UMZ cu bandă largă cu distorsiune scăzută. UMZCH cu tranzistoare complementare cu efect de câmp. diagramă, descriere caracteristici tehnice UPS

Recent, designerii de amplificatoare de putere de joasă frecvență se îndreaptă din ce în ce mai mult către circuitele cu tuburi, ceea ce face posibilă obținerea unui sunet bun cu un design relativ simplu. Dar nu ar trebui să „ștergeți” complet tranzistorii, deoarece în anumite circumstanțe, un tranzistor UMZCH este încă capabil să funcționeze destul de bine și adesea mai bine decât lămpile... Autorul acestui articol a avut șansa de a încerca un număr mare de UMZCH . Una dintre aceste opțiuni „bipolare” cele mai de succes este oferită cititorilor. Ideea unei bune funcționări se bazează pe condiția ca ambele brațe ale UMZCH să fie simetrice. Când ambele semi-unde ale semnalului amplificat sunt supuse unor procese de conversie similare, ne putem aștepta la funcționarea satisfăcătoare a UMZCH în sens calitativ.

Chiar și în trecutul recent, introducerea protecției profunde a mediului a fost considerată o condiție indispensabilă și suficientă pentru buna funcționare a oricărui UMZCH. Exista o părere că era imposibil să se creeze UMZCH de înaltă calitate fără o protecție generală profundă a mediului. În plus, autorii desenelor au asigurat în mod convingător că, spun ei, nu este nevoie să selectați tranzistori pentru a funcționa în perechi (brațe), OOS va compensa totul și răspândirea tranzistorilor în parametri nu afectează calitatea sunetului. reproducere!

Era UMZCH-urilor asamblate pe tranzistoare de aceeași conductivitate, de exemplu, popularul KT808. a presupus că tranzistoarele de ieșire ale UMZCH au fost pornite inegal, când un tranzistor al etapei de ieșire a fost pornit conform circuitului cu OE, iar al doilea - cu OK. O astfel de includere asimetrică nu a contribuit la amplificarea semnalului de înaltă calitate. Odată cu sosirea KT818, KT819, KT816. KT817 și alții, s-ar părea că problema liniarității UMZCH a fost rezolvată. Dar perechile complementare de tranzistoare enumerate „în viață” sunt prea departe de complementaritatea adevărată.

Nu ne vom aprofunda în problemele necomplementarității tranzistoarelor de mai sus, care sunt foarte utilizate pe scară largă în diferite UMZCH. Este necesar doar să subliniem acest fapt. că în condiții (moduri) egale ale acestor tranzistoare este destul de dificil să se asigure funcționarea lor complementară în etape de amplificare push-pull. Acest lucru este bine spus în cartea lui N.E. Sukhov.

Nu neg deloc posibilitatea de a obține rezultate bune la crearea UMZCH-urilor folosind tranzistori complementari. Acest lucru necesită o abordare modernă a proiectării circuitelor unor astfel de UMZCH-uri, cu selecția atentă obligatorie a tranzistorilor pentru funcționarea în perechi (comutatoare). De asemenea, am avut ocazia să proiectez astfel de UMZCH, care sunt un fel de continuare a UMZCH N.E. Sukhov de înaltă calitate, dar despre ele - altădată. În ceea ce privește simetria UMZCH, ca principală condiție pentru buna funcționare a acestuia, trebuie spus următoarele. S-a dovedit că UMZCH, asamblat conform unui circuit cu adevărat simetric și cu siguranță folosind tranzistori de același tip (cu o selecție obligatorie de copii), are parametri de calitate mai înalți. Este mult mai ușor să selectați tranzistorii dacă sunt din același lot. De obicei, copiile tranzistoarelor din același lot au parametri destul de apropiați în comparație cu copiile achiziționate „accidental”. Din experienta putem spune ca din 20 buc. tranzistoare (cantitate standard dintr-un pachet), aproape întotdeauna puteți selecta două perechi de tranzistori pentru complexul stereo UMZCH. Au fost cazuri de mai multe „capturi de succes” - patru perechi din 20 de piese. Vă voi spune despre selecția tranzistorilor puțin mai târziu.

Diagrama schematică a UMZCH este prezentată în Fig. 1. După cum puteți vedea din diagramă, este destul de simplu. Simetria ambelor brate ale amplificatorului este asigurata de simetria tranzistoarelor.

Se știe că treapta diferențială are multe avantaje față de circuitele convenționale push-pull. Fără să pătrundem în teorie, trebuie subliniat că acest circuit conține controlul corect al „curentului” al tranzistoarelor bipolare. Tranzistoarele cascadei diferențiale au o rezistență de ieșire crescută (mult mai mare decât „swing-ul” tradițional conform circuitului OK), astfel încât pot fi considerați generatori de curent (surse de curent). În acest fel, este implementat principiul actual de control al tranzistorilor de ieșire ai UMZCH. Se spune foarte precis despre influența potrivirii rezistenței între treptele tranzistorului asupra nivelului distorsiunii neliniare în: „Se știe că neliniaritatea caracteristicii de intrare a tranzistorului I b = f (U b e ) se manifestă cel mai mult atunci când amplificatorul Etapa funcționează de la un generator de tensiune, adică rezistența de ieșire a treptei anterioare este mai mică decât rezistența de intrare a celei ulterioare. În acest caz, semnalul de ieșire al tranzistorului - curentul colectorului sau emițătorului - este aproximat printr-o funcție exponențială de tensiunea bază-emițător U fie, iar coeficientul armonic de ordinul a 1% este realizat la o valoare a acestei tensiuni egală cu doar 1 mV (!) .Aceasta explică motivele apariției distorsiunilor în multe UMZCH-uri tranzistoare.Este păcat că practic nimeni nu acordă atenția cuvenită acestui fapt. Și ce, tranzistorii „mor” în UMZCH-uri (ca dinozaurii?!), de parcă nu există nicio cale de ieșire din circumstanțele actuale, cu excepția modului de utilizare a circuitelor cu tuburi...

Dar înainte de a începe să înfășurați transformatorul de ieșire care necesită forță de muncă, ar trebui totuși să modificați circuitul tranzistorului simetric al UMZCH. Privind în viitor, voi spune, de asemenea, că UMZCH-urile care utilizează tranzistori cu efect de câmp au fost de asemenea asamblate folosind un design de circuit similar; vom vorbi despre asta altădată.

O altă caracteristică a circuitului din Fig. 1 este numărul crescut (comparativ cu UMZCH tradițional) de surse de alimentare. Nu ar trebui să vă fie frică de acest lucru, deoarece capacitățile condensatoarelor de filtru sunt pur și simplu împărțite în două canale în mod egal. Iar separarea surselor de alimentare în canalele UMZCH nu face decât să îmbunătățească parametrii complexului stereo în ansamblu. Tensiunile surselor E1 și E2 nu sunt stabilizate, iar ca E3 trebuie utilizat un stabilizator de tensiune (40 volți).

Vorbind despre problemele teoretice ale circuitelor push-pull și tranzistorului UMZCH în general, este necesar să se analizeze încă o cascadă (sau mai multe astfel de cascade) - un reflex bas. Experimentele pe termen lung confirmă faptul unei deteriorări semnificative a calității reproducerii sunetului din cauza acestor cascade. După ce ai asamblat un circuit complet simetric și chiar și cu piese alese cu grijă, trebuie să faci față problemei circuitelor bass reflex. S-a constatat că aceste cascade sunt capabile să introducă distorsiuni foarte mari (diferența de formă a undei sinusoidale pentru semiunde ar putea fi observată pe ecranul osciloscopului chiar și fără utilizarea unor circuite suplimentare). Cele de mai sus se aplică pe deplin circuitelor simple ale versiunilor cu tuburi ale amplificatoarelor cu inversor de fază. Selectați valorile din circuit pentru a obține egalitatea amplitudinilor ambelor semi-unde (unde sinusoidale) ale semnalului antifază folosind un voltmetru digital de înaltă calitate, iar examinarea subiectivă necesită (după ureche!) rotirea trimmerului. rezistența se îndepărtează de această metodă „instrumentală” de ajustare a nivelurilor.

Privind forma unei sinusoide pe ecranul osciloscopului, puteți vedea distorsiuni „interesante” - la o ieșire a reflexului de bas sunt mai largi (de-a lungul axei frecvenței), la cealaltă sunt „mai subțiri”, adică. Aria figurii sinusoide este diferită pentru semnalele directe și inversate de fază. Urechea detectează clar acest lucru și trebuie să „dezajustați” setarea. Este extrem de nedorit să nivelați sinusoidul în cascade inversate de fază cu OOS adânc. Este necesar să se elimine cauzele asimetriei în aceste cascade în alte moduri de circuite, altfel cascada cu fază inversată poate introduce distorsiuni „tranzistoare” foarte vizibile, al căror nivel va fi comparabil cu distorsiunile etajului de ieșire al UMZCH ( !). Așa se întâmplă ca invertorul de fază să fie principala unitate de asimetrie pentru orice UMZCH push-pull (fie că este vorba de tranzistor, tub sau circuite UMZCH combinate), dacă, desigur, elementele de amplificare din brațe sunt preselectate cu parametri similari. , altfel nu are rost să te aștepți la ceva de la circuite de sunet atât de bune.

Cele mai ușor de implementat circuite de inversare de fază care funcționează bine sunt opțiunile cu tuburi. „Analogii” lor mai simpli sunt tranzistoarele cu efect de câmp, care (numai!) cu o abordare competentă a proiectării circuitelor sunt destul de capabile să concureze cu amplificatoarele cu tuburi. Și dacă audiofilii nu se tem să folosească transformatoare potrivite în etapele de ieșire, unde acest „hardware” încă „sună”, atunci transformatoarele pot fi folosite cu conștiința curată în etapele anterioare. Mă refer la cascade cu fază inversată, în care amplitudinea curentului (și anume, această componentă are un efect dăunător asupra hardware-ului) este mică, iar amplitudinea tensiunii atinge o valoare de doar câțiva volți.

Nu există nicio îndoială că orice transformator este un fel de pas înapoi în circuite în epoca pentium-urilor gigahertzi. Dar există câteva „dar” care sunt foarte potrivite de reținut din când în când. În primul rând, o tranziție bine făcută sau un transformator potrivit. nu va introduce niciodată atât de multă distorsiune neliniară cât mai multe trepte „greșite” de amplificator pot introduce o mare varietate de distorsiuni. În al doilea rând, un invertor de fază a transformatorului vă permite într-adevăr să obțineți o simetrie reală a semnalelor antifază, semnalele de la înfășurările sale sunt cu adevărat apropiate unele de altele. atât ca formă, cât și ca amplitudine.În plus, este pasiv, iar caracteristicile sale nu depind de tensiunile de alimentare.Și dacă UMZCH-ul dvs. este cu adevărat simetric (în acest caz, ne referim la impedanțele sale de intrare), atunci asimetria UMZCH va deja determinată de o răspândire mai mare a parametrilor componentelor radio din brațele UMZCH decât de cascada inversată de fază.De aceea, nu se recomandă utilizarea într-un astfel de UMZCH, există radioelemente cu toleranțe mai mari de 5% numai excepții sunt circuitele generatorului de curent care alimentează cascada diferențială). Trebuie să știți că, dacă parametrii tranzistorilor din brațele UMZCH variază cu mai mult de 20%, precizia rezistențelor își pierde deja relevanța. În schimb, atunci când sunt utilizați tranzistori bine selectați, este logic să folosiți rezistențe cu o toleranță de 1%. Desigur, acestea pot fi selectate folosind un ohmmetru digital bun.

Unul dintre cele mai de succes proiecte de circuite ale unui invertor de fază este prezentat în Fig. 2. Aparent prea simplu, necesită încă o atenție deosebită pentru sine, deoarece are mai multe „secrete”. Prima este alegerea corectă tranzistoare conform parametrilor. Tranzistorii VT1 și VT2 nu ar trebui să aibă scurgeri semnificative între electrozi (adică joncțiuni poartă-sursă). În plus, tranzistoarele trebuie să aibă parametri similari, mai ales în ceea ce privește curentul de dren inițial - specimenele cu curent inițial I sunt cele mai potrivite aici. 30-70 mA. Tensiunile de alimentare trebuie să fie stabilizate, deși coeficientul de stabilizare al sursei de alimentare nu joacă un rol semnificativ, în plus, tensiunea negativă poate fi preluată de la stabilizatorul UMZCH. Pentru a se asigura că condensatorii electrolitici introduc mai puțină distorsiune, aceștia sunt derivați cu condensatori neelectrolitici - tip K73-17.

Să aruncăm o privire puțin mai atentă la caracteristicile de fabricație ale unității principale din acest circuit - transformatorul cu fază inversată (fază inversată). Atât inductanța de scurgere, cât și gama de frecvențe reproduse eficient, ca să nu mai vorbim de nivelul diferitelor distorsiuni, depind de precizia fabricării sale. Deci, cele două secrete principale ale procesului tehnologic de fabricare a acestui transformator sunt următoarele. Prima este necesitatea de a abandona simpla înfășurare a înfășurărilor. Dau două opțiuni pentru înfășurarea acestui transformator pe care l-am folosit. Primul este prezentat în Fig. 3, al doilea - în Fig. 4. Esența acestei metode de înfășurare este următoarea. Fiecare dintre înfășurări (I, II sau III) constă din mai multe înfășurări care conțin strict același număr de spire. Orice eroare în numărul de ture trebuie evitată, adică. diferențe de ture între înfășurări. Prin urmare, s-a decis bobinarea transformatorului folosind o metodă dovedită de mult timp. Conform Fig. 3, sunt utilizate șase fire (de exemplu, PELSHO-0,25). Lungimea necesară a firului de înfășurare este calculată în avans (nu întotdeauna și nu orice radioamator va avea șase bobine de sârmă de același diametru la îndemână), puneți cele șase fire împreună și înfășurați toate înfășurările în același timp. În continuare, trebuie doar să găsiți robinetele înfășurărilor necesare și să le conectați în perechi și în serie. Conform Fig. 4, nouă conductoare au fost utilizate pentru această opțiune. Și totuși, este necesar să se înfășoare în așa fel încât firele unei spire să nu divergă în direcții diferite departe și lat unele de altele, ci să se lipească împreună în rola comună. Înfășurarea cu fire separate este inacceptabilă, transformatorul va „suna” literalmente în întreaga gamă de frecvențe audio, inductanța de scurgere va crește, iar distorsiunea UMZCH va crește, de asemenea, din cauza asimetriei semnalelor la ieșirile transformatorului.

Da, și este foarte ușor să faceți o greșeală cu anumite metode de înfășurare a înfășurărilor simetrice. Iar o eroare de mai multe spire se face simțită prin asimetria semnalelor antifază. Dacă continuăm sincer, s-a fabricat un transformator bass reflex (într-un singur tip, copie) cu... 15 nuclee. A existat un experiment care a fost inclus în colecția de modele UMZCH cu sunet grozav. Încă o dată aș vrea să spun că nu transformatoarele sunt de vină pentru performanța slabă a unor circuite, ci proiectanții acestora. Peste tot în lume, producția de tuburi UMZCH s-a extins foarte mult; marea majoritate a acestora conțin transformatoare de izolare (sau mai degrabă, cele potrivite), fără de care treapta de tub (un circuit tipic de etapă de ieșire push-pull conține 2-4 tuburi) este pur și simplu imposibil de asortat cu sistemele de difuzoare cu impedanță scăzută. Există, desigur, și cazuri de UMZCH „super-tub” care nu au transformatoare de ieșire. Locul lor a fost luat fie de perechi complementare puternice de tranzistoare cu efect de câmp, fie de... o baterie de triode cu tuburi puternice conectate în paralel. Dar acest subiect depășește scopul acestui articol. În cazul nostru, totul este mult mai simplu. Tranzistorul VT1 (Fig. 2) de tip MOS, conectat într-un circuit cu dren comun (source follower) funcţionează pe un generator de curent (sursă de curent) realizat pe tranzistorul VT2. Nu ar trebui să utilizați tranzistori puternici cu efect de câmp precum KP904; au capacități de intrare și de trecere crescute, care nu pot decât să afecteze funcționarea acestei cascade.

O altă piatră de poticnire, o problemă serioasă în crearea unui transformator de bandă largă, îl așteaptă pe proiectant atunci când alege un miez magnetic. Aici se cuvine să adăugăm ceva la ceea ce poate fi găsit în literatura disponibilă radioamatorilor. Diverse opțiuni de design atât pentru radioamatori, cât și pentru profesioniști sugerează utilizarea diferitelor materiale pentru miezurile magnetice ale transformatoarelor, ceea ce nu ar provoca bătăi de cap atât la achiziționarea lor, cât și la utilizarea lor. Esența metodelor este aceasta.

