Усилитель мощности ЗЧ, схема которого показана на рисунке выполнен на лампах от старых черно-белых телевизоров или радиол. Это предварительный усилитель с фазоинвертором на двойном триоде 6Н2П и двухтактный выходной каскада на двух лампах 6П14П.
Использование таких старых компонентов, часто являющихся ненужными, или полученных путем разборки или утилизации старой аппаратуры, делает себестоимость данного усилителя, приближающейся к нулю. Хотя, с другой стороны, ламповых сейчас уже не так уж много и осталось.
Характеристики усилителя
Усилитель развивает на нагрузке сопротивлением 8 Ом мощность около 20 Вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,6%. При коэффициенте нелинейных искажений не более 0,25% мощность составляет 14 Вт. Диапазон рабочих частот при неравномерности 6 Дб равен 30...20000 Гц. Чувствительность входа усилителя 250 мВ. Регулировка громкости переменным резистором R3.
Принципиальная схема усилителя
На схеме показан монофонический вариант усилителя. Стереоусилитель представляет собой два таких же усилителя, питающихся от одного общего мостового выпрямителя на диодах VD1- VD4.
Входной сигнал через разъем Х1 и регулятор громкости на R3, поступает на каскад предварительного усиления, выполненный на первом триоде лампы H1. Сигнал отрицательной обратной связи поступает в цепь катода этого триода с отвода вторичной обмотки выходного трансформа-тора Т1.
Усиленный сигнал снимается с анода и поступает через конденсатор С6 на сетку второго триода лампы Н1. Второй триод фазоинверсным каскадом, создающим противофазные сигналы, необходимые для работы выходного двухтактного усилителя мощности.
Рис.1. Принципиальная схема простого лампового усилителя мощности на 14-20 Ватт, 6Н2П, 6П14П.
Прямой сигнал снимается с катода этого триода и через конденсатор С5 поступает на сетку пентода Н3. Инверсный сигнал снимается с анода триода и через С4 поступает на сетку пентода Н2.
В анодной цепи пентодов включена первичная обмотка выходного трансформатора Т1. Питание на каскад поступает через отвод данной обмотки.
Рис.2. Схема включения обмоток трансформатора.
Для исключения самовозбуждения по высоким частотам в цепях сеток Н2 и НЗ включены резисторы R10 и R12. Экранирующие сетки пентодов Н2 и Н3 подключены к плюсу источника питания через резисторы R15 и R16. Теперь о деталях.
Детали
Все конденсаторы кроме C3 и C6 должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 350V, конденсаторы C3 и C6 -на напряжение не ниже 50V. Диодный мост на VD1-VD4 можно заменить другим на выпрямительных диодах, допускающих ток не ниже 1А и напряжение не ниже 350V.
Таблица 1.
Трансформаторы, как выходной, так и сетевой, выполнены на одинаковых сердечниках Ш85. Обмотка 1-2 сетевого трансформатора Т2 содержит 1000 витков ПЭВ 0,43. Обмотка 3-4 - 1300 витков ПЭВ 0,2.
Накальная обмотка 5-6 содержит 33 витка ПЭВ 0,96. На рисунке 2 приводится схема намотки выходного трансформатора Т1. Буквами Н и К на схеме обозначены, соответственно, начало и конец секции обмотки. Другими буквами обозначены секции обмотки. Намоточные данные Т1 сведены в таблицу 1.
И всё-таки иногда удивляюсь, сколько сейчас выпускается всевозможных интегральных усилителей мощности звуковой частоты . Одних только микросхем из серии TDA существует великое множество. Все они, практически, доступны. Есть из чего выбрать. Схемы на таких интегральных усилителях звуковой частоты отличаются незаурядностью и простотой. Особенно пользуются повышенным интересом у начинающих радиолюбителей и у тех, кто не желает заморачиваться на что-то громоздкое. Правда, качество звучания у интегральных усилителей мощности звуковой частоты в большинстве своем оставляет желать лучшего. Но всё-таки они оправдывают ожидания многих. Да и попадаются достойные экземпляры, на которых можно собрать стоящую акустическую систему как для дома, так и для автомобиля. Например, та же TDA7294 или TDA2030 . Информация по таким усилителям в настоящее время доступна. Я вот вспоминаю времена нашей молодости , когда не то что Интернет, а персональный компьютер был огромной редкостью. Приходилось ходить по библиотекам, искать радиотехническую литературу, которая была на вес золота. Да и которая была, то 60-х, 70-х годов. Со страниц таких радиолюбительских книг на тебя смотрели триоды, тетроды, пентоды и прочие достижения науки и техники тех лет. И чтобы найти по-настоящему стоящую конструкцию, схему, пусть даже усилителя звуковой частоты, то нужно было постараться. Сейчас же вся информация во всей массе выложена в Сети. Ввел в поисковике, например, схема усилителя мощности звуковой частоты, и тут же выдаются тысячи страниц. Можно найти коллег по хобби, обсудить нужную радиолюбительскую схему или конструкцию… Короче, вот чему я удивляюсь и радуюсь за многих радиолюбителей . Ну да ладно. Это было лирическое отступление . Теперь по теме TDA7240.
