітна асиметрія вихідного сигналу. Конденсаторна розв'язка входу звукової карти виключає вплив постійної складової (наприклад, при несправному конденсаторі на виході РОЗУМ), навіть якщо присутня постійна. Так що цей варіант, що найчастіше зустрічається, довелося відкинути відразу.

«Під час перевірки» з'ясувалося, що передконечний транзистор у верхньому плечі (МП40А) має коефіцієнт посилення майже вдвічі менший, ніж аналогічний транзистор нижнього плеча (МП37А).

Я, звичайно, розумію, що в ті часи план гнати треба було, не звертаючи уваги на дрібниці. І що третій клас далеко не фонтан Хайфа я теж знав. Тільки не підозрював, що все так запущено. Звичайно, «відхід» параметрів від «давнини» з рахунків скидати не варто, але не так само. До того ж частіше зустрічав навпаки – у n-p-n транзисторів.

У всій радіоаматорській літературі тих часів писалося про попарний вибір транзисторів для плечей двотактних РОЗУМ. Навіть якщо вони робляться для кишенькових приймачів. Хоча любителю зазвичай підбирати було особливо нема з чого - що знайшов те й поставив, аби тільки по харчуванню проходило.

Звук видає – вже добре. А крім власних вух якість звучання все одно перевіряти нема чим. Осцилограф? Та де ж його взяти? Тому і генератор не має сенсу збирати. Форму сигналу все одно дивитися нема на чому. Градуювати шкалу регулятора частоти теж.
Хіба що використовувати той генератор як пробник, для відстеження сигналу та вимірювання рівнів.

Сам для цієї мети колись користувався дитячими клавішами «Фаемі», не особливо морочаючись прямокутною формою сигналу та частотами, відмінними від загальноприйнятих. Якщо це і впливало на точність вимірювань, думаю, що не набагато більше, ніж вхідний опір тестера «Ц20-05» на межах менше 1 Вольта.

Промисловість над цим питанням теж не особливо морочилася, незважаючи на можливість підбору деталей та наявність вимірювальних приладів, про які любитель тільки мріяти міг (багато хто досі продовжує мріяти).

Перевіряти кінцеві транзистори П214А не став, щоб ще більше не засмучуватися, тим більше, що їхній «стратегічний запас» залишився на іншому кінці області.

Порадувало, що заміною МП40А на МП42Б з ближчими до МП37А характеристиками та підбором емітерного резистора на «тридцять сьомому» (R12) вирівняти синус більш-менш вдалося.

До речі, описані вище спотворення практично непомітні для мого нерозбещеного хайфаєм слуху. А ось найменші спотворення «плавності» синусоїди (злами тощо) помітно додають у звук «бруду».

До появи осцилографа довелося довго битися з одним усилком, правий канал якого відчутно "фузил". Особливо помітно було при відтворенні музики з величезним переважанням акустичних інструментів і чистого звуку. На всіляких «перевантажених» стилях це було не так чутно. Для більш точної оцінки на вхід підключалася гітара і звук двох струн, що одночасно звучали, був явно бруднуватим (колись часто використовував такий «двочастотний генератор» для оцінки спотворень на слух).

Осцилограф відразу показав наявність спотворення типу «сходинка». Якщо точніше, там була навіть не сходинка, а лише натяк на неї через несправний підстроювальний резистор.

Оскільки апарат все одно був розібраний, вирішив ще трохи поекспериментувати, перевірити одну давню думку.

Version 1.3 або «Поки що, начебто, все»

Уточнив вимоги до оновленої схеми:
1) Германієві транзистори.
2) Чутливість 10 мВ.
3) Виходячи з попереднього пункту та чутливості РОЗУМ - посилення за напругою в 10 разів.
4) Вхідний опір - максимальне, яке вдасться вичавити.
В принципі, нічого нездійсненного.

Потрібно зазначити, що в журналах та іншій свіжовиданій літературі того часу вже на повну правилу бал кремній та ІМС + ОУ. Схеми на МП і ГТ зустрічалися все рідше, звичайно в різних виданнях на кшталт «На допомогу радіокухоль» і в розділі для початківців журналу «Радіо». Хоча і звідти вже почали витісняти руді КТ315.

Більшість германієвих схем з тих джерел були набагато складніші за ті, що використовувалися для опису роботи підсилювального каскаду (два резистори і два конденсатори на один транзистор). Часто без вказівки режимів транзисторів, рекомендацій щодо налаштування та деяких не менш важливих характеристик блоків. У принципі, для початківця важливішим є сам факт роботи перших зібраних схем. Коли з'явиться досвід, можна і зайнятися поліпшеннями.

Повторюся, що не бачив нічого особливо складного у пошуку відповідної схеми. Тим більше було на прикметі кілька придатних на перший погляд.

Четвертий пункт цілком вирішується емітерним повторювачем на вході. За такого рівня вхідного сигналу я вже не проти його застосування. Третій пункт забезпечить практично будь-який транзисторний каскад за схемою із загальним емітером, навіть без особливих труднощів із підбором транзистора за коефіцієнтом посилення.

Загалом узявся за справу і… почалося!

Ледве не написав купу тексту про хід робіт і подолання труднощів, що виникли, вхідно-вихідні опори, режими та інше узгодження каскадів. Але потім подумав і вирішив – а кому воно треба? Досвідчені радіоаматори через це колись проходили, тому й так знають. А для початківців багато не дуже зв'язного тексту від чайника, з елементами „алхімії“, теж не матиме особливої ​​практичної цінності. Та й за розміром тягне на окрему статтю, яка може і буде колись написана. Якщо не мною, то камрадом, який краще знає „матчастину“.

Залишу тільки один і так багатьом відомий висновок: до вибору розділових (та й решти) конденсаторів потрібно підходити якнайретельніше. Я не про те, щоб використовувати виключно аудіофільські конденсатори з ціною «на дуже великого любителя».
Я про те, що відповідність ємності значенню, вказаному на корпусі (і потрібному для схеми) і витік у тих, що збираєшся паяти в схему, потрібно перевіряти. Інакше раптом може з'ясуватися, що транзистор якогось каскаду найкраще працює, якщо забрати ланцюги зміщення. Або ні з того ні з сього «захрумтять» абсолютно нові регулятори. Або варто замінити конденсатор і ретельно підігнані режими по постійному струму, а іноді і по змінному, підуть урознос.

Загалом результатом усіх моїх «танців з бубном» стала ось така схема.

Спочатку хотів встановити регулятор гучності між каскадами замість R4. Тому і вибрав двокаскадну схему із конденсаторною розв'язкою. Тільки відповідного змінного резистора не знайшлося, так що це поки що в планах.

Випробування показали, що показники майже відповідають початковим вимогам.
Шуми при замкнутому вході пішли кудись до краю чутності. Вихідного сигналу вистачило для розгойдування РОЗУМ, навіть з урахуванням падіння на мікшері. Звук також цілком влаштував.

Справа залишилася за малим – зібрати блок на платі, встановити у корпус і буде мені щастя. Стара платабула зроблена вже звичним для простих схем«недрукованим монтажем»:

Чомусь цього разу вирішив зробити нормальну (наскільки можливо) печатку. Напевно, тому що потрібний шматок фольгованого текстоліту знайшов. Нашвидкуруч накидав на папері розташування отворів та доріжок. Намітив на фользі отвори, просвердлив, намалював доріжки, протруїв, упаяв деталі. Вийшло якось так:

Далася взнаки погана звичка, наскільки можливо ущільнювати монтаж. Як би додаткові блоки в заводські вироби давно не «врізаю». Дитячі мрії про щось радіокероване і літаюче в тому самому дитинстві і залишилися. А все намагаюся зробити плату якнайменше. Хоч і не треба, начебто.

Плюс друга не менш погана звичка: ніяк не можу змусити себе обрізати висновки деталей «найдалі нікуди». Занадто часто свого часу доводилося їх нарощувати у деталей, випаяних із заводських, зроблених за всіма правилами, плат.

Дещо допрацював блок живлення, з урахуванням вищої напруги живлення нового ПУ:

Під час остаточного складання перепаяв розведення міжблочних з'єднань. Колишня робилася здебільшого поспіхом і містила купу зайвих проводів, у яких сам розібрався не відразу. Фон із колонки і до цього можна було почути лише у повній тиші. Отже, не знаю, чи сильно вплинула нова розводка (зокрема «землі») на рівень фону/шуму.

Ось так все виглядає зсередини:

Цікаві експерименти над фінальною версією

Синусоїда з вбудованого в "аналайзер" генератора. Сигнал на виході генератора (лінійному виході зовнішньої звукової карти):

Сигнал на навантаженні РОЗУМ (Uвих близько до максимального):

У принципі, нічого непередбачуваного. Надпоказників від цього виробу я й не очікував. Помітного спотворення форми немає - і добре. Хіба що з блоком живлення можна ще «зачарувати».

Для перевірок під час робіт використовувався самопальний генератор, спаяний нашвидкуруч. Він видавав трохи оптимістичнішу картину:

На відміну від картинок вище, тут використовувалася вбудована звукова карта. Вищий рівень шумів помітний відразу. А висновки щодо її використання напрошуються самі по собі. Щоправда, до теми статті це не стосується.

А так виглядає прямокутний сигнал, точніше, сигнал з виходу описаного в моїй недавній статті інструменту «Фаемі».