Dacă UMZCH va funcționa la frecvențe de peste 1 kHz, atunci puteți utiliza în siguranță miezuri de ferită. Dar ar trebui să se acorde preferință specimenelor de nuclee magnetice cu cea mai mare permeabilitate magnetică; nucleele de la transformatoarele TV orizontale funcționează foarte bine. Designerii ar trebui avertizați împotriva utilizării miezurilor care au fost deja în funcțiune de mult timp. Se știe că produsele din ferită își pierd parametrii odată cu „vârsta”, inclusiv permeabilitatea magnetică inițială; bătrânețea „unica” îi ucide nu mai puțin decât, de exemplu, magneții difuzoarelor de lungă durată, care din anumite motive aproape toată lumea tace despre.

În continuare, despre nuclee - dacă UMZCH este folosit ca opțiune de bas, atunci puteți utiliza în siguranță versiunile tradiționale de plăci în formă de W ale nucleelor magnetice. Trebuie subliniat că ecranarea tuturor acestor transformatoare era aproape peste tot o necesitate și o cerință. Ce poți face, trebuie să plătești pentru tot. De obicei, era suficient să se facă un „cocon” din tabla obișnuită de acoperiș de 0,5 mm grosime.

Miezurile toroidale funcționează bine și la frecvențe joase. Apropo, utilizarea lor simplifică distrugerea tuturor tipurilor de interferențe de la transformatoarele de rețea. Aici se păstrează „reversibilitatea” avantajelor miezului toroidal - în versiunea de rețea se distinge printr-un mic câmp de radiație extern, dar în circuitele de intrare (semnal) este insensibil la câmpurile externe. În ceea ce privește opțiunea de bandă largă (20 - 20.000 Hz), cea mai corectă ar fi să folosiți două tipuri diferite de miezuri plasate unul lângă altul într-o fereastră a cadrului pentru înfășurarea înfășurărilor transformatorului. Acest lucru elimină blocajul atât la frecvențe înalte (miezul de ferită funcționează aici), cât și la frecvențe joase (oțelul de transformator funcționează aici). Îmbunătățirea suplimentară a reproducerii sunetului în regiunea de 1-15 kHz este obținută prin acoperirea plăcilor de miez de oțel cu lac, așa cum se face în tuburile UMZCH. Mai mult, fiecare placă „funcționează individual” ca parte a miezului, ceea ce reduce tot felul de pierderi datorate curenților turbionari. Nitrovarnish se usucă rapid; se aplică un strat subțire prin simpla scufundare a plăcii într-un recipient cu lac.

Această tehnologie de fabricare a unui transformator într-un reflex bass poate părea prea migălnic pentru mulți, dar credeți-mă pe cuvânt - „jocul merită lumânarea”, pentru că „ceea ce se întâmplă în jur se întâmplă”. Și în ceea ce privește complexitatea, „low-tech”, putem spune următoarele - într-o zi liberă a fost posibilă fabricarea a două astfel de transformatoare fără grabă și chiar lipirea înfășurărilor lor în ordinea necesară, ceea ce nu se poate spune despre transformatoarele de ieșire. pentru tuburi UMZCH.

Acum câteva cuvinte despre numărul de ture. Teoria necesită o creștere a inductanței înfășurării primare (I), odată cu creșterea ei, gama de frecvențe reproduse se extinde către frecvențe inferioare. În toate modelele, înfășurarea înfășurărilor înainte de a umple cadrul a fost destul de suficientă; diametrul firului a fost folosit 0,1 pentru 15 miezuri, 0,15 pentru 9 miezuri și 0,2 pentru versiunea cu 6 miezuri. În acest din urmă caz, a fost folosit și PELSHO 0.25 existent.

Pentru același. Pentru cei care nu suportă transformatoarele, există și o opțiune fără transformator - Fig. 5. Acesta este cel mai simplu. ci o versiune complet sonoră a circuitului în cascadă bass reflex, care a fost folosită nu numai în circuitele UMZCH simetrice, ci și în UMZCH-uri puternice de punte. Simplitatea este adesea înșelătoare, așa că mă voi limita la critică la astfel de scheme, dar îndrăznesc să spun că este destul de dificil să simetrii zonele sinusoidelor; adesea este necesar să se introducă circuite suplimentare de polarizare și echilibrare, iar calitatea reproducerii sunetului lasă mult de dorit. În ciuda distorsiunilor de fază, amplitudine și frecvență introduse de transformatoare, acestea fac posibilă obținerea unui răspuns de frecvență aproape liniar în domeniul de frecvență audio, adică. pe întreaga gamă de 20 Hz - 20.000 Hz. De la 16 kHz și mai sus, capacitatea înfășurărilor poate fi afectată, dar suprafața suplimentară a secțiunii transversale a miezului magnetic ne permite să evităm parțial această problemă. Regula este simplă, similară cu transformatoarele de rețea: prin creșterea ariei secțiunii transversale a circuitului magnetic al miezului transformatorului, de exemplu, de două ori. nu ezitați să reduceți numărul de spire ale înfășurărilor la jumătate etc.

Extindeți gama de frecvențe reproduse efectiv în jos, de ex. sub 20 Hz, o puteți face în felul următor. Tranzistoarele cu efect de câmp (VT1, VT2 - Fig. 2) sunt utilizate cu valori mari ale inițialei I. și crește capacitatea condensatorului C4 la 4700 uF. Condensatoarele electrolitice funcționează mult mai curat dacă li se aplică o tensiune de polarizare directă de câțiva volți. Este foarte convenabil în acest caz să faceți următoarele. Instalați în tranzistorul superior (conform diagramei) VT1 o instanță cu un curent de scurgere inițial mai mare decât cel al tranzistorului VT2. Puteți face acest lucru și mai „eficient” folosind un rezistor de echilibrare pentru tranzistorul VT2; un fragment dintr-un circuit cu un astfel de rezistor este prezentat în Fig. 6. Inițial, glisorul rezistenței de reglare R2" se află în poziția inferioară (conform diagramei), mișcându-și glisorul în sus determină o creștere a curentului de scurgere al tranzistorului VT2, potențialul de pe placa pozitivă a condensatorului C4 devine mai negativ. Procesul invers are loc atunci când rezistorul R2 se mișcă în direcția opusă. În acest fel, puteți regla cascada în funcție de cele mai potrivite moduri, mai ales când nu există tranzistori (VT1 și VT2) cu valori apropiate ale inițialei I. , dar trebuie sa instalezi ce ai la indemana...

M-am oprit în detaliu asupra acestei scheme aparent foarte simplă. Este simplu, dar nu primitiv. De asemenea, are avantaje incontestabile față de circuitele invertoare de fază amplificator conectate galvanic „toate”. Primul astfel de avantaj este suprimarea interferențelor de infra-frecvență joasă (de exemplu, în unitățile de control electronice), al doilea este „închiderea” interferențelor cu ultrasunete, cum ar fi stații radio puternice, diferite instalații cu ultrasunete etc. Și unul ar trebui subliniată în special proprietățile mai pozitive ale unei astfel de scheme. Vorbim despre absența oricăror probleme la conectarea unor circuite simetrice excelente cu o intrare asimetrică. Merită să priviți Fig. 5 și devine imediat clar (dacă o persoană s-a ocupat de asta!) Că problema potențialelor de aici pur și simplu nu a fost rezolvată în niciun fel. Se rezolvă parțial prin înlocuirea condensatorului electrolitic cu o baterie din altele neelectrolitice conectate în paralel, de parcă o întârziere temporară în conectarea difuzoarelor va rezolva totul. Timpul de întârziere în conectarea sistemelor acustice la UMZCH elimină într-adevăr clicurile și supratensiunile atunci când este pornit, dar nu poate rezolva problema distorsiunii suplimentare din cauza potențialelor diferite și a impedanțelor de ieșire diferite ale invertorului de fază. Acest circuit amplificator cu inversor de fază (Fig. 2) a fost utilizat cu succes cu diferite UMZCH, inclusiv cu tuburi simetrice.

Recent, în periodice puteți găsi circuite UMZCH bazate pe puternicele KP901 și KP904. Dar autorii nu menționează că tranzistoarele cu efect de câmp ar trebui respinse pentru curenții de scurgere. Dacă, de exemplu, VT1 și VT2 (în circuitul din Fig. 2) este în mod clar necesar să se utilizeze copii de înaltă calitate, atunci în cascade cu amplitudini mari de tensiuni și curenți și, cel mai important - unde rezistența de intrare a MOS tranzistorul (reducerea lui) nu joacă un rol, puteți folosi exemple și mai rele. După ce au atins valorile maxime de scurgere, tranzistoarele MOS sunt, de regulă, stabile în viitor și deteriorarea ulterioară a parametrilor lor nu se mai observă în timp (în majoritatea cazurilor).

Numărul de tranzistori cu scurgeri crescute în circuitul porții, de exemplu, într-un singur pachet (standard - 50 buc.) poate varia de la 10 la 20 buc. (sau chiar mai mult). Respingerea tranzistoarelor puternice nu este dificilă - trebuie doar să asamblați un fel de suport, de exemplu, conform Fig. 6 și să includeți un ampermetru digital în circuitul porții (instrumentele indicatoare în acest caz sunt prea sensibile la suprasarcini și sunt incomode din cauza necesității de trecerea repetată de la interval la interval).

Și acum că bass reflex a fost deja fabricat, puteți trece la circuitul din Fig. 1, adică. reveniți direct la UMZCH. Conectorii (prizele) SSh-3, SSh-5 și altele asemenea utilizate pe scară largă nu pot fi utilizați deloc, așa cum fac mulți designeri și producători. Rezistența de contact a unei astfel de conexiuni este semnificativă (0,01 - 0,1 Ohm!) și, de asemenea, variază în funcție de curentul care curge (cu creșterea curentului, rezistența crește!). Prin urmare, ar trebui să utilizați conectori puternici (de exemplu, de la echipamente radio militare vechi) cu rezistență de contact scăzută. Același lucru este valabil și pentru contactele releului din unitatea de protecție AC împotriva posibilei apariții a tensiunii constante la ieșirea UMZCH. Și nu este nevoie să le acoperiți (grupurile de contact) cu niciun feedback pentru a reduce distorsiunea. Credeți-mă că după ureche (examinare subiectivă) sunt practic inaudibile (cu rezistențe de contact suficient de scăzute), ceea ce nu se poate spune despre distorsiunile „electronice” introduse de toate treptele de amplificare, condensatoare și alte componente ale UMZCH, care cu siguranță aduce culori strălucitoare imaginii de ansamblu a reproducerii sunetului. Toate tipurile de distorsiuni pot fi minimizate prin utilizarea rațională a treptelor de amplificare (acest lucru este valabil mai ales pentru amplificatoarele de tensiune - cu cât sunt mai puține dintre ele, cu atât este mai bună calitatea semnalului amplificat). În acest UMZCH există o singură etapă de amplificare a tensiunii - tranzistorul VT3 (umărul stâng) și VT4 (umărul drept). Cascada de pe tranzistoarele VT6 și VT5 sunt doar adepți emițători (curenți). Tranzistoarele VT3 și VT4 sunt selectate cu h21 e mai mult de 50, VT6 și VT5 - mai mult de 150. În acest caz, nu vor apărea probleme la operarea UMZCH la puteri mari. Tensiunea de reacție negativă pentru curent continuu și alternativ este furnizată bazelor tranzistoarelor VT6 și VT5 prin rezistențele R24 și R23. Adâncimea acestui feedback este de numai aproximativ 20 dB, deci nu există o distorsiune dinamică în UMZCH, dar un astfel de feedback este destul de suficient pentru a menține modurile tranzistorilor de ieșire VT7 și VT8 în limitele necesare. UMZCH este destul de rezistent la autoexcitarea HF. Simplitatea circuitului îi permite să fie dezasamblat rapid, deoarece sursa de alimentare (-40 V) a driverului și tranzistoarele finale (2 x 38 V) pot fi oprite independent. Simetria completă a amplificatorului ajută la reducerea distorsiunilor neliniare și la reducerea sensibilității la ondulațiile de tensiune de alimentare, precum și la suprimarea suplimentară a interferențelor de mod comun care sosesc la ambele intrări ale UMZCH. Dezavantajul amplificatorului este dependența semnificativă a distorsiunilor neliniare de h21 e a tranzistorilor utilizați, dar dacă tranzistoarele au h21 out = 70 W) este egal cu 1,7 V (valoare efectivă).

Tranzistorii VT1 și VT2 sunt utilizați ca sursă (generator de curent) care alimentează treapta diferențială (driver). Valoarea acestui curent 20...25 mA este setată cu rezistența de reglare R3 (470 Ohm). Deoarece curentul de repaus depinde și de acest curent, pentru stabilizarea termică a acestuia din urmă, tranzistorul VT1 este plasat pe radiatorul unuia dintre tranzistoarele treptei de ieșire (VT7 sau VT8). Creșterea temperaturii radiatorului tranzistorului de ieșire este transferată în consecință la tranzistorul VT1 situat pe acest radiator, iar atunci când acesta din urmă este încălzit, potențialul negativ de la baza tranzistorului VT2 scade. Acest lucru închide tranzistorul VT2, curentul prin acesta scade, ceea ce corespunde unei scăderi a curentului de repaus al tranzistoarelor de ieșire VT7 și VT8. În acest fel, curentul de repaus al tranzistorilor de ieșire este stabilizat atunci când radiatoarele lor sunt încălzite semnificativ. În ciuda simplității aparente a implementării unei astfel de stabilizări termice, este destul de eficientă și nu au existat probleme cu fiabilitatea UMZCH. Este foarte convenabil să monitorizați curenții tranzistoarelor diferențiale (VT3 și VT4) prin căderea de tensiune între rezistențele R7 și R15 sau R21 și R26. Rezistorul trimmer R11 este un rezistor de echilibrare, folosit pentru a seta potențialul zero pe difuzor (la ieșirea UMZCH).

Schema unității de protecție a difuzorului (Fig. 7) este realizată după schema tradițională. Din moment ce a fost ales designul de amplasare a UMZCH în carcase separate, atunci Fiecare UMZCH avea propriile unități de protecție a sistemului acustic. Circuitul de protecție a difuzoarelor este simplu și de încredere; această opțiune a fost supusă unor teste pe termen lung în multe modele și s-a dovedit a fi bună și fiabilă, „salvand” de mai multe ori viețile difuzoarelor scumpe. Funcționarea satisfăcătoare a circuitului poate fi considerată atunci când releul K1 este activat când se aplică o tensiune constantă de 5 V între punctele A și B. Este foarte ușor să verificați acest lucru folosind o sursă de alimentare reglabilă (cu tensiune de ieșire variabilă). Diferite tipuri de relee au fost utilizate în diferite modele, iar tensiunea sursei de alimentare a acestei unități s-a schimbat, de asemenea, în intervalul 30-50 V (pentru valori mai mari ale acestei tensiuni, tranzistoarele VT1 și VT2 ar trebui înlocuite cu unități de tensiune mai mare, pentru exemplu KT503E etc.)

Preferința pentru utilizarea în unitatea de protecție ar trebui acordată releelor cu grupurile de contacte cu cel mai mare curent, cu o suprafață mare de suprafețe de contact. Dar releele RES-9 sau RES-10 nu ar trebui folosite deloc - la puteri mari de ieșire ale UMZCH, ele încep să-și introducă culorile „unice” în semnalul amplificat. Unitatea de protecție AC este alimentată de la un redresor separat și este necesar să se excludă orice conexiuni galvanice ale acestei unități cu UMZCH, cu excepția doar a senzorilor de tensiune de ieșire - punctele A și B sunt conectate la ieșirile UMZCH.

Driverele ambelor canale pot fi alimentate de la un regulator de tensiune comun. În acest caz, ambele canale ale UMZCH sunt combinate într-o singură carcasă, iar sursele de alimentare sunt asamblate într-o altă carcasă. Desigur, există un domeniu larg de alegere pentru fiecare caz specific, pentru care ceea ce este mai potrivit în design. Diagrama uneia dintre opțiunile stabilizatoare pentru alimentarea șoferilor este prezentată în Fig. 8. VT1 este asamblat pe tranzistor tranzistorul de alimentare al generatorului de curent VT2, tensiunea necesară la ieșirea stabilizatorului este setată prin rezistența de tăiere R6. Trebuie subliniat faptul că puterea maximă de ieșire a UMZCH depinde în primul rând de tensiunea acestui stabilizator. Dar creșterea tensiunii peste 50 V nu este recomandată din cauza posibilei defecțiuni a tranzistoarelor driver VT3 și VT4. Tensiunea totală de stabilizare a diodelor zener ar trebui să fie în intervalul 27-33 V. Curentul prin diodele zener este selectat de rezistența R4. Rezistorul R1 limitează (curent) și previne defectarea tranzistorului de control VT2. Acesta din urmă este destul de probabil în timpul procesului de configurare, în timp ce creșterea sursei de alimentare a driverului poate dezactiva întregul UMZCH. După instalarea UMZCH, rezistența R1 din stabilizator poate fi închisă cu o bucată de sârmă sau nu trebuie să faceți acest lucru, deoarece driverele consumă un curent de doar puțin mai mult de 50 mA - influența rezistenței R1 asupra parametrii stabilizatorului sunt neglijabili la curenți de sarcină mici.