Так вот, TDA7240 - это 20 ваттный усилитель звуковой частоты , ориентированный главным образом для установки в автомобиле. В ИМС TDA7240 встроены всевозможные защиты, как то: защита от КЗ и от перегрева. Внешний вид микросхемы ниже.
Схема усилителя низкой частоты на TDA7240 приведена на иллюстрации ниже. Кстати, схема очень похожа на усилитель на TDA2025 .
Выходная мощность на нагрузку 4 Ом при напряжении питания 14,4 вольта составляет 18…20 ватт. На 8 Ом - 10…12 Вт. Коэффициент нелинейных искажений в первом случае от 0,1 до 0,5 %. Во втором - от 0,05 до 0,5 %. Напряжение питания до 18 вольт. Примерный макет печатной платы:
категория Схемы усилителей материалы в категории * Подкатегория Схемы усилителей на транзисторах
Так называемые динамические интермодуляционные искажения возникают в транзисторных усилителях при резких перепадах уровня сигнала. Особенно заметны эти искажения при воспроизведении музыкальных программ. Для того чтобы уменьшить эти искажения, в данном усилителе широко использованы местные ООС по току, применено так называемое «токовое зеркало», улучшающее симметрию усиливаемого сигнала на входе оконечного каскада, использована коррекция АЧХ по опережению.
Основные параметры усилителя
Номинальный диапазон частот, Гц .... 16... 100 000;
Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом (при коэффициенте гармоник 0,35 % на частотах
1 000 и 10 000 Гц), Вт
.... 20;
Номинальное входное напряжение, В .... 1;
Относительный уровень шумов и фона, дБ
.... -60.
Принципиальная схема усилителя
Усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах V1, V2, симметрирующий каскад на транзисторах VЗ, V5 с «токовым зеркалом» на транзисторах V4, V6, выходной каскад.на транзисторах V14- V17 и устройство защиты от короткого замыкания в нагрузке на транзисторах V9, V10.
Резисторы R3, R4 в эмиттерных цепях транзисторов первого каскада создают местную ООС по току, повышающую линейность и входное сопротивление каскада, а также улучшающую его симметричность. Резисторы R11, R14 создают местную ООС во втором каскаде. Коррекция АЧХ по опережению осуществляется конденсаторами С2 и С6.
Выходной каскад выполнен по традиционной схеме с фазоинвертором на транзисторах разной структуры V14, V15. Ток покоя транзисторов V16, V17 устанавливается подстроечным резистором R15 и стабилизируется при изменении температуры транзистором V7, имеющим с одним из них тепловую связь. Диоды V18, V19 защищают транзисторы выходного каскада от перенапряжений при индуктивном характере нагрузки.
Усилитель охвачен ООС, напряжение которой снимается с нагрузки и через цепь R10C4C5R9 поступает на вход первого каскада (в цепь базы транзистора V2). Цепь R28C10 повышает устойчивость усилителя против самовозбуждения.
Устройство защиты выходного каскада от короткого замыкания в нагрузке выполнено по мостовой схеме. Для отрицательной полуволны усиливаемого сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R26, R20 и R17. В диагональ моста включен эмиттерный переход транзистора V9.
При резком снижения сопротивления нагрузки баланс моста нарушается, транзистор V9 открывается и своим малым сопротивлением участка эмиттер - коллектор шунтирует (через диод V8) вход предоконечного каскада на транзисторе V14. В результате ток выходного каскада мгновенно ограничивается. Для положительной полуволны сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R27, R21 и R19 в диагональ моста "включен эмиттерный переход транзистора V10.
