Redakcia stránky "Two Schemes" predstavuje jednoduchý, ale kvalitný basový zosilňovač pre MOSFET tranzistory. Jeho okruh by mal byť audiofilským rádioamatérom dobre známy, veď má už 20 rokov. Okruh je vývojom slávneho Anthonyho Holtona, preto sa mu niekedy hovorí ULF Holton. Systém zosilnenia zvuku má nízke harmonické skreslenie, nepresahujúce 0,1 %, pri výkonovej záťaži približne 100 wattov.

Tento zosilňovač je alternatívou k obľúbeným zosilňovačom radu TDA a podobným popovým, pretože za mierne vyššie náklady môžete získať zosilňovač s jednoznačne lepšími vlastnosťami.

Veľkou výhodou systému je jednoduchý dizajn a koncový stupeň pozostávajúci z 2 lacných MOSFETov. Zosilňovač dokáže napájať 4 aj 8 ohmové reproduktory. Jedinou úpravou, ktorú je potrebné vykonať počas spúšťania, je nastavenie hodnoty pokojového prúdu výstupných tranzistorov.

Schematický diagram UMZCH Holton

Holtonov zosilňovač na MOSFET - obvod

Obvod je klasický dvojstupňový zosilňovač, pozostáva z diferenciálneho vstupného zosilňovača a symetrického výkonového zosilňovača, v ktorom pracuje jeden pár výkonových tranzistorov. Schéma systému je uvedená vyššie.

Vytlačená obvodová doska

Doska plošných spojov ULF - hotový pohľad

Tu je archív z PDF súbory vytlačená obvodová doska - .

Princíp činnosti zosilňovača

Tranzistory T4 (BC546) a T5 (BC546) pracujú v konfigurácii diferenciálneho zosilňovača a sú napájané prúdovým zdrojom postaveným na báze tranzistorov T7 (BC546), T10 (BC546) a rezistorov R18 (22 kOhm), R20 (680 ohmov). ) a R12 (22 com). Vstupný signál je privádzaný do dvoch filtrov: dolnopriepustný filter, zostavený z prvkov R6 (470 ohmov) a C6 (1 nf) - obmedzuje vysokofrekvenčné zložky signálu a pásmový filter, pozostávajúci z C5 (1 uF), R6 a R10 (47 kohm), obmedzujúce zložky signálu na infra-nízke frekvencie.

Zaťaženie diferenciálneho zosilňovača sú rezistory R2 (4,7 kohm) a R3 (4,7 kohm). Ďalším zosilňovacím stupňom sú tranzistory T1 (MJE350) a T2 (MJE350) a jeho záťažou sú tranzistory T8 (MJE340), T9 (MJE340) a T6 (BD139).

Kondenzátory C3 (33pF) a C4 (33pF) pôsobia proti budeniu zosilňovača. Kondenzátor C8 (10 nF) zapojený paralelne s R13 (10 kΩ/1 V) zlepšuje prechodový jav Charakteristika ULF, čo je dôležité pre rýchlo stúpajúce vstupné signály.

Tranzistor T6 spolu s prvkami R9 (4,7 kohm), R15 (680 ohmov), R16 (82 ohmov) a PR1 (5 ohmov) umožňuje nastaviť správnu polaritu koncových stupňov zosilňovača v pokoji. Pomocou potenciometra je potrebné nastaviť kľudový prúd výstupných tranzistorov v rozmedzí 90-110 mA, čo zodpovedá úbytku napätia na R8 (0,22 ohm / 5 W) a R17 (0,22 ohm / 5 W) v rozmedzí 20-25 mV. Celková spotreba prúdu v kľudovom režime zosilňovača by mala byť v oblasti 130 mA.

Výstupnými prvkami zosilňovača sú MOSFETy T3 (IRFP240) a T11 (IRFP9240). Tieto tranzistory sú inštalované ako napäťový sledovač s veľkým maximálnym výstupným prúdom, takže prvé 2 stupne musia mať dostatočne veľkú amplitúdu pre výstupný signál.

Rezistory R8 a R17 sa používali hlavne na rýchle meranie pokojového prúdu tranzistorov výkonového zosilňovača bez zásahu do obvodu. Môžu sa tiež hodiť, ak sa systém rozšíri o ďalší pár výkonových tranzistorov, kvôli rozdielom v odpore. otvorené kanály tranzistory.

Rezistory R5 (470 ohmov) a R19 (470 ohmov) obmedzujú rýchlosť nabíjania kapacity priepustných tranzistorov, a preto obmedzujú frekvenčný rozsah zosilňovača. Diódy D1-D2 (BZX85-C12V) chránia výkonné tranzistory. S nimi by napätie pri spustení vzhľadom na napájacie zdroje pre tranzistory nemalo byť väčšie ako 12 V.

Doska zosilňovača poskytuje miesta pre výkonové filtračné kondenzátory C2 (4700 uF / 50 V) a C13 (4700 uF / 50 V).

Domáci tranzistor ULF na MOSFET

Ovládanie je napájané cez prídavný RC filter postavený na prvkoch R1 (100 ohm / 1 V), C1 (220 μF / 50 V) a R23 (100 Ω / 1 V) a C12 (220 μF / 50 V).

Napájanie pre UMZCH

Obvod zosilňovača poskytuje výkon, ktorý dosahuje skutočných 100 wattov (efektívny sínusový priebeh), so vstupným napätím v oblasti 600 mV a zaťažovacím odporom 4 ohmy.

Zosilňovač Holton na doske s detailmi

Odporúčaný transformátor je 200 W toroid s napätím 2x24 V. Po usmernení a vyhladení by ste mali dostať dvojpólové koncové zosilňovače v oblasti +/-33 Voltov. Tu zobrazený dizajn je veľmi výkonný MOSFET mono zosilňovač, ktorý možno použiť ako samostatnú jednotku alebo ako súčasť .

Tento vysokokvalitný zosilňovač je kompletne zostavený na tranzistorovom základe. V koncovom stupni sú použité výkonné bipolárne tranzistory, ktoré poskytujú výstupný výkon až 150 wattov pri záťaži 4 ohmy. Hlavné charakteristiky audio zosilňovača sú uvedené nižšie:

Napájanie, V - +/-35
- Spotrebný prúd v studenom režime - 80 mA
- Vstupný odpor, kOhm - 24
- Sens., V - 1,25
- VÝCHOD. výkon (KG = 0,03 %), W - 85
- Diap. frekvencie, Hz - 10...35000
- Hlučnosť - 75 dB

Tento typ zosilňovača môže pracovať pri zaťažení 8 ohmov a poskytnúť rovnaký výkon ako pri zaťažení 4 ohmy, preto musíte zvýšiť napájacie napätie na +/-42 V, hlavnou vecou nie je zvýšiť viac ako špecifikovaný výkon, inak sa môžu tranzistory koncového stupňa zosilňovača prehriať a vyradiť z prevádzky. V obvode sa dajú použiť aj domáce diely, napríklad tranzistory koncového stupňa sú úplne zameniteľné s dvojicou 818/819GM, táto séria tranzistorov sa vyrábala v kovových púzdrach. Tranzistory je potrebné posilniť na chladiči umiestnením izolačnej fólie medzi chladič a puzdro tranzistora vopred. Pre každý tranzistor sa odporúča použiť chladič s plochou 400 cm2. Predtým - koncový stupeň je tiež potrebné posilniť na malých chladičoch s plochou 100 m2

Rezistor R11 v obvode slúži na nastavenie pokojového prúdu výstupných tranzistorov v rozsahu 70-100 mA. Kondenzátor C4 určuje hornú hranicu zosilnenia a nestojí za to znížiť jeho hodnotu - je možné samobudenie pri vysokých frekvenciách.

Je vhodné použiť LED diódu, ktorá je naznačená v schéme, keďže všetky LED majú rôzne poklesové a žhaviace napätie, je vhodné LED prispájkovať priamo na dosku.

Výstupné tranzistory dávame na radiátory s úžitkovou plochou. pre každého. Tranzistory MJL4281 a MJL4302 môžu byť tiež nahradené iným párom analógov, napríklad párom MJL21193 a MJL21194. Poistky na 3 ampéry je možné vymeniť za iné (výkonnejšie) alebo úplne vylúčiť z okruhu.

Tento zosilňovač je skvelá voľba pre subwoofer do domácnosti alebo auta, ale neodporúčam vám ho montovať do subwoofera, pretože zosilňovač je veľmi kvalitný, nedochádza k skresleniu ani pri maximálnej hlasitosti, potrebujete samostatné napätie menič na pohon auta, ktorého prevedenia nájdete na našej stránke.

- Suseda omrzelo klopanie na batériu. Zosilnil hudbu, aby ho nebolo počuť.
(Z audiofilského folklóru).