Cu un design bloc, va trebui să separați complet sursele de alimentare ale ambelor UMZCH, inclusiv driverele. Dar, în orice caz, pentru a alimenta driverul, aveți nevoie de un redresor separat cu propria înfășurare în transformator. Este prezentat circuitul redresorului în Fig.9. Fiecare canal UMZCH folosește propriul transformator de putere. Această opțiune de proiectare are mai multe avantaje față de utilizarea tradițională a unui singur transformator. Primul lucru posibil este reducerea înălțimii blocului în ansamblu, deoarece dimensiunea (înălțimea) transformatorului de rețea este redusă semnificativ cu transformatoare de alimentare separate pentru fiecare UMZCH. În plus, este mai ușor de înfășurat, deoarece diametrul firelor de înfășurare poate fi redus de 1,4 ori fără a compromite puterea UMZCH. În acest sens, înfășurările rețelei pot fi pornite în antifază pentru a reduce interferența rețelei (acest lucru ajută foarte mult la compensarea radiației câmpurilor transformatorului, mai ales atunci când alte circuite de amplificare sunt plasate în aceeași carcasă cu UMZCH - blocuri de ton, control al volumului , etc.). Separarea circuitelor de alimentare ale tranzistoarelor de ieșire UMZCH face posibilă creșterea calității semnalului reprodus, în special la frecvențe joase (distorsiunile tranzitorii în canalele de joasă frecvență sunt și ele reduse). Pentru a reduce nivelul de distorsiune de intermodulație cauzat de alimentarea rețelei, în transformatoare sunt introduse ecrane electrostatice (un strat de sârmă înfășurată rotire în rotire).

Toate opțiunile de proiectare UMZCH folosesc miezuri magnetice toroidale pentru transformatoare. Derularea s-a făcut manual cu ajutorul navetelor. De asemenea, vă putem recomanda o versiune simplificată a designului sursei de alimentare. Pentru aceasta, se folosește un LATR fabricat din fabrică (o copie de nouă amperi este bună). Înfășurarea primară, ca cea mai dificilă în procesul de înfășurare, este deja gata, trebuie doar să înfășurați înfășurarea ecranului și toate înfășurările secundare, iar transformatorul va funcționa perfect. Fereastra sa este suficient de spațioasă pentru a găzdui înfășurările pentru ambele canale ale UMZCH. În plus, este posibilă alimentarea driverelor și a amplificatoarelor cu invertor de fază de la stabilizatori obișnuiți, „economisind” în acest caz două înfășurări. Dezavantajul unui astfel de transformator este înălțimea sa mare (cu excepția, desigur, a circumstanțelor de mai sus).

Acum despre detalii. Nu ar trebui să instalați diode de joasă frecvență (cum ar fi D242 și altele asemenea) pentru a alimenta UMZCH - distorsiunea la frecvențe înalte (de la 10 kHz și mai sus) va crește; în plus, condensatorii ceramici au fost introduși suplimentar în circuitele redresorului pentru a reduce distorsiunea intermodulației cauzate de modificări ale conductivităţii diodelor în momentul comutării lor. Acest lucru reduce influența rețelei de alimentare asupra UMZCH atunci când funcționează la frecvențe înalte în domeniul audio. Situația este și mai bună cu calitatea la manevrarea condensatoarelor electrolitice în redresoare de curent înalt (etape de ieșire UMZCH) cu cele neelectrolitice. În același timp, atât prima, cât și cea de-a doua adăugire la circuitele redresorului au fost destul de clar percepute printr-o examinare subiectivă - un test auditiv al funcționării UMZCH; funcționarea sa mai naturală a fost observată la reproducerea mai multor componente HF de frecvențe diferite.

Despre tranzistori. Nu merită să înlocuiți tranzistoarele VT3 și VT4 cu copii care sunt mai proaste în ceea ce privește proprietățile frecvenței (KT814, de exemplu), deoarece coeficientul armonic crește de cel puțin două ori (în secțiunea HF și chiar mai mult). Acest lucru este foarte vizibil la ureche; frecvențele medii sunt reproduse în mod nenatural. Pentru a simplifica proiectarea UMZCH, în faza de ieșire sunt utilizați tranzistori compoziți din seria KT827A. Și deși, în principiu, sunt destul de fiabile, ele trebuie totuși verificate pentru tensiunea colector-emițător maxim rezistentă (fiecare instanță are propria sa) (adică tensiune directă Uke max. pentru un tranzistor închis). Pentru a face acest lucru, baza tranzistorului este conectată la emițător printr-un rezistor de 100 Ohm și se aplică tensiunea, crescând treptat: la colector - plus, la emițător - minus. Instanțele care detectează fluxul de curent (limita ampermetrului - 100 μA) pentru Uke = 100 V nu sunt potrivite pentru acest design. Ele pot funcționa, dar nu pentru mult timp... Instanțele fără astfel de „scurgeri” funcționează fiabil ani de zile, fără a crea probleme. Diagrama bancului de testare este prezentată în Fig. 10. Desigur, parametrii seria KT827 vrea să fie cea mai bună, mai ales în ceea ce privește proprietățile de frecvență. Prin urmare, au fost înlocuite cu tranzistoare „compozite” asamblate pe KT940 și KT872. Este necesar doar să selectați KT872 cu cel mai mare h21 e posibil, deoarece KT940 nu are I to max suficient de mare. Acest echivalent funcționează foarte bine pe întreaga gamă audio și mai ales la frecvențe înalte. Schema circuitului pentru conectarea a două tranzistoare în loc de un tip compozit KT827A este prezentată în Fig. 11. Tranzistorul VT1 poate fi înlocuit cu KT815G, iar VT2 cu aproape orice unul puternic (P la > 50 W și cu U e > 30).

Rezistoarele folosite sunt tipurile C2-13 (0,25 W), MLT. Condensatoare tipuri K73-17, K50-35 etc. Configurarea unui UMZCH asamblat corect (fără erori) constă în setarea curentului de repaus al tranzistoarelor treptei de ieșire UMZCH - VT7 și VT8 în 40-70 mA. Este foarte convenabil să monitorizați valoarea curentului de repaus prin căderea de tensiune între rezistențele R27 și R29. Curentul de repaus este stabilit de rezistența R3. O tensiune de ieșire constantă aproape de zero la ieșirea UMZCH este setată cu un rezistor de echilibrare R11 (se atinge o diferență de potențial de cel mult 100 mV).

LITERATURĂ

Suhov N.E. și altele. Tehnologie de reproducere a sunetului de înaltă calitate - Kiev, „Technique”, 1985
Suhov N.E. UMZCH de înaltă fidelitate. - „Radio”, 1989 - Nr. 6, Nr. 7.
Suhov N.E. În problema evaluării distorsiunilor neliniare ale UMZCH. - „Radio”, nr. 5. 1989.

Câteva cuvinte despre erorile de instalare:
Pentru a îmbunătăți lizibilitatea circuitelor, să luăm în considerare un amplificator de putere cu două perechi de tranzistoare finale cu efect de câmp și o sursă de alimentare de ±45 V.
Ca o primă greșeală, să încercăm să „lipim” diodele zener VD1 și VD2 cu polaritatea greșită (conexiunea corectă este prezentată în Figura 11). Harta tensiunii va lua forma prezentată în Figura 12.

Figura 11 Pinout-ul diodelor Zener BZX84C15 (cu toate acestea, pinout-ul diodelor este același).

Figura 12 Harta tensiunii unui amplificator de putere cu instalarea incorectă a diodelor zener VD1 și VD2.

Aceste diode zener sunt necesare pentru a genera tensiunea de alimentare pentru amplificatorul operațional și au fost selectate la 15 V numai pentru că această tensiune este optimă pentru acest amplificator operațional. Amplificatorul își păstrează performanța fără pierderi de calitate chiar și atunci când se utilizează valori nominale din apropiere - 12 V, 13 V, 18 V (dar nu mai mult de 18 V). Dacă este instalat incorect, în loc de tensiunea de alimentare necesară, amplificatorul de oprecție primește doar tensiunea de cădere la joncțiunea n-p a diodelor zener. Curentul este reglat normal, există o tensiune mică constantă la ieșirea amplificatorului și nu există semnal de ieșire.
De asemenea, este posibil ca diodele VD3 și VD4 să fie instalate incorect. În acest caz, curentul de repaus este limitat doar de valorile rezistențelor R5, R6 și poate atinge o valoare critică. Va exista un semnal la ieșirea amplificatorului, dar încălzirea destul de rapidă a tranzistorilor finali va duce cu siguranță la supraîncălzirea lor și la defecțiunea amplificatorului. Harta tensiunii și curentului pentru această eroare sunt prezentate în figurile 13 și 14.

Figura 13 Harta tensiunii amplificatorului cu instalarea incorectă a diodelor de stabilizare termică.

Figura 14 Harta curentului amplificatorului cu instalarea incorectă a diodelor de stabilizare termică.

Următoarea greșeală populară de instalare poate fi instalarea incorectă a tranzistoarelor din penultima etapă (driver). În acest caz, harta tensiunii amplificatorului ia forma prezentată în Figura 15. În acest caz, tranzistoarele cascadei terminale sunt complet închise și nu există niciun semn de sunet la ieșirea amplificatorului, iar nivelul tensiunii DC este cât mai aproape de zero.

Figura 15 Harta tensiunii pentru instalarea incorectă a tranzistorilor în stadiul de driver.

În continuare, cea mai periculoasă greșeală este că tranzistoarele etapei driver sunt amestecate, iar pinout-ul este, de asemenea, amestecat, drept urmare ceea ce se aplică la bornele tranzistoarelor VT1 și VT2 este corect și funcționează în emițător urmator. modul. În acest caz, curentul prin treapta finală depinde de poziția glisorului rezistenței de tăiere și poate fi de la 10 la 15 A, ceea ce în orice caz va provoca o suprasarcină a sursei de alimentare și încălzirea rapidă a tranzistoarelor finale. Figura 16 prezintă curenții în poziția de mijloc a rezistenței de reglare.

Figura 16 Harta curentă când tranzistoarele etajului driverului sunt instalate incorect, pinout-ul este de asemenea confuz.

Este puțin probabil că va fi posibilă lipirea ieșirii tranzistoarelor cu efect de câmp final IRFP240 - IRFP9240 în sens invers, dar este posibil să le schimbați destul de des pe alocuri. În acest caz, diodele instalate în tranzistoare se află într-o situație dificilă - tensiunea aplicată acestora are o polaritate corespunzătoare rezistenței lor minime, ceea ce determină un consum maxim de la sursa de alimentare și cât de repede se ard depinde mai mult de noroc decât de legile fizicii.
Artificiile pe placă se pot întâmpla din încă un motiv - diode zener de 1,3 W într-un pachet la fel ca diodele 1N4007 sunt la vânzare, așa că înainte de a instala diode zener pe placă, dacă sunt într-o carcasă neagră, ar trebui să aruncați o privire mai atentă. la inscripţiile de pe carcasă. La instalarea diodelor în locul diodelor zener, tensiunea de alimentare a amplificatorului operațional este limitată numai de valorile rezistențelor R3 și R4 și de consumul de curent al amplificatorului operațional însuși. În orice caz, valoarea tensiunii rezultată este semnificativ mai mare decât tensiunea maximă de alimentare pentru un anumit amplificator operațional, ceea ce duce la defecțiunea acestuia, uneori cu împușcarea unei părți a carcasei amplificatorului operațional în sine și apoi la o tensiune constantă. poate apărea la ieșire, aproape de tensiunea de alimentare a amplificatorului, ceea ce va duce la apariția unei tensiuni constante la ieșirea amplificatorului de putere în sine. De regulă, cascada finală în acest caz rămâne operațională.
Și, în sfârșit, câteva cuvinte despre valorile rezistențelor R3 și R4, care depind de tensiunea de alimentare a amplificatorului. 2,7 kOhm este cel mai universal, totuși, la alimentarea amplificatorului cu o tensiune de ±80 V (doar la o sarcină de 8 ohmi), aceste rezistențe vor disipa aproximativ 1,5 W, așa că trebuie înlocuite cu o rezistență de 5,6 kOhm sau 6,2 kOhm. , ceea ce va reduce puterea termică generată la 0,7 W.

E K B BD135; BD137

H&S IRF240 - IRF9240

Acest amplificator și-a câștigat pe merit fanii și a început să achiziționeze versiuni noi. În primul rând, lanțul de generare a tensiunii de polarizare a primei trepte de tranzistor a fost schimbat. În plus, în circuit a fost introdusă protecția la suprasarcină.
Ca urmare a modificărilor, schema de circuit a unui amplificator de putere cu tranzistori cu efect de câmp la ieșire a căpătat următoarea formă:

CREȘTE

Opțiunile PCB sunt afișate în format grafic (trebuie să fie scalate)

Aspectul modificării rezultate a amplificatorului de putere este prezentat în fotografiile de mai jos:

Mai rămâne doar să adaugi o muscă în unguent...
Faptul este că tranzistoarele cu efect de câmp IRFP240 și IRFP9240 utilizate în amplificator au fost întrerupte de dezvoltatorul International Rectifier (IR), care a acordat mai multă atenție calității produselor sale. Principala problemă a acestor tranzistoare este că au fost concepute pentru a fi utilizate în surse de alimentare, dar s-au dovedit a fi destul de potrivite pentru echipamentele de amplificare audio. Atenția sporită a International Rectifier pentru calitatea componentelor fabricate a făcut posibilă, fără a selecta tranzistori, conectarea mai multor tranzistoare în paralel fără a vă face griji cu privire la diferențele dintre caracteristicile tranzistoarelor - răspândirea nu a depășit 2%, ceea ce este destul de acceptabil.
Astăzi, tranzistoarele IRFP240 și IRFP9240 sunt produse de Vishay Siliconix, care nu este atât de sensibil la produsele sale, iar parametrii tranzistorilor au devenit potriviți numai pentru sursele de alimentare - răspândirea „factorului de câștig” al tranzistorilor dintr-un lot depășește 15% . Aceasta exclude conexiunea paralelă fără selecție preliminară, iar numărul de tranzistori testați pentru selecția 4 depășește în mod egal câteva zeci de copii.
În acest sens, înainte de a asambla acest amplificator, ar trebui în primul rând să aflați ce marcă de tranzistoare puteți obține. Dacă Vishay Siliconix este vândut în magazinele dvs., atunci este recomandat să refuzați să asamblați acest amplificator de putere - riscați să cheltuiți destul de mulți bani și să nu obțineți nimic.
Cu toate acestea, munca de dezvoltare a „VERSIUNII 2” a acestui amplificator de putere și lipsa tranzistoarelor cu efect de câmp decente și ieftine pentru etapa de ieșire ne-au făcut să ne gândim puțin la viitorul acestui circuit. Drept urmare, a fost simulată „VERSIUNEA 3”, folosind în loc de tranzistori cu efect de câmp IRFP240 - IRFP9240 de la Vishay Siliconix o pereche bipolară de la TOSHIBA - 2SA1943 - 2SC5200, care astăzi sunt încă de o calitate destul de decentă.
Schema schematică a noii versiuni a amplificatorului a încorporat îmbunătățiri față de „VERSIUNEA 2” și a suferit modificări în treapta de ieșire, făcând posibilă abandonarea utilizării tranzistoarelor cu efect de câmp. Schema circuitului este prezentată mai jos:

Diagrama schematică folosind tranzistori cu efect de câmp ca repetoare MĂRIRE

În această versiune, tranzistorii cu efect de câmp sunt păstrați, dar sunt utilizați ca adepți de tensiune, ceea ce ușurează semnificativ sarcina pe scena driverului. O mică conexiune pozitivă a fost introdusă în sistemul de protecție pentru a evita excitarea amplificatorului de putere la limita de funcționare a protecției.
Placa de circuit imprimat este in proces de dezvoltare, aproximativ rezultatele masuratorilor reale si o placa de circuit imprimat va aparea la sfarsitul lunii noiembrie, insa deocamdata putem oferi un grafic de masurare THD obtinut de MICROCAP. Puteți citi mai multe despre acest program.