Для перевірки використовували зовнішню звукову карту. Що робить із сигналом вбудована, показувати не буду, щоб нікого не налякати.
Теж нічого несподіваного. Обрізка по «низах» та «верхах». Для повноти картини можна було б і АЧХ зняти лише навіщо. Підсилювач не для хайфая робився, а під гітару.

Висновок

Злі мови стверджують, що гітари в тій країні, якій уже років двадцять із чимось як ні, робили для чого завгодно, окрім музики.
І грають на такому... тільки лузери та злидні, нездатні купити щось правильніше.

Може вони в чомусь і мають рацію, тільки я думаю, що навіть найкрутіший і фірмовий інструмент навряд чи зробить із мене крутого музиканта. А для себе побрехати або для друзів - з цим завданням і мої інструменти справляються. Тим більше, за ті роки, що ними користуюся, і по руці підігнав, і руки звикли. Звук однієї з моїх «балалайок» я вже викладав у колишніх статтях.

Якщо хтось із шановних датагорців виявить у схемах та тексті ляпи чи втрачені мною можливості покращення – покажіть пальцем, будь ласка. Одужаємо!
Найрозумніша порада – «викинути все це старе нафік і паяти на мікросхемах чи лампах» буде розглянуто, але навряд чи буде прийнято до виконання. Хіба що при створенні зовсім іншої конструкції.

P.S.

Типові помилки при конструюванні германієвих підсилювачів, що виникають через бажання, отримати від підсилювача широку смугу пропускання, малі спотворення і т.д.
Наводжу схему мого першого германієвого підсилювача, спроектованого мною 2000р.
Хоча схема цілком працездатна, її звукові якостізалишають бажати кращого.

Практика показала, що застосування диференціальних каскадів, генераторів струму, каскадів з динамічним навантаженням, струмових дзеркал та інших хитрощів з ООС не завжди призводять до бажаного результату, а іноді просто ведуть у глухий кут.
Найкращі практичні результати для отримання високої якостізвучання, дає застосування однотактних каскадів перед. посилення та використання міжкаскадних узгоджувальних трансформаторів.
До вашої уваги представлений германієвий підсилювач з вихідною потужністю 60 Вт, на навантаженні 8 Ом. Вихідні транзистори використовуються підсилювачі П210А, П210Ш. Лінійність 20-16000Гц.
Суб'єктивної нестачі високих частот практично не відчувається.
При навантаженні 4ом підсилювач видає 100Вт.

Схема підсилювача на транзисторах П-210.

Підсилювач живиться від не стабілізованого, блоку живлення з вихідною, двополярною напругою +40 і -40 вольт.
На кожен канал застосовується окремий міст з діодів Д305, які встановлюються на невеликі радіатори.
Конденсатори фільтра бажано застосовувати не менше 10000мк у плече.
Дані силового трансформатора:
-Залізо 40 на 80. Первинна обмотка містить 410 віт. дроти 0,68. Вторинна по 59 віт. дроти 1,25, намотаних чотири рази (дві обмотки - верхнє і нижнє плече одного каналу підсилювача, дві - другого каналу, що залишилися)
.Додатково по силовому трансформатору:
залізо ш 40 на 80 від блока живлення телевізора КВК. Після первинної обмотки встановлюється екран із мідної фольги. Один незамкнений виток. До нього припаюється висновок, який потім заземляється.
Можна використовувати будь-яке, що підходить за перерізом залізо.
Узгоджувальний трансформатор виконаний на залізі Ш20 на 40.
Первинна обмотка розділена на дві частини та містить 480 віт.
Вторинна обмоткамістить 72 витки і мотається в два дроти одночасно.
Спочатку намотується 240 віт первички, потім вторинка, потім знову 240 віт первинки.
Діаметр дроту первинки 0,355 мм, вторинки 0,63 мм.
Трансформатор збирається в стик, зазор - прокладка кабельного паперу приблизно 0,25 мм.
Резистор 120 Ом увімкнений для гарантованої відсутності самозбудження при відключеному навантаженні.
Ланцюжки 250 Ом +2 по 4.7 Ом, служать подачі початкового зміщення на бази вихідних транзисторів.
За допомогою підстроювальних резисторів 4,7 Ом, встановлюється струм спокою 100ма. На резисторах в емітерах вихідних транзисторів 0,47 Ом, має бути напруга, величиною 47 мв.
Вихідні транзистори П210 повинні бути при цьому практично ледь теплі.
Для точної установки нульового потенціалу резистори 250 Ом повинні бути точно підібрані (в реальній конструкції складаються з чотирьох резисторів по 1 кОм 2вт).
Для плавної установки струму спокою використовуються підстроювальні резистори R18, R19 типу СП5-3В 4,7 Ом 5%.
Зовнішній виглядпідсилювач ззаду, зображений на фотографії нижче.

Чи можна дізнатися Ваші враження від звучання цього варіанта підсилювача, порівняно з попереднім безтрансформаторним варіантом на П213-217?

Ще більш насичене соковите звучання. Особливо підкреслю якість басу. Прослуховування проводилося з відкритою акустикою на динаміках 2А12.

- Жан, а все-таки чому саме П215 та П210, а не ГТ806/813 у схемі стоять?

Уважно подивіться параметри та характеристики всіх цих транзисторів, я думаю Ви все зрозумієте, і питання відпаде саме собою.
Виразно усвідомлюю бажання багатьох зробити германієвий підсилювач більш широкосмуговим. Але реальність така, що для звукових цілей багато високочастотних германієвих транзистори не зовсім підходять. З вітчизняних можу рекомендувати П201, П202, П203, П4, 1Т403, ГТ402, ГТ404, ГТ703, ГТ705, П213-П217, П208, П210. Метод розширення смуги пропускання - застосування схем із загальною базою або використання імпортних транзисторів.
Застосування схем з трансформаторами дозволило досягти відмінних результатів і на кремнії. Розроблено підсилювач на 2N3055.
Поділюсь найближчим часом.

- А що там із "0" на виході? При струмі 100 мА важко віриться, що його вдасться утримати в процесі роботи у прийнятних +-0.1 ст.
В аналогічних схемах 30-річної давності (схема Григор'єва), це вирішується або "віртуальною" середньою точкою або електролітом:

Підсилювач Григор'єва.

Нульовий потенціал утримується у вказаній Вами межі. Струм спокою цілком можна робити і 50ма. Контролюється за осцилографом до зникнення сходинки. Більше немає потреби. Далі, всі ОУ легко працюють на навантаження 2ком. Тому особливих проблем узгодження із CD немає.
Деякі високочастотні германієві транзистори вимагають уваги та додаткового вивчення їх у звукових схемах. 1Т901А, 1Т906А, 1Т905А, П605-П608, 1ТС609, 1Т321. Пробуйте, напрацьовуєте досвід.
Іноді відбувалися раптові відмови транзисторів 1Т806, 1Т813, тому можу рекомендувати їх обережно.
Їм треба ставити "швидкий" захист по струму, розрахований на струм більший максимального в даній схемі. Щоб не було спрацьовування захисту у нормальному режимі. Тоді вони працюють дуже надійно.
Додам свою версію схеми Григор'єва

Версія схеми підсилювача Григор'єва.

Підбором резистори з бази вхідного транзистора встановлюється половина напруги живлення в точці з'єднання резисторів 10ом. Підбором резистора паралельно діоду 1N4148 встановлюється струм спокою.

- 1. У мене в довідниках Д305 унормовані на 50в. Чи може безпечніше застосувати Д304? Думаю 5А – достатньо.
- 2. Вкажіть реальні h21 для приладів встановлених у цьому макеті або їх мінімально потрібні значення.

Ви абсолютно праві. Якщо немає потреби у великій потужності. На кожному діоді напруга становить близько 30 В, тому проблем з надійністю не виникає. Застосовано транзистори з наступними параметрами; П210 h21-40, П215 h21-100, ГТ402Г h21-200.

Переситившись конструкціями на лампах і сучасних компонентах останнім часом у ностальгійному пориві є конструкціями на германієвих транзисторах.

Начитавшись на форумах, що, мовляв, через недосконалість технології виробництва їх параметри згодом сильно деградують, для перевірки своїх запасів навіть придбав промисловий вимірювач параметрів транзисторів та малопотужних діодів Л2-54.

Протестував понад сотню різних екземплярів транзисторів і можу із задоволенням відзначити, що жоден не забракував – усі як мінімум із півторакратним (а найчастіше з 2-3 кратним) запасом відповідають довідковим даним. Так що зовсім не гріх їх працевлаштувати, тим більше, що в мою юність багато хто з них був таким же бажаним, як і недоступним.

І починаємо традиційно – з будівлі УНЧ.

Цілий ряд популярних і донині радіоаматорських приймачів, наприклад, виконані на германієвих транзисторах і розраховані на роботу на дефіцитні нині високоомні навушники. Рекомендовані там для підвищення вихідної потужності прості емітерні повторювачі здатні забезпечити більш-менш пристойне звучання лише на зв'язкові низькоомні навушники (100-600 Ом) або низькоомне навантаження (4-16 Ом) сучасні навушникиабо динамік), що підключається через трансформатор з Ктр не менше 1/5 (1/25 по опору) і все одно при малих рівнях сильно дається взнаки спотворення типу сходинка. Можна, звичайно, спробувати притулити туди сучасні УНЧ на ІМС, але вони потребують плюсового харчування. Можна піти ще далі і перевести конструкції на сучасні транзистори, але… губиться «родзинка», смак часу — «ностальжі», тож це не наш шлях.