Для хорошей линейности усилителя пары транзисторов V1 и V2, VЗ и V5 V4 и V6, V16 и V17 необходимо подобрать по статическому коэффициенту передачи тока h21э.
Детали и настройка усилителя
Транзисторы V14, V15 установлены на П-образных теплоотводах, согнутых из полосы листового (толщиной 24мм, шириной 20 мм) алюминиевого сплава (размеры теплоотвода - 20 X 25 X 15 мм). Теплоотводы каждого из транзисторов V16, V17 должны иметь охлаждающую поверхность площадью около 250 см2. К одному из этих теплоотводов приклеивают транзистор V7 клеем 88-Н.
Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R7) постоянного напряжения на выходе и установке (подстроечным резистором R15) тока покоя выходного каскада в пределах 80... 100 мА.
Усилитель, предназначенный для использования в профессиональных аудиосистемах, должен отвечать целому ряду специфических требований. В первую очередь это повышенная выходная мощность, которую должен развивать аппарат в течение длительного времени, а также простая и надежная конструкция.
Современные усилители для профессионального использования обычно работают в классе D, который позволяет получить высокую выходную мощность при небольшом нагреве схемы. Также подобные модели могут иметь эффективный импульсный блок питания, способный отдать в нагрузку значительный импульсный ток. Важным показателем качества схемы профессионального усилителя является коэффициент демпфирования нагрузки, так как техника этого класса обычно работает на акустические кабели большой длины. А для лучшей помехозащищенности подобный аппарат должен иметь балансные входные клеммы. Профессиональный усилитель мощности должен быть рассчитан на установку в стандартную рэковую стойку, и, как правило, имеет систему принудительного охлаждения. Профессиональные усилители мощности используются как при озвучивании общественных заведений, так и создании аудиосистем для концертных выступлений. Концертный усилитель имеет как стандартные, так и специализированные разъемы (Speakon, TRS) для подключения акустических систем и источников сигнала и световую индикацию режимов работы хорошо различимую в условиях ограниченно освещенности. Ввиду значительной выходной мощности концертные усилители, как правило, оснащаются схемой «мягкого старта», которая позволяет избежать перегрузки электросети при его включении.
Изготавливаемый с применением микросхемы TDA2003. А теперь попробуем взяться за другую, более мощную микросхему. Этот аудио усилитель на основе LM1876 может выдавать до 20 Вт на канал, на 4 Ом нагрузку и гарантирует менее 0,1% общих гармонических искажений.
Усилитель питается от двухполярного источника тока ±15 В. После диодного моста и сглаживающих конденсаторов получится примерно ±20 В постоянного тока, которое и используется для питания LM1876. Индуктивности L1 и L2 по входной линии БП уменьшают помехи, возникающие от сети.
Аудио вход подключен к плате через обычный 3,5 мм стерео разъем. Стерео потенциометр регулирует амплитуду звукового сигнала. Потенциометр также включает в себя переключатель, который позволяет усилителю перейти в режим ожидания. В этом режиме LM1876 потребляет всего 4 мА. Выходы усилителей на АС подключены к RCA-разъемам на плате.
Эта микросхема в работе производит достаточно большое количество тепла, поэтому радиатор необходим для охлаждения размером от 100 мм.кв. Если выходная мощность усилителя достигает 20 Вт, потребляемая мощность становится около 40 Вт при 4 Ом динамике и 20 Вт при 8 Ом. Максимально допустимая температура кристалла составляет 165°с. поэтому радиатор должен быть выбран большой. К счастью, LM1876 обеспечивает отключение при перегреве. Для уменьшения общего теплового сопротивления, должна быть применена термопаста между микросхемой и радиатором. Что касается рисунков, даташита на м/с и файлов печатной платы, вы можете скачать их .
Полностью собранная схема УНЧ
Два электролитических конденсатора C7 и C8 по 6800uF 50V сглаживают выпрямленное напряжение. Резисторы R7 и R8 подключены между их выводами, для разрядки конденсаторов после отключения питания, во избежание поражения электрическим током. Плюс 20 В обозначен как VCC, а минус обозначен VEE. Светодиод D1 помещен между VCC и VEE линиями, чтобы указать на состояние питания. Шунтирующие конденсаторы 100uF и 100nF подключены к VCC и VEE контактам как можно ближе к микросхеме. Конденсаторы C9 и C10 блокируют постоянное напряжение с микросхемы. Аудио выходы каждого усилителя подключены к RCA разъемам J2 и J3.
Загрузка...