UMZCH cu tranzistoare complementare cu efect de câmp

Prezentăm cititorilor o versiune a unui UMZCH de o sută de wați cu tranzistori cu efect de câmp. În acest design, carcasele tranzistoarelor de putere pot fi montate pe un radiator comun fără distanțiere izolatoare, iar acest lucru îmbunătățește semnificativ transferul de căldură. Ca a doua opțiune pentru sursa de alimentare, este propus un convertor de impulsuri puternic, care ar trebui să aibă un nivel destul de scăzut de auto-interferență.

Utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp (FET) în UMZCH-uri a fost împiedicată până de curând de o gamă redusă de tranzistori complementari, precum și de tensiunea lor scăzută de funcționare. Calitatea reproducerii sunetului prin UMZCH pe PT este adesea evaluată la nivelul amplificatoarelor cu tub și chiar mai mare datorită faptului că, în comparație cu amplificatoarele bazate pe tranzistori bipolari, acestea creează mai puține distorsiuni neliniare și de intermodulație și au, de asemenea, o creștere mai lină a distorsiuni în timpul supraîncărcărilor. Ele sunt superioare amplificatoarelor cu tub atât în ceea ce privește amortizarea sarcinii, cât și în lățimea benzii de frecvență audio de operare. Frecvența de tăiere a unor astfel de amplificatoare fără feedback negativ este semnificativ mai mare decât cea a UMZCH-urilor bazate pe tranzistori bipolari, ceea ce are un efect benefic asupra tuturor tipurilor de distorsiuni.

Distorsiunile neliniare în UMZCH sunt introduse în principal de treapta de ieșire și, pentru a le reduce, se utilizează de obicei OOS general. Distorsiunea în treapta diferenţială de intrare, utilizată ca sumator de semnale de la sursă şi circuitul general OOS, poate fi mică, dar este imposibil să le reducă folosind OOS general

Capacitatea de suprasarcină a cascadei diferențiale folosind tranzistoare cu efect de câmp este de aproximativ 100...200 de ori mai mare decât la tranzistoarele bipolare.

Utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp în etapa de ieșire a UMZCH face posibilă abandonarea repetoarelor tradiționale Darlington cu două și trei trepte, cu dezavantajele lor inerente.

Rezultate bune se obțin prin utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp cu o structură metal-dielectric-semiconductor (MDS) în stadiul de ieșire. Datorită faptului că curentul din circuitul de ieșire este controlat de tensiunea de intrare (similar cu dispozitivele electrice de vid), la curenți mari, performanța cascadei pe tranzistoarele MOS cu efect de câmp în modul de comutare este destul de ridicată (τ = 50). ns). Astfel de cascade au proprietăți bune de transfer la frecvențe înalte și au un efect de auto-stabilizare a temperaturii.

Avantajele tranzistoarelor cu efect de câmp includ:

putere scăzută de control în modurile statice și dinamice;
absența defectării termice și susceptibilitate scăzută la defalcare secundară;
stabilizarea termică a curentului de scurgere, oferind posibilitatea conectării în paralel a tranzistoarelor;
caracteristica de transfer este apropiată de liniară sau pătratică;
performanță ridicată în modul de comutare, reducând astfel pierderile dinamice;
absența fenomenului de acumulare a excesului de purtători în structură;
nivel scăzut de zgomot,
dimensiuni și greutate reduse, durată lungă de viață.

Dar, pe lângă avantaje, aceste dispozitive au și dezavantaje:

defecțiune din cauza supratensiunii electrice;
Distorsiunea termică poate apărea la frecvențe joase (sub 100 Hz). La aceste frecvențe, semnalul se schimbă atât de lent încât într-o jumătate de ciclu temperatura cristalului are timp să se schimbe și, în consecință, tensiunea de prag și transconductanța tranzistoarelor se modifică.

Ultimul dezavantaj remarcat limitează puterea de ieșire, în special la tensiuni de alimentare scăzute; Ieșirea este să porniți tranzistoarele în paralel și să introduceți OOS.

Trebuie remarcat faptul că recent companiile străine (de exemplu, Exicon etc.) au dezvoltat multe tranzistoare cu efect de câmp potrivite pentru echipamente audio: EC-10N20, 2SK133-2SK135, 2SK175, 2SK176 cu un canal de tip n; EC-10P20, 2SJ48-2SJ50, 2SJ55, 2SJ56 cu un canal de tip p. Astfel de tranzistori se disting printr-o dependență slabă a transconductanței (admitența de transfer direct) de curentul de drenaj și caracteristicile I-V de ieșire netezite.

Parametrii unor tranzistoare cu efect de câmp, inclusiv a celor produse de Asociația de producție Minsk „Integral”, sunt dați în tabel. 1.

Majoritatea UMZCH-urilor fără transformator cu tranzistori sunt realizate folosind un circuit în jumătate de punte. În acest caz, sarcina este conectată la diagonala punții formate din două surse de alimentare și două tranzistoare de ieșire ale amplificatorului (Fig. 1).

Când nu existau tranzistori complementari, etapa de ieșire a UMZCH a fost realizată în principal pe tranzistori cu aceeași structură cu o sarcină și o sursă de alimentare conectată la un fir comun (Fig. 1, a). Două opțiuni posibile pentru controlul tranzistorilor de ieșire sunt prezentate în Fig. 2.

În prima dintre ele (Fig. 2,a), controlul brațului inferior al etajului de ieșire este în condiții mai favorabile. Deoarece modificarea tensiunii de alimentare este mică, efectul Miller (capacitanța dinamică de intrare) și efectul Earley (dependența curentului colectorului de tensiunea emițător-colector) practic nu apar. Circuitul de comandă al brațului superior este conectat aici în serie cu sarcina însăși, prin urmare, fără a lua măsuri suplimentare (de exemplu, pornirea cascode a dispozitivelor), aceste efecte se manifestă într-o măsură semnificativă. Un număr de UMZCH de succes au fost dezvoltate pe baza acestui principiu.

Conform celei de-a doua opțiuni (Fig. 2.6 - tranzistoarele MIS sunt mai în concordanță cu această structură), au fost dezvoltate și o serie de UMZCH-uri, de exemplu. Cu toate acestea, chiar și în astfel de cascade este dificil să se asigure simetria controlului tranzistorilor de ieșire, chiar și cu utilizarea generatoarelor de curent. Un alt exemplu de echilibrare prin rezistență de intrare este implementarea brațelor amplificatoare într-un circuit cvasi-complementar sau utilizarea tranzistoarelor complementare (vezi Fig. 1, b) c.

Dorința de a echilibra brațele etajului de ieșire al amplificatoarelor realizate pe tranzistoare de aceeași conductivitate a condus la dezvoltarea amplificatoarelor cu sarcină neîmpământată conform circuitului din Fig. 1,g. Cu toate acestea, nici aici nu este posibil să se realizeze simetria completă a cascadelor anterioare. Circuitele de feedback negativ de la fiecare braț al etajului de ieșire sunt inegale; Circuitele OOS ale acestor etape controlează tensiunea de pe sarcină în raport cu tensiunea de ieșire a părții opuse. În plus, o astfel de soluție de circuit necesită surse de alimentare izolate. Din cauza acestor neajunsuri, nu a găsit o utilizare pe scară largă.

Odată cu apariția tranzistoarelor bipolare și cu efect de câmp complementare, etapele de ieșire ale UMZCH sunt construite în principal conform circuitelor din Fig. 1, b, c. Cu toate acestea, chiar și în aceste opțiuni, este necesar să se utilizeze dispozitive de înaltă tensiune pentru a conduce treapta de ieșire. Tranzistoarele etapei de pre-ieșire funcționează cu un câștig de tensiune ridicat și, prin urmare, sunt supuse efectelor Miller și Earley și, fără feedback general, introduc o distorsiune semnificativă, care necesită caracteristici dinamice ridicate din partea acestora. Alimentarea etapelor preliminare cu tensiune crescută reduce și eficiența amplificatorului.

Dacă în fig. 1, b, c mutați punctul de conectare cu firul comun la brațul opus al diagonalei podului, obținem opțiunile din Fig. 1,d și, respectiv, 1,f. În structura în cascadă conform diagramei din Fig. 1, e rezolvă automat problema izolării tranzistorilor de ieșire din carcasă. Amplificatoarele realizate conform unor astfel de circuite nu prezintă o serie de dezavantaje enumerate.

Caracteristici de proiectare a circuitului amplificatorului

Oferim radioamatorilor un UMZCH inversor (Fig. 3), corespunzător schemei bloc a etajului de ieșire din Fig. 1,e.

(click pentru a mari)

Etapa diferențială de intrare este realizată folosind tranzistori cu efect de câmp (VT1, VT2 și DA1) într-un circuit simetric. Avantajele lor într-o cascadă diferențială sunt binecunoscute: liniaritate mare și capacitate de suprasarcină, zgomot redus. Utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp a simplificat semnificativ această cascadă, deoarece nu era nevoie de generatoare de curent. Pentru a crește câștigul cu bucla de feedback deschisă, semnalul este îndepărtat de la ambele brațe ale etapei diferențiale și un emițător de urmărire pe tranzistoarele VT3, VT4 este instalat în fața amplificatorului de tensiune ulterior.

A doua etapă este realizată folosind tranzistoarele VT5-VT10 folosind un circuit combinat cascode cu putere de urmărire. Această sursă de alimentare a cascadei OE neutralizează capacitatea dinamică de intrare în tranzistor și dependența curentului colectorului de tensiunea emițătorului-colector. Etapa de ieșire a acestei etape folosește tranzistoare BSIT de înaltă frecvență, care, în comparație cu tranzistoarele bipolare (KP959 față de KT940), au de două ori frecvența de tăiere și de patru ori capacitatea de drenaj (colector).

Utilizarea unui etaj de ieșire alimentat de surse izolate separate a făcut posibilă renunțarea la o sursă de joasă tensiune (9 V) pentru preamplificator.

Etapa de ieșire este realizată din tranzistoare MOS puternice, iar bornele lor de scurgere (și flanșele de disipare a căldurii ale carcaselor) sunt conectate la un fir comun, ceea ce simplifică proiectarea și asamblarea amplificatorului.

Tranzistoarele MOS puternice, spre deosebire de cele bipolare, au o răspândire mai mică a parametrilor, ceea ce facilitează conectarea lor în paralel. Principala răspândire a curenților între dispozitive apare din cauza inegalității tensiunilor de prag și a răspândirii capacităților de intrare. Introducerea unor rezistențe suplimentare cu o rezistență de 50-200 Ohmi în circuitul porții asigură egalizarea aproape completă a întârzierilor de pornire și oprire și elimină răspândirea curenților în timpul comutării.

Toate treptele amplificatorului sunt acoperite de OOS local și general.

Principalele caracteristici tehnice

Cu feedback deschis (R6 înlocuit cu 22 MOhm, C4 exclus)
Frecvența de tăiere, kHz......300
Câştig de tensiune, dB......43
Coeficientul armonic în modul AB, %, nu mai mult......2

Cu OOS activat

Putere de ieșire, W la sarcină de 4 Ohm......100
la o sarcină de 8 Ohmi......60
Gamă de frecvență reproductibilă, Hz......4...300000
Coeficient armonic, %, nu mai mult......0.2
Tensiune nominală de intrare, V......2
Curentul de repaus al treptei de ieșire, A......0,15
Rezistență de intrare, kOhm.....24

Datorită faptului că frecvența de tăiere a amplificatorului în buclă deschisă este relativ mare, adâncimea feedback-ului și distorsiunea armonică sunt practic constante pe întregul interval de frecvență.

De jos, banda de frecvență de funcționare a UMZCH este limitată de capacitatea condensatorului C1, de sus - de C4 (cu o capacitate de 1,5 pF, frecvența de tăiere este de 450 kHz).

Construcție și detalii

Amplificatorul este realizat pe o placă din fibră de sticlă din folie cu două fețe (Fig. 4).

Placa de pe partea în care sunt instalate elementele este umplută pe cât posibil cu folie conectată la un fir comun. Tranzistoarele VT8, VT9 sunt echipate cu radiatoare cu plăci mici sub forma unui „steag”. Pistoanele sunt instalate în orificiile pentru bornele de scurgere ale tranzistoarelor puternice cu efect de câmp; Terminalele de scurgere ale tranzistoarelor VT11, VT14 sunt conectate la firul comun de pe partea foliei (marcate cu cruci în figură).

Pistoanele sunt instalate în orificiile 5-7 ale plăcii pentru conectarea cablurilor transformatorului de rețea și orificiile pentru jumperi. Rezistoarele R19, R20, R22, R23 sunt confectionate din sarma de manganin cu un diametru de 0,5 si o lungime de 150 mm. Pentru a suprima inductanța, firul este pliat în jumătate și, pliat (bifilar), înfășurat pe un dorn cu diametrul de 4 mm.

Inductorul L1 este înfășurat cu un fir PEV-2 de 0,8 spire pentru a întoarce întreaga suprafață a unui rezistor de 2 W (MLT sau similar).

Condensatoarele C1, C5, C10, C11 - K73-17, cu C10 și C11 lipite din partea circuitului imprimat la bornele condensatoarelor C8 și C9. Condensatoare C2, C3 - oxid K50-35; condensator C4 - K10-62 sau KD-2; C12 - K10-17 sau K73-17.

Tranzistoarele cu efect de câmp cu un canal de tip n (VT1, VT2) trebuie selectate cu aproximativ același curent de drenaj inițial ca și tranzistoarele din ansamblul DA1. În ceea ce privește tensiunea de întrerupere, acestea nu ar trebui să difere cu mai mult de 20%. Microansamblul DA1 K504NTZB poate fi înlocuit cu K504NT4B. Este posibil să se utilizeze o pereche selectată de tranzistoare KP10ZL (tot cu indici G, M, D); KP307V - KP307B (de asemenea A, E), KP302A sau ansamblu tranzistor KPS315A, KPS315B (în acest caz placa va trebui reproiectată).

În pozițiile VT8, VT9, puteți utiliza și tranzistori complementari din seria KT851, KT850, precum și KT814G, KT815G (cu o frecvență de tăiere de 40 MHz) de la Asociația Minsk „Integral”.

Pe lângă cele indicate în tabel, puteți utiliza, de exemplu, următoarele perechi de tranzistoare MIS: IRF530 și IRF9530; 2SK216 și 2SJ79; 2SK133-2SK135 și 2SJ48-2SJ50; 2SK175-2SK176 și 2SJ55-2SJ56.

Pentru versiunea stereo, puterea este furnizată fiecărui amplificator de la un transformator separat, de preferință cu un circuit magnetic inel sau tijă (PL), cu o putere de 180...200 W. Un strat de înfășurare de ecranare cu sârmă PEV-2 0,5 este plasat între înfășurările primare și secundare; unul dintre bornele sale este conectat la firul comun. Conductoarele înfășurărilor secundare sunt conectate la placa amplificatorului cu un fir ecranat, iar ecranul este conectat la firul comun al plăcii. Pe unul dintre transformatoarele de retea sunt amplasate infasurarile pentru redresoarele preamplificatoarelor. Stabilizatoarele de tensiune sunt realizate pe microcircuite IL7809AC (+9 V), IL7909AC (-9 V) - nu sunt prezentate în diagramă. Pentru a furniza energie 2x9 V plăcii, se folosește conectorul ONP-KG-26-3 (XS1).

La configurare, curentul optim al etapei diferențiale este setat prin reglarea rezistenței R3 pentru a minimiza distorsiunea la puterea maximă (aproximativ în mijlocul secțiunii de lucru). Rezistoarele R4, R5 sunt proiectate pentru un curent de aproximativ 2...3 mA în fiecare braț cu un curent de scurgere inițial de aproximativ 4...6 mA. Cu un curent de scurgere inițial mai mic, rezistența acestor rezistențe trebuie mărită proporțional.

Curentul de repaus al tranzistoarelor de ieșire în intervalul 120... 150 mA este stabilit prin tăierea rezistenței R3 și, dacă este necesar, prin selectarea rezistențelor R13, R14.

Bloc de putere de impuls

Pentru acei radioamatori care au dificultăți în achiziționarea și înfășurarea transformatoarelor de rețea mari, este oferită o sursă de alimentare în comutație pentru etapele de ieșire ale UMZCH. În acest caz, preamplificatorul poate fi alimentat de la o sursă stabilizată de putere redusă.