Істотно покращити якість звучання на низькоомне навантаження та забезпечити гучномовний прийом допоможе підсилювач потужності з глибокою ООС (рис.1 обведений синьою рамкою), що підключається замість високоомних навушників.

Як бачимо, його схема майже класика 60-70гг. відмінною рисоює глибока (більше 32 дБ) ООС по постійному і змінному струму (через резистор R7), що забезпечує високу лінійність посилення (при середніх рівнях Кг менше 0,5%, при малій (менше 5 мВт) і максимальної потужності(0,5 Вт) Кг сягає 2%). Дещо незвичне включення регулятора гучності забезпечує підвищення глибини ООС при зменшенні гучності, завдяки цьому виявилося можливим зробити УНЧ економічнішим (струм спокою всього УНЧ ППП не більше 7 мА) практично при повній відсутності спотворень типу «сходинка». Конденсатор С6 обмежує смугу пропускання на рівні приблизно 3,5 кГц (без неї вона перевищує 40 кГц!), що також знижує рівень власних шумів – УНЧ дуже тихий. Рівень власних шумів на виході приблизно 12 мВ! (При заземленому лівому виведенні С1). Загальний Кус із входу (з лівого виведення С1) приблизно 8 тис. т.о. рівень власних шумів наведених до входу – приблизно 0,15 мкВ. При підключенні до реального джерела сигналу (ФНЧ) рахунок струмової складової рівень власних шумів, наведених до входу, зростає до 0,3-0,4 мкВ.

У вихідному каскаді застосовані недорогі та надійні ГТ403. УНЧ здатний видати «на гора» і більшу потужність (до 2,5 Вт на навантаженні 4 Ома), але тоді потрібно встановити транзистори на радіатори та/або застосувати потужніший (П213, П214 і т.п.), але, на мій погляд, 0,5 Вт та сучасному чутливому динаміці «за очі» вистачає навіть при прослуховуванні музики. Для підсилювача НЧ придатні практично будь-які германієві низькочастотні транзистори відповідної структури та Н21е транзисторів не менше 40 (Т2, T3, Т4-МП13-16, МП39-42, а Т5-МП9-11, МП35-38). Якщо планується застосування цього УНЧ в ППП, потрібно, щоб Т1 був малошумящим (П27А, П28, МП39Б). Для вихідного каскаду пари Т4, Т5 та Т6, Т7 бажано підібрати з близькими (не гірше +-10%) значеннями Н21е.

За рахунок глибокої ООС постійного струму режими УНЧ встановлюються автоматично. При першому включенні перевіряють струм спокою (5-7 мА) і при необхідності домагаються необхідного підбором вдалого екземпляра діода. Спростити цю процедуру можна, скориставшись китайським мультиметром. Він у режимі продзвонювання діодів пропускає через діод струм приблизно 1 мА. Нам потрібен екземпляр із падінням напруги близько 310-320 мВ.

Для випробувань потужного УНЧ було обрано схема простого дводіапазонного ППП RA3AAE. Давно хотів її спробувати, та якось руки не доходили, а тут така оказія (hi!).

Відразу зробив невеликі коригування схеми (див. рис.3), які тут опишу. Решта, зокрема. і процес налаштування дивіться у книзі.

Як дволанковий ФНЧ вже традиційно застосував магнітофонну універсальну голівку, що забезпечило підвищену селективність сусіднім каналом. Котушка ФНЧ має досить велику власну ємність, тому вона суттєво навантажує ГПД, особливо якщо намотана не ПЕЛШО, а простим дротом типу ПЕВ, ПЕЛ (в т.ч. і магнітофонні ГУ). У цьому випадку власна ємність котушки настільки велика, що вельми проблематично запустити ГПД із нормальною амплітудою на діодах — з цим стикалися багато колег. Ось тому сигнал ГПД краще знімати не з відведення котушки, а котушки зв'язку, що виключає всі ці проблеми і заразом повністю виключає попадання напруги ГПД на вхід УНЧ. Щоб не морочитися намотуванням знайшов відповідні готові котушки і вперед, до випробувань ППП і несподівано натрапив на серйозні граблі - при перемиканні на 40м діапазон амплітуда сигналу ГПД на котушці зв'язку зменшується в 2 рази! Гаразд, подумав я, може в мене гранати, тобто котушки, не тієї системи (hi!). Знайшов каркаси і перемотав строго за автором (див. фото)

і тут треба віддати належне Володимиру Тимофійовичу — без додаткових рухів тіла відразу потрапив у вказані частотні діапазонияк вхідних контурів, так і ГПД.

Але проблема залишилася, а це означає, що не можна оптимально налаштувати змішувач на обох діапазонах - якщо виставити оптимальну амплітуду на одному, то на іншому діоди будуть або закриті або практично постійно відкриті. Можливий лише якийсь середній, компромісний варіант установки амплітуди ГПД, коли змішувач буде більш-менш працювати на обох діапазонах, але з підвищеними втратами (до 6-10 дБ). Вирішення проблеми виявилося поверхні - використовувати вільну групу перемикання в тумблері для комутації емітерного резистора, яким і будемо встановлювати оптимальну амплітуду ГПД на кожному діапазоні. Для контролю та регулювання оптимальної амплітуди ГПД застосуємо таку ж методу, як у .

Для цього лівий (див. рис.3) висновок діода D1 перемикаємо на допоміжний конденсатор 0С1. В результаті виходить класичний випрямляч напруги ГПД із подвоєнням. Цей своєрідний «вбудований вольтметр ВЧ» і дає нам можливість провести фактично прямий вимір режимів роботи конкретних діодів від конкретного ГПД безпосередньо в працюючій схемі. Підключивши для контролю до 0С1 мультиметр у режимі вимірювання постійної напруги, підбором емітерних резисторів (з початку R3 на 40м діапазоні, потім R5 на 80м) досягаємо напруги +0,8…+1 В – це буде оптимальна напруга для діодів 1N4148, КД522, 521 і т.п. Ось все налаштування. Підпаюємо виведення діода назад на місце, а допоміжний ланцюжок прибираємо. Тепер при оптимальному працюючому змішувачі можна оптимізувати (збільшити) його підключення до вхідного контуру (відведення робиться не від 5 а від 10 витка L2), тим самим підвищити чуття на 6-10дБ на обох діапазонах.

По ланцюгу живлення потужного двотактного УНЧ можливі великі пульсації напруги, особливо живлення від батарей. Тому для живлення ГПД застосований економічний параметричний стабілізатор напруги на Т4, де як стабілітрон використаний зворотнозміщений емітерний перехід КТ315 (що було під рукою). Вихідна напруга стабілізатора вибрано порядку -6.-6,5в, що забезпечує стабільну частоту налаштування при розряді батареї аж до 7в. Через знижену напругу живлення ГПД число витків котушки зв'язку L3 збільшено до 8 витків. Але у КТ315 розкид по напрузі пробою емітерного переходу досить великий - перший дав 7,5в - забагато - забагато, другий дав 7в (див. графіки з )

- вже добре, застосувавши як Т4 кремнієвий КТ209в отримав необхідні -6,3в. Якщо не хочеться морочитися з підбором, можна як Т5 поставити КТ316, тоді Т4 має бути германієвим (МП39-42). Тоді має сенс для уніфікації і ГПД поставити КТ316 (див. рис.4), що позитивно позначиться на стабільності частоти ГПД. Саме такий варіант у мене зараз працює.

- Сусід запарив по батареї стукати. Зробив музику голосніше, щоби його не чути.
(З фольклору аудіофілів).

Епіграф іронічний, але аудіофіл зовсім не обов'язково "хворий на всю голову" з фізіономією Джоша Ернеста на брифінгу з питань відносин з РФ, якого "пре" тому, що сусіди "щасливі". Хтось хоче слухати серйозну музику вдома, як у залі. Якість апаратури для цього потрібна така, яка у любителів децибел гучності як таких просто не міститься там, де у розсудливих людей розум, але в останніх він за розум заходить від цін на відповідні підсилювачі (УМЗЧ, підсилювач потужності звукової частоти). А в когось попутно виникає бажання долучитися до корисних та захоплюючих сфер діяльності – техніки відтворення звуку та взагалі електроніки. Які у вік цифрових технологій нерозривно пов'язані і можуть стати високоприбутковою та престижною професією. Оптимальний у всіх відносинах перший крок у цій справі – зробити підсилювач своїми руками: саме УМЗЧ дозволяє з початковою підготовкоюна базі шкільної фізики на тому самому столі пройти шлях від найпростіших конструкцій на піввечора (які, проте, непогано «співають») до найскладніших агрегатів, через які із задоволенням зіграє і хороша рок-група.Мета цієї публікації – висвітлити перші етапи цього шляху для початківців і, можливо, повідомити щось нове досвідченим.

Найпростіші

Отже, спочатку спробуємо зробити підсилювач звуку, який просто працює. Щоб грунтовно вникнути в звукотехніку, доведеться поступово освоїти досить теоретичного матеріалу і не забувати в міру просування збагачувати багаж знань. Але будь-яка розумність засвоюється легше, коли бачиш і мацаєш, як вона працює в залозі. У цій статті далі теж без теорії не обійдеться - в тому, що потрібно знати спочатку і що можна пояснити без формул і графіків. А поки що достатньо буде вміння і користуватися мультитестером.

Примітка:якщо ви досі не паяли електроніку, врахуйте її компоненти не можна перегрівати! Паяльник – до 40 Вт (краще 25 Вт), максимально допустимий час паяння без перерви – 10 с. Паяний висновок для тепловідведення утримується в 0,5-3 см від місця паяння з боку корпусу приладу медичним пінцетом. Кислотні та ін. Активні флюси застосовувати не можна! Припій - ПОС-61.

