No Image

Трансформаторный унч на транзисторах

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

В предлагаемых вариантах усилителей используются JFET-ы или латеральные мосфеты так как они имеют передаточные и выходные характеристики практически идентичные пентодным, что позволяет максимально приблизиться к ламповому звучанию. Также они имеют отрицательную зависимость тока стока от температуры, что исключает необходимость термостабилизации. Усилитель построен по классической "ламповой" схеме – фазоинвертор на дифференциальном каскаде и далее двухтактный выходной каскад, нагруженный на выходной трансформатор. Трансформатор позволяет решить две задачи – защита динамиков при выходе из строя выходных транзисторов и согласование с разным сопротивлением динамиков (используя отводы вторичной обмотки)

Также есть еще два немаловажных момента применительно именно к гитарному использованию оконечника.

Первый момент — достаточно высокое выходное сопротивление, соизмеримое с импедансом динамика, что дает возможность гитарному кабинету "дышать" на резонансах. На картинке приведены графики зависимости напряжения на выходе оконечника от частоты сигнала при нагрузке на балластное сопротивление и гитарный кабинет.

Добиться аналогичного эффекта можно на "классическом каменном" оконечнике путем введения токовой ООС. При этом оконечник должен иметь запас по выходному напряжению (мощности), чтобы не влетать в ограничение на пиковых значениях выходного напряжения на резонансах динамика.

Второй момент — подгруз оконечника. Это не очень важно для современного хайгейнового "модернового" звука, так как в нем почти не используется подгруз оконечника. Для винтажных стилей подгруз оконечника составляет чуть ли не половину звука. Например звук маршалловского суперлида невозможно получить без подгруза оконечника.

Предлагаемые варианты полевых оконечников учитывают оба этих момента и высокое выходное сопротивление и "мягкий ламповый" подгруз.

250 мВт, идеально подходит для "ночных" репетиций

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

Сравнительный тест с Randal RG75 (live). Цепь записи — Charvel Model 6, Chris Custom Screamer, ENGL Tubetoner e430, Shure SM58 (without cap), Digilab SPM-100.

Comparative test with Randal RG75 (mix).

5 Вт (приведенное сопротивление первичной обмотки транформатора Ra-a = 360 Ом)

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

Подключение разъемов и регуляторов (pdf)

Сэмплы оконечника с ламповым преампом УЭНГО-1. Записаны Константином Долотовым (dks) с GtLab. Presence и Depth посередине (версия оконечника без регулятора Cut).

Два сэмпла оконечника с ламповыми преампами. Presence, Depth and Cut по часовой до упора.

Цепь записи: Ibanez RG3120TW -> Ламповый преамп (JCM800/SLO-100) -> полевой оконечник -> Celestion G10 Vintage 25HR -> конденсаторный микрофон (Октава MK105 2 метра от кабинета) -> микрофонный преамп -> DELTA-44 -> Samplitude v8.

15 Вт (приведенное сопротивление первичной обмотки транформатора Ra-a = 600 Ом, P1,P5 питание 80В, P2-P4 подключение выходного трансформатора)

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

2x15W вид в корпусе

40 Вт (приведенное сопротивление первичной обмотки транформатора Ra-a = 200 Ом)

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

Параметры трансформатора на железе Ш20х60 (для варианта 40 Вт):

Обмотки 153 (0,6мм) — 91 (0,6мм) — 37 (0,6мм) — 54 (0,6мм) — 153 (0,6мм) — 91 (0,6мм) — 37 (0,6мм) — 54 (0,6мм) — 153 (0,6мм) — 91 (0,6мм) — 37 (0,6мм) — 54 (0,6мм) — 153 (0,6мм). 153 — первички, все последовательно. Вторички параллельно. 91 — 4 Ом, 91+37 — 8 Ом, 91+37+54 — 16 Ом

Вид в сборе на шасси

90 Вт (приведенное сопротивление первичной обмотки транформатора Ra-a = 80 Ом)

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

Параметры трансформатора на железе ТПК-190 (для варианта 90 Вт):

На каждой катушке 232 (0,7мм) — 217 (1,0мм) — 90 (0,9мм) — 127 (0,7мм) — 232 (0,7мм). 232 — первички, все последовательно. Вторички параллельно. 217 — 4 Ом, 217+90 — 8 Ом, 217+90+127 — 16 Ом

Вид в сборе (2U рэк)

Несколько комментариев к схеме:

Потенциометром "Symmetry" выставляется равенство амплитуд полуволн.