O sursă de alimentare cu impulsuri (circuitul său este prezentat în Fig. 5) este un invertor cu jumătate de punte auto-oscilant nereglat. Utilizarea controlului de curent proporțional al tranzistoarelor invertorului în combinație cu un transformator de comutare saturabil permite ca tranzistorul activ să fie îndepărtat automat din saturație în momentul comutării. Acest lucru reduce timpul de disipare a sarcinii în bază și elimină prin curent și, de asemenea, reduce pierderile de putere în circuitele de control, crescând fiabilitatea și eficiența invertorului.

Specificații UPS

Putere de ieșire, W, nu mai mult......360
Tensiune de iesire......2x40
Eficiență, %, nu mai puțin......95
Frecvența de conversie, kHz......25

Un filtru de suprimare a interferențelor L1C1C2 este instalat la intrarea redresorului de rețea. Rezistorul R1 limitează condensatorul de încărcare a curentului de supratensiune C3. Există un jumper X1 în serie cu rezistorul de pe placă, în locul căruia puteți porni un șoc pentru a îmbunătăți filtrarea și a crește „duritatea” caracteristicii sarcinii de ieșire.

Invertorul are două circuite de reacție pozitivă: primul - pentru tensiune (folosind înfășurările II în transformatorul T1 și III - în T2); al doilea - prin curent (cu un transformator de curent: tura 2-3 și înfășurările 1-2, 4-5 ale transformatorului T2).

Dispozitivul de declanșare este realizat pe un tranzistor unijunction VT3. După pornirea convertorului, acesta este oprit din cauza prezenței diodei VD15, deoarece constanta de timp a circuitului R6C8 este semnificativ mai lungă decât perioada de conversie.

Particularitatea invertorului este că atunci când redresoarele de joasă tensiune funcționează cu capacități mari de filtru, are nevoie de o pornire lină. Pornirea lină a unității este facilitată de șocurile L2 și L3 și, într-o oarecare măsură, de rezistența R1.

Alimentarea se realizează pe o placă de circuit imprimat din folie de fibră de sticlă unilaterală de 2 mm grosime. Desenul plăcii este prezentat în Fig. 6.

(click pentru a mari)

Datele de înfășurare ale transformatoarelor și informații despre miezurile magnetice sunt date în tabel. 2. Toate înfășurările sunt realizate cu sârmă PEV-2.

Înainte de înfășurarea transformatoarelor, marginile ascuțite ale inelelor trebuie să fie tocite cu șmirghel sau un bloc și învelite cu pânză lăcuită (pentru T1 - inele pliate împreună în trei straturi). Dacă acest pretratament nu este efectuat, atunci este posibil ca țesătura lăcuită să fie presată și spirele firului să fie scurtcircuitate la circuitul magnetic. Ca urmare, curentul fără sarcină va crește brusc și transformatorul se va încălzi. Între înfășurările 1-2, 5-6-7 și 8-9-10, înfășurările de ecranare sunt înfășurate cu sârmă PEV-2 0,31 într-un strat rând pe rând, al cărui capăt (E1, E2) este conectat la firul comun a UMZCH-ului.

Înfășurarea 2-3 a transformatorului T2 este o bobină de sârmă cu un diametru de 1 mm deasupra înfășurării 6-7, lipită la capete într-o placă de circuit imprimat.

Choke-urile L2 și L3 sunt realizate pe miezuri magnetice blindate BZO din ferită de 2000NM. Înfășurările șocurilor sunt înfășurate în două fire până când cadrul este umplut cu sârmă PEV-2 0,8. Având în vedere că șocurile funcționează cu polarizare DC, este necesar să se introducă între cupe garnituri din material nemagnetic de 0,3 mm grosime.

Choke L1 este de tip D13-20, se poate realiza si pe un miez magnetic blindat B30 asemanator choke-urilor L2, L3, dar fara garnitura, prin infasurarea infasurarilor in doua fire MGTF-0.14 pana la umplerea cadrului.

Tranzistoarele VT1 si VT2 sunt montate pe radiatoare din profil de aluminiu nervurat cu dimensiunile 55x50x15 mm prin garnituri izolante. În loc de cele indicate în diagramă, puteți folosi tranzistori KT8126A de la Asociația de producție integrală Minsk, precum și MJE13007. Între ieșirile sursei de alimentare +40 V, -40 V și punctul de mijloc „lor” (ST1 și ST2), sunt conectați condensatori suplimentari de oxid K50-6 (neprezentați în diagramă) cu o capacitate de 2000 μF la 50 V. Aceste patru condensatorii sunt instalați pe o placă de textolit cu dimensiunile 140x100 mm, fixate cu șuruburi pe radiatoarele de tranzistoare puternice.

Condensatori C1, C2 - K73-17 pentru tensiune 630 V, C3 - oxid K50-35B pentru 350 V, C4, C7 - K73-17 pentru 250 V, C5, C6 - K73-17 pentru 400 V, C8 - K10-17 .

Sursa de alimentare cu impulsuri este conectată la placa PA în imediata apropiere a bornelor condensatoarelor C6-C11. În acest caz, puntea de diode VD5-VD8 nu este montată pe placa PA.

Pentru a întârzia conectarea sistemelor de difuzoare la UMZCH pe durata atenuării proceselor tranzitorii care apar în timpul pornirii și pentru a opri difuzoarele atunci când apare o tensiune directă de orice polaritate la ieșirea amplificatorului, puteți utiliza un dispozitiv de protecție simplu sau mai complex.

Literatură

Khlupnov A. Amplificatoare de joasă frecvență amatori. -M.: Energie, 1976, p. 22.
Akulinichev I. Amplificator de joasă frecvență cu stabilizator de mod comun. - Radio, 1980, Nr Z.s.47.
Garevskikh I. Amplificator de putere în bandă largă. - Radio, 1979, nr 6. p. 43.
Kolosov V. Magnofon amator modern. - M.: Energie, 1974.
Borisov S. tranzistoare MOS în amplificatoare de joasă frecvență. - Radio. 1983, nr. 11, p. 36-39.
Dorofeev M. Modul B în amplificatoarele de putere AF. - Radio, 1991, nr. 3, p. 53.
Syritso A. Amplificator de bas puternic. - Radio, 1978. Nr. 8, p. 45-47.
Syritso A. Amplificator de putere bazat pe amplificatoare operaționale integrate. - Radio, 1984, nr. 8, p. 35-37.
Yakimenko N. Tranzistoare cu efect de câmp în podul UMZCH. - Radio. 1986, nr.9, p. 38, 39.
Vinogradov V. Dispozitiv de protecție AC. - Radio, 1987, nr 8. p. treizeci.

Până în prezent, au fost dezvoltate multe versiuni ale UMZCH cu etape de ieșire bazate pe tranzistori cu efect de câmp. Atractivitatea acestor tranzistoare ca dispozitive de amplificare puternice a fost remarcată în mod repetat de diverși autori. La frecvențele audio, tranzistoarele cu efect de câmp (FET) acționează ca amplificatoare de curent, astfel încât sarcina pe trepte preliminare este neglijabilă, iar treapta de ieșire FET cu poartă izolată poate fi conectată direct la etapa de preamplificare care funcționează în modul liniar clasa A.
Când se utilizează PT-uri puternice, natura distorsiunilor neliniare se modifică (mai puține armonice mai mari decât atunci când se folosesc tranzistoare bipolare), distorsiunile dinamice sunt reduse, iar nivelul distorsiunilor de intermodulație este semnificativ mai scăzut. Cu toate acestea, datorită unei transconductanțe mai mici decât cea a tranzistoarelor bipolare, distorsiunea neliniară a adeptei sursei se dovedește a fi mare, deoarece transconductanța depinde de nivelul semnalului de intrare.
Etapa de ieșire pe PT-uri puternice, unde pot rezista la un scurtcircuit în circuitul de sarcină, are proprietatea de stabilizare termică. Unul dintre dezavantajele unei astfel de cascade este utilizarea mai scăzută a tensiunii de alimentare și, prin urmare, este necesar să se utilizeze un radiator mai eficient.
Principalele avantaje ale PT-urilor puternice includ ordinul scăzut al neliniarității caracteristicilor lor de trecere, care aduce caracteristicile de sunet ale amplificatoarelor PT și ale amplificatoarelor cu tuburi mai aproape, precum și un câștig de putere mare pentru semnalele din domeniul de frecvență audio.
Printre cele mai recente publicații din revista despre UMZCH cu PT puternice, pot fi remarcate articole. Avantajul incontestabil al amplificatorului este nivelul scăzut de distorsiune, dar dezavantajul este puterea redusă (15 W). Amplificatorul are mai multă putere, suficientă pentru uz rezidențial și un nivel acceptabil de distorsiune, dar pare a fi relativ complex de fabricat și configurat. În continuare vorbim despre UMZCH-uri destinate utilizării cu difuzoare de uz casnic cu o putere de până la 100 W.
Parametrii UMZCH, concentrați pe conformitatea cu recomandările internaționale IEC, determină cerințele minime pentru echipamentele hi-fi. Ele sunt destul de justificate atât din partea psihofiziologică a percepției umane a distorsiunii, cât și din distorsiunea efectiv realizabilă a semnalelor audio în sistemele acustice (AS), pe care funcționează de fapt UMZCH.
În conformitate cu cerințele IEC 581-7 pentru difuzoarele hi-fi, factorul total de distorsiune armonică nu trebuie să depășească 2% în intervalul de frecvență 250 ... 1000 Hz și 1% în intervalul de peste 2 kHz la un nivel de presiune sonoră. de 90 dB la o distanta de 1 m. Sensibilitatea caracteristica a boxelor de uz casnic este de 86 dB/W/m, aceasta corespunde unei puteri de iesire UMZCH de numai 2,5 W. Luând în considerare factorul de vârf al programelor muzicale, egal cu trei (ca și zgomotul gaussian), puterea de ieșire a UMZCH ar trebui să fie de aproximativ 20 W. Într-un sistem stereofonic, presiunea sonoră la frecvențele joase se dublează aproximativ, ceea ce permite ascultătorului să se îndepărteze de difuzor cu 2 m. La o distanță de 3 m, puterea unui amplificator stereo de 2x45 W este destul de suficientă.
S-a remarcat în mod repetat că distorsiunile UMZCH-urilor pe tranzistoarele cu efect de câmp sunt cauzate în principal de a doua și a treia armonică (ca în difuzoarele de lucru). Dacă presupunem că cauzele distorsiunilor neliniare ale difuzoarelor și ale UMZCH sunt independente, atunci coeficientul armonic rezultat pentru presiunea sonoră este determinat ca rădăcina pătrată a sumei pătratelor coeficienților armonici ai UMZCH și difuzorului. În acest caz, dacă coeficientul total de distorsiune armonică din UMZCH este de trei ori mai mic decât distorsiunea din difuzoare (adică nu depășește 0,3%), atunci acesta poate fi neglijat.
Gama de frecvențe reproduse efectiv ale UMZCH nu ar trebui să mai fie audibilă de oameni - 20...20.000 Hz. În ceea ce privește rata de creștere a tensiunii de ieșire a UMZCH, în conformitate cu rezultatele obținute în lucrarea autorului, o viteză de 7 V/μs este suficientă pentru o putere de 50 W când funcționează la o sarcină de 4 ohmi și 10. V/μs când funcționează la o sarcină de 8 ohmi.
Baza pentru UMZCH propus a fost un amplificator în care a fost folosit un amplificator operațional de mare viteză cu putere de urmărire pentru a „conduce” treapta de ieșire sub formă de repetoare compozite pe tranzistoare bipolare. Puterea de urmărire a fost folosită și pentru circuitul de polarizare a etapei de ieșire.

Următoarele modificări au fost făcute la amplificator: treapta de ieșire bazată pe perechi complementare de tranzistoare bipolare a fost înlocuită cu o cascadă cu o structură cvasi-complementară folosind PT-uri de poartă izolată IRFZ44 ieftine, iar adâncimea SOS totală este limitată la 18 dB. . Schema circuitului amplificatorului este prezentată în Fig. 1.

Op-amp-ul KR544UD2A cu impedanță de intrare mare și viteză crescută a fost folosit ca preamplificator. Conține o etapă diferențială de intrare pe un PT cu o joncțiune p-n și un urmăritor de tensiune de ieșire push-pull. Elementele interne de egalizare a frecvenței asigură stabilitate în diferite moduri de feedback, inclusiv adeptul de tensiune.
Semnalul de intrare vine prin filtrul trece jos RnC 1 cu o frecvență de tăiere de aproximativ 70 kHz (aici rezistența internă a sursei de semnal = 22 kOhm). care este folosit pentru a limita spectrul semnalului care intră în intrarea amplificatorului de putere. Circuitul R1C1 asigură stabilitatea UMZCH atunci când valoarea RM se schimbă de la zero la infinit. La intrarea neinversoare a amplificatorului operațional DA1, semnalul trece printr-un filtru trece-înalt construit pe elementele C2, R2 cu o frecvență de tăiere de 0,7 Hz, care servește la separarea semnalului de componenta constantă. OOS local pentru amplificatorul operațional se realizează pe elementele R5, R3, SZ și oferă un câștig de 43 dB.
Stabilizatorul de tensiune pentru alimentarea bipolară a amplificatorului operațional DA1 este realizat pe elementele R4, C4, VDI și R6, Sat. VD2 respectiv. Tensiunea de stabilizare este aleasă să fie de 16 V. Rezistorul R8 împreună cu rezistențele R4, R6 formează un divizor al tensiunii de ieșire a UMZCH pentru a furniza putere de „urmărire” amplificatorului operațional, a cărui variație nu trebuie să depășească valorile limită. a tensiunii de intrare în modul comun a amplificatorului operațional, adică sursa de alimentare „Urmărire” +/-10 V vă permite să creșteți semnificativ intervalul semnalului de ieșire al amplificatorului operațional.
După cum se știe, pentru funcționarea unui tranzistor cu efect de câmp cu o poartă izolată, spre deosebire de una bipolară, este necesară o polarizare de aproximativ 4 V. Pentru aceasta, în circuitul prezentat în Fig. 1, pentru tranzistorul VT3, un circuit de schimbare a nivelului de semnal este utilizat pe elementele R10, R11 și УУЗ.У04 la 4,5 V. Semnalul de la ieșirea amplificatorului operațional prin circuitul VD3VD4C8 și rezistorul R15 este furnizat la poarta tranzistorului VT3, tensiunea constantă pe care în raport cu firul comun este +4, 5 V.
Analogul electronic al diodei zener pe elementele VT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H schimbă tensiunea cu -1,5 V în raport cu ieșirea op-ampului pentru a asigura modul de funcționare necesar al tranzistorului VT2. Semnalul de la ieșirea amplificatorului operațional prin circuitul VT1C9 merge și la baza tranzistorului VT2, care este conectat conform unui circuit emițător comun, care inversează semnalul.
Pe elementele R17. VD7, C12, R18 este asamblat un circuit reglabil de schimbare a nivelului, care vă permite să setați polarizarea necesară pentru tranzistorul VT4 și, prin urmare, să setați curentul de repaus al etapei finale. Condensatorul SY oferă „putere de urmărire” circuitului de schimbare a nivelului prin furnizarea tensiunii de ieșire UMZCH la punctul de conectare al rezistențelor R10, R11 pentru a stabiliza curentul în acest circuit. Conexiunea tranzistoarelor VT2 și VT4 formează un tranzistor cu efect de câmp virtual cu un canal de tip p. adică se formează o pereche cvasi-complementară cu tranzistorul de ieșire VT3 (cu un canal de tip n).
Circuitul C11R16 crește stabilitatea amplificatorului în domeniul de frecvență ultrasonică. Condensatoare ceramice C13. C14. instalate în imediata apropiere a tranzistorilor de ieșire servesc aceluiași scop. Protecția UMZCH de suprasarcini în timpul scurtcircuitelor în sarcină este asigurată de siguranțele FU1-FU3. întrucât tranzistoarele cu efect de câmp IRFZ44 au un curent de drenaj maxim de 42 A și pot rezista la suprasarcini până când siguranțele ard.
Pentru a reduce tensiunea de curent continuu la ieșirea UMZCH, precum și pentru a reduce distorsiunile neliniare, a fost introdus un OOS general pe elementele R7, C7. R3, NV. Adâncimea AC OOS este limitată la 18,8 dB, ceea ce stabilizează coeficientul de distorsiune armonică în domeniul de frecvență audio. Pentru curent continuu, amplificatorul operațional, împreună cu tranzistoarele de ieșire, funcționează în modul urmăritor de tensiune, oferind o componentă constantă a tensiunii de ieșire UMZCH de cel mult câțiva milivolți.