Зліва на рис.- Найпростіший УМЗЧ, «який просто працює». Його можна зібрати як на германієвих, так і кремнієвих транзисторах.

На цій крихті зручно освоювати ази налагодження УМЗЧ з безпосередніми зв'язками між каскадами, що дають найчистіший звук.

• Перед першим увімкненням живлення навантаження (динамік) відключаємо;
• Замість R1 впаюємо ланцюжок із постійного резистора на 33 ком і змінного (потенціометра) на 270 ком, тобто. перший прим. вчетверо меншого, а другий прим. удвічі більшого номіналу проти вихідного за схемою;
• Подаємо живлення і, обертаючи двигун потенціометра, у точці, позначеній хрестиком, виставляємо вказаний струм колектора VT1;
• Знімаємо харчування, випоюємо тимчасові резистори і вимірюємо їх загальний опір;
• Як R1 ставимо резистор номіналу зі стандартного ряду, найближчого до виміряного;
• Замінюємо R3 на ланцюжок постійний 470 Ом + потенціометр 3,3 кОм;
• Так само, як за пп. 3-5, в т. а виставляємо напругу, що дорівнює половині напруги живлення.

Точка а, звідки знімається сигнал навантаження це т. зв. середня точка підсилювача. У УМЗЧ з однополярним харчуванням у ній виставляють половину його значення, а УМЗЧ у двополярним харчуванням – нуль щодо загального проводу. Це називається регулюванням балансу підсилювача. У однополярних УМЗЧ з ємнісною розв'язкою навантаження відключати її на час налагодження не обов'язково, але краще звикати робити це рефлекторно: розбалансований 2-полярний підсилювач із підключеним навантаженням здатний спалити свої ж потужні та дорогі вихідні транзистори, а то й «новий, хороший» і дуже дорогий потужний динамік.

Примітка:компоненти, що вимагають підбору при налагодженні пристрою в макеті, на схемах позначаються або зірочкою (*), або штрих-апостроф (').

У центрі тому ж рис.- Простий УМЗЧ на транзисторах, що розвиває вже потужність до 4-6 Вт на навантаженні 4 Ом. Хоч і працює він, як і попередній, у т. зв. класі AB1, не призначеному для Hi-Fi озвучування, але, якщо замінити парою таких підсилювач класу D (див. далі) у дешевих китайських комп'ютерних колонках, їхнє звучання помітно покращується. Тут дізнаємося про ще одну хитрість: потужні вихідні транзистори потрібно ставити на радіатори. Компоненти, що потребують додаткового охолодження, на схемах обводять пунктиром; правда, далеко не завжди; іноді – із зазначенням необхідної площі, що розсіює тепловідведення. Налагодження цього УМЗЧ – балансування за допомогою R2.

Праворуч на рис.- Ще не монстр на 350 Вт (як був показаний на початку статті), але вже цілком солідний звірюга: простий підсилювач на транзисторах потужністю 100 Вт. Музику через нього можна слухати, але не Hi-Fi, клас роботи – AB2. Однак для озвучування майданчика для пікніка або зборів на відкритому повітрі, шкільного актового чи невеликого торгового залу він цілком придатний. Аматорський рок-гурт, маючи за таким УМЗЧ на інструмент, може успішно виступати.

У цьому УМЗЧ виявляються ще дві хитрощі: по-перше, в дуже потужних підсилювачах каскад розгойдування потужного виходу теж потрібно охолоджувати, тому VT3 ставлять на радіатор від 100 кв. див. Для вихідних VT4 та VT5 потрібні радіатори від 400 кв. див. По-друге, УМЗЧ із двополярним харчуванням зовсім без навантаження не балансуються. То один, то інший вихідний транзистор йде у відсічення, а пов'язаний у насичення. Потім на повній напрузі живлення стрибки струму при балансуванні здатні вивести з ладу вихідні транзистори. Тому для балансування (R6, чи здогадалися?) підсилювач запитують від +/–24 В, а замість навантаження включають дротяний резистор 100…200 Ом. До речі, закорючки у деяких резисторах на схемі – римські цифри, що позначають їхню необхідну потужність розсіювання тепла.

Примітка:джерело живлення для цього УМЗЧ потрібне потужністю від 600 Вт. Конденсатори фільтра, що згладжує – від 6800 мкФ на 160 В. Паралельно електролітичним конденсаторам ІП включаються керамічні по 0,01 мкФ для запобігання самозбудження на ультразвукових частотах, здатного миттєво спалити вихідні транзистори.

На польовиках

На слід. Мал. – ще один варіант досить потужного УМЗЧ (30 Вт, а при напрузі живлення 35 В – 60 Вт) на потужних польових транзисторах:

Звук від нього вже тягне на вимоги до Hi-Fi початкового рівня(якщо, зрозуміло, УМЗЧ працює на соотв. акустичні системи, АС). Потужні польовики не вимагають великої потужності для розгойдування, тому і передпотужного каскаду немає. Ще потужні польові транзистори за жодних несправностей не спалюють динаміки – самі швидше згоряють. Теж неприємно, але все-таки дешевше, ніж міняти дорогу басову голівку гучномовця (РР). Балансування і взагалі налагодження цього УМЗЧ не потрібні. Недолік у нього, як у конструкції для початківців, всього один: потужні польові транзистори набагато дорожчі за біполярні для підсилювача з такими ж параметрами. Вимоги до ІП - аналогічні перед. випадку, але потужність його потрібна від 450 Вт. Радіатори – від 200 кв. див.

Примітка:не треба будувати потужні УМЗЧ на польових транзисторах імпульсних джерел живлення, напр. комп'ютерні. При спробах "загнати" їх в активний режим, необхідний для УМЗЧ, вони або просто згоряють, або звук дають слабкий, а за якістю "ніякий". Те саме стосується потужних високовольтних біполярних транзисторів, напр. з малої розгортки старих телевізорів.

Відразу нагору

Якщо ви вже зробили перші кроки, то цілком природним буде бажання збудувати УМЗЧ класу Hi-Fi, не вдаючись надто глибоко в теоретичні нетрі.Для цього доведеться розширити приладовий парк – потрібен осцилограф, генератор звукових частот (ГЗЧ) та мілівольтметр змінного струмуз можливістю виміру постійної складової. Прототипом для повторення краще взяти УМЗЧ Е. Гумелі, докладно описаний у «Радіо» №1 за 1989 р. Для його будівництва знадобиться трохи недорогих доступних компонентів, але якість задовольняє дуже високим вимогам: потужність до 60 Вт, смуга 20-20 000 Гц, нерівномірність АЧХ 2 дБ, коефіцієнт нелінійних спотворень(КНИ) 0,01%, рівень власних шумів -86 дБ. Однак налагодити підсилювач Гумелі досить складно; якщо ви з ним упораєтесь, можете братися за будь-який інший. Втім, деякі з відомих нині обставин набагато спрощують налагодження цього УМЗЧ, див. нижче. Маючи на увазі це і те, що до архівів «Радіо» пробратися не всім вдається, доречно буде повторити основні моменти.

Схеми простого високоякісного УМЗЛ

Схеми УМЗЧ Гумелі та специфікація до них дано на ілюстрації. Радіатори вихідних транзисторів – від 250 кв. див. для УМЗЧ за рис. 1 та від 150 кв. див. для варіанта за рис. 3 (нумерація оригінальна). Транзистори передвихідного каскаду (КТ814/КТ815) встановлюються на радіатори зігнуті з алюмінієвих пластин 75х35 мм товщиною 3 мм. Замінювати КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не варто, звук помітно не покращується, але налагодження серйозно не може.

Цей УМЗЧ дуже критичний до електроживлення, топології монтажу та загальної, тому налагоджувати його потрібно у конструктивно закінченому вигляді та лише зі штатним джерелом живлення. При спробі запитати від стабілізованого ІП вихідні транзистори згоряють одразу. Тож на рис. дано креслення оригінальних друкованих платта вказівки щодо налагодження. До них можна додати, що, по-перше, якщо при першому включенні помітний «збуд», з ним борються, змінюючи індуктивність L1. По-друге, висновки встановлюваних на плати деталей повинні бути не довшими за 10 мм. По-третє, змінювати топологію монтажу вкрай небажано, але, якщо треба, на боці провідників обов'язково повинен бути рамковий екран (земляна петля, виділена кольором на рис.), а доріжки електроживлення повинні проходити поза нею.

Примітка:розриви в доріжках, до яких підключаються основи потужних транзисторів – технологічні, для налагодження, після чого запаюються краплями припою.

Налагодження цього УМЗЧ багато спрощується, а ризик зіткнутися з «збудком» у процесі користування зводиться до нуля, якщо:

• Мінімізувати міжблочний монтаж, помістивши плату на радіаторах потужних транзисторів.
• Повністю відмовитися від роз'ємів усередині, виконавши весь монтаж лише паянням. Тоді не потрібні будуть R12, R13 у потужному варіанті або R10 R11 у менш потужному (на схемах вони пунктирні).
• Використовувати для внутрішнього монтажу аудіопроводу із безкисневої міді мінімальної довжини.

За виконання цих умов із порушенням проблем немає, а налагодження УМЗЧ зводиться до рутинної процедури, описаної на рис.