Epigraf je ironický, ale audiofil nemusí byť nevyhnutne „chorý v hlave“ s fyziognómiou Josha Earnesta na brífingu o vzťahoch s Ruskou federáciou, ktorá sa „ponáhľa“, pretože susedia sú „šťastní“. Niekto chce doma počúvať vážnu hudbu ako v sále. Na to je nevyhnutná kvalita aparatúry, ktorá sa fanúšikom decibelov hlasitosti ako takej jednoducho nezmestí tam, kde rozumní ľudia majú rozum, no tým druhým ide tento rozum z cien vhodných zosilňovačov (UMZCH, audio frekvencia Výkonový zosilňovač). A niekto na ceste má túžbu pripojiť sa k užitočným a vzrušujúcim oblastiam činnosti - technike reprodukcie zvuku a elektronike všeobecne. Ktoré sú v digitálnom veku neoddeliteľne spojené a môžu sa stať vysoko výnosným a prestížnym povolaním. Prvým krokom v tejto veci, optimálnym vo všetkých ohľadoch, je vyrobiť zosilňovač vlastnými rukami: práve UMZCH umožňuje s úvodným školením na základe školskej fyziky na tom istom stole prejsť od najjednoduchších štruktúr na pol večera (ktoré však „spievajú“ dobre) až po najzložitejšie celky, cez ktoré sa dostane dobrá skala kapela bude hrať s radosťou.Účelom tejto publikácie je pokryť prvé etapy tejto cesty pre začiatočníkov a možno povedať niečo nové aj skúseným.

Protozoa

Takže na začiatok skúsme vyrobiť zosilňovač zvuku, ktorý jednoducho funguje. Aby ste sa mohli dôkladne ponoriť do zvukového inžinierstva, budete si musieť postupne osvojiť pomerne veľa teoretického materiálu a nezabúdať si pri postupe obohacovať svoju vedomostnú základňu. Ale každá „inteligentnosť“ je ľahšie stráviteľná, keď vidíte a cítite, ako to funguje „v hardvéri“. Ani v tomto článku sa to ďalej nezaobíde bez teórie – v tom, čo na začiatku potrebujete vedieť a čo sa dá vysvetliť bez vzorcov a grafov. Medzitým bude stačiť, aby ste mohli používať multitester.

Poznámka: ak ste ešte neprispájkovali elektroniku, upozorňujeme, že jej komponenty sa nesmú prehrievať! Spájkovačka - do 40 W (lepšia ako 25 W), maximálny povolený čas spájkovania bez prerušenia je 10 s. Spájkovaný vodič pre chladič sa prichytí 0,5-3 cm od miesta spájkovania zo strany puzdra prístroja pomocou lekárskej pinzety. Kyslé a iné aktívne tavivá sa nesmú používať! Spájka - POS-61.

Vľavo na obr.- najjednoduchší UMZCH, "ktorý jednoducho funguje." Dá sa namontovať na germániové aj kremíkové tranzistory.

Na tomto drobku je vhodné zvládnuť základy nastavenia UMZCH s priamymi prepojeniami medzi kaskádami, ktoré dávajú najčistejší zvuk:

• Pred prvým zapnutím sa záťaž (reproduktor) vypne;
• Namiesto R1 prispájkujeme reťaz konštantného odporu 33 kOhm a variabilného (potenciometra) 270 kOhm, t.j. prvá poznámka. štyrikrát menšie a druhé cca. dvojnásobok nominálnej hodnoty oproti originálu podľa schémy;
• Dodávame energiu a otáčaním posúvača potenciometra v bode označenom krížikom nastavíme určený kolektorový prúd VT1;
• Odstránime napájanie, prispájkujeme dočasné odpory a zmeriame ich celkový odpor;
• Ako R1 nastavíme menovitý odpor zo štandardného radu najbližšie k meranému;
• R3 nahradíme konštantným reťazcom 470 Ohm + potenciometer 3,3 kOhm;
• Rovnako ako podľa paragrafov. 3-5, vrátane nastavenia napätia na polovicu napájacieho napätia.

Bod a, odkiaľ sa odoberá signál do záťaže, je tzv. stredný bod zosilňovača. V UMZCH s unipolárnym výkonom je v ňom nastavená polovica jeho hodnoty a v UMZCH s bipolárnym výkonom - nula vzhľadom na spoločný vodič. Toto sa nazýva nastavenie vyváženia zosilňovača. V unipolárnom UMZCH s kapacitným odpájaním záťaže ho pri nastavovaní nie je potrebné vypínať, ale je lepšie si na to zvyknúť reflexívne: nesymetrický 2-pólový zosilňovač s pripojenou záťažou dokáže spáliť vlastné výkonné a drahé výstupné tranzistory, alebo dokonca „nový, dobrý“ a veľmi drahý výkonný reproduktor.

Poznámka: komponenty, ktoré vyžadujú výber pri nastavovaní zariadenia v rozložení, sú na diagramoch označené buď hviezdičkou (*) alebo apostrofom (‘).

V strede na rovnakom obr.- jednoduchý UMZCH na tranzistoroch, ktorý už vyvíja výkon až 4-6 W pri zaťažení 4 ohmy. Aj keď funguje, podobne ako predchádzajúci, v tzv. triedy AB1, nie je určený pre Hi-Fi zvuk, ale ak vymeníte pár takýchto zosilňovačov triedy D (pozri nižšie) za lacnú čínštinu počítačové reproduktory, ich zvuk sa výrazne zlepšil. Tu sa naučíme ďalší trik: výkonné výstupné tranzistory musia byť umiestnené na radiátoroch. Komponenty vyžadujúce dodatočné chladenie, v diagramoch sú vyznačené bodkovanou čiarou; nie však vždy; niekedy - s uvedením požadovanej plochy rozptylu chladiča. Úprava tohto UMZCH - vyváženie s R2.

Vpravo na obr.- ešte nie 350 W monštrum (ako sa ukázalo na začiatku článku), ale už celkom solídne zviera: jednoduchý 100 W tranzistorový zosilňovač. Môžete cez ňu počúvať hudbu, ale nie Hi-Fi, pracovná trieda je AB2. Na hodnotenie miesta na piknik alebo vonkajšieho stretnutia, školského zhromaždenia alebo malého obchodného poschodia je to celkom vhodné. Amatérska rocková kapela, ktorá má pre nástroj taký UMZCH, môže úspešne vystupovať.

V tomto UMZCH sa objavujú ďalšie 2 triky: po prvé, vo veľmi výkonné zosilňovače výkonná výstupná kaskáda musí byť tiež chladená, takže VT3 je umiestnený na radiátore od 100 m2. pozri Pre výkon VT4 a VT5 sú potrebné radiátory od 400 metrov štvorcových. pozri Po druhé, UMZCH s bipolárnym napájaním nie sú vôbec vyvážené bez zaťaženia. Buď jeden alebo druhý výstupný tranzistor prejde do cutoff a konjugovaný prejde do saturácie. Potom pri plnom napájacom napätí môžu prúdové rázy pri vyvažovaní zničiť výstupné tranzistory. Preto je pre vyváženie (R6, uhádli ste?) zosilňovač napájaný z +/-24 V a namiesto záťaže je pribalený drôtový rezistor 100 ... 200 Ohm. Mimochodom, vlnovky v niektorých rezistoroch v diagrame sú rímske číslice, ktoré označujú ich požadovaný výkon na odvádzanie tepla.

Poznámka: zdroj energie pre tento UMZCH potrebuje výkon 600 wattov alebo viac. Vyhladzovacie filtračné kondenzátory - od 6800 uF do 160 V. Paralelne s elektrolytickými kondenzátormi IP sa zapínajú keramické kondenzátory 0,01 uF, aby sa zabránilo samovznieteniu pri ultra audio frekvencie ach, schopný okamžite spáliť výstupné tranzistory.

Na terénnych pracovníkoch

Na koľajniciach. ryža. - ďalšia možnosť pre pomerne výkonný UMZCH (30 W a s napájacím napätím 35 V - 60 W) na výkonnom tranzistory s efektom poľa:

Zvuk z neho už čerpá z požiadaviek na Hi-Fi vstupný level(ak, samozrejme, UMZCH funguje na príl. akustické systémy, AC). Výkonní terénni pracovníci nepotrebujú veľa energie na nahromadenie, takže neexistuje žiadna kaskáda pred napájaním. Dokonca aj výkonné tranzistory s efektom poľa nespália reproduktory pri žiadnych poruchách - samy sa rýchlejšie vypaľujú. Tiež nepríjemné, ale stále lacnejšie ako výmena drahej basovej reproduktorovej hlavy (GG). Vyváženie a všeobecne prispôsobenie tomuto UMZCH nie sú potrebné. Má len jednu nevýhodu, ako dizajn pre začiatočníkov: výkonné tranzistory s efektom poľa sú oveľa drahšie ako bipolárne pre zosilňovač s rovnakými parametrami. Požiadavky na IP sú rovnaké ako predtým. príležitosť, ale jeho výkon je potrebný od 450 wattov. Radiátory - od 200 m2. cm.