Резисторы R4, R7 (для 40 Вт) и R5,R8 (для 90 Вт) определяют чувствительность усилителя по входу. При их уменьшении чувствительность увеличивается и наоборот.

На резисторы R25 (для 40 Вт) и R1 (для 90 Вт) можно подключить ООС с выходной обмотки трансформатора с использованием регулировки Presence. Необходимо только учесть, что сопротивление этих резисторов 1,6 кОм то есть в 3 раза меньше чем обычно в ламповых схемах (4,7 кОм). Чтобы получить ту же ачх конденсатор, включенный последовательно с регулировкой, нужно увеличить в 3 раза.

Читайте также:  Вывод батареи на лоджию

Особенностью устройства является применение для связи предоконечного каскада с оконечным изготовленного по специальной технологии согласующего трансформатора.

Это позволило при небольшом количестве деталей получить высокую стабильность работы усилителя, избавило от необходимости защиты оконечного каскада от короткого замыкания в нагрузке.

В оконечном каскаде усилителя можно использовать транзисторы со сравнительно небольшим (равным напряжению питания) предельным напряжением между эмиттером и коллектором.

  • Номинальный диапазон частот (при спаде амплитудно-частотной характеристики на краях не более 3 дБ), Гц — 5. 100 000;
  • Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом (при коэффици енте гармоник не более 1 %), Вт — 20;
  • Номинальное входное напряжение, мВ — 100;
  • Входное сопротивление, кОм — 45;
  • Относительный уровень шумов и фона, дБ = —65.

Принципиальная схема

Усилитель содержит двухкаскадный усилитель напряжения сигнала на транзисторах V1, VЗ, V4 и оконечный каскад на транзисторах одинаковой структуры V5, V6. Нагрузка — громкоговоритель В1 — включена в диагональ моста, образованного транзисторами V5, V6 и конденсаторами С7, C8, что позволило улучшить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в области низших частот.

Усилитель охвачен общей ООС, напряжение которой снимается с нагрузки и подается в цепь эмиттера транзистора V1. Еще одна ООС — местная — создается через цепь R2R6, соединяющую выход предоконечного каскада со входом первого. Переменная составляющая тока замыкается через цепь C2 R1 C1.

Одновременно конденсатор С2 и резистор R1 этой цепи вместе с резистором R2 обеспечивает компенсацию пульсаций частотой 100 Гц, проникающих на вход усилителя через цепь R8 C6 при питании нестабилизированным напряжением.

Подстроечный резистор R1 и конденсатор С1 образуют развязывающий фильтр в цепи питания предварительного усилителя. В случае, если для питания предварительного усилителя используется другой источник, конденсатор С1 необходимо шунтировать резистором сопротивлением 3 кОм.

Детали усилителя

В предоконечном и оконечном каскадах усилителя необходимо использовать транзисторы с близкими в парах статическими коэффициентами передачи тока h21э. Транзисторы V5 и V6 должны быть установлены на теплоотводах с охлаждающей поверхностью площадью около 400 см2. Терморезистор R13 следует приклеить к корпусу первого из них R14 — к корпусу второго.

Для согласующего трансформатора Т1 подойдет любой магнитопровод (качество материала роли не играет) площадью сечения 1,5. 2,5 см2, например Ш12 X 16. Автор использовал магнитопровод из пластин Ш12 с прорезным средним стержнем, толщина набора 16мм. Обмотку наматывают жгутом из восьми сложенных вместе проводов:

  • шести проводов марки ПЭВ-2 — 0,17
  • двух проводов марки ПЭВ-2 — 0,31.

Намотка производится до заполнения каркаса — получится примерно 250-270 витков.