Провід для звуку

Аудіопроводу не вигадка. Необхідність їх застосування нині безсумнівна. У міді з домішкою кисню на гранях кристаллітів металу утворюється найтонша плівочка оксиду. Оксиди металів напівпровідники та, якщо струм у дроті слабкий без постійної складової, його форма спотворюється. За ідеєю, спотворення на міріадах кристалітів повинні компенсувати один одного, але трохи (схоже, обумовлена ​​квантовими невизначеностями) залишається. Достатня, щоби бути поміченою вимогливими слухачами на тлі найчистішого звуку сучасних УМЗЧ.

Виробники та торговці без зазріння совісті підсовують замість безкисневої звичайну електротехнічну мідь – відрізнити одну від одної на око неможливо. Однак є сфера застосування, де підробка не проходить однозначно: кабель кручена пара комп'ютерних мереж. Покласти сітку з довгими сегментами «леварем», вона або зовсім не запуститься, або постійно глючить. Дисперсія імпульсів, чи розумієш.

Автор, коли тільки ще пішли розмови про аудіопроводи, зрозумів, що, в принципі, це не порожня балаканина, тим більше, що безкисневі дроти на той час уже давно використовувалися в техніці спецпризначення, з якою він за діяльністю був добре знайомий. Взяв тоді і замінив штатний шнур своїх навушників ТДС-7 саморобним із «вітухи» з гнучкими багатожильними проводами. Звук, на слух, стабільно покращав для наскрізних аналогових треків, тобто. на шляху від студійного мікрофона до диска, що ніде не піддавалися оцифровці. Особливо яскраво зазвучали записи на вінілі, зроблені за технологією DMM (Direct Meta lMastering, безпосереднє нанесення металу). Після цього міжблочний монтаж всього домашнього аудіо був перероблений на «вітушний». Тоді поліпшення звучання стали відзначати і випадкові люди, до музики байдужі і заздалегідь не повідомлені.

Як зробити міжблочні дроти з кручений пари, див. відео.

Відео: міжблокові дроти з витої пари своїми руками

На жаль, гнучка «вітуха» скоро зникла з продажу – погано трималася в розтисках, що обтискалися. Однак, до відома читачів, тільки з безкисневої міді робиться гнучкий «військовий» провід МГТФ та МГТФЕ (екранований). Підробка неможлива, т.к. на звичайній міді стрічкова фторопластова ізоляція досить швидко розповзається. МГТФ зараз є в широкому продажу і коштує набагато дешевше фірмових, з гарантією, аудіопроводів. Нестача у нього одна: її неможливо виконати розцвіченою, але це можна виправити бирками. Є також і безкисневі обмотувальні дроти, див.

Теоретична інтермедія

Як бачимо, вже спочатку освоєння звукотехніки нам довелося зіткнутися з поняттям Hi-Fi (High Fidelity), висока вірність відтворення звуку. Hi-Fi бувають різних рівнів, які ранжуються слідом. основним параметрам:

1. Смузі відтворюваних частот.
2. Динамічному діапазону - відношенню в децибелах (дБ) максимальної (пікової) вихідної потужності до рівня власних шумів.
3. Рівнем власних шумів у дБ.
4. Коефіцієнту нелінійних спотворень (КНІ) на номінальній (довготривалій) вихідній потужності. КНД на пікової потужності приймається 1% або 2% залежно від методики вимірювань.
5. Нерівномірності амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) у смузі відтворюваних частот. Для АС – окремо на низьких (НЧ, 20-300 Гц), середніх (СЧ, 300-5000 Гц) та високих (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звукових частот.

Примітка:відношення абсолютних рівнів будь-яких величин I (дБ) визначається як P(дБ) = 20lg(I1/I2). Якщо I1

Всі тонкощі та нюанси Hi-Fi потрібно знати, займаючись проектуванням та будівництвом АС, а що стосується саморобного Hi-Fi УМЗЧ для дому, то, перш ніж переходити до таких, потрібно чітко усвідомити вимоги до їх потужності, необхідної для озвучування даного приміщення, динамічного діапазону (динаміки), рівня власних шумів та КНІ. Домогтися від УМЗЧ смуги частот 20-20 000 Гц із завалом на краях по 3 дБ та нерівномірністю АЧХ на СЧ у 2 дБ на сучасній елементній базі не становить великих складнощів.

Гучність

Потужність УМЗЧ не самоціль, вона повинна забезпечувати оптимальну гучність відтворення звуку у приміщенні. Визначити її можна за кривими рівної гучності, див. Природних шумів у житлових приміщеннях тихіше 20 дБ немає; 20 дБ це лісова глуш у повний штиль. Рівень гучності в 20 дБ щодо порога чутності – це поріг виразності – шепіт розібрати ще можна, але музика сприймається лише як факт її наявності. Досвідчений музикант може визначити, який інструмент грає, але що саме – ні.

40 дБ - нормальний шум добре ізольованої міської квартири в тихому районі або заміського будинку - є поріг розбірливості. Музику від порога виразності до порога розбірливості можна слухати за наявності глибокої корекції АЧХ, насамперед, по басах. Для цього в сучасні УМЗЧ вводять функцію MUTE (приглушка, мутація, не мутація!), Що включає соотв. коригувальні ланцюги в УМЗЛ.

90 дБ – рівень гучності симфонічного оркестру у дуже гарному концертному залі. 110 дБ може видати оркестр розширеного складу в залі з унікальною акустикою, яких у світі не більше 10, це поріг сприйняття: звуки голосніше сприймаються ще як помітний за змістом зусиллям волі, але дратівливий шум. Зона гучності в житлових приміщеннях 20-110 дБ становить зону повної чутності, а 40-90 дБ – зону найкращої чутності, в якій непідготовлені та недосвідчені слухачі цілком сприймають сенс звуку. Якщо, звісно, ​​він у ньому є.

Потужність

Розрахунок потужності апаратури за заданою гучністю в зоні прослуховування чи не основне і найважче завдання електроакустики. Для себе в умовах краще йти від акустичних систем (АС): розрахувати їх потужність за спрощеною методикою, та прийняти номінальну (довготривалу) потужність УМЗЧ рівної пікової (музичної) АС. У разі УМЗЧ не додасть помітно своїх спотворень до таких АС, вони й так основне джерело нелінійності в звуковому тракті. Але й робити УМЗЧ занадто потужним годі було: у разі рівень його власних шумів може бути вище порога чутності, т.к. вважається він від рівня напруги вихідного сигналу максимальної потужності. Якщо вважати вже зовсім просто, то для кімнати звичайної квартири або будинку і АС з нормальною чутливістю (звуковою віддачею) можна прийняти слід. значення оптимальної потужності УМЗЧ:

• До 8 кв. м – 15-20 Вт.
• 8-12 кв. м – 20-30 Вт.
• 12-26 кв. м - 30-50 Вт.
• 26-50 кв. м – 50-60 Вт.
• 50-70 кв. м – 60-100 Вт.
• 70-100 кв. м - 100-150 Вт.
• 100–120 кв. м - 150-200 Вт.
• Понад 120 кв. м – визначається розрахунком за даними акустичних вимірів дома.

Динаміка

Динамічний діапазон УМЗЧ визначається за кривими рівної гучності та пороговими значеннями для різних ступенів сприйняття:

1. Симфонічна музика та джаз із симфонічним супроводом – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) ідеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) прийнятно. Звук з динамікою 80-85 дБ у міській квартирі не відрізнить від ідеального жодний експерт.
2. Інші серйозні музичні жанри - 75 дБ відмінно, 80 дБ "вище даху".
3. Попса будь-якого роду та саундтреки до фільмів – 66 дБ за очі вистачить, т.к. Дані опуси вже при записі стискаються за рівнями до 66 дБ і навіть до 40 дБ, щоб можна було слухати на чому завгодно.

Динамічний діапазон УМЗЧ, правильно обраного для даного приміщення, вважають рівним його рівню власних шумів, взятому зі знаком + це т. зв. відношення сигнал/шум.

КНІ

Нелінійні спотворення (НІ) УМЗЧ - це складові спектру вихідного сигналу, яких не було у вхідному. Теоретично НІ найкраще «заштовхати» під рівень власних шумів, але технічно це важко реалізовано. Насправді беруть до уваги т. зв. ефект маскування: на рівнях гучності нижче прим. 30 дБ діапазон сприйманих людським вухом частот звужується, як і здатність розрізняти звуки частотою. Музиканти чують ноти, але оцінити тембр звуку не можуть. Люди без музичного слуху ефект маскування спостерігається вже на 45-40 дБ гучності. Тому УМЗЧ з КНД 0,1% (-60 дБ від рівня гучності в 110 дБ) оцінить як Hi-Fi рядовий слухач, а з КНД 0,01% (-80 дБ) можна вважати звуком, що не спотворює.

Лампи

Останнє твердження, можливо, викличе неприйняття, аж до запеклого, у адептів лампової схемотехніки: мовляв, справжній звук дають тільки лампи, причому не просто якісь, а окремі типи октальних. Заспокойтеся, панове – особливий ламповий звук не фікція. Причина – принципово різні діапазони спотворень у електричних ламп і транзисторів. Які, своєю чергою, обумовлені тим, що у лампі потік електронів рухається у вакуумі і квантові ефекти у ній виявляються. Транзистор прилад квантовий, там неосновні носії заряду (електрони і дірки) рухаються в кристалі, що без квантових ефектів взагалі неможливо. Тому спектр лампових спотворень короткий і чистий: у ньому чітко простежуються лише гармоніки до 3-ї – 4-ї, а комбінаційних складових (сум та різниць частот вхідного сигналу та їх гармонік) дуже мало. Тому за часів вакуумної схемотехніки КНД називали коефіцієнтом гармонік (КГ). У транзисторів спектр спотворень (якщо вони виміряні, обмовка випадкова, див. нижче) простежується аж до 15-ї і більш високих компонент, і комбінаційних частот в ньому хоч відбавляй.