Poznámka: nie je potrebné stavať výkonný UMZCH na tranzistoroch s efektom poľa zdroje impulzov jedlo, napr. počítač. Keď sa ich pokúšate „uviesť“ do aktívneho režimu potrebného pre UMZCH, buď jednoducho vyhoria, alebo vydávajú slabý zvuk, ale „žiadny“ v kvalite. To isté platí napríklad pre výkonné vysokonapäťové bipolárne tranzistory. z horizontálneho skenovania starých televízorov.

Až

Ak ste už urobili prvé kroky, potom bude celkom prirodzené chcieť stavať Hi-Fi triedy UMZCH bez toho, aby ste zachádzali príliš hlboko do teoretickej džungle. Na to budete musieť rozšíriť prístrojový park - potrebujete osciloskop, generátor audio frekvencie (GZCH) a milivoltmeter striedavý prúd s možnosťou merania konštantnej zložky. Ako prototyp na zopakovanie je lepšie vziať UMZCH E. Gumeli, podrobne popísaný v Rádiu č.1 z roku 1989. Na jeho zostavenie budete potrebovať niekoľko lacných cenovo dostupných komponentov, ale kvalita spĺňa veľmi vysoké požiadavky: výkon do 60 W, šírka pásma 20-20 000 Hz, nerovnomernosť frekvenčnej odozvy 2 dB, faktor nelineárneho skreslenia (THD) 0,01 %, hladina vlastného šumu -86 dB. Nastavenie zosilňovača Gumeli je však dosť ťažké; ak to zvladnes, mozes si zobrat hociktore ine. Niektoré z dnes známych okolností však značne zjednodušujú založenie tohto UMZCH, pozri nižšie. Vzhľadom na túto skutočnosť a skutočnosť, že nie každému sa podarí dostať do rozhlasového archívu, by bolo vhodné hlavné body zopakovať.

Schémy jednoduchého vysokokvalitného UMZCH

Schémy UMZCH Gumeli a ich špecifikácie sú uvedené na obrázku. Radiátory výstupných tranzistorov - od 250 m2. pozri pre UMZCH podľa obr. 1 a od 150 m2. pozri variant podľa obr. 3 (číslovanie je pôvodné). Tranzistory predvýstupného stupňa (KT814/KT815) sú osadené na žiaričoch ohýbaných z hliníkových platní 75x35 mm hrúbky 3 mm. Nestojí za to nahradiť KT814 / KT815 KT626 / KT961, zvuk sa výrazne nezlepšuje, ale je ťažké ho určiť.

Tento UMZCH je veľmi dôležitý pre napájanie, topológiu inštalácie a všeobecne, preto musí byť upravený v štrukturálne dokončenej forme a len so štandardným zdrojom energie. Pri pokuse o napájanie zo stabilizovanej IP okamžite vyhoria výstupné tranzistory. Preto na obr. výkresy originálu dosky plošných spojov a pokyny na nastavenie. K nim možno dodať, že po prvé, ak je pri prvom štarte badateľné „budenie“, bojujú s ním zmenou indukčnosti L1. Po druhé, vývody dielov inštalovaných na doskách nesmú byť dlhšie ako 10 mm. Po tretie, je veľmi nežiaduce meniť topológiu inštalácie, ale ak je to veľmi potrebné, na strane vodičov musí byť rámová clona (uzemňovacia slučka, zvýraznená na obrázku) a cesty napájania musia prechádzať mimo nej. .

Poznámka: prestávky v dráhach, ku ktorým sú pripojené bázy výkonných tranzistorov - technologické, na zriadenie, po ktorom sú zapečatené kvapkami spájky.

Vytvorenie tohto UMZCH je značne zjednodušené a riziko, že sa v procese používania stretnete s „excitáciou“, sa zníži na nulu, ak:

• Minimalizujte prepojovacie vedenie umiestnením dosiek na vysokovýkonné tranzistorové chladiče.
• Úplne opustite konektory vo vnútri a celú inštaláciu vykonajte iba spájkovaním. Potom nebudete potrebovať R12, R13 vo výkonnej verzii alebo R10 R11 v menej výkonnej (sú na schémach vybodkované).
• Použite minimálnu dĺžku bezkyslíkových medených zvukových vodičov pre vnútorné vedenie.

Pri splnení týchto podmienok nedochádza k problémom s budením a zriadenie UMZCH sa zredukuje na rutinný postup opísaný na obr.

Drôty pre zvuk

Zvukové káble nie sú nečinnou fikciou. Potreba ich využitia v súčasnosti je nepopierateľná. V medi s prímesou kyslíka sa na čelách kovových kryštalitov vytvára najtenší oxidový film. Oxidy kovov sú polovodiče a ak je prúd v drôte slabý bez konštantnej zložky, jeho tvar je skreslený. Teoreticky by sa deformácie na myriádach kryštalitov mali navzájom kompenzovať, ale zostáva len veľmi málo (zdá sa, že kvôli kvantovým neistotám). Dosť na to, aby si to všimnú nároční poslucháči na pozadí najčistejšieho zvuku moderných UMZCH.

Výrobcovia a obchodníci bez návalu svedomia podsúvajú obyčajnú elektrickú meď namiesto bezkyslíkatej medi - jednu od druhej nemožno rozlíšiť okom. Existuje však rozsah, v ktorom falošný nejde jednoznačne: krútený párový kábel pre počítačové siete. Vložte mriežku s dlhými segmentmi vľavo, buď sa nespustí vôbec, alebo bude neustále zlyhávať. Rozptyľovanie impulzov, viete.

Autor, keď sa ešte hovorilo o zvukových kábloch, si uvedomil, že v zásade nejde o prázdne reči, najmä preto, že dovtedy bezkyslíkové drôty sa už dlho používali v špeciálnych zariadeniach, s ktorými bol dobre oboznámený. charakter jeho činnosti. Potom som to vzal a nahradil bežný kábel mojich slúchadiel TDS-7 podomácky vyrobeným z „vitukha“ s flexibilnými lankovými drôtmi. Zvuk podľa ucha sa pre analógové stopy neustále zlepšuje, t.j. na ceste od štúdiového mikrofónu na disk, nikdy nedigitalizovaný. Nahrávky na vinyle vyrobené pomocou technológie DMM (Direct Meta lMastering, priame nanášanie kovov) zneli obzvlášť jasne. Potom bola medzibloková úprava všetkého domáceho zvuku prevedená na „vitushny“. Potom úplne náhodní ľudia začali pozorovať zlepšenie zvuku, boli ľahostajní k hudbe a neboli vopred varovaní.

Ako vytvoriť prepojovacie vodiče z krúteného páru, pozri ďalej. video.

Video: prepojovacie vodiče s krútenou dvojlinkou si urobte sami

Ohybná „vituha“ bohužiaľ čoskoro zmizla z predaja – nedržala dobre v krimpovaných konektoroch. Pre informáciu čitateľov však flexibilný „vojenský“ drôt MGTF a MGTFE (tienený) je vyrobený len z bezkyslíkatej medi. Falšovanie je nemožné, pretože. na bežnej medi sa izolácia z fluoroplastovej pásky šíri pomerne rýchlo. MGTF je teraz široko dostupný a je oveľa lacnejší ako značkové, zaručené audio káble. Má to jednu nevýhodu: nedá sa to urobiť farebne, ale dá sa to opraviť tagmi. Existujú aj drôty vinutia bez kyslíka, pozri nižšie.

Teoretická medzihra

Ako môžete vidieť, už v raných fázach zvládnutia zvukovej techniky sme sa museli vysporiadať s konceptom Hi-Fi (High Fidelity), teda vysokej vernosti reprodukcie zvuku. Hi-Fi sú rôzne úrovne, ktoré sú zoradené v poradí. hlavné parametre:

1. Pásmo reprodukovateľných frekvencií.
2. Dynamický rozsah - pomer v decibeloch (dB) maximálneho (špičkového) výstupného výkonu k úrovni vlastného šumu.
3. Hladina vlastného hluku v dB.
4. Faktor nelineárneho skreslenia (THD) pri menovitom (dlhodobom) výstupnom výkone. Predpokladá sa, že SOI pri špičkovom výkone je 1 % alebo 2 % v závislosti od techniky merania.
5. Nepravidelnosti v amplitúdovo-frekvenčnej charakteristike (AFC) v reprodukovateľnom frekvenčnom pásme. Pre reproduktory - samostatne pri nízkych (LF, 20-300 Hz), stredných (MF, 300-5000 Hz) a vysokých (HF, 5000-20 000 Hz) zvukových frekvenciách.

Poznámka: pomer absolútnych hladín akýchkoľvek hodnôt I v (dB) je definovaný ako P(dB) = 20 lg(I1/I2). Ak I1

Pri navrhovaní a konštrukcii reproduktorov musíte poznať všetky jemnosti a nuansy Hi-Fi, a pokiaľ ide o domáce Hi-Fi UMZCH pre domácnosť, skôr ako prejdete k nim, musíte jasne pochopiť požiadavky na ich výkon. potrebné na hodnotenie danej miestnosti, dynamický rozsah (dynamika), úroveň vlastného hluku a SOI. Dosiahnuť frekvenčné pásmo 20-20 000 Hz z UMZCH s blokádou na okrajoch 3 dB a nerovnomernosťou frekvenčnej odozvy v strednom rozsahu 2 dB na modernej prvkovej báze nie je ťažké.

Objem

Výkon UMZCH nie je samoúčelný, mal by poskytnúť optimálnu hlasitosť reprodukcie zvuku v danej miestnosti. Dá sa určiť krivkami rovnakej hlasitosti, pozri obr. Prirodzený hluk v obytných priestoroch je tichší ako 20 dB; 20 dB je divočina v úplnom pokoji. Úroveň hlasitosti 20 dB vo vzťahu k prahu počuteľnosti je prahom zrozumiteľnosti – šepot je stále možné rozoznať, ale hudba je vnímaná len ako fakt jej prítomnosti. Skúsený hudobník vie rozoznať, ktorý nástroj hrá, ale nie presne aký.

40 dB - bežný hluk dobre izolovaného mestského bytu v tichej oblasti alebo vidieckeho domu - predstavuje prah zrozumiteľnosti. Hudbu od prahu zrozumiteľnosti až po prah zrozumiteľnosti možno počúvať s hlbokou korekciou frekvenčnej odozvy predovšetkým v basoch. K tomu sa do moderného UMZCH zavádza funkcia MUTE (mute, mutation, not mutation!), ktorá zahŕňa resp. korekčných obvodov v UMZCH.

90 dB je úroveň hlasitosti symfonického orchestra vo veľmi dobrej koncertnej sále. 110 dB dokáže vydať rozšírený orchester v sále s unikátnou akustikou, ktorých na svete nie je viac ako 10, to je prah vnímania: hlasnejšie zvuky sú vnímané aj ako významovo rozlíšiteľné s úsilím vôle, ale už nepríjemný hluk. Zóna hlasitosti v obytných priestoroch 20-110 dB je zóna plnej počuteľnosti a 40-90 dB je zóna najlepšej počuteľnosti, v ktorej nepripravení a neskúsení poslucháči naplno vnímajú význam zvuku. Ak je, samozrejme, v ňom.

Moc

Vypočítať výkon aparatúry pre danú hlasitosť v oblasti počúvania je azda hlavnou a najťažšou úlohou elektroakustiky. Pre seba je v podmienkach lepšie ísť z akustických systémov (AS): vypočítajte ich výkon pomocou zjednodušenej metódy a vezmite nominálny (dlhodobý) výkon UMZCH rovný špičkovým (hudobným) reproduktorom. V tomto prípade UMZCH na tých reproduktoroch výrazne nepridá svoje skreslenia, už sú hlavným zdrojom nelinearity v audio ceste. Ale UMZCH by nemal byť príliš silný: v tomto prípade môže byť úroveň vlastného hluku nad prahom počuteľnosti, pretože. uvažuje sa z napäťovej úrovne výstupného signálu pri maximálnom výkone. Ak to vezmeme celkom jednoducho, potom pre miestnosť bežného bytu alebo domu a reproduktory s normálnou charakteristickou citlivosťou (zvukový výstup) môžeme urobiť stopu. Optimálne hodnoty výkonu UMZCH:

• Až 8 štvorcových. m - 15-20 W.
• 8-12 m2 m - 20-30 W.
• 12-26 m2 m - 30-50 W.
• 26-50 m2 m - 50-60 W.
• 50-70 m2 m - 60-100 wattov.
• 70-100 m2 m - 100-150 wattov.
• 100-120 m2 m - 150-200 wattov.
• Viac ako 120 metrov štvorcových. m - určuje sa výpočtom podľa akustických meraní na mieste.

Dynamika

Dynamický rozsah UMZCH je určený rovnakými krivkami hlasitosti a prahovými hodnotami pre rôzne stupne vnímania:

1. Symfonická hudba a jazz so symfonickým sprievodom - 90 dB (110 dB - 20 dB) ideálne, 70 dB (90 dB - 20 dB) prijateľné. Zvuk s dynamikou 80-85 dB v mestskom byte nerozozná od ideálu žiadny odborník.
2. Iné vážne hudobné žánre - 75 dB je výborných, 80 dB je nad strechou.
3. Pops akéhokoľvek druhu a filmové zvukové stopy - 66 dB pre oči je dosť, pretože. tieto opusy sú už komprimované v úrovniach až 66 dB a pri nahrávaní dokonca až 40 dB, takže môžete počúvať čokoľvek.

Dynamický rozsah UMZCH, správne zvolený pre danú miestnosť, sa považuje za rovný jeho vlastnej hladine hluku, branej so znamienkom +, ide o tzv. odstup signálu od šumu.

TAKŽE JA

Nelineárne skreslenia (NI) UMZCH sú zložky spektra výstupného signálu, ktoré neboli na vstupe. Teoreticky je najlepšie „stlačiť“ JZ pod úroveň vlastného hluku, ale technicky je to veľmi náročné na realizáciu. V praxi berú do úvahy tzv. maskovací efekt: pri úrovniach hlasitosti pod cca. 30 dB sa zužuje rozsah frekvencií vnímaných ľudským uchom, rovnako ako schopnosť rozlišovať zvuky podľa frekvencie. Hudobníci počujú tóny, ale je ťažké posúdiť farbu zvuku. U ľudí bez hudobného sluchu je maskovací efekt pozorovaný už pri 45-40 dB hlasitosti. Preto UMZCH s THD 0,1 % (-60 dB z úrovne hlasitosti 110 dB) bude bežným poslucháčom hodnotený ako Hi-Fi a s THD 0,01 % (-80 dB) možno považovať za nie skreslenie zvuku.

Lampy

Posledné tvrdenie možno spôsobí odmietnutie, až zúrivé, medzi prívržencami elektrónkových obvodov: hovoria, že skutočný zvuk vydávajú iba elektrónky, a nie hocijaké, ale určité typy osmičkových. Upokojte sa, páni – špeciálny lampový zvuk nie je výmysel. Dôvodom sú zásadne odlišné spektrá skreslenia pre elektrónky a tranzistory. Ktoré sú zas spôsobené tým, že prúd elektrónov sa v lampe pohybuje vo vákuu a kvantové efekty sa v ňom neprejavujú. Tranzistor je kvantové zariadenie, kde sa menšie nosiče náboja (elektróny a diery) pohybujú v kryštáli, čo je vo všeobecnosti nemožné bez kvantových efektov. Preto je spektrum elektrónkových skreslení krátke a čisté: sú v ňom zreteľne vysledované iba harmonické do 3. - 4. a existuje len veľmi málo kombinačných komponentov (súčty a rozdiely frekvencií vstupného signálu a ich harmonických). Preto sa v časoch vákuových obvodov SOI nazýval harmonický koeficient (KH). V tranzistoroch sa dá spektrum skreslenia (ak sú merateľné, rezervácia náhodná, viď nižšie) dohľadať až po 15. a vyššie zložky a kombinačných frekvencií je v ňom viac než dosť.

Na začiatku polovodičovej elektroniky pre nich dizajnéri tranzistorových UMZCH vzali obvyklú "elektrónkovú" SOI 1-2%; zvuk so spektrom elektrónkového skreslenia takejto veľkosti je bežným poslucháčom vnímaný ako čistý. Mimochodom, samotný koncept Hi-Fi vtedy ešte neexistoval. Ukázalo sa - znejú nudne a hluché. V procese vývoja tranzistorovej technológie sa vyvinulo pochopenie toho, čo je Hi-Fi a čo je na to potrebné.

V súčasnosti sú rastúce bolesti tranzistorovej techniky úspešne prekonané a bočné frekvencie na výstupe dobrého UMZCH sú len ťažko zachytené špeciálnymi metódami merania. A obvody svietidiel možno považovať za prešli do kategórie umenia. Jeho základ môže byť akýkoľvek, prečo tam nemôže ísť elektronika? Tu by sa hodila analógia s fotografiou. Nikto nemôže poprieť, že moderná digitálna zrkadlovka dáva obraz nezmerateľne jasnejší, detailnejší, hlbší z hľadiska jasu a farebného rozsahu ako preglejková krabica s harmonikou. Ale niekto s najúžasnejším Nikonom "cvaká obrázky" ako "toto je môj tučný kocúr sa opil ako bastard a spí s roztiahnutými labkami" a niekto so Smena-8M na čiernobielom filme Svemov fotí, pred ktorým ľudia sa tlačia na prestížnej výstave.

Poznámka: a este raz klud - nie je vsetko take zle. Lampy UMZCH s nízkym výkonom majú k dnešnému dňu aspoň jednu a nie najmenej dôležitú aplikáciu, pre ktorú sú technicky potrebné.