После намотки концы проводов облуживают, выявляют с помощью омметра каждый из проводов ПЭВ-2 — 0,17 и, соединив их последовательно, получают обмотку I. Оставшиеся два провода ПЭВ-2 —- 0,31 используют в качестве обмоток II и III.

Трансформатор питания Т2 намотан на магнитопроводе УШ20 X 30. Обмотка I содержит 1600 витков провода ПЭВ-2 — 0,41, обмотки II и III — по 185 витков провода ПЭВ-2 — 0,9 (намотка в два провода).

Налаживание

Налаживание начинают с установки режимов транзисторов по постоянному току. Повернув движок подстроечного резистора R1 в крайнее левое (по схеме) положение и разорвав цепь ООС в точке Л, подбором резистора R6 добиваются в точке Б напряжения, равного половине напряжения питания.

Затем, подбирая резисторы R9*, R11 устанавливают такое же напряжение в точке В. Подбором этих же резисторов добиваются требуемого (450. 500 мА) тока покоя транзисторов оконечного каскада.

После этого от генератора сигналов подают на вход усилителя напряжение 3 — 10мВ частотой 20 кГц и с помощью осциллографа проверяют форму выходного напряжения. Искажения ее в виде «ступеньки» устраняют, увеличивая ток покоя транзисторов VЗ, V4. Проще всего это сделать, временно заменив резистор R3* переменным (сопротивлением 1 кОм).

Увеличивая его сопротивление до исчезновения искажений, необходимо следить за тем, чтобы ток покоя транзисторов V3, V4 (его удобно контролировать по падению напряжения на резисторе R7) не превысил 10. 12мА. Симметричности ограничения сигнала, превышающего номинальный уровень, добиваются подбором резисторов R10, R12.

Читайте также:  Размеры мягкого уголка на кухню

После этого восстанавливают цепь общей ООС и с помощью подстроечного резистора R8 устанавливают ее глубину 20 дБ. Уменьшив сигнал на входе до нуля, подстроечным резистором R1 добиваются минимума пульсаций частотой 100 Гц на нагрузке. Эту операцию выполняют с подключенным к цепи питания предварительным усилителем.

Для получения малых нелинейных искажений выходное сопротивление этого усилителя не должно выходить за пределы 1. 5 кОм. Минимума искажений на высших частотах звукового диапазона добиваются подбором конденсатора С5.

Источник: Борноволоков Э. П., Фролов В. В. — Радиолюбительские схемы.

Трансформаторные усилители мощности (ТУМ) – это аппараты, которые обеспечивают заданный параметр мощности воздействия Рн при действующем сопротивлении воздействия Rн. Эти устройства могут иметь один или два такта. Первые функционируют в режиме категории А, вторые – В или АВ. Есть различные их виды, и наиболее распространённые представлены далее.

Согласующий трансформатор: сущность и принцип действия

СТ (аббревиатура данного трансформатора) – это агрегат, который передаёт частотные сигналы в разном спектре с наименьшими сбоями и стабильным показателем передачи сигналов.

Сущность заключается в содержании подложки, которая сделана из диэлектрика и ферритной пластины.

Состав

  • указанная подложка (цифра 1 на схеме),
  • проводники (цифры 2-4),
  • полосковый проводник (5),
  • металлизация (6),
  • щелевой контур (7),
  • ферритная пластина (8),
  • вторая металлизация (9),
  • зазоры (10, 11)
  • вспомогательные щелевые участки (12, 13).

Принципы работы СТ отражается в таком алгоритме:

  • В обмотку 4 поступает сигнал. С помощью пластины и металлизации (6) проводники (2-4) связываются друг с другом.
  • С одной стороны добавляется проводник (4), со второй – металлизация (9).

Благодаря связям проводников частоты сокращаются вдвое.

Разновидности усилителей мощности для согласующих трансформаторов

Здесь фигурируют такие устройства:

  • Входные. Их задача – согласовывать выходное сопротивление входного сигнального источника с идущим после этого каскадом.
  • Межкаскадные. Согласовывают это же сопротивление, но предыдущего каскада. При этом идёт входное сопротивление нового каскада.
  • Выходные. Нормализуют обозначенное сопротивление, но оконечного каскада с сопротивлением его воздействия.