Спочатку твердотільної електроніки конструктори транзисторних УМЗЧ брали для них звичний «ламповий» КНІ в 1-2%; звук із ламповим спектром спотворень такої величини рядовими слухачами сприймається як чистий. Між іншим, і самого поняття Hi-Fi тоді ще не було. Виявилося – звучать тьмяно та глухо. У процесі розвитку транзисторної техніки виробилося розуміння, що таке Hi-Fi і що для нього потрібно.

В даний час хвороби зростання транзисторної техніки успішно подолані і побічні частоти на виході хорошого УМЗЧ важко уловлюються спеціальними методами вимірювань. А лампову схемотехніку можна вважати, що перейшла в розряд мистецтва. Його основа може бути будь-якою, чому ж електроніці туди не можна? Тут доречною буде аналогія з фотографією. Ніхто не зможе заперечувати, що сучасна цифрозеркалка дає картинку незмірно більш чітку, докладну, глибоку за діапазоном яскравостей та кольору, ніж фанерна скринька з гармошкою. Але хтось крутим Никоном «клацає фотки» типу «це мій жирний кішок нажрався як гад і спалахне розкинувши лапи», а хтось Сміною-8М на свемовську ч/б плівку робить знімок, перед яким на престижній виставці товпиться народ.

Примітка:і ще раз заспокойтесь – не все так погано. На сьогодні у лампових УМЗЧ малої потужності залишилося принаймні одне застосування і не останньої важливості, для якого вони технічно необхідні.

Досвідчений стенд

Багато любителів аудіо, щойно навчившись паяти, тут же «йдуть у лампи». Це в жодному разі не заслуговує на осуд, навпаки. Інтерес до витоків завжди виправданий і корисний, а електроніка стала на лампах. Перші ЕОМ були ламповими, і бортова електронна апаратура перших космічних апаратів була також ламповою: транзистори тоді вже були, але не витримували позаземної радіації. Між іншим, тоді під найсуворішим секретом створювалися і лампові мікросхеми! На мікролампах із холодним катодом. Єдина відома згадка про них у відкритих джерелах є в рідкісній книзі Митрофанова та Пікерсгіля «Сучасні приймально-підсилювальні лампи».

Але вистачить лірики, до діла. Для любителів повозитися з лампами на рис. - Схема стендового лампового УМЗЧ, призначеного саме для експериментів: SA1 перемикається режим роботи вихідної лампи, а SA2 - напруга живлення. Схема добре відома в РФ, невелика доопрацювання торкнулася лише вихідного трансформатора: тепер можна не лише «ганяти» в різних режимах рідну 6П7С, а й підбирати для інших ламп коефіцієнт включення екранної сітки в ульралінійному режимі; для переважної більшості вихідних пентодів та променевих тетродів він або 0,22-0,25, або 0,42-0,45. Про виготовлення вихідного трансформатора див.

Гітаристам та рокерам

Це той випадок, коли без ламп не обійтися. Як відомо, електрогітара стала повноцінним солюючим інструментом після того, як попередньо посилений сигнал зі звукознімача стали пропускати через спеціальну приставку - фьюзер - навмисне спотворює його спектр. Без цього звук струни був дуже різким і коротким, т.к. електромагнітний звукознімач реагує лише на моди її механічних коливань у площині деки інструменту.

Незабаром виявилася неприємна обставина: звучання електрогітари з ф'юзером набуває повної сили і яскравості тільки на великих гучностях. Особливо це проявляється для гітар зі звукознімачом типу хамбакер, що дає "злий" звук. А як бути початківцю, вимушеному репетирувати вдома? Не йти ж до зали виступати, не знаючи точно, як там зазвучить інструмент. І просто любителям року хочеться слухати улюблені речі в повному соку, а рокери народ загалом пристойний і неконфліктний. Принаймні ті, кого цікавить саме рок-музика, а не антураж із епатажем.

Так ось, виявилося, що фатальний звук з'являється на рівнях гучності, прийнятних для житлових приміщень, якщо ламповий УМЗЧ. Причина – специфічна взаємодія спектра сигналу з фьюзера з чистим та коротким спектром лампових гармонік. Тут знову доречна аналогія: ч/б фото може бути набагато виразніше за кольоровий, т.к. залишає для перегляду лише контур та світло.

Тим, кому ламповий підсилювач потрібен не для експериментів, а через технічну необхідність, довго освоювати тонкощі лампової електроніки дозвілля, вони іншим захоплені. УМЗЧ у такому разі краще робити безтрансформаторний. Точніше – з однотактним узгоджуючим вихідним трансформатором, який працює без постійного підмагнічування. Такий підхід набагато спрощує та прискорює виготовлення найскладнішого та найвідповідальнішого вузла лампового УМЗЧ.

"Безтрансформаторний" ламповий вихідний каскад УМЗЧ та попередні підсилювачі до нього

Праворуч на рис. дана схема безтрансформаторного вихідного каскаду лампового УМЗЧ, а зліва - варіанти попереднього підсилювача для нього. Вгорі - з регулятором тембру за класичною схемою Баксандала, що забезпечує досить глибоке регулювання, але вносить невеликі фазові спотворення сигнал, що може бути істотно при роботі УМЗЧ на 2-смугову АС. Внизу – підсилювач з регулюванням тембру простіше, що не спотворює сигнал.

Але повернемося до «оконечника». У ряді зарубіжних джерел дана схема вважається одкровенням, однак ідентична їй, за винятком ємності електролітичних конденсаторів, виявляється в радянському «Довіднику радіоаматора» 1966 р. Товстезна книжка на 1060 сторінок. Не було тоді інтернету та баз даних на дисках.

Там же, праворуч на рис., Коротко, але ясно описані недоліки цієї схеми. Удосконалена з того ж джерела дана на слід. Мал. праворуч. У ній екранна сітка Л2 запитана від середньої точки анодного випрямляча (анодна обмотка силового трансформатора симетрична), а екранна сітка Л1 через навантаження. Якщо замість високоомних динаміків включити узгоджувальний трансформатор із звичайним динаміком, як у перед. схемою, вихідна потужність скласти бл. 12 Вт, т.к. активний опір первинної обмотки трансформатора набагато менше 800 Ом. КНИ цього кінцевого каскаду з трансформаторним виходом – прим. 0,5%

Як зробити трансформатор?

Головні вороги якості потужного сигнального НЧ (звукового) трансформатора - магнітне поле розсіювання, силові лінії якого замикаються, обминаючи магнітопровід (сердечник), вихрові струми в магнітопровід (струми Фуко) і, меншою мірою - магнітострикція в сердечнику. Через це явище недбало зібраний трансформатор «співає», гуде чи пищить. Зі струмами Фуко борються, зменшуючи товщину пластин магнітопроводу і додатково ізолюючи їх лаком при складанні. Для вихідних трансформаторів оптимальна товщина пластин – 0,15 мм, максимально допустима – 0,25 мм. Брати для вихідного трансформатора пластини тонше не слід: коефіцієнт заповнення керна (центрального стрижня магнітопроводу) сталлю впаде, перетин магнітопроводу для отримання заданої потужності доведеться збільшити, через що спотворення і втрати в ньому тільки зростуть.

У сердечнику звукового трансформатора, що працює з постійним підмагнічуванням (напр., анодним струмом однотактного вихідного каскаду), повинен бути невеликий (визначається розрахунком) немагнітний зазор. Наявність немагнітного зазору, з одного боку, зменшує спотворення сигналу постійного підмагнічування; з іншого - в магнітопроводі звичайного типу збільшує поле розсіювання і вимагає осердя більшого перерізу. Тому немагнітний зазор потрібно розраховувати на оптимум і виконувати якнайточніше.

Для трансформаторів, що працюють з підмагнічуванням, оптимальний тип сердечника – із пластин Шп (просічених), поз. 1 на рис. Вони немагнітний зазор утворюється при просічці керна і тому стабільний; його величина вказується у паспорті на пластини або заміряється набором щупів. Поле розсіювання мінімальне, т.к. бічні гілки, через які замикається магнітний потік, цілісні. З пластин Шп часто збирають і осердя трансформаторів без підмагнічування, т.к. пластини Шп роблять із високоякісної трансформаторної сталі. У такому разі сердечник збирають вперекришку (пластини кладуть просіканням то в один, то в інший бік), а його перетин збільшують на 10% проти розрахункового.

Трансформатори без підмагнічування краще мотати на сердечниках УШ (зменшеної висоти із розширеними вікнами), поз. 2. Вони зменшення поля розсіювання досягається з допомогою зменшення довжини магнітного шляху. Оскільки пластини УШ доступніші за Шп, з них часто набирають і сердечники трансформаторів з підмагнічуванням. Тоді збирання сердечника ведуть накрий: збирають пакет із Ш-пластин, кладуть смужку непровідного немагнітного матеріалу товщиною у величину немагнітного зазору, накривають ярмом з пакета перемичок і стягують разом обоймою.

Примітка:"звукові" сигнальні магнітопроводи типу ШЛМ для вихідних трансформаторів високоякісних лампових підсилювачів мало придатні, у них велике поле розсіювання.