Experimentálny stojan

Mnohí milovníci zvuku, ktorí sa sotva naučili spájkovať, okamžite "prechádzajú do lámp." To si v žiadnom prípade nezaslúži odsúdenie, práve naopak. Záujem o pôvod je vždy opodstatnený a užitočný a elektronika sa takou stala na lampách. Prvé počítače boli elektrónkové a palubné elektronické vybavenie prvej kozmickej lode bolo tiež elektrónkové: v tom čase už existovali tranzistory, ktoré však nevydržali mimozemské žiarenie. Mimochodom, pod najprísnejším tajomstvom boli vytvorené aj trubicové ... mikroobvody! Mikrolampy so studenou katódou. Jediná známa zmienka o nich v otvorených zdrojoch je vo vzácnej knihe Mitrofanova a Pickersgila „Moderné prijímacie-zosilňovacie lampy“.

Ale dosť bolo textov, poďme na vec. Pre tých, ktorí sa radi pohrávajú so svietidlami na obr. - schéma stolovej lampy UMZCH, navrhnutá špeciálne pre experimenty: SA1 prepína prevádzkový režim výstupnej lampy a SA2 spína napájacie napätie. Obvod je v Ruskej federácii dobre známy, mierne vylepšenie sa dotklo iba výstupného transformátora: teraz môžete nielen „riadiť“ svoj pôvodný 6P7S v rôznych režimoch, ale tiež zvoliť pomer prepínania mriežky obrazovky pre iné lampy v ultra-lineárnom režime. ; pre veľkú väčšinu výstupných pentód a lúčových tetrod je buď 0,22-0,25, alebo 0,42-0,45. Výrobu výstupného transformátora nájdete nižšie.

Gitaristi a rockeri

To je prípad, keď sa bez lámp nezaobídete. Ako iste viete, elektrická gitara sa stala plnohodnotným sólovým nástrojom po tom, čo predzosilnený signál zo snímača prešiel cez špeciálnu predponu - fuser - zámerne skresľujúci jej spektrum. Bez toho bol zvuk struny príliš ostrý a krátky, pretože. elektromagnetický snímač reaguje len na režimy svojich mechanických kmitov v rovine ozvučnice nástroja.

Čoskoro sa objavila nepríjemná okolnosť: zvuk elektrickej gitary s fixačnou jednotkou nadobúda plnú silu a jas až pri vysokých hlasitostiach. Vidno to najmä pri gitarách so snímačom humbucker, ktorý vydáva ten „najzlejší“ zvuk. Ale čo začiatočník, nútený skúšať doma? Nechoďte vystupovať do sály, keď presne neviete, ako tam bude nástroj znieť. A práve milovníci rocku chcú počúvať svoje obľúbené veci v plnej šťave a rockeri sú vo všeobecnosti slušní a nekonfliktní ľudia. Aspoň tí, ktorí sa zaujímajú o rockovú hudbu, a nie o poburujúce okolie.

Ukázalo sa teda, že fatálny zvuk sa objavuje pri úrovniach hlasitosti prijateľných pre obytné priestory, ak je UMZCH trubicový. Dôvodom je špecifická interakcia spektra signálu z fixačnej jednotky s čistým a krátkym spektrom harmonických elektrónky. Tu je opäť vhodné prirovnanie: čiernobiela fotografia môže byť oveľa výraznejšia ako farebná, pretože. ponecháva len obrys a svetlo na sledovanie.

Tí, ktorí potrebujú elektrónkový zosilňovač nie na experimenty, ale z technickej nevyhnutnosti, nemajú čas dlho zvládať zložitosti elektrónkovej elektroniky, sú nadšení pre ostatných. UMZCH v tomto prípade je lepšie urobiť bez transformátora. Presnejšie, s jednokoncovým prispôsobeným výstupným transformátorom, ktorý pracuje bez konštantného predpätia. Tento prístup výrazne zjednodušuje a urýchľuje výrobu najkomplexnejšej a najkritickejšej zostavy lampy UMZCH.

„Beztransformátorový“ elektrónkový koncový stupeň UMZCH a k nemu predzosilňovače

Vpravo na obr. je uvedená schéma beztransformátorového koncového stupňa elektrónky UMZCH a vľavo sú možnosti pre predzosilňovač. Hore - s tónovou reguláciou podľa klasickej Baksandalovej schémy, ktorá poskytuje pomerne hlboké nastavenie, ale do signálu vnáša malé fázové skreslenia, ktoré môžu byť výrazné pri prevádzke UMZCH na 2-pásmovom reproduktore. Nižšie je jednoduchší predzosilňovač s tónovou reguláciou, ktorá neskresľuje signál.

Ale vráťme sa na koniec. V mnohých zahraničných zdrojoch je tento obvod považovaný za zjavenie, avšak identický s ním, s výnimkou kapacity elektrolytických kondenzátorov, sa nachádza v sovietskej rádioamatérskej príručke z roku 1966. Hrubá kniha 1060 strán. Vtedy nebol internet a databázy na diskoch.

Na tom istom mieste, vpravo na obrázku, sú stručne, ale jasne popísané nedostatky tejto schémy. Vylepšené, z rovnakého zdroja, uvedené na trase. ryža. napravo. V ňom je mriežka L2 napájaná zo stredu anódového usmerňovača (anódové vinutie výkonového transformátora je symetrické) a mriežka L1 cez záťaž. Ak namiesto vysokoimpedančných reproduktorov zapnete zodpovedajúci transformátor s konvenčným reproduktorom, ako v predchádzajúcom. obvod, výstupný výkon je cca. 12 W, pretože aktívny odpor primárneho vinutia transformátora je oveľa menší ako 800 ohmov. SOI tohto koncového stupňa s výkonom transformátora - cca. 0,5 %

Ako vyrobiť transformátor?

Hlavnými nepriateľmi kvality výkonného signálneho nízkofrekvenčného (zvukového) transformátora sú magnetické rozptylové pole, ktorého siločiary sú uzavreté, obchádzajúce magnetický obvod (jadro), vírivé prúdy v magnetickom obvode (Foucaultove prúdy) a v menšej miere magnetostrikcia v jadre. Kvôli tomuto javu nedbalo zostavený transformátor „spieva“, bzučí alebo vŕzga. Proti Foucaultovým prúdom sa bojuje znížením hrúbky dosiek magnetického obvodu a ich dodatočnou izoláciou lakom počas montáže. Pre výstupné transformátory je optimálna hrúbka dosiek 0,15 mm, maximálna povolená je 0,25 mm. Pre výstupný transformátor by sa nemali brať tenšie dosky: faktor plnenia jadra (centrálneho jadra magnetického obvodu) oceľou klesne, prierez magnetického obvodu sa bude musieť zväčšiť, aby sa získal daný výkon, ktorý len zvýši skreslenie a straty v ňom.

V jadre audio transformátora pracujúceho s konštantným predpätím (napr. anódový prúd koncového stupňa s jedným koncom) musí byť malá (určená výpočtom) nemagnetická medzera. Prítomnosť nemagnetickej medzery na jednej strane znižuje skreslenie signálu z konštantného skreslenia; na druhej strane v bežnom magnetickom obvode zvyšuje rozptylové pole a vyžaduje väčšie jadro. Preto musí byť nemagnetická medzera vypočítaná optimálne a vykonaná čo najpresnejšie.

Pre transformátory pracujúce s magnetizáciou je optimálny typ jadra z dosiek Shp (dierované), poz. 1 na obr. V nich sa pri prenikaní jadra vytvorí nemagnetická medzera, a preto je stabilná; jeho hodnota je uvedená v pase pre platne alebo meraná súpravou sond. Bludné pole je minimálne, pretože bočné vetvy, ktorými sa magnetický tok uzatvára, sú plné. Dosky Shp sa často používajú na zostavenie jadier transformátorov bez magnetizácie, pretože Dosky Shp sú vyrobené z vysoko kvalitnej transformátorovej ocele. V tomto prípade je jadro zostavené v prekrytí (dosky sú umiestnené so zárezom v jednom alebo druhom smere) a jeho prierez sa zväčší o 10% oproti vypočítanému.

Je lepšie navíjať transformátory bez magnetizácie na jadrách USh (znížená výška s rozšírenými oknami), poz. 2. V nich sa redukcia rozptylového poľa dosiahne zmenšením dĺžky magnetickej dráhy. Keďže dosky USh sú dostupnejšie ako dosky Shp, často sa z nich vyrábajú aj jadrá transformátorov s magnetizáciou. Potom sa vykoná montáž jadra v reze: zostaví sa balík W-doštičiek, položí sa pás nevodivého nemagnetického materiálu s hrúbkou rovnajúcou sa hodnote nemagnetickej medzery, pokrytý jarmo z balíka svetrov a stiahnuté sponou.

Poznámka:"Audio" signálové magnetické obvody typu ShLM pre výstupné transformátory kvalitných elektrónkových zosilňovačov sú málo použiteľné, majú veľké rozptylové pole.

Na poz. 3 je schéma rozmerov jadra na výpočet transformátora, na poz. 4 navíjací rám dizajn, a na poz. 5 - vzory jeho detailov. Pokiaľ ide o transformátor pre koncový stupeň "bez transformátora", je lepšie to urobiť na SLMme s presahom, pretože. predpätie je zanedbateľné (prúd predpätia sa rovná prúdu mriežky obrazovky). Hlavnou úlohou je urobiť vinutia čo najkompaktnejšie, aby sa znížilo rozptylové pole; ich aktívny odpor bude stále oveľa menší ako 800 ohmov. Čím viac voľného miesta zostalo v oknách, tým lepšie dopadol transformátor. Preto sa vietor vinutia otáča, aby sa otočil (ak nie je navíjací stroj, je to hrozný stroj) z čo najtenšieho drôtu, koeficient uloženia anódového vinutia pre mechanický výpočet transformátora sa berie ako 0,6. Drôt vinutia je značky PETV alebo PEMM, majú jadro bez kyslíka. Nie je potrebné brať PETV-2 alebo PEMM-2, majú zväčšený vonkajší priemer kvôli dvojitému lakovaniu a rozptylové pole bude väčšie. Primárne vinutie je navinuté ako prvé, pretože. je to jeho bludné pole, ktoré najviac ovplyvňuje zvuk.

Železo pre tento transformátor je potrebné hľadať s otvormi v rohoch dosiek a svoriek (pozri obrázok vpravo), pretože. "Pre úplné šťastie" sa zostava magnetického obvodu vykonáva nasledovne. poradie (samozrejme, vinutia s vodičmi a vonkajšou izoláciou by už mali byť na ráme):

1. Pripravte napoly zriedený akrylový lak alebo starým spôsobom šelak;
2. Doštičky s prepojkami sa rýchlo nalakujú na jednej strane a čo najrýchlejšie sa vložia do rámu bez silného stláčania. Prvá doska je umiestnená lakovanou stranou dovnútra, ďalšia - s nenalakovanou stranou k lakovanej prvej atď.;
3. Keď je okno rámu plné, aplikujú sa sponky a pevne sa utiahnu skrutkami;
4. Po 1-3 minútach, keď sa vytláčanie laku z medzier zjavne zastaví, sa dosky opäť prikladajú, kým sa okno nenaplní;
5. Opakujte odseky. 2-4, kým nie je okno pevne zabalené oceľou;
6. Jadro sa opäť pevne stiahne a vysuší na batérii alebo podobne. 3-5 dní.

Jadro montované touto technológiou má veľmi dobrú doskovú izoláciu a oceľovú výplň. Straty v dôsledku magnetostrikcie sa vôbec nezistia. Ale majte na pamäti - pre jadrá ich permalloy táto technika nie je použiteľná, pretože. silnými mechanickými vplyvmi sa magnetické vlastnosti permalloy nenávratne zhoršia!

Na mikročipoch

UMZCH na integrovaných obvodoch (IC) najčastejšie vyrábajú tí, ktorí sú spokojní s kvalitou zvuku až po priemerné Hi-Fi, ale viac ich priťahuje lacnosť, rýchlosť, jednoduchosť montáže a úplná absencia akýchkoľvek nastavovacích postupov, ktoré si vyžadujú špeciálne znalosti. . Jednoducho, zosilňovač na mikroobvodoch je najlepšou voľbou pre figuríny. Klasikou žánru je tu UMZCH na TDA2004 IC, stojaca na sérii, nedajbože, 20 rokov, vľavo na obr. Výkon - až 12 W na kanál, napájacie napätie - 3-18 V unipolárne. Radiátorová plocha - od 200 m2. pozri maximálny výkon. Výhodou je možnosť pracovať na veľmi nízkoodporovom, až 1,6 Ohmovom zaťažení, čo umožňuje odobrať plný výkon pri napájaní z 12 V palubnej siete a 7-8 W - pri 6V. napájanie, napríklad na motorke. Výstup TDA2004 v triede B je však nekomplementárny (na tranzistoroch rovnakej vodivosti), takže zvuk určite nie je Hi-Fi: THD 1 %, dynamika 45 dB.

Modernejší TDA7261 neposkytuje o nič lepší zvuk, ale výkonnejší, až 25 W, pretože. horná hranica napájacieho napätia bola zvýšená na 25V. TDA7261 je možné prevádzkovať takmer zo všetkých palubných sietí, okrem lietadiel 27 V. Pomocou kĺbových komponentov (páskovanie, vpravo na obrázku) môže TDA7261 pracovať v mutačnom režime a so St-By (Stand By , wait) funkcia, ktorá prepne UMZCH do režimu minimálnej spotreby energie, keď po určitú dobu nie je k dispozícii žiadny vstupný signál. Vybavenie stojí peniaze, takže pre stereo budete potrebovať pár TDA7261 s radiátormi od 250 m2. pozri pre každého.

Poznámka: ak vás lákajú zosilňovače s funkciou St-By, majte na pamäti, že od nich nečakajte reproduktory širšie ako 66 dB.

„Superekonomický“ z hľadiska výkonu TDA7482, vľavo na obrázku, pracujúci v tzv. triedy D. Takéto UMZCH sa niekedy nazývajú digitálne zosilňovače, čo nie je pravda. Pre skutočnú digitalizáciu sa vzorky úrovne odoberajú z analógového signálu pri kvantizačnej frekvencii aspoň dvojnásobku najvyššej z reprodukovateľných frekvencií, hodnota každej vzorky sa zaznamená v kóde na opravu chýb a uloží sa pre budúce použitie. UMZCH triedy D - pulzné. V nich sa analóg priamo konvertuje na sekvenciu vysokofrekvenčných impulzov modulovaných šírkou impulzov (PWM), ktoré sa privádzajú do reproduktora cez dolnopriepustný filter (LPF).

Zvuk triedy D nemá nič spoločné s Hi-Fi: THD 2% a dynamika 55 dB pre UMZCH triedu D sa považujú za veľmi dobré ukazovatele. A tu musím povedať, že TDA7482 nie je optimálny: iné spoločnosti špecializujúce sa na triedu D vyrábajú integrované obvody UMZCH lacnejšie a vyžadujú menej páskovania, napríklad séria Paxx D-UMZCH, vpravo na obr.

Z TDA si treba všimnúť 4-kanálový TDA7385, viď obrázok, na ktorý sa dá zostaviť dobrý zosilňovač pre reproduktory až po medium Hi-Fi vrátane, s frekvenčným oddelením na 2 pásma alebo pre systém so subwooferom. Filtrovanie nízkofrekvenčných a stredných vysokých frekvencií sa v oboch prípadoch robí na vstupe na slabom signáli, čo zjednodušuje konštrukciu filtrov a umožňuje hlbšie oddelenie pásiem. A ak je akustika subwoofer, potom 2 kanály TDA7385 môžu byť pridelené pre sub-ULF mostíkového obvodu (pozri nižšie) a zvyšné 2 môžu byť použité pre stredné a vysoké frekvencie.

UMZCH pre subwoofer

Subwoofer, ktorý možno preložiť ako „subwoofer“ alebo doslova „subwoofer“ reprodukuje frekvencie do 150-200 Hz, v tomto rozsahu ľudské uši prakticky nedokážu určiť smer k zdroju zvuku. V reproduktoroch so subwooferom je reproduktor “subwoofer” umiestnený v samostatnom akustickom prevedení, ide o subwoofer ako taký. Subwoofer je v zásade umiestnený tak, ako je to pohodlnejšie, a stereo efekt zabezpečujú samostatné kanály MF-HF s vlastnými reproduktormi malých rozmerov, na ktorých akustický dizajn nie sú kladené žiadne mimoriadne vážne požiadavky. Znalci sa zhodujú, že stále je lepšie počúvať stereo s úplným oddelením kanálov, ale subwooferové systémy výrazne šetria peniaze alebo prácu na basovej dráhe a uľahčujú umiestnenie akustiky v malých miestnostiach, a preto sú obľúbené u spotrebiteľov s normálnym sluchom. a nie zvlášť náročné.

„Únik“ stredných a vysokých frekvencií do subwoofera a z neho do vzduchu veľmi kazí stereo, ale ak ostro „odstrihnete“ subbasy, čo je mimochodom veľmi ťažké a drahé, potom veľmi dôjde k nepríjemnému skokovému efektu zvuku. Preto sa filtrovanie kanálov v subwooferových systémoch vykonáva dvakrát. Na vstupe sú MF-HF s basovými „chvostmi“ ozvláštnené elektrickými filtrami, ktoré nepreťažujú dráhu MF-HF, ale poskytujú plynulý prechod do subbasov. Basy so stredotónovými „chvostmi“ sú kombinované a privádzané do samostatného UMZCH pre subwoofer. Stredové pásmo je dodatočne filtrované, aby sa stereo nezhoršovalo, je akustické už v subwooferi: subwoofer je umiestnený napríklad v priečke medzi rezonančnými komorami subwoofera, ktoré neprepúšťajú stredy von, viď. vpravo na obr.

Na UMZCH pre subwoofer je kladených množstvo špecifických požiadaviek, z ktorých za hlavný považujú „atrapy“ čo najväčší výkon. To je úplne nesprávne, ak, povedzme, výpočet akustiky pre miestnosť dal špičkový výkon W pre jeden reproduktor, potom výkon subwoofera potrebuje 0,8 (2W) alebo 1,6W. Napríklad, ak sú reproduktory S-30 vhodné pre miestnosť, potom je potrebný subwoofer 1,6 x 30 \u003d 48 wattov.