– Vecinul a încetat să mai bată în calorifer. Am ridicat muzica ca să nu-l aud.
(Din folclor audiofil).

Epigraful este ironic, dar audiofilul nu este neapărat „bolnav de cap” cu chipul lui Josh Ernest la un briefing despre relațiile cu Federația Rusă, care este „încântat” pentru că vecinii săi sunt „fericiți”. Cineva vrea să asculte muzică serioasă acasă ca în sală. În acest scop, este nevoie de calitatea echipamentului, care printre iubitorii de volum în decibel ca atare pur și simplu nu se potrivește acolo unde oamenii sănătoși au minte, dar pentru cei din urmă depășește rațiunea de la prețurile amplificatoarelor potrivite (UMZCH, frecvența audio). amplificator de energie electrică). Și cineva de-a lungul drumului are dorința de a se alătura unor domenii de activitate utile și interesante - tehnologia de reproducere a sunetului și electronica în general. Care în era tehnologiei digitale sunt indisolubil legate și pot deveni o profesie foarte profitabilă și prestigioasă. Primul pas optim în această chestiune din toate punctele de vedere este să faceți un amplificator cu propriile mâini: Este UMZCH care permite, cu pregătire inițială pe baza fizicii școlare pe aceeași masă, să se treacă de la cele mai simple modele pentru o jumătate de seară (care, totuși, „cântă” bine) la cele mai complexe unități, prin care un bun trupa rock va cânta cu plăcere. Scopul acestei publicații este evidențiați primele etape ale acestui drum pentru începători și, poate, transmiteți ceva nou celor cu experiență.

Protozoare

Deci, mai întâi, să încercăm să facem un amplificator audio care să funcționeze. Pentru a vă aprofunda în ingineria sunetului, va trebui să stăpâniți treptat destul de mult material teoretic și să nu uitați să vă îmbogățiți baza de cunoștințe pe măsură ce progresați. Dar orice „inteligenta” este mai ușor de asimilat atunci când vezi și simți cum funcționează „în hardware”. În acest articol, de asemenea, nu ne vom lipsi de teorie - despre ceea ce trebuie să știți la început și ce poate fi explicat fără formule și grafice. Între timp, va fi suficient să știi să folosești un multitester.

Notă: Dacă nu ați lipit încă componentele electronice, rețineți că componentele sale nu pot fi supraîncălzite! Fier de lipit - până la 40 W (de preferință 25 W), timp maxim admis de lipit fără întrerupere - 10 s. Pinul lipit pentru radiator este ținut la 0,5-3 cm de punctul de lipit de pe partea laterală a corpului dispozitivului cu pensete medicale. Acizi și alte fluxuri active nu pot fi utilizate! Lipire - POS-61.

În stânga în Fig.- cel mai simplu UMZCH, „care pur și simplu funcționează”. Poate fi asamblat folosind atât tranzistoare cu germaniu, cât și cu siliciu.

Pe acest copil este convenabil să înveți elementele de bază ale instalării unui UMZCH cu conexiuni directe între cascade care oferă cel mai clar sunet:

Înainte de a porni alimentarea pentru prima dată, opriți încărcătura (difuzorul);
În loc de R1, lipim un lanț dintr-un rezistor constant de 33 kOhm și un rezistor variabil (potențiometru) de 270 kOhm, adică. prima nota de patru ori mai puțin, iar al doilea cca. de două ori denumirea față de originalul conform schemei;
Furnăm putere și, prin rotirea potențiometrului, în punctul marcat cu cruce, setăm curentul de colector indicat VT1;
Scoatem puterea, dezlipim rezistentele temporare si masuram rezistenta totala a acestora;
Ca R1 setăm un rezistor cu o valoare din seria standard cea mai apropiată de cea măsurată;
Inlocuim R3 cu un lant constant de 470 Ohm + potentiometru de 3,3 kOhm;
La fel ca conform paragrafelor. 3-5, V. Și setăm tensiunea egală cu jumătate din tensiunea de alimentare.

Punctul a, de unde semnalul este îndepărtat la sarcină, este așa-numitul. punctul de mijloc al amplificatorului. În UMZCH cu sursă de alimentare unipolară, este setat la jumătate din valoarea sa, iar în UMZCH cu sursă de alimentare bipolară - zero în raport cu firul comun. Aceasta se numește reglarea echilibrului amplificatorului. În UMZCH-urile unipolare cu decuplarea capacitivă a sarcinii, nu este necesar să o opriți în timpul configurării, dar este mai bine să vă obișnuiți să faceți acest lucru în mod reflex: un amplificator 2-polar dezechilibrat cu o sarcină conectată își poate arde propria putere și tranzistori de ieșire scumpi sau chiar un difuzor puternic „nou, bun” și foarte scump.

Notă: componentele care necesită selecție la configurarea dispozitivului în aspect sunt indicate pe diagrame fie cu un asterisc (*), fie cu un apostrof (‘).

În centrul aceleiași fig.- un simplu UMZCH pe tranzistori, dezvoltand deja putere de pana la 4-6 W la o sarcina de 4 ohmi. Deși funcționează ca și precedentul, în așa-numitul. clasa AB1, nu este destinat sunetului Hi-Fi, dar dacă înlocuiți o pereche din aceste amplificatoare de clasă D (vezi mai jos) în difuzoarele ieftine pentru computere chinezești, sunetul acestora se îmbunătățește considerabil. Aici învățăm un alt truc: tranzistorii puternici de ieșire trebuie plasați pe radiatoare. Componentele care necesită răcire suplimentară sunt subliniate în linii punctate în diagrame; cu toate acestea, nu întotdeauna; uneori - indicând zona disipativă necesară a radiatorului. Configurarea acestui UMZCH este echilibrarea folosind R2.

În dreapta în Fig.- nu este încă un monstru de 350 W (cum s-a arătat la începutul articolului), dar deja o bestie destul de solidă: un amplificator simplu cu tranzistori de 100 W. Puteți asculta muzică prin intermediul acestuia, dar nu Hi-Fi, clasa de operare este AB2. Cu toate acestea, este destul de potrivit pentru a puncta o zonă de picnic sau o întâlnire în aer liber, o sală de adunări școlare sau o mică sală de cumpărături. O trupă rock amator, având un astfel de UMZCH pe instrument, poate cânta cu succes.

Există încă 2 trucuri în acest UMZCH: în primul rând, în amplificatoarele foarte puternice, treapta de antrenare a ieșirii puternice trebuie, de asemenea, răcită, astfel încât VT3 este plasat pe un radiator de 100 kW sau mai mult. vezi. Pentru ieșire sunt necesare calorifere VT4 și VT5 de la 400 mp. vezi. În al doilea rând, UMZCH-urile cu alimentare bipolară nu sunt echilibrate deloc fără sarcină. Mai întâi unul sau celălalt tranzistor de ieșire intră în cutoff, iar cel asociat intră în saturație. Apoi, la tensiunea de alimentare completă, supratensiunile de curent în timpul echilibrării pot deteriora tranzistoarele de ieșire. Prin urmare, pentru echilibrare (R6, ați ghicit?), amplificatorul este alimentat de la +/–24 V și, în loc de sarcină, este pornit un rezistor bobinat de 100...200 ohmi. Apropo, squiggles-urile din unele rezistențe din diagramă sunt cifre romane, indicând puterea lor necesară de disipare a căldurii.

Notă: O sursă de alimentare pentru acest UMZCH are nevoie de o putere de 600 W sau mai mult. Condensatoare cu filtru anti-aliasing - de la 6800 µF la 160 V. În paralel cu condensatoarele electrolitice ale IP, sunt incluse condensatoare ceramice de 0,01 µF pentru a preveni autoexcitarea la frecvențele ultrasonice, care pot arde instantaneu tranzistoarele de ieșire.

Pe câmp muncitori

Pe traseu. orez. - o altă opțiune pentru un UMZCH destul de puternic (30 W și cu o tensiune de alimentare de 35 V - 60 W) pe tranzistoare puternice cu efect de câmp:

Sunetul de la acesta îndeplinește deja cerințele pentru Hi-Fi entry-level (dacă, desigur, UMZCH funcționează pe sistemele acustice corespunzătoare, difuzoare). Driverele puternice de câmp nu necesită multă putere pentru a conduce, deci nu există o cascadă pre-putere. Tranzistoarele cu efect de câmp și mai puternice nu ard difuzoarele în cazul oricărei defecțiuni - ei înșiși se ard mai repede. De asemenea, neplăcut, dar totuși mai ieftin decât înlocuirea unui cap de bas scump (GB). Acest UMZCH nu necesită echilibrare sau ajustare în general. Ca proiectare pentru începători, are un singur dezavantaj: tranzistoarele puternice cu efect de câmp sunt mult mai scumpe decât tranzistoarele bipolare pentru un amplificator cu aceiași parametri. Cerințele pentru antreprenorii individuali sunt similare cu cele anterioare. caz, dar puterea sa este necesară de la 450 W. Radiatoare – de la 200 mp. cm.

Notă: nu este nevoie să construiți UMZCH-uri puternice pe tranzistoare cu efect de câmp pentru comutarea surselor de alimentare, de exemplu. calculator Când încercați să le „conduceți” în modul activ necesar pentru UMZCH, fie pur și simplu se sting, fie sunetul este slab și „nu este deloc calitate”. Același lucru este valabil și pentru tranzistoarele bipolare puternice de înaltă tensiune, de exemplu. de la scanarea liniilor de televizoare vechi.

Drept în sus

Dacă ai făcut deja primii pași, atunci este destul de firesc să vrei să construiești Clasa Hi-Fi UMZCH, fără a intra prea adânc în jungla teoretică. Pentru a face acest lucru, va trebui să vă extindeți instrumentația - aveți nevoie de un osciloscop, un generator de frecvență audio (AFG) și un milivoltmetru AC cu capacitatea de a măsura componenta DC. Este mai bine să luați ca prototip pentru repetare E. Gumeli UMZCH, descris în detaliu în Radio No. 1, 1989. Pentru a-l construi, veți avea nevoie de câteva componente disponibile ieftine, dar calitatea îndeplinește cerințe foarte înalte: pornire până la 60 W, bandă 20-20.000 Hz, neuniformitate a răspunsului în frecvență 2 dB, factor de distorsiune neliniară (THD) 0,01%, nivel de zgomot propriu –86 dB. Cu toate acestea, configurarea amplificatorului Gumeli este destul de dificilă; dacă te descurci, poți să te ocupi de oricare altul. Cu toate acestea, unele dintre circumstanțele cunoscute în prezent simplifică foarte mult înființarea acestui UMZCH, vezi mai jos. Ținând cont de acest lucru și de faptul că nu toată lumea poate intra în arhivele Radio, ar fi oportun să repetăm punctele principale.

Scheme ale unui UMZCH simplu de înaltă calitate

Circuitele Gumeli UMZCH și specificațiile pentru acestea sunt prezentate în ilustrație. Radiatoare de tranzistoare de ieșire – de la 250 mp. vezi pentru UMZCH în Fig. 1 și de la 150 mp. vezi opțiunea conform fig. 3 (numerotare originală). Tranzistoarele etapei de pre-ieșire (KT814/KT815) sunt instalate pe radiatoare îndoite din plăci de aluminiu de 75x35 mm cu o grosime de 3 mm. Nu este nevoie să înlocuiți KT814/KT815 cu KT626/KT961; sunetul nu se îmbunătățește semnificativ, dar configurarea devine serios dificilă.

Acest UMZCH este foarte critic pentru alimentarea cu energie, topologia instalării și general, așa că trebuie instalat într-o formă completă din punct de vedere structural și numai cu o sursă de alimentare standard. Când încercați să-l alimentați de la o sursă de alimentare stabilizată, tranzistoarele de ieșire se ard imediat. Prin urmare, în fig. Sunt furnizate desene ale plăcilor cu circuite imprimate originale și instrucțiuni de instalare. Putem adăuga la ei că, în primul rând, dacă „excitarea” este vizibilă atunci când îl porniți pentru prima dată, ei luptă prin schimbarea inductanței L1. În al doilea rând, cablurile pieselor instalate pe plăci nu trebuie să fie mai lungi de 10 mm. În al treilea rând, este extrem de nedorit să se schimbe topologia instalării, dar dacă este cu adevărat necesar, trebuie să existe un ecran de cadru pe partea conductorilor (bucla de masă, evidențiată în culoare în figură), iar căile de alimentare trebuie să treacă. în afara ei.

Notă: ruperi în pistele la care sunt conectate bazele tranzistoarelor puternice - tehnologice, pentru reglare, după care sunt sigilate cu picături de lipit.

Configurarea acestui UMZCH este mult simplificată, iar riscul de a întâmpina „excitare” în timpul utilizării este redus la zero dacă:

Minimizați instalarea de interconectare prin plasarea plăcilor pe radiatoarele tranzistoarelor puternice.
Abandonați complet conectorii din interior, efectuând toată instalarea numai prin lipire. Atunci nu va fi nevoie de R12, R13 într-o versiune puternică sau R10 R11 într-o versiune mai puțin puternică (sunt punctate în diagrame).
Utilizați fire audio din cupru fără oxigen de lungime minimă pentru instalarea internă.

Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, nu există probleme cu excitația, iar configurarea UMZCH se reduce la procedura de rutină descrisă în Fig.

Fire pentru sunet

Firele audio nu sunt o invenție inactivă. Necesitatea utilizării lor în prezent este incontestabilă. În cupru cu un amestec de oxigen, pe fețele cristalitelor metalice se formează o peliculă subțire de oxid. Oxizii metalici sunt semiconductori și dacă curentul din fir este slab fără o componentă constantă, forma acestuia este distorsionată. În teorie, distorsiunile pe miriade de cristalite ar trebui să se compenseze reciproc, dar rămâne foarte puțin (aparent din cauza incertitudinilor cuantice). Suficient pentru a fi remarcat de ascultătorii cu discernământ pe fundalul celui mai pur sunet al UMZCH-ului modern.

Producătorii și comercianții înlocuiesc fără rușine cuprul electric obișnuit în locul cuprului fără oxigen - este imposibil să distingem unul de celălalt cu ochii. Cu toate acestea, există un domeniu de aplicare în care contrafacerea nu este clară: cablul cu perechi răsucite pentru rețelele de calculatoare. Dacă puneți o grilă cu segmente lungi în stânga, fie nu va începe deloc, fie se va defecta constant. Dispersia impulsului, știi.

Autorul, când s-a vorbit doar despre firele audio, și-a dat seama că, în principiu, nu era vorba de discuții inactive, mai ales că firele fără oxigen până atunci erau folosite de mult timp în echipamente speciale, pe care le cunoștea bine de către linia lui de lucru. Apoi am luat și am înlocuit cablul standard al căștilor mele TDS-7 cu unul de casă făcut din „vitukha” cu fire multi-core flexibile. Sunetul, auditiv, s-a îmbunătățit constant pentru piesele analogice end-to-end, de exemplu. pe drum de la microfonul de studio la disc, niciodată digitalizat. Înregistrările de vinil realizate folosind tehnologia DMM (Direct Metal Mastering) au sunat deosebit de strălucitor. După aceasta, instalația de interconectare a întregului sunet de acasă a fost convertită în „vitushka”. Apoi, oameni complet aleatoriu, indiferenți la muzică și neanunțați în prealabil, au început să observe îmbunătățirea sunetului.

Cum să faci fire de interconectare din pereche răsucită, vezi în continuare. video.

Video: fire de interconexiune cu perechi răsucite făcut-o singur

Din păcate, „vitha” flexibilă a dispărut curând de la vânzare - nu s-a ținut bine în conectorii sertați. Cu toate acestea, pentru informarea cititorilor, firele flexibile „militare” MGTF și MGTFE (ecranate) sunt fabricate numai din cupru fără oxigen. Falsul este imposibil, pentru că Pe cuprul obișnuit, izolația cu bandă fluoroplastică se răspândește destul de repede. MGTF este acum disponibil pe scară largă și costă mult mai puțin decât cablurile audio de marcă cu garanție. Are un dezavantaj: nu se poate face color, dar poate fi corectat cu etichete. Există, de asemenea, fire de înfășurare fără oxigen, vezi mai jos.

Interludiu teoretic

După cum putem vedea, deja în fazele incipiente ale stăpânirii tehnologiei audio, a trebuit să ne ocupăm de conceptul de Hi-Fi (High Fidelity), reproducerea sunetului de înaltă fidelitate. Hi-Fi vine în diferite niveluri, care sunt clasificate în funcție de următoarele. parametri principali:

Banda de frecventa reproductibila.
Interval dinamic - raportul în decibeli (dB) dintre puterea maximă (de vârf) de ieșire și nivelul de zgomot.
Nivelul de zgomot propriu în dB.
Factorul de distorsiune neliniară (THD) la puterea de ieșire nominală (pe termen lung). Se presupune că SOI la puterea de vârf este de 1% sau 2%, în funcție de tehnica de măsurare.
Neuniformitate a răspunsului amplitudine-frecvență (AFC) în banda de frecvență reproductibilă. Pentru difuzoare - separat la frecvențe de sunet joase (LF, 20-300 Hz), medii (MF, 300-5000 Hz) și înalte (HF, 5000-20.000 Hz).

Notă: raportul nivelurilor absolute ale oricăror valori ale lui I în (dB) este definit ca P(dB) = 20log(I1/I2). Dacă I1

Trebuie să cunoașteți toate subtilitățile și nuanțele Hi-Fi atunci când proiectați și construiți difuzoare, iar în ceea ce privește un Hi-Fi UMZCH de casă pentru casă, înainte de a trece la acestea, trebuie să înțelegeți clar cerințele pentru puterea lor necesară pentru sunet într-o cameră dată, interval dinamic (dinamică), nivel de zgomot și SOI. Nu este foarte dificil să se obțină o bandă de frecvență de 20-20.000 Hz de la UMZCH cu o deplasare la marginile de 3 dB și un răspuns de frecvență inegal în gama medie de 2 dB pe o bază de element modern.

Volum

Puterea UMZCH nu este un scop în sine; trebuie să asigure volumul optim de reproducere a sunetului într-o cameră dată. Poate fi determinată prin curbe de volum egal, vezi fig. Nu există zgomote naturale în zonele rezidențiale mai silențioase de 20 dB; 20 dB este sălbăticia într-un calm deplin. Un nivel de volum de 20 dB raportat la pragul de audibilitate este pragul de inteligibilitate - o șoaptă se aude în continuare, dar muzica este percepută doar ca un fapt al prezenței sale. Un muzician experimentat poate spune ce instrument este cântat, dar nu exact ce.

40 dB - zgomotul normal al unui apartament de oraș bine izolat într-o zonă liniștită sau o casă de țară - reprezintă pragul de inteligibilitate. Muzica de la pragul de inteligibilitate la pragul de inteligibilitate poate fi ascultată cu o corecție profundă a răspunsului în frecvență, în primul rând în bas. Pentru a face acest lucru, funcția MUTE (mut, mutație, nu mutație!) este introdusă în UMZCH-urile moderne, inclusiv, respectiv. circuite de corecție în UMZCH.

90 dB este nivelul de volum al unei orchestre simfonice într-o sală de concert foarte bună. 110 dB poate fi produs de o orchestră extinsă într-o sală cu acustică unică, dintre care nu există mai mult de 10 în lume, acesta este pragul de percepție: sunetele mai puternice sunt încă percepute ca fiind distincte în sens cu un efort de voință, dar deja zgomot enervant. Zona de volum din spațiile rezidențiale de 20-110 dB constituie zona de audibilitate completă, iar 40-90 dB este zona de cea mai bună audibilitate, în care ascultătorii neînvățați și neexperimentați percep pe deplin sensul sunetului. Dacă, desigur, este în ea.

Putere

Calcularea puterii echipamentului la un anumit volum din zona de ascultare este poate sarcina principală și cea mai dificilă a electroacusticii. Pentru dvs., în condiții, este mai bine să treceți de la sistemele acustice (AS): calculați puterea acestora folosind o metodă simplificată și luați puterea nominală (pe termen lung) a UMZCH egală cu difuzorul de vârf (muzical). În acest caz, UMZCH nu își va adăuga în mod vizibil distorsiunile la cele ale difuzoarelor; ele sunt deja principala sursă de neliniaritate în calea audio. Dar UMZCH nu ar trebui să fie prea puternic: în acest caz, nivelul propriului zgomot poate fi mai mare decât pragul audibilității, deoarece Se calculează pe baza nivelului de tensiune al semnalului de ieșire la putere maximă. Dacă o considerăm foarte simplu, atunci pentru o cameră dintr-un apartament sau o casă obișnuită și difuzoare cu sensibilitate caracteristică normală (ieșire de sunet) putem lua urma. Valori optime de putere UMZCH:

Până la 8 mp. m – 15-20 W.
8-12 mp m – 20-30 W.
12-26 mp m – 30-50 W.
26-50 mp m – 50-60 W.
50-70 mp m – 60-100 W.
70-100 mp m – 100-150 W.
100-120 mp m – 150-200 W.
Mai mult de 120 mp. m – determinat prin calcul bazat pe măsurători acustice la fața locului.

Dinamica

Gama dinamică a UMZCH este determinată de curbe de intensitate egală și valori de prag pentru diferite grade de percepție:

Muzică simfonică și jazz cu acompaniament simfonic - 90 dB (110 dB - 20 dB) ideal, 70 dB (90 dB - 20 dB) acceptabil. Niciun expert nu poate distinge un sunet cu o dinamică de 80-85 dB într-un apartament de oraș de ideal.
Alte genuri muzicale serioase – 75 dB excelent, 80 dB „prin acoperiș”.
Muzică pop de orice fel și coloane sonore de film - 66 dB este suficient pentru ochi, pentru că... Aceste opuse sunt deja comprimate în timpul înregistrării la niveluri de până la 66 dB și chiar până la 40 dB, astfel încât să le puteți asculta pe orice.

Intervalul dinamic al UMZCH, selectat corect pentru o cameră dată, este considerat egal cu propriul nivel de zgomot, luat cu semnul +, acesta este așa-numitul. raportul semnal-zgomot.

SOI

Distorsiunile neliniare (ND) ale UMZCH sunt componente ale spectrului semnalului de ieșire care nu au fost prezente în semnalul de intrare. Teoretic, cel mai bine este să „împingeți” NI-ul sub nivelul propriului zgomot, dar din punct de vedere tehnic, acest lucru este foarte dificil de implementat. În practică, ei țin cont de așa-numitele. efect de mascare: la niveluri de volum sub aprox. La 30 dB, gama de frecvențe percepute de urechea umană se îngustează, la fel ca și capacitatea de a distinge sunetele după frecvență. Muzicienii aud note, dar le este greu să evalueze timbrul sunetului. La persoanele fără auz pentru muzică, efectul de mascare este observat deja la 45-40 dB de volum. Prin urmare, un UMZCH cu un THD de 0,1% (–60 dB de la un nivel de volum de 110 dB) va fi evaluat ca Hi-Fi de către ascultătorul mediu, iar cu un THD de 0,01% (–80 dB) poate fi considerat că nu distorsionând sunetul.

lămpi

Ultima afirmație va provoca probabil respingere, chiar furie, în rândul adepților circuitelor cu tuburi: ei spun că sunetul real este produs doar de tuburi, și nu doar de unele, ci de anumite tipuri de tuburi octale. Calmează-te, domnilor - sunetul special al tubului nu este o ficțiune. Motivul este spectrele de distorsiune fundamental diferite ale tuburilor și tranzistoarelor electronice. Care, la rândul lor, se datorează faptului că în lampă fluxul de electroni se mișcă în vid și nu apar efecte cuantice în ea. Un tranzistor este un dispozitiv cuantic, în care purtătorii de sarcină minoritari (electroni și găuri) se mișcă în cristal, ceea ce este complet imposibil fără efecte cuantice. Prin urmare, spectrul distorsiunilor tubului este scurt și curat: numai armonicile până la 3-4 sunt clar vizibile în el și există foarte puține componente combinaționale (sume și diferențe în frecvențele semnalului de intrare și armonicile lor). Prin urmare, în zilele circuitelor de vid, SOI era numită distorsiune armonică (CHD). În tranzistoare, spectrul de distorsiuni (dacă sunt măsurabile, rezervarea este aleatorie, vezi mai jos) poate fi urmărit până la componentele a 15-a și mai mari și există mai mult decât suficiente frecvențe combinate în el.

La începutul electronicii cu stare solidă, proiectanții de tranzistori UMZCH au folosit SOI „tub” obișnuit de 1-2% pentru ei; Sunetul cu un spectru de distorsiune a tubului de această amploare este perceput de ascultătorii obișnuiți ca pur. Apropo, însuși conceptul de Hi-Fi nu exista încă. S-a dovedit că sună plictisitor și plictisitor. În procesul de dezvoltare a tehnologiei tranzistorilor, a fost dezvoltată o înțelegere a ce este Hi-Fi și ce este necesar pentru aceasta.

În prezent, durerile tot mai mari ale tehnologiei tranzistorilor au fost depășite cu succes, iar frecvențele laterale la ieșirea unui UMZCH bun sunt greu de detectat folosind metode speciale de măsurare. Și circuitul lămpii poate fi considerat a fi devenit o artă. Baza sa poate fi orice, de ce electronicele nu pot merge acolo? O analogie cu fotografia ar fi potrivită aici. Nimeni nu poate nega că o cameră digitală SLR modernă produce o imagine nemăsurat mai clară, mai detaliată și mai profundă în gama de luminozitate și culoare decât o cutie de placaj cu acordeon. Dar cineva, cu cel mai tare Nikon, „face clic pe poze” de genul „aceasta este pisica mea grasă, s-a îmbătat ca un nenorocit și doarme cu labele întinse”, iar cineva, folosind Smena-8M, folosește filmul alb/b al lui Svemov pentru a fă o poză în fața căreia se află o mulțime de oameni la o expoziție prestigioasă.

Notă:și calmează-te din nou - nu totul este atât de rău. Astăzi, UMZCH-urile cu lămpi cu putere redusă au cel puțin o aplicație rămasă, și nu cea mai puțin importantă, pentru care sunt necesare din punct de vedere tehnic.

Stand experimental

Mulți iubitori de sunet, după ce abia au învățat să lipeze, „intra imediat în tuburi”. Acest lucru nu merită în niciun caz cenzură, dimpotrivă. Interesul pentru origini este întotdeauna justificat și util, iar electronica a devenit așa cu tuburile. Primele calculatoare erau bazate pe tuburi, iar echipamentele electronice de bord ale primei nave spațiale erau, de asemenea, bazate pe tuburi: existau deja tranzistori atunci, dar nu puteau rezista la radiațiile extraterestre. Apropo, la vremea aceea, microcircuitele lămpilor erau create și sub cel mai strict secret! Pe microlampi cu catod rece. Singura mențiune cunoscută a acestora în sursele deschise este în cartea rară a lui Mitrofanov și Pickersgil „Tube de recepție și amplificare moderne”.

Dar destule versuri, să trecem la subiect. Pentru cei cărora le place să joace cu lămpile din Fig. – schema unei lămpi de banc UMZCH, destinată special experimentelor: SA1 comută modul de funcționare al lămpii de ieșire, iar SA2 comută tensiunea de alimentare. Circuitul este bine cunoscut în Federația Rusă, o modificare minoră a afectat doar transformatorul de ieșire: acum nu puteți doar să „conduceți” 6P7S nativ în diferite moduri, ci și să selectați factorul de comutare al grilei ecranului pentru alte lămpi în modul ultra-liniar. ; pentru marea majoritate a pentodelor de ieșire și tetrodelor fasciculului este fie 0,22-0,25, fie 0,42-0,45. Pentru fabricarea transformatorului de ieșire, vezi mai jos.

Chitariști și rockeri

Acesta este chiar cazul în care nu te poți descurca fără lămpi. După cum știți, chitara electrică a devenit un instrument solo cu drepturi depline după ce semnalul preamplificat de la pickup a început să fie trecut printr-un atașament special - un fuzor - care i-a distorsionat în mod deliberat spectrul. Fără aceasta, sunetul corzii era prea ascuțit și scurt, pentru că pickup-ul electromagnetic reacționează numai la modurile vibrațiilor sale mecanice în planul tablei de sunet al instrumentului.

Curând a apărut o circumstanță neplăcută: sunetul unei chitare electrice cu un fuzor dobândește putere și luminozitate deplină doar la volume ridicate. Acest lucru este valabil mai ales pentru chitarele cu un pickup de tip humbucker, care oferă cel mai „furios” sunet. Dar ce zici de un începător care este obligat să repete acasă? Nu poți merge în sală pentru a cânta fără să știi exact cum va suna instrumentul acolo. Iar fanii rock-ului vor doar să-și asculte lucrurile preferate în plin, iar rockerii sunt, în general, oameni cumsecade și fără conflicte. Cel puțin cei care sunt interesați de muzica rock și nu de împrejurimile șocante.

Deci, s-a dovedit că sunetul fatal apare la niveluri de volum acceptabile pentru spațiile rezidențiale, dacă UMZCH este bazat pe tub. Motivul este interacțiunea specifică a spectrului semnalului de la cuptor cu spectrul pur și scurt al armonicilor tubului. Din nou aici este potrivită o analogie: o fotografie alb/n poate fi mult mai expresivă decât una color, deoarece lasă doar conturul și lumina pentru vizualizare.

Cei care au nevoie de un amplificator cu tub nu pentru experimente, ci din cauza necesității tehnice, nu au timp să stăpânească subtilitățile electronicii cu tuburi de mult timp, sunt pasionați de altceva. În acest caz, este mai bine să faceți UMZCH fără transformator. Mai precis, cu un transformator de ieșire cu un singur capăt care funcționează fără magnetizare constantă. Această abordare simplifică și accelerează foarte mult producția celei mai complexe și critice componente ale unei lămpi UMZCH.

Etapa de ieșire cu tub „fără transformator” a UMZCH și pre-amplificatoare pentru acesta

În dreapta în Fig. este prezentată o diagramă a unui etaj de ieșire fără transformator al unui tub UMZCH, iar în stânga sunt opțiuni de preamplificare pentru acesta. În partea de sus - cu un control al tonului conform schemei clasice Baxandal, care oferă o reglare destul de profundă, dar introduce o ușoară distorsiune de fază în semnal, care poate fi semnificativă atunci când se operează un UMZCH pe un difuzor cu 2 căi. Mai jos este un preamplificator cu control de ton mai simplu, care nu distorsionează semnalul.

Dar să revenim la final. Într-o serie de surse străine, această schemă este considerată o revelație, dar una identică, cu excepția capacității condensatoarelor electrolitice, se găsește în „Manualul radioamatorilor” sovietic din 1966. O carte groasă de 1060 de pagini. Pe atunci nu existau baze de date pe internet și pe disc.

În același loc, în partea dreaptă a figurii, dezavantajele acestei scheme sunt descrise pe scurt, dar clar. Unul îmbunătățit, din aceeași sursă, este dat pe traseu. orez. pe dreapta. În ea, rețeaua de ecran L2 este alimentată de la mijlocul redresorului anodic (înfășurarea anodului transformatorului de putere este simetrică), iar rețeaua de ecran L1 este alimentată prin sarcină. Dacă, în loc de difuzoare de impedanță mare, porniți un transformator potrivit cu difuzoare obișnuite, ca în cea precedentă. circuit, puterea de ieșire este de aprox. 12 W, pentru că rezistența activă a înfășurării primare a transformatorului este mult mai mică de 800 ohmi. SOI a acestei etape finale cu ieșire transformator - aprox. 0,5%

Cum se face un transformator?

Principalii inamici ai calității unui transformator puternic de joasă frecvență (sunet) de semnal sunt câmpul magnetic de scurgere, ale cărui linii de forță sunt închise, ocolind circuitul magnetic (miezul), curenții turbionari în circuitul magnetic (curenții Foucault) și, într-o măsură mai mică, magnetostricție în miez. Din cauza acestui fenomen, un transformator asamblat neglijent „cântă”, fredonează sau emite un bip. Curenții Foucault sunt combateți prin reducerea grosimii plăcilor de circuit magnetic și izolarea suplimentară cu lac în timpul asamblarii. Pentru transformatoarele de ieșire, grosimea optimă a plăcii este de 0,15 mm, maximul admis este de 0,25 mm. Nu trebuie să luați plăci mai subțiri pentru transformatorul de ieșire: factorul de umplere al miezului (tija centrală a circuitului magnetic) cu oțel va scădea, secțiunea transversală a circuitului magnetic va trebui să fie mărită pentru a obține o putere dată, ceea ce nu va face decât să crească distorsiunile și pierderile în ea.

În miezul unui transformator audio care funcționează cu polarizare constantă (de exemplu, curentul anodic al unei trepte de ieșire cu un singur capăt) trebuie să existe un spațiu nemagnetic mic (determinat prin calcul). Prezența unui interval nemagnetic, pe de o parte, reduce distorsiunea semnalului de la magnetizarea constantă; pe de altă parte, într-un circuit magnetic convențional, crește câmpul parazit și necesită un miez cu o secțiune transversală mai mare. Prin urmare, decalajul nemagnetic trebuie calculat la optim și realizat cât mai precis posibil.

Pentru transformatoarele care funcționează cu magnetizare, tipul optim de miez este format din plăci Shp (tăiate), poz. 1 din fig. În ele, se formează un spațiu nemagnetic în timpul tăierii miezului și, prin urmare, este stabil; valoarea acestuia este indicată în pașaportul pentru plăcuțe sau măsurată cu un set de sonde. Câmpul rătăcit este minim, pentru că ramurile laterale prin care este închis fluxul magnetic sunt solide. Miezurile transformatoarelor fără polarizare sunt adesea asamblate din plăci Shp, deoarece Plăcile Shp sunt fabricate din oțel transformator de înaltă calitate. În acest caz, miezul este asamblat peste acoperiș (plăcile sunt așezate cu o tăietură într-o direcție sau alta), iar secțiunea sa transversală este mărită cu 10% față de cea calculată.

Este mai bine să înfășurați transformatoare fără magnetizare pe miezuri USH (înălțime redusă cu ferestre largi), poz. 2. La acestea se realizează o scădere a câmpului parazit prin reducerea lungimii căii magnetice. Deoarece plăcile USh sunt mai accesibile decât Shp, nucleele transformatoarelor cu magnetizare sunt adesea făcute din ele. Apoi, ansamblul miezului este tăiat în bucăți: este asamblat un pachet de plăci în W, este plasată o bandă de material neconductor nemagnetic cu o grosime egală cu dimensiunea spațiului nemagnetic, acoperită cu un jug. dintr-un pachet de jumperi și trase împreună cu o clemă.

Notă: Circuitele magnetice de semnal „sunet” de tip ShLM sunt de puțin folos pentru transformatoarele de ieșire ale amplificatoarelor cu tuburi de înaltă calitate; au un câmp parazit mare.

La poz. 3 prezintă o diagramă a dimensiunilor miezului pentru calculul transformatorului, la poz. 4 proiectarea cadrului de înfăşurare, iar la poz. 5 – modele ale părților sale. În ceea ce privește transformatorul pentru treapta de ieșire „fără transformator”, este mai bine să îl faceți pe ShLMm peste acoperiș, deoarece polarizarea este neglijabilă (curentul de polarizare este egal cu curentul grilei ecranului). Sarcina principală aici este de a face înfășurările cât mai compacte posibil pentru a reduce câmpul rătăcit; rezistența lor activă va fi în continuare mult mai mică de 800 ohmi. Cu cât rămâne mai mult spațiu liber în ferestre, cu atât transformatorul a ieșit mai bine. Prin urmare, înfășurările sunt înfășurate tură în tură (dacă nu există o mașină de înfășurare, aceasta este o sarcină groaznică) din cel mai subțire fir posibil; coeficientul de așezare al înfășurării anodului pentru calculul mecanic al transformatorului este luat de 0,6. Firul de înfășurare este PETV sau PEMM, au un miez fără oxigen. Nu este nevoie să luați PETV-2 sau PEMM-2; datorită lăcuirii duble, au un diametru exterior crescut și un câmp de împrăștiere mai mare. Înfășurarea primară este înfășurată mai întâi, deoarece câmpul său de împrăștiere este cel care afectează cel mai mult sunetul.

Trebuie să căutați fier pentru acest transformator cu găuri în colțurile plăcilor și suporturi de prindere (vezi figura din dreapta), deoarece „pentru fericire deplină”, circuitul magnetic este asamblat după cum urmează. comanda (desigur, înfășurările cu cabluri și izolația exterioară ar trebui să fie deja pe cadru):

Se prepară lac acrilic diluat în jumătate sau, la modă veche, șelac;
Plăcile cu jumperi sunt acoperite rapid cu lac pe o parte și plasate în cadru cât mai repede posibil, fără a apăsa prea tare. Prima farfurie se aseaza cu latura lacuita spre interior, urmatoarea cu latura nelacuita spre primul lacuit etc.;
Când fereastra cadrului este umplută, se aplică capse și se înșurubează bine;
După 1-3 minute, când strângerea lacului din goluri aparent încetează, adăugați din nou farfurii până când fereastra este umplută;
Repetați paragrafele. 2-4 până când fereastra este strânsă cu oțel;
Miezul este tras din nou strâns și uscat pe o baterie etc. 3-5 zile.

Miezul asamblat folosind această tehnologie are o izolație foarte bună din plăci și umplutură din oțel. Pierderile de magnetostricție nu sunt detectate deloc. Dar rețineți că această tehnică nu este aplicabilă pentru miezurile de permalloy, deoarece Sub influențe mecanice puternice, proprietățile magnetice ale permalloy se deteriorează ireversibil!

Pe microcircuite

UMZCH-urile pe circuite integrate (CI) sunt cel mai adesea realizate de cei care sunt mulțumiți de calitatea sunetului până la media Hi-Fi, dar sunt mai atrași de costul scăzut, viteza, ușurința de asamblare și absența completă a oricăror proceduri de configurare care necesită cunoștințe speciale. Pur și simplu, un amplificator pe microcircuite este cea mai bună opțiune pentru manechini. Clasicul genului de aici este UMZCH de pe TDA2004 IC, care se află în serie, dacă Dumnezeu vrea, de vreo 20 de ani încoace, în stânga din Fig. Putere – până la 12 W pe canal, tensiune de alimentare – 3-18 V unipolar. Suprafata caloriferului – de la 200 mp. vezi pentru putere maxima. Avantajul este capacitatea de a lucra cu o sarcină cu rezistență foarte scăzută, de până la 1,6 ohmi, ceea ce vă permite să extrageți puterea maximă atunci când sunt alimentate de la o rețea de bord de 12 V și 7-8 W când sunt furnizate cu un 6- alimentare de volți, de exemplu, pe o motocicletă. Cu toate acestea, ieșirea lui TDA2004 în clasa B nu este complementară (pe tranzistoare de aceeași conductivitate), așa că sunetul cu siguranță nu este Hi-Fi: THD 1%, dinamică 45 dB.

TDA7261, mai modern, nu produce un sunet mai bun, dar este mai puternic, de până la 25 W, deoarece Limita superioară a tensiunii de alimentare a fost mărită la 25 V. Limita inferioară, 4,5 V, permite încă să fie alimentată de la o rețea de bord de 6 V, adică. TDA7261 poate fi pornit din aproape toate rețelele de bord, cu excepția aeronavei 27 V. Folosind componente atașate (legare, în dreapta în figură), TDA7261 poate funcționa în modul mutație și cu St-By (Stand By). ), care comută UMZCH în modul de consum minim de energie atunci când nu există semnal de intrare pentru un anumit timp. Comoditatea costă bani, așa că pentru un stereo vei avea nevoie de o pereche de TDA7261 cu calorifere de la 250 mp. vezi pentru fiecare.

Notă: Dacă sunteți cumva atras de amplificatoarele cu funcția St-By, rețineți că nu trebuie să vă așteptați la difuzoare mai largi de 66 dB de la acestea.

„Super economic” în ceea ce privește sursa de alimentare TDA7482, în stânga în figură, funcționând în așa-numita. clasa D. Astfel de UMZCH sunt uneori numite amplificatoare digitale, ceea ce este incorect. Pentru digitizarea reală, probele de nivel sunt prelevate dintr-un semnal analog cu o frecvență de cuantizare care nu este mai mică de două ori cea mai mare dintre frecvențele reproduse, valoarea fiecărei probe este înregistrată într-un cod rezistent la zgomot și stocată pentru utilizare ulterioară. UMZCH clasa D – puls. În ele, analogul este convertit direct într-o secvență de frecvență înaltă modulată pe lățime a impulsurilor (PWM), care este alimentată la difuzor printr-un filtru trece-jos (LPF).

Sunetul de clasa D nu are nimic în comun cu Hi-Fi: SOI de 2% și dinamica de 55 dB pentru clasa D UMZCH sunt considerate indicatori foarte buni. Și TDA7482 aici, trebuie spus, nu este alegerea optimă: alte companii specializate în clasa D produc circuite integrate UMZCH care sunt mai ieftine și necesită mai puține cablaje, de exemplu, D-UMZCH din seria Paxx, în dreapta în Fig.

Dintre TDA-uri trebuie remarcat si TDA7385 cu 4 canale, vezi figura, pe care se poate asambla un amplificator bun pentru boxe pana la Hi-Fi mediu inclusiv, cu impartire in frecventa in 2 benzi sau pentru un sistem cu subwoofer. În ambele cazuri, filtrarea trece-jos și a frecvenței medii-înalte se face la intrare pe un semnal slab, ceea ce simplifică designul filtrelor și permite separarea mai profundă a benzilor. Și dacă acustica este subwoofer, atunci 2 canale ale TDA7385 pot fi alocate pentru circuitul de punte sub-ULF (vezi mai jos), iar restul de 2 pot fi folosite pentru MF-HF.

UMZCH pentru subwoofer

Un subwoofer, care poate fi tradus ca „subwoofer” sau, literalmente, „boomer”, reproduce frecvențe de până la 150-200 Hz; în acest interval, urechile umane sunt practic incapabile să determine direcția sursei de sunet. În boxele cu subwoofer, difuzorul „sub-bas” este plasat într-un design acustic separat, acesta este subwooferul ca atare. Subwoofer-ul este amplasat, în principiu, cât se poate de convenabil, iar efectul stereo este asigurat de canale MF-HF separate cu difuzoare proprii de dimensiuni reduse, pentru al căror design acustic nu există cerințe deosebit de serioase. Experții sunt de acord că este mai bine să ascultați stereo cu separare completă a canalelor, dar sistemele de subwoofer economisesc semnificativ bani sau forță de muncă pe calea basului și facilitează plasarea acusticii în camere mici, motiv pentru care sunt populare printre consumatorii cu auz normal și nu deosebit de solicitante.

„Scurgerea” frecvențelor mijlocii-înalte în subwoofer și din acesta în aer strică foarte mult stereo, dar dacă „tai” brusc sub-basul, care, apropo, este foarte dificil și costisitor, atunci va apărea un efect de săritură a sunetului foarte neplăcut. Prin urmare, canalele din sistemele de subwoofer sunt filtrate de două ori. La intrare, filtrele electrice evidențiază frecvențele medii-înalte cu „cozi” de bas care nu supraîncarcă calea de frecvență medie-înaltă, dar asigură o tranziție lină la sub-bas. Basurile cu „cozi” medii sunt combinate și alimentate la un UMZCH separat pentru subwoofer. Gama medie este filtrată suplimentar, astfel încât stereo să nu se deterioreze; în subwoofer este deja acustic: un difuzor sub-bas este plasat, de exemplu, în partiția dintre camerele rezonatoare ale subwooferului, care nu lasă mediul să iasă. , vezi în dreapta în Fig.

Un UMZCH pentru un subwoofer este supus unui număr de cerințe specifice, dintre care „manichinii” consideră că cel mai important este o putere cât mai mare posibil. Acest lucru este complet greșit, dacă, să zicem, calculul acusticii pentru cameră a dat o putere de vârf W pentru un difuzor, atunci puterea subwooferului are nevoie de 0,8 (2W) sau 1,6W. De exemplu, dacă difuzoarele S-30 sunt potrivite pentru cameră, atunci un subwoofer are nevoie de 1,6x30 = 48 W.

Este mult mai important să se asigure absența distorsiunilor de fază și tranzitorii: dacă acestea apar, cu siguranță va exista un salt în sunet. În ceea ce privește SOI, este permisă până la 1%. Distorsiunea basului intrinsecă a acestui nivel nu este audibilă (vezi curbele de volum egal), iar „cozile” spectrului lor în cea mai bună regiune audibilă de mediu nu vor ieși din subwoofer. .

Pentru a evita distorsiunile de fază și tranzitorii, amplificatorul pentru subwoofer este construit conform așa-numitului. circuit bridge: ieșirile a 2 UMZCH identice sunt pornite spate la spate printr-un difuzor; semnalele către intrări sunt furnizate în antifază. Absența distorsiunilor de fază și tranzitorii în circuitul podului se datorează simetriei electrice complete a căilor semnalului de ieșire. Identitatea amplificatoarelor care formează brațele punții este asigurată prin utilizarea UMZCH-urilor pereche pe circuite integrate, realizate pe același cip; Acesta este poate singurul caz în care un amplificator pe microcircuite este mai bun decât unul discret.

Notă: Puterea unei punți UMZCH nu se dublează, așa cum cred unii oameni, este determinată de tensiunea de alimentare.

Un exemplu de circuit UMZCH bridge pentru un subwoofer într-o cameră de până la 20 mp. m (fără filtre de intrare) pe CI TDA2030 este dat în Fig. stânga. Filtrarea suplimentară a gamei medii este realizată de circuitele R5C3 și R’5C’3. Suprafata radiatorului TDA2030 – de la 400 mp. vezi. UMZCH-urile cu punte cu o ieșire deschisă au o caracteristică neplăcută: atunci când puntea este dezechilibrată, apare o componentă constantă în curentul de sarcină, care poate deteriora difuzorul, iar circuitele de protecție a sub-bas se defectează adesea, oprind difuzorul atunci când nu Necesar. Prin urmare, este mai bine să protejați capul de bas scump de stejar cu baterii nepolare de condensatoare electrolitice (evidențiate în culoare, iar diagrama unei baterii este dată în insert.

Puțin despre acustică

Designul acustic al unui subwoofer este un subiect special, dar din moment ce aici este dat un desen, sunt necesare și explicații. Material carcasa – MDF 24 mm. Tuburile rezonatoare sunt fabricate din plastic destul de durabil, care nu sună, de exemplu, polietilenă. Diametrul interior al țevilor este de 60 mm, proeminențele spre interior sunt de 113 mm în camera mare și 61 mm în camera mică. Pentru un anumit cap de difuzor, subwooferul va trebui reconfigurat pentru cel mai bun bas și, în același timp, cel mai mic impact asupra efectului stereo. Pentru a regla țevile, aceștia iau o țeavă care este evident mai lungă și, împingând-o înăuntru și în afară, obțin sunetul necesar. Proeminențele țevilor spre exterior nu afectează sunetul; apoi sunt tăiate. Setările țevilor sunt interdependente, așa că va trebui să modificați.

Amplificator pentru căști

Un amplificator pentru căști este cel mai adesea realizat manual din două motive. Primul este pentru a asculta „din mers”, adică. în afara casei, atunci când puterea ieșirii audio a playerului sau a smartphone-ului nu este suficientă pentru a conduce „butoane” sau „brusture”. Al doilea este pentru căștile de acasă de ultimă generație. Este nevoie de un Hi-Fi UMZCH pentru o sufragerie obișnuită cu o dinamică de până la 70-75 dB, dar intervalul dinamic al celor mai bune căști stereo moderne depășește 100 dB. Un amplificator cu o astfel de dinamică costă mai mult decât unele mașini, iar puterea lui va fi de la 200 W pe canal, ceea ce este prea mult pentru un apartament obișnuit: ascultarea la o putere care este mult mai mică decât puterea nominală strică sunetul, vezi mai sus. Prin urmare, are sens să faceți un amplificator separat de putere redusă, dar cu dinamică bună, special pentru căști: prețurile pentru UMZCH de uz casnic cu o astfel de greutate suplimentară sunt în mod clar umflate absurd.

Circuitul celui mai simplu amplificator de căști folosind tranzistori este dat în poz. 1 poză. Sunetul este doar pentru „butoane” chinezești, funcționează în clasa B. Nici nu este diferit în ceea ce privește eficiența - bateriile cu litiu de 13 mm durează 3-4 ore la volum maxim. La poz. 2 – Clasicul TDA pentru căștile în mișcare. Sunetul este însă destul de decent, până la Hi-Fi medie în funcție de parametrii de digitizare a piesei. Există nenumărate îmbunătățiri pentru amatori la hamul TDA7050, dar nimeni nu a reușit încă trecerea sunetului la următorul nivel de clasă: „microfonul” în sine nu o permite. TDA7057 (articolul 3) este pur și simplu mai funcțional; puteți conecta controlul volumului la un potențiometru obișnuit, nu dual.

UMZCH pentru căști de pe TDA7350 (articolul 4) este proiectat pentru a genera o acustică individuală bună. Pe acest IC sunt asamblate amplificatoarele pentru căști din majoritatea UMZCH-urilor de uz casnic de clasă medie și înaltă. UMZCH pentru căști de pe KA2206B (articolul 5) este deja considerat profesional: puterea sa maximă de 2,3 W este suficientă pentru a conduce „căni” izodinamice atât de serioase precum TDS-7 și TDS-15.