На поз. 3 дана схема розмірів осердя для розрахунку трансформатора, на поз. 4 конструкція каркаса обмоток, але в поз. 5 - форма його деталей. Що ж до трансформатора для «безтрансформаторного» вихідного каскаду, його краще робити на ШЛМме вперекришку, т.к. підмагнічування мізерно мало (струм підмагнічування дорівнює струму екранної сітки). Головне завдання тут - зробити обмотки якомога компактніше з метою зменшення поля розсіювання; їхній активний опір все одно вийде набагато менше 800 Ом. Чим більше вільного місця залишиться у вікнах, краще вийшов трансформатор. Тому обмотки мотають виток до витка (якщо немає намотувального верстата, це маєта жахлива) з якомога тоншого дроту, коефіцієнт укладання анодної обмотки для механічного розрахунку трансформатора беруть 0,6. Обмотковий провід - марок ПЕТВ або ПЕММ, у них жила безкиснева. ПЕТВ-2 або ПЕММ-2 брати не треба, у них від подвійного лакування збільшений зовнішній діаметр і поле розсіювання буде більше. Первинну обмотку мотають першою, т.к. саме її поле розсіювання найбільше впливає звук.

Залізо цього трансформатора потрібно шукати з отворами в кутах пластин і стяжними скобами (див. рис. справа), т.к. "для повного щастя" складання магнітопроводу проводиться в слід. порядку (зрозуміло, обмотки з висновками та зовнішньою ізоляцією повинні бути вже на каркасі):

1. Готують розбавлений вдвічі акриловий лак або, по-старому, шеллак;
2. Пластини з перемичками швидко покривають лаком з одного боку і якнайшвидше, не придушуючи сильно, вкладають у каркас. Першу пластину кладуть лакованою стороною всередину, наступну - нелакованою стороною до першої лакованої і т.д;
3. Коли вікно каркаса заповниться, накладають скоби і туго стягують болтами;
4. Через 1-3 хв, коли видавлювання лаку із зазорів мабуть припиниться, додають пластин знову до заповнення вікна;
5. Повторюють пп. 2-4, поки вікно не буде туго набите сталлю;
6. Знову туго стягують сердечник та сушать на батареї тощо. 3-5 діб.

Зібраний за такою технологією сердечник має дуже хорошу ізоляцію пластин та заповнення сталлю. Втрат на магнітострикцію взагалі не виявляється. Але врахуйте - для сердечників їх пермалоя дана методика не застосовна, т.к. від сильних механічних впливів магнітні властивості пермалою незворотно погіршуються!

На мікросхемах

УМЗЧ на інтегральних мікросхемах (ІМС) роблять найчастіше ті, кого влаштовує якість звуку до середнього Hi-Fi, але більш приваблює дешевизна, швидкість, простота складання та повна відсутність будь-яких налагоджувальних процедур, які потребують спеціальних знань. Просто підсилювач на мікросхемах – оптимальний варіант для «чайників». Класика жанру тут - УМЗЧ на ІМС TDA2004, що стоїть на серії, дай бог пам'яті, вже років 20, зліва на рис. Потужність – до 12 Вт на канал, напруга живлення – 3-18 В однополярна. Площа радіатора – від 200 кв. див. для максимальної потужності. Гідність – здатність працювати на дуже низькоомне, до 1,6 Ом, навантаження, що дозволяє знімати повну потужність при живленні від бортової мережі 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовому живленні, наприклад, на мотоциклі. Однак вихід TDA2004 у класі В некомплементарний (на транзисторах однакової провідності), тому звучок точно не Hi-Fi: КНІ 1%, динаміка 45 дБ.

Більш сучасна TDA7261 звук дає не краще, але потужніше, до 25 Вт, т.к. верхня межа напруги живлення збільшена до 25 В. Нижня, 4,5 В, все ще дозволяє запитуватись від 6 В бортмережі, тобто. TDA7261 можна запускати практично від усіх бортмереж, крім літакової 27 В. За допомогою навісних компонентів (обв'язування, праворуч на рис.) TDA7261 може працювати в режимі мутування і з функцією St-By (Stand By, чекати), що переводить УМЗЧ в режим мінімального енергоспоживання за відсутності вхідного сигналу протягом певного часу. Зручності коштують грошей, тому для стерео потрібна буде пара TDA7261 із радіаторами від 250 кв. див. для кожної.

Примітка:Якщо вас чимось залучають підсилювачі з функцією St-By, врахуйте – чекати від них динаміки ширші за 66 дБ не варто.

"Надекономічна" по живленню TDA7482, зліва на рис., що працює в т. зв. клас D. Такі УМЗЧ іноді називають цифровими підсилювачами, що неправильно. Для справжньої оцифровки з аналогового сигналу знімають відліки рівня з частотою квантування, не менше ніж удвічі більшою за найвищу з відтворюваних частот, величина кожного відліку записується завадостійким кодом і зберігається для подальшого використання. УМЗЧ класу D – імпульсні. Вони аналог безпосередньо перетворюється на послідовність широтно-модулированных імпульсів (ШИМ) високої частоти, що й подається на динамік через фільтр низьких частот (ФНЧ).

Звук класу D з Hi-Fi не має нічого спільного: КНІ в 2% і динаміка в 55 дБ для УМЗЧ класу D вважаються дуже добрими показниками. І TDA7482 тут, треба сказати, вибір не оптимальний: інші фірми, що спеціалізуються на класі D, випускають ІМС УМЗЧ дешевше і вимагають меншої обв'язки, напр., D-УМЗЧ серії Paxx, праворуч на рис.

З TDAшек слід відзначити 4-канальну TDA7385, див. рис., на якій можна зібрати хороший підсилювач для колонок до середнього Hi-Fi включно, з поділом частот на 2 смуги або для системи з сабвуфером. Розфільтрування НЧ та СЧ-ВЧ у тому й іншому випадку робиться по входу на слабкому сигналі, що спрощує конструкцію фільтрів та дозволяє глибше розділити смуги. А якщо акустика сабвуферна, то 2 канали TDA7385 можна виділити під суб-УНЧ бруківки (див. нижче), а решта 2 задіяти для СЧ-ВЧ.

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, що можна перекласти як «підбасовик» або, дослівно, «підгавкувач» відтворює частоти до 150-200 Гц, у цьому діапазоні людські вуха практично не здатні визначити напрямок джерела звуку. В АС із сабвуфером «підбасовий» динамік ставлять у готельне акустичне оформлення, це і є сабвуфер як такий. Сабвуфер розміщують, в принципі, як зручніше, а стереоефект забезпечується окремими СЧ-ВЧ каналами зі своїми малогабаритними АС, до акустичного оформлення яких особливо серйозних вимог не висувається. Знавці сходяться на тому, що стерео краще все ж таки слухати з повним поділом каналів, але сабвуферні системи істотно економлять кошти або працю на басовий тракт і полегшують розміщення акустики в малогабаритних приміщеннях, чому і користуються популярністю у споживачів зі звичайним слухом і не особливо вимогливих.

«Просочування» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а з нього в повітря сильно псує стерео, але, якщо різко «обрубати» підбаси, що, до речі, дуже складно і дорого, то виникне дуже неприємний на слух ефект перескоку звуку. Тому розфільтрування каналів у сабвуферних системах проводиться двічі. На вході електричними фільтрами виділяються СЧ-ВЧ із басовими «хвостиками», які не перевантажують СЧ-ВЧ тракт, але забезпечують плавний перехід на підбас. Баси з СЧ «хвостиками» поєднуються і подаються на окремий УМЗЧ для сабвуфера. Дофільтровуються СЧ, щоб не псувалося стерео, в сабвуфері вже акустично: підбасовий динамік ставлять, напр., в перегородку між резонаторними камерами сабвуфера, що не випускають СЧ назовні, див.

До УМЗЧ для сабвуфера пред'являється низка специфічних вимог, з яких «чайники» головним вважають можливо більшу потужність. Це зовсім неправильно, якщо, скажімо, розрахунок акустики під кімнату дав для однієї колонки пікову потужність W, потужність сабвуфера потрібна 0,8(2W) або 1,6W. Напр. якщо для кімнати підходять АС S-30, то сабвуфер потрібен 1,6х30 = 48 Вт.

Набагато важливіше забезпечити відсутність фазових та перехідних спотворень: підуть вони – перескок звуку обов'язково буде. Що стосується КНД, то він допустимо до 1% Власні спотворення басів такого рівня не чути (див. криві рівної гучності), а «хвости» їх спектру в найкраще чутної СЧ області не виберуться із сабвуфера назовні.

Щоб уникнути фазових і перехідних спотворень, підсилювач для сабвуфера будують за т. зв. бруківці: виходи 2-х ідентичних УМЗЧ включають зустрічно через динамік; сигнали на входи подаються у протифазі. Відсутність фазових та перехідних спотворень у бруківці обумовлена ​​повною електричною симетрією шляхів вихідного сигналу. Ідентичність підсилювачів, що утворюють плечі моста, забезпечується застосуванням спарених УМЗЧ на ІМС, виконаних на одному кристалі; це, мабуть, єдиний випадок, коли підсилювач на мікросхемах кращий за дискретний.

Примітка:потужність мостового УМЗЧ не подвоюється, як вважають деякі, вона визначається напругою живлення.

Приклад схеми мостового УМЗЧ для сабвуфера до 20 кв. м (без вхідних фільтрів) на ІМС TDA2030 дано на рис. зліва. Додаткове відфільтрування СЧ здійснюється ланцюгами R5C3 та R'5C'3. Площа радіатора TDA2030 – від 400 кв. див. У мостових УМЗЧ з відкритим виходом є неприємна особливість: при розбалансі мосту в струмі навантаження з'являється постійна складова, здатна вивести з ладу динамік, а схеми захисту на підбас часто глючать, відключаючи динамік, коли не треба. Тому краще захистити дорогу НЧ головку "дубово", неполярними батареями електролітичних конденсаторів (виділено кольором, а схема однієї батареї дана на врізанні).

Трохи про акустику

Акустичне оформлення сабвуфера – особлива тема, але якщо тут дано креслення, то потрібні й пояснення. Матеріал корпусу – МДФ 24 мм. Труби резонаторів - з досить міцного пластику, що не дзвінить, напр., поліетилену. Внутрішній діаметр труб – 60 мм, виступи всередину 113 мм у великій камері та 61 у малій. Під конкретну головку гучномовця сабвуфер доведеться переналаштувати за найкращим басом і, водночас, за найменшим впливом на стереоефект. Для налаштування труби беруть свідомо більшу довжину і, засуваючи-висуваючи, домагаються необхідного звучання. Виступи труб назовні на звук не впливають, потім їх відрізають. Налаштування труб взаємозалежне, так що повозитися доведеться.

Підсилювач для навушників

Підсилювач для навушників роблять своїми руками найчастіше з 2-х причин. Перша – слухання «на ходу», тобто. поза домом, коли потужності аудіовиходу плеєра або смартфона не вистачає для розгойдування «гудзиків» або «лопухів». Друга – для висококласних домашніх навушників. Hi-Fi УМЗЧ для звичайної житлової кімнати потрібен з динамікою до 70-75 дБ, але динамічний діапазон найкращих сучасних стереонавушників перевищує 100 дБ. Підсилювач з такою динамікою коштує дорожче за деякі автомобілі, а його потужність буде від 200 Вт у каналі, що для звичайної квартири занадто багато: прослуховування на сильно заниженій проти номінальної потужності псує звук, див. вище. Тому має сенс зробити малопотужний, але з гарною динамікою окремий підсилювач саме для навушників: ціни на побутові УМЗЧ із таким доважком завищені явно безглуздо.

Схема найпростішого підсилювача для навушників на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук - хіба що для китайських «ґудзичок», працює в класі B. Економічності теж не відрізняється - 13-мм літієвих батарейок вистачає на 3-4 години при повній гучності. На поз. 2 - TDAшна класика для навушників «на хід». Звук, втім, дає цілком пристойний, до середнього Hi-Fi, дивлячись за параметрами оцифрування треку. Аматорським удосконаленням обв'язки TDA7050 немає числа, але переходу звуку на наступний рівень класності поки не досяг ніхто: сама «мікруха» не дозволяє. TDA7057 (поз. 3) просто функціональніший, можна підключати регулятор гучності на звичайному, не здвоєному потенціометрі.

УМЗЧ для навушників на TDA7350 (поз. 4) розрахований вже на розгойдування хорошої індивідуальної акустики. Саме на цій ІМС зібрані підсилювачі для навушників у більшості побутових УМЗЧ середнього та високого класу. УМЗЧ для навушників на KA2206B (поз. 5) вважається вже професійним: його максимальної потужності в 2,3 Вт вистачає і для розгойдування таких серйозних ізодинамічних «лопухів», як ТДС-7 та ТДС-15.

Переглядаючи публікації в інтернеті, а також відеоролики на ресурсі YouTube, можна відзначити стійкий інтерес до збирання щодо нескладних конструкцій радіоприймачів різних типів (прямого перетворення, регенеративних та інших) та підсилювачів звукової частоти на транзисторах, у тому числі і на германієвих.

Складання конструкцій на германієвих транзисторах є своєрідною ностальгією, тому що ера германієвих транзисторів закінчилася років 30 тому, власне, як і їх виробництво. Хоча аудіофіли як і раніше сперечаються до хрипоти, що краще для високої вірності відтворення звуку-германій чи кремній?

Залишимо високі матерії і перейдемо до практики.

Є плани повторити пару конструкцій нескладних радіоприймачів (прямого перетворення та регенеративних) для прийому в діапазоні коротких хвиль. Як відомо, підсилювач ЗЧ є обов'язковою складовою будь-якого радіоприймача. Тому було ухвалено рішення виготовити УЗЧ насамперед.

Підсилювач низької (або звуковий, кому як зручно) частоти буде виготовлений окремим вузлом, так би мовити, на всі випадки життя.

УЗЧ збиратимемо на германієвих транзисторах виробництва СРСР, благо у мене їх лежить різних типів напевно до сотні. Мабуть, настав час дати їм друге життя.

Для радіоприймача велика вихідна потужність УНЧ не потрібна, достатньо до кількох сотень міліватів. Пошук відповідної схеми привів ось до цієї конструкції.

Ця схема підходить дуже доречно. Вихідна потужність -0,5 Вт, всі транзистори германієві, до того ж є, частотна характеристика оптимізована для радіоприймачів (обмежена зверху частотою 3,5 кГц), досить велике посилення.

Принципова схема підсилювача.

Усі необхідні для збирання підсилювача деталі недефіцитні. Транзистори МП37, МП39, МП41 взяв перші, хто попався під руку. Вихідні транзистори ГТ403 рекомендується підібрати за коефіцієнтом посилення, але я цього не робив-у мене було кілька штук нових з однієї партії, їх я і взяв. Вхідний МП28 опинився в єдиному екземплярі, але справний.

Усі транзистори були перевірені омметром на справність. Як виявилося, це не гарантія від несправностей, але про це нижче. Електролітичні конденсатори взяв імпортні, С1-плівковий, С5-керамічний.

У програмі SprintLayout створюємо розведення друкованої плати. Вид з боку друкарських провідників.

Власне, друковану плату, виготовляємо за допомогою ЛУТ, труїмо в хлорному залозі.

Запаюємо всі необхідні деталі. Плата зібраного підсилювача виглядає так.

Оскільки вихідна потужність підсилювача невелика-радіатори для вихідних транзисторів не потрібні. При роботі вони ледь теплі.

Налаштування підсилювача.

Зібраний підсилювач потребує деякого налаштування.

Після подачі живлення 9В вимірюємо напруги в контрольних точках, які вказані на схемі, наведеній вище. На колекторі транзистора VТ2 напруга була мінус 2,5 при необхідних -3 ... 4 В.

Підбором резистора R2 встановлюємо потрібну напругу.

З каскадом попереднього посилення на транзисторах VТ1 та VТ2 жодних проблем у налаштуванні не виникло. Інша ситуація склалася із вихідним каскадом. Вимірювання напруги на середній точці (точка з'єднання емітер VT6 і колектор VT7) показав величину мінус 6 В. Спроба змінити напруги шляхом підбору резисторів R7 або R8 не призвела до бажаних результатів.

Крім того, був занижений загальний струм спокою підсилювача-4 мА замість 5...7 мА. Винуватцем несправності виявився транзистор VT3. Він хоч і продзвонювався омметром як справний, але у схемі працювати відмовився. Після його заміни всі режими транзисторів підсилювача встановилися автоматично згідно з вказаними на схемі. Напруги на електродах транзисторів в моєму екземплярі підсилювача при напрузі живлення 9В вказані в таблиці.

Струм спокою підсилювача встановлюється підбором діода D2 типу Д9. З першим діодом, що трапився, у мене вийшов струм спокою 5,2 мА, тобто. те що потрібно.

Для перевірки працездатності подаємо від генератора звукових частот Г3-106 синусоїдальну напругу рівнем 0,3 мВ частотою 1000 Гц.
На фото- рівень вихідної напруги приблизно 0,3В по стрілочному приладі. Сигнал додатково ослаблений на 60 дБ (1000 разів) дільником на виході генератора.

До виходу підсилювача підключаємо навантаження -резистор МОН-2 опором 5,6 Ом. Паралельно навантажувальному резистори підключаємо щупи осцилографа. Спостерігаємо чисту, без спотворень синусоїду.

На екрані осцилографа ціна поділу по вертикалі -1В/поділ. Отже розмах напруги становить 5В. Ефективна напруга становить 1,77В. Маючи ці цифри можемо обчислити коефіцієнт посилення за напругою: Вихідна потужність на частоті 1 кГц становила:

Бачимо, що параметри підсилювача відповідають заявленим.

Зрозуміло, що ці виміри не зовсім точні, тому що осцилограф не дозволяє заміряти напругу з високою точністю (це не його завдання), але для радіоаматорських цілей це не так важливо.

Підсилювач має високу чутливість, тому при непідключеному вході нікуди в динаміці неголосно прослуховуються шуми і фон змінної напруги.

При закороченому вході всі сторонні шуми зникають.

Осцилограма напруги шумів на виході підсилювача при закороченому вході:

Ціна поділу по вертикалі -20мВ/поділ. Розмах напруги шумів та фону близько 30мВ. Ефективна напруга шумів-10мВ.

Іншими словами-підсилювач досить тихий. Хоча авторської статті вказується рівень шумів -1,2мВ. Можливо, у моєму випадку відіграла свою роль не зовсім вдале розведення друкованої плати.

Подаючи на вхід підсилювача змінну напругу різних частот при незмінному рівні та контролюючи вихідну напругу на навантаженні осцилографом можемо зняти графік амплітудно-частотної характеристики даного УНЧ.