Oveľa dôležitejšie je zabezpečiť absenciu fázových a prechodných skreslení: ak pôjdu, určite dôjde k skoku zvuku. Čo sa týka THD, je prijateľné do 1% Skreslenie basov tejto úrovne nie je počuteľné (pozri krivky rovnakej hlasitosti) a „konce“ ich spektra v najlepšie počuteľnej oblasti stredného pásma sa zo subwoofera nedostanú.

Aby nedochádzalo k fázovým a prechodovým skresleniam, zosilňovač pre subwoofer je zostrojený podľa tzv. mostový obvod: výstupy 2 rovnakých UMZCH sú zapnuté v opačnom smere cez reproduktor; signály na vstupy sú v protifáze. Absencia fázového a prechodového skreslenia v mostíkovom obvode je spôsobená úplnou elektrickou symetriou výstupných signálových ciest. Identita zosilňovačov, ktoré tvoria ramená mostíka, je zabezpečená použitím spárovaných UMZCH na IC, vyrobených na rovnakom čipe; toto je možno jediný prípad, keď je zosilňovač na mikroobvodoch lepší ako diskrétny.

Poznámka: výkon mosta UMZCH sa nezdvojnásobuje, ako si niektorí myslia, je určený napájacím napätím.

Príklad mostového okruhu UMZCH pre subwoofer v miestnosti do 20 m2. m (bez vstupných filtrov) na IC TDA2030 je uvedený na obr. vľavo. Dodatočné filtrovanie stredného pásma je vykonávané obvodmi R5C3 a R'5C'3. Radiátorová plocha TDA2030 - od 400 m2. pozri Mostové UMZCH s otvoreným výstupom majú nepríjemnú vlastnosť: keď je mostík nevyvážený, v zaťažovacom prúde sa objavuje konštantná zložka, ktorá môže vyradiť reproduktor a ochranné obvody na subbasoch často zlyhajú a vypínajú reproduktor, keď nie je potrebný. Preto je lepšie chrániť drahý basový reproduktor „dubovo“ nepolárnymi batériami elektrolytických kondenzátorov (farebne zvýraznených a schéma jednej batérie je uvedená na bočnom paneli.

Trochu o akustike

Akustický dizajn subwoofera je špeciálna téma, ale keďže je tu uvedený nákres, sú potrebné aj vysvetlenia. Materiál puzdra - MDF 24 mm. Rúry rezonátora sú vyrobené z dostatočne odolného nezvoniaceho plastu, napríklad polyetylénu. Vnútorný priemer rúrok je 60 mm, výstupky dovnútra sú 113 mm vo veľkej komore a 61 v malej. Pre konkrétnu reproduktorovú hlavu bude musieť byť subwoofer prekonfigurovaný pre čo najlepšie basy a zároveň pre čo najmenší vplyv na stereo efekt. Na ladenie fajok treba zjavne dlhšie dĺžky a zatlačením a vysunutím sa dosiahne požadovaný zvuk. Vonkajšie výstupky rúr neovplyvňujú zvuk, sú potom odrezané. Nastavenia potrubia sú vzájomne závislé, takže sa musíte pohrať.

Slúchadlový zosilňovač

Slúchadlový zosilňovač sa vyrába ručne najčastejšie z 2 dôvodov. Prvý je na počúvanie „za pochodu“, t.j. mimo domova, keď výkon zvukového výstupu prehrávača alebo smartfónu nestačí na nahromadenie „tlačidiel“ alebo „lopúchov“. Druhý je určený pre špičkové domáce slúchadlá. Hi-Fi UMZCH do bežnej obývačky je potrebný s dynamikou do 70-75 dB, dynamický rozsah najlepších moderných stereo slúchadiel však presahuje 100 dB. Zosilňovač s takouto dynamikou je drahší ako niektoré autá a jeho výkon bude od 200 wattov na kanál, čo je príliš veľa pre bežný byt: počúvanie pri veľmi nízkej úrovni výkonu kazí zvuk, pozri vyššie. Preto má zmysel vyrobiť nízkoenergetický, ale s dobrou dynamikou, samostatný zosilňovač špeciálne pre slúchadlá: ceny za domáce UMZCH s takouto hmotnosťou sú zjavne príliš vysoké.

Schéma najjednoduchšieho slúchadlového zosilňovača na tranzistoroch je uvedená v poz. 1 obr. Zvuk – okrem čínskych „gombíkov“ funguje v triede B. Nelíši sa ani účinnosťou – 13-mm lítiové batérie vydržia pri plnej hlasitosti 3-4 hodiny. Na poz. 2 - Klasické TDA pre slúchadlá na cesty. Zvuk však podáva celkom slušný, až priemerný Hi-Fi v závislosti od parametrov digitalizácie trate. Amatérskych vylepšení páskovania TDA7050 je nespočetné množstvo, ale prechod zvuku na ďalšiu úroveň triedy ešte nikto nedosiahol: samotná „mikruha“ to neumožňuje. TDA7057 (poz. 3) je jednoducho funkčnejší, ovládanie hlasitosti môžete pripojiť na bežný, nie duálny, potenciometer.

UMZCH pre slúchadlá na TDA7350 (poz. 4) je už navrhnutý tak, aby vytvoril dobrú individuálnu akustiku. Práve na tomto IC sú slúchadlové zosilňovače zostavené vo väčšine domácich UMZCH strednej a vysokej triedy. UMZCH pre slúchadlá na KA2206B (poz. 5) sa už považuje za profesionálne: jeho maximálny výkon 2,3 W stačí na pohon takých vážnych izodynamických „lopúchov“, ako sú TDS-7 a TDS-15.

• 04.10.2014

  MSK5012 je vysoko spoľahlivý regulátor napätia. Výstupné napätie je možné nastaviť pomocou dvoch rezistorov. Regulátor má veľmi nízky úbytok napätia (0,45V pri 10A). MSK5012 má vysokú úroveň presnosti a stability výstupného napätia. Mikroobvod je dostupný v 5-pinovom balení, kolíky sú elektricky izolované od krytu mikroobvodu. To nám dáva slobodu...

• 28.11.2014

  Na obrázku je schéma jednoduchého regulátora otáčok motora 12V s výkonom do 150 wattov. Zariadenie má 15A obmedzovač prúdu. Základom zariadenia je pulzno-šírkový modulačný systém vyrobený na IC TL494, vďaka ktorému môžu byť otáčky motora v rozsahu od 0 do 100%. Pomocou R6 môžete nastaviť rýchlosť otáčania ...

• 02.11.2014

  Schéma set-top boxu - zosilňovača UMZCH pre CD prehrávač je znázornená na obrázku. Obvod má normalizovaný vstup, vstupná impedancia je zvolená v rozmedzí 2 * 33 ohmov, takže zosilňovač pracuje s prirodzenou záťažou. Predtým, ako signál prejde na vstup A1, jeho úroveň sa zníži pomocou deliča pozostávajúceho z rezistorov R5R7 a R6R8 pre ...

• 04.10.2014

  Nabíjačku je potrebné použiť s transformátorom s napätím na sekundárnom vinutí tak, aby po usmernení bolo 12,6-15V / 4 ... 5A. Obvod využíva automatické nastavenie nabíjacieho prúdu. Tranzistor VT4 musí byť vybavený výkonným radiátorom. Zdroj - electroschematics.com

Tu zobrazený dizajn je modul vysokovýkonného mono basového zosilňovača s veľmi dobrým výkonom. Tento zosilňovač je vymodelovaný podľa obľúbeného návrhu inžiniera. Obvod má nízke harmonické skreslenie, ktoré nepresahuje 0,05% pri záťažovom výkone cca 500W. Tento zosilňovač je užitočný a potrebný pri organizovaní rôznych koncertov pod holým nebom a počas týchto podujatí sa mnohokrát ukázal ako nenahraditeľný. Veľkou výhodou systému je jednoduchá konštrukcia a lacný koncový stupeň pozostávajúci z 10 kombinovaných MOSFETov. UMZCH dokáže pracovať s reproduktormi s impedanciou až 4 alebo 8 ohmov. Jedinou úpravou, ktorú je potrebné vykonať počas spúšťania, je nastavenie pokojového prúdu výstupných tranzistorov.

Článok poskytuje iba schému a popis činnosti samotného výkonového zosilňovača, no nezabudnite, že kompletný audio komplex obsahuje aj ďalšie moduly:

• Koniec UMZCH
• predzosilňovač
• Zdroj
• Indikátor úrovne
• Systém mäkkého štartu
• Systém riadenia chladenia
• Ochranná jednotka reproduktorov

Schéma zapojenia ULF na 500 wattových tranzistoroch

Obvod výkonového zosilňovača je znázornený na obrázku vyššie. Ide o klasický obvodový dizajn, pozostávajúci z diferenciálneho vstupného zosilňovača a symetrického výkonového zosilňovača, v ktorom pracuje 5 párov tranzistorov. Tranzistory T2 (MPSA42) a T3 (MPSA42) pracujú v obvode diferenciálneho zosilňovača napájaného odpormi R8 (10k) a R9 (10k). Napätie v strede tohto deliča je stabilizované Zenerovou diódou D2 (15V/1W) a filtrované kondenzátorom C4 (100uF/100V). Vstupný signál je privedený na konektor GP1 (IN) a filtrovaný cez prvky R1 (470R), R3 (22k), C1 (1uF) a C2 (1nF), ktoré obmedzujú frekvenčný rozsah zosilňovača zhora aj zdola.

Záťaž diferenciálneho zosilňovača tvoria tranzistory T1 (MPSA42) a T4 (MPSA42) pracujúce v spoločnom základnom systéme, ako aj odpory R5 (1,2 k) a R6 (1,2 k). Polarita záťaže sa nastavuje Zenerovou diódou D1 (15V/1W) a rezistorom R7 (10k). Hlavnou úlohou systému pozostávajúceho z tranzistorov T1 a T4 je prispôsobenie impedancie výstupného signálu pre kaskádu VLF. Ďalší stupeň, postavený na tranzistoroch T5 (MJE350) a T6 (MJE350), funguje ako diferenciálny zosilňovač napätia. Je napájaný cez odpor R11 (100P / 2W). Jeho záťažou budú tranzistory T14 (MJE340) a T15 (MJE340), odpory R13 (100P / 2W) a R14 (100P / 2W) a tranzistor T7 (BD139).

Kondenzátor C15 (47nF) zapojený paralelne s odporom R44 (10k/2W) zlepšuje prenos impulzných signálov, zatiaľ čo malé kondenzátory C7 (56pF) a C8 (56pF) pôsobia proti samobudeniu UMZCH. Tranzistor T7 spolu s rezistormi R10 (4,7k), R45 (82R) a potenciometrom P1 (4,7k) umožňuje nastaviť správnu polaritu výstupných tranzistorov T9-T13 (IRFP240), T17-T21 (IRFP9240) v pokoji. Potenciometrom P1 je možné nastaviť pokojový prúd, ktorý by mal byť cca 100 mA na pár výstupných tranzistorov. Tranzistory T9-T13, podobne ako T17-T21, sú zapojené paralelne a pracujú ako napäťové sledovače pre veľký maximálny výstupný prúd. Preto by predchádzajúce stupne zosilňovača mali poskytovať celý napäťový zisk, ktorý je určený pomerom R4 (22k) k R2 (470R) a je asi 47.

Rezistory R30-R39 (0,33 R / 5W) zahrnuté v zdrojoch výstupných tranzistorov poskytujú ochranu pred poškodením, ktoré by mohlo nastať v prípade rozdielnych odporov tranzistorových kanálov. Rezistory R20-P29 (470R), zapojené do série s výstupmi tranzistorov T9-T13, T17-T21, slúžia na zníženie rýchlosti nabíjania kapacity a tým aj obmedzenie frekvenčného rozsahu zosilňovača.

Zosilňovač má dve jednoduché ochrany:

1. Prvá je zameraná proti preťaženiu a je realizovaná pomocou zenerových diód D3 (7,5 V / 1W) a D4 (7,5 V / 1W), ktoré neumožňujú rast napätia medzi zdrojmi a výstupmi výkonných tranzistorov nad 7,5 voltov.
2. Druhá ochrana je postavená pomocou tranzistorov T7, T16 a (BD136), rezistorov R16-R17 (33k) a R18-R19 (1k) a diód D7-D10 (1N4148). Zabraňuje príliš vysokému prúdu výkonových tranzistorov, ktorý by mohol spôsobiť prekročenie výkonu. Obvodová časť pozostávajúca z tranzistorov T7, T16 monitoruje úbytok napätia na R30 (0,33 R / 5W) a R35 (0,33 R / 5W) a obmedzuje nárast napätia výkonných tranzistorov v prípade prekročenia povoleného prechádzajúceho prúdu.

Zdroj nie je stabilizovaný dvojpólový, pozostáva z diódového mostíka Br1 (25A) a kondenzátorov C9-C14 (10000uF / 100V). Napájanie zosilňovača je chránené poistkami F1-F2 (10A). Za poistkami je napätie dodatočne filtrované kondenzátormi C18-C19 (1000uF/100V). Napájanie vstupných obvodov je oddelené od napájania výkonového zosilňovača pomocou diód D5-D6 (1N4009), rezistorov R12 (100P/2W), R15 (100P/2W) a filtrované kondenzátormi C3 (100uF/100V) a C6 (100uF/100V). Tým sa zabráni poklesu napätia, ktorý sa môže vyskytnúť pri výkonových špičkách pri veľkom zaťažení. LED diódy D11-D12 spolu s koncovými rezistormi obmedzujúcimi prúd R40-R41 (16K / 1W) sú indikátormi prítomnosti napájania v obvode.

Zdroj

Na obrázku nižšie je znázornená schéma napájacieho zdroja - zdroja niekoľkých pomocných napätí. Nie je potrebné ovládať samotný výkonový zosilňovač, ale je veľmi užitočný na napájanie zvyšku kompletného audio balíka, ako je predzosilňovač, ventilátory, merač úrovne, systém mäkkého štartu alebo ochrana reproduktorov. Všetky tieto moduly sú integrované do jedného spoločného zosilňovača vo veľkom balení.

ULF zdroj pomocného napätia - schéma

Napájanie je rozdelené do niekoľkých samostatných sekcií, z ktorých každá má svoj samostatný uzemňovací obvod. Prvá sekcia je symetrický zdroj 2x15V, ktorý slúži na napájanie predzosilňovača. Konektor A4 slúži na pripojenie bipolárneho vinutia transformátora. Napätie je usmernené pomocou usmerňovacieho mostíka Br2 (1 A) a filtrované regulátormi U2 (LM317), U6 (LM337) s C1 (100nF), C7 (100nF) a C24-C25 (4700uF). Výstupný filter je C8-C9 (100nF) a C19-C20 (100uF). Výstupné napätie tohto bloku sa nastavuje pomocou rezistorov R2-R3 (220R) a R9-R10 (2,4 k). Tranzistory T1 (BC546), T2 (BC556); Rezistory R4-R5 (10k) a R7-R8 (3,3k) sú obvodom vypnutia, respektíve znižujú napájacie napätie na 2×1,25 V, čím dôjde k vypnutiu predzosilňovača. Pri bežnej prevádzke skratovanie konektora GP8 zaisťuje správnu činnosť predzosilňovača.

Doska plošných spojov PSU - výkres

Ďalšie dva moduly sú 12 V napájacie zdroje zostavené pomocou stabilizátorov U4 (7812) a U5 (7812) a určené na napájanie ďalších prvkov obvodu. Sú potrebné dva samostatné zdroje, pretože zosilňovač je vybavený dvoma pármi hladinomerov, každý na samostatnom uzemnení. Jeden pár pracuje na vstupe, riadi úroveň vstupného signálu a druhý pár je pripojený k výstupu a umožňuje určiť aktuálnu úroveň výkonu UMZCH.

DPS zdroja - po leptaní a vŕtaní

Oba zdroje sú veľmi jednoduché, prvý pozostáva z diódového mostíka Br3 (1A), filtračných kondenzátorov C5-C6 (100nF), C18 (100uF) a C22 (1000uF) a stabilizátora U4. Vinutia transformátora musia byť pripojené ku konektoru A2 a výstupom napájacieho zdroja budú konektory GP6 a GP7.

Druhý 12V kanál funguje úplne rovnako a pozostáva z prvkov: Br4 (1A), C10-C11 (100nF), C23 (1000uF), C21 (100uF) a U5.

Posledným modulom systému PSU sú napájacie obvody pre ostatné zosilňovacie zariadenia a chladiace ventilátory. Do zásuvky A1 by mal byť pripojený transformátor. Napätie je usmernené pomocou usmerňovacieho mostíka Br1 (5A) a filtrované kondenzátormi C27 (4700uF), C12 (4700uF) a C2 (100nF). Ako stabilizátor tu funguje mikroobvod U1 (LM317), ktorý sa pomocou rezistorov R1 (220R) a R6 (2,7 k) nastaví na požadované napätie.

Kondenzátory C3 (100nF) a C16 (100uF) filtrujú napätie na výstupe stabilizátora, ktoré cez konektory GP1 a GP2 vstupuje do riadiaceho systému ventilátora. Rovnaké napätie je privádzané cez diódu D1 (1N5819) do regulátora U3 (7812), ktorého úlohou je napájať ostatné zosilňovacie zariadenia pripojené na konektory GP3-GP5. Kondenzátory C28 (4700uF), C13 (4700uF), C4 (100nF) a C17 (100uF) filtrujú napätie pred regulátorom.

Doska plošných spojov ULF - výkres