Входные данные обозначаются буквами:

  • Т – первый компонент.
  • ВТ – входной сигнал для транзисторных аппаратов.
  • Нумерация разработки.

Пример: ТВТ-1 – это входной трансформатор для транзисторных агрегатов с числовым обозначением разработки 1.

Выходные СТ обозначаются так:

  • компонент – Т,
  • ОТ (оконечный вариант для транзисторных приборов)
  • порядковая цифра разработки.

Пример: ТОТ-4 – выходной СТ для устройств с транзисторами, разработка №4.

Межкаскадные виды имеют такие обозначения:

  • Т,
  • М,
  • число – показатель мощности,
  • нумерация разработки.

Пример – ТМ15 – 45. Это миниатюрный СТ с каскадами, мощностью 15 А. Разработка №45.

Также существуют выходные модели ТОЛ. Здесь:

  • Т – трансформатор,
  • О – оконечный,
  • Л – ламповый тип.

Они полностью удерживают заданные параметры в спектре от 300 до 10 000 Гц. Их рабочие мощности находятся в диапазоне 0,1…6 В*А. Допустимая неравномерность характеристик на предельных частотах составляет максимум 2 дБ. Наивысший показатель искажений – 5%.

Разновидности и схемы усилителей мощности

Здесь присутствуют следующие классификации:

  • Виды сигналов: гармонические или импульсные.
  • Типы усиливаемого тока: постоянный или переменный.
  • Спектры частот: низкие (УНЧ), высокие (УВЧ).
  • Частотные полосы: узкие, либо широкие.
  • Амплитудно-частотные параметры. Усилители могут быть избирательными, резонансными и апериодическими.
  • Развивающийся электрический показатель: напряжение, ток или мощность.

Усилитель мощности НЧ на пяти транзисторах 100-200 Ватт (TIP142, TIP147)

При мостовом соединении двух таких устройств мощности развивается до 400-500 Вт. Этот аппарат можно задействовать в комбинации со стационарной звуковоспроизводящей техникой.

В схеме его питания необходимо наличия выпрямителя, имеющего такую схему:

Конденсаторы здесь ставятся на напряжение 63 В.

Транзисторы TIP142 и TIP147 выглядят так:

При работе аппарата они рассеивают много тепла. Поэтому ставятся на радиаторы с солидной площадью тепловой генерации. Также устанавливается дополнительный охладитель, например кулер.

Требования по электричеству:

  • Резерв мощности блока питания для моноканала – 350 Вт. Для стерео – 450-700 Вт.
  • Каждая вторичная обмотка должна получать напряжение 34В.
  • У выпрямителя каждая линия питания должна снабжаться предохранителем на 5-6 А.

Усилитель на трех транзисторах КТ315

Его технические данные:

  • Мощность на выходе – 1 Вт.
  • Параметр сигнала на входе – 250 мВ

Обозначенные транзисторы есть почти в любой отечественной радиотехнике. Их можно заменять аналогами, например КТ3102. Их вид и схема представлены ниже:

Читайте также:  Как смыть грунтовку со стекла

​Источником питания – батарея Крона 9В.

УНЧ на германиевых транзисторах

В его схеме присутствует минимум деталей. В источнике питания один полюс и нет стабилизации, но имеется дроссель.

Категория работы выходного каскада – АВ.

Схема устройства такова:

  • Совокупный КНИ – 3%.
  • Мощность на выходе – 10 Вт.
  • Нагрузка – громкоговорители на 8 Ом.

Каскадная схема ОИ-ОБ в усилителе мощности низкой частоты

Она выглядит так:

Статистические данные по вольтам и амперам на выходе таковы:

Если отсутствует входной сигнал, каска функционирует в спокойном режиме. Благодаря резистору Rи формируется напряжения сдвига U =Iс ·Rи. Оно задаёт ток статичности стока Iс .

Координаты функциональной точки отражаются следующими обозначениями:

Здесь UR – рубеж участка контролируемого сопротивления на обозначенных выходных данных

UR =(1…2) – это показатель В;

R= Rс + Rн — сопротивление каскадной нагрузки по меняющемуся току.

Получается такая формула:

Здесь Uотс — параметр отсечки (напряжение)

Iси — ток стока, когда Uзи=0 В о

Резистор Rи вносит в каскад ООС, ведущую к температурной стабилизации. На сигнальных частотах её можно убрать, включив Cи.

Оба каскада (ОЭ и ОИ) производят инвертирование входного сигнала.

Схема устройства для низких частот такова:

Трехполосный усилитель на транзисторах и ОУ (14 Вт)

Его основные характеристики:

  • Номинальный частотный спектр: 20 – 200 000 Гц.
  • Частоты разделения – 400 и 4000 Гц.
  • Мощность на выходе при сопротивлении 8 Ом составляет –14 В. Это условие для каналов с НЧ и СЧ. Для канала ВЧ – 5 В при 16 Ом.
  • Уровни шумов на НЧ – 90 дБ. На СЧ и ВЧ – 80 дБ.

В каждом канале есть три разделительных фильтра. Первые два имеют частотный срез 400 Гц. Последний – 4000 Гц.

Высококачественный усилитель мощности НЧ (36Вт на 8Ом)

Он имеет две главные специфики:

  • Мощную стойкость к самовозбуждению.
  • Скромные искажения.

Это заслуга ООС, охватывающей каскад на выходе.

Его основные показатели:

  • Номинальный частотный спектр: 20 – 20 000 Гц.
  • Мощность на выходе при 8 Ом – 36 Вт.
  • Шумовой уровень при замкнутом входе – 104 дБ.

В устройстве есть каскады, усиливающие сигнальное напряжение. Их всего три:

  • Дифференциальный. Затрагивает транзисторы V7 и V2.
  • Второй касается деталей V7 и V8.
  • Выходной. Отражается в элементах VІ5—V18.

Эти процессы отражены на данной схеме:

Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В (30 Ватт)

Его главная специфика заключается в том, что в его работе присутствует прямая связь, которая снижает искажения.

Его основные данные:

  • Частотный диапазон: 20 – 20 000 Гц.
  • Мощь на выходе при 8 Ом – 30 Вт, 4 Ом – 40 Вт.
  • Сопротивление на входе – 20 кОм.
  • Шумовой уровень – 75 дБ

В устройстве есть:

  • Усилитель с 4 каскадами. Он функционирует в режиме А и касается транзисторов V3—V6, V9.
  • Каскад на выходе. Режим его работы – В. Он касается деталей V12, V15, V16.
  • Оборона п.2. от замыканий и перегруза.
  • Компоненты С6, R15, R29 – сокращают искажения, образуя нормализованный стабильный мост.

Термостабильный усилитель с малыми динамическими искажениями (26 Ватт)

  • Слабые динамические искажения.
  • Высокая температурная стабильность.
  • Частоты: 20 – 20 000 Гц.
  • Мощность на выходе при 8 Ом – 20 Вт, 4 Ом – 26 Вт. Показатель на входе – при 8 Ом – 1 Вт.
  • Шумы – 70 дБ.

В устройстве действуют три каскада:

  • Дифференциальный. Охватывает транзисторы V1 и V2.
  • Устроенный на деталях V4 и V5.
  • Выходной – на элементах V9 и V10.

Схема

УНЧ на транзисторах с малыми динамическими искажениями (20 Ватт)

Особенность – резкие скачки уровней сигналов. Для их минимизации действует «отражатель токов». Он делает усиливаемый сигнал симметричнее на оконечном каскаде.

  • Рабочие частоты: 16 – 100 000 Гц.
  • Показатель на выходе при 8 Ом – 20 Вт.
  • Шумы составляют -60 Дб.

Каскады данного усилителя:

  • Дифференциальный. Затрагивает транзисторы V 1 и V2.
  • Второй, симметрия которого обеспечивается п.1 на деталях VЗ и V4-6.
  • Выходной – на деталях V14— V17.
  • Защита от замыканий на элементах V9 и V10.
Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector