Сегодня у нас полезная самоделка для ценителей хорошего звука: высококачественный ламповый усилитель сделанный своими руками

Здравствуйте!

Решил я собрать двухтактный ламповый усилитель (уж очень руки чешутся) из, накопившихся у меня за долгое долгое время деталей: корпус, лампы,панельки к ним, трансформаторы и прочее.

Надо сказать, что всё это добро мне досталось даром (безвозмездно тобишь) и стоимость моего нового проекта будет 0.00 гривен,а если что-то надо будет докупить по мелочи, куплю уже за рубли (так как начал я свой проект в Украине, а закончу уже в России).

Начну описание с корпуса.

Когда-то это был,судя по всему, неплохой усилитель фирмы SANYO модель DCA 411.

Но послушать мне его не довелось так как достался он мне в жутком грязном и нерабочем виде, перекопан до нельзя и горелый сетевик на 110 В (японец, наверное) закоптил все внутренности. Вместо родных микросхем оконечного каскада какие-то сопли из советских транзисторов (это фото из интернета хорошего экземпляра). Короче, я всё это выпотрошил, и стал думать. Так вот, ничего лучшего чем запихать туда ламповик я не придумал (уж довольно много места там).

Решение принято. Теперь надо определяться со схемой и деталями. У меня есть достаточное количество ламп 6п3с и 6н9с.

Ввиду того, что однотактник я уже собирал на 6п3с,мне захотелось больше мощности и,порывшись в просторах интернета, я выбрал эту схему двухтактного усилителя на 6п3с.

Схема самодельного лампового усилителя (УНЧ)

Схема взята с сайта heavil.ru

Надо сказать, что схема, наверное, не самая хорошая, но ввиду её относительной простоты и доступности деталей решил остановиться на ней. Выходной трансформатор (фигура важная в сюжете).

В качестве выходных трансформаторов решено использовать «легендарный» ТС-180. Сразу камнями не кидайтесь (приберегите их до конца статьи:)) я и сам в глубоких сомнениях о таком решении, но учитывая моё стремление не тратить ни копейки на этот проект продолжу.

Выводы транса для моего случая я соединил вот так.

(8)—(7)(6)—(5)(2)—(1)(1′)—(2′)(5′)—(6′)(7′)—(8′) первичка

(10)—(9)(9′)—(10′) вторичка

на соединение выводов 1 и 1′ подается анодное напряжение, 8 и 8′ на аноды ламп.

10 и 10′ на динамик. (это я не сам придумал, нашел в интернете). Чтобы развеять туман пессимизма я решил проверить частотную характеристику трансформатора на глаз. Для этого собрал такой стенд на скорую руку.

На фото генератор ГЗ-102 , усилитель BEAG APT-100 (100V-100W), Осциллограф С1-65, эквивалент нагрузки 4 Ом (100W), ну и сам трансформатор. Кстати, на сайте есть .

Ставлю 1000 гц размахом 80 (примерно) вольт и фиксирую напряжение на экране осциллографа (около 2 в). Далее увеличиваю частоту и жду когда напряжение на вторичке транса начнет падать. Тоже самое делаю в сторону уменьшения частоты.

Результат меня, надо сказать, порадовал АЧХ практически линейна в диапазоне от 30 гц до 16 кГц, ну я думал, что будет намного хуже. Кстати, усилитель BEAG APT-100 имеет повышающий трансформатор на выходе и его АЧХ, возможно, тоже не идеальна.

Теперь можно собирать все до кучи в корпус со спокойной совестью. Есть задумка сделать монтаж и компоновку внутри в лучших традициях, так называемого, моддинга (минимум проводов на виду) и еще не плохо было бы сделать подсветку светодиодами как в промышленных экземплярах.

Блок питания самодельного лампового усилителя.

Сборку начну с заодно опишу его. Сердцем блока питания (да и всего усилителя, наверное) будет тороидальный трансформатор ТСТ-143, который я в своё время (года 4 назад) выдрал с мясом из какого-то лампового генератора прямо в то время, как его уносили на свалку. Больше к сожалению ничего не успел L жалко такой генератор, а может он еще и рабочий был или починить можно было … Ладно что-то я отвлекся. Вот он силовик мой.

Конечно в интернете нашел схему на него.

Выпрямитель будет на диодном мосте с фильтром на дросселе для анодного питания. И 12 вольт для питания подсветки и анодного напряжения. Дроссель вот такой у меня.

Его индуктивность составила 5 генри (если верить прибору) , что вполне достаточно для хорошей фильтрации. А диодный мост нашелся вот такой.

Его название BR1010. (10 ампер 1000 вольт). Все начинаю выпиливать усилитель. Думаю — будет как-то так.

Размечаю и вырезаю отверстия в текстолите под панельки для лампочек.

Получается неплохо:) пока мне всё нравится.

И так, и эдак. сверлим пилим:)

Началось что-то вырисовываться.

Нашел в старых запасах фторопластовый провод и сразу же все альтернативы и компромиссы по поводу провода для монтажа исчезли без следа:) .

Такой вот получился монтаж. Всё как бы «кошерно» накалы перевиты, земля в одной,практически, точке. Должно работать.

Пришло время городить питание. После проверки и прозвонки всех выходных обмоток транса припаял все необходимые провода к нему, и начал устанавливать согласно принятому плану.

Как известно, в нашем не легком никуда без подручных материалов: так пригодился контейнер от киндер-сюрприза.

И крышка от нескафе и старый компакт диск

Я повыдирал из плат телевизоров и мониторов. Все емкости не менее 400 вольт (знаю, что надо бы побольше, но не хочу покупать).

Мост шунтирую емкостями (какие были под рукой, наверное, поменяю потом)

Многовато получается, ну да ладно, под нагрузкой просядет:)

Выключатель питания использую штатный от усилителя (четкий и мягкий).

С этим готово. Хорошо получилось:)

Подсветка для корпуса лампового усилителя.

Для реализации подсветки была куплена светодиодная лента.

И установлена следующим образом в корпус.

Теперь свечение усилителя будет видно и в дневное время. Для питания подсветки я сделаю отдельный выпрямитель со стабилизатором на какой-нибудь КРКЕН подобной микросхеме (что найду в хламе) , от которого планирую запитать схему задержки подачи анодного напряжения.

Реле задержки.

Порывшись в закромах родины, я нашел вот такую совершенно нетронутую штуку.

Это радио-конструктор реле времени для фотоувеличителя.

Собираем, проверяем, примеряем.

Время срабатывания выставил около 40 секунд, а переменный резистор заменил постоянным. Дело идет к завершению. Осталось все собрать вместе, поставить морду, индикаторы и регуляторы.

Регуляторы (переменники на входе)

Говорят, от них может сильно зависеть качество звука. Короче я поставил вот такие

Сдвоенные по 100 кОм. так как у меня их два,то я решил запараллелить выводы получив тем самым 50 кОм и повышенную стойкость к хрипам:)

Индикаторы.

Индикаторы я задействовал штатные, со штатной подсветкой

Схема подключения была мною беспощадно выкушена с родной платы и также задействована.

Вот что в итоге у меня получилось.

При проверке мощности усилитель продемонстрировал напряжение на выходе 10 вольт неискаженной синусоиды частотой 1000гц на нагрузку 4 ома (25 ватт) одинаково по каналам, что порадовало:)

При прослушивании звук был кристально чистым без фона и пыли, что называется, но чересчур мониторным, что ли? красивым, но плоским.

Я наивно полагал, что он без тембров заиграет, но …

При использовании программного эквалайзера удалось получить очень красивое звучание, которое всем понравилось. Спасибо всем большое!!!

Как говорит нам википедия AV ресивер – это многоканальный усилитель с декодерами цифрового аудиопотока (ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь), тюнером и коммутатором аудио- и видеосигналов для бытового применения в системах домашнего кинотеатра. Может преобразовывать звуковые и видеоформаты.

Ресивер – это мозговой центр нашего домашнего кинотеатра. Именно через него проходит вся коммутация нашей системы. Как правило они оборудованы большим количеством цифровых и аналоговых входов, для возможности подключения всего домашнего мультимедиа, от Blu-ray плеера до игровой приставки.

Как подобрать ресивер для DolbyAtmos? На данный момент поддержка DolbyAtmos присутствует у всех производителей ресиверов, как правило в топовом сегменте. Отдельно можно выделить компанию Onkyo которая сделала ставку на более широкий круг покупателей, выпустив линейку ресиверов среднего ценового сегмента с Atmos. Самый бюджетный ресивер на данный момент стоит около 36-37 т.р. Но, естественно, наличие Atmos далеко не показатель того, что ресивер вам подходит.

На что еще следует обратить внимание при выборе ресивера

• Мощность. Сигнал в устройство приходит не усиленный, а только в несколько милливатт, чего недостаточно для воспроизведения данного сигнала акустической системой. Для этого и используется система усиления сигнала, но мощность – не только показатель громкости, которую вы можете получить. Обратите внимание на то, что практически все производители в характеристиках устройств указывают что-то вроде – мощность 100Вт на канал, нагружен 1 канал. Это означает, что данную мощность устройство может подать только в том случае, если подключена только ОДНА колонка. Естественно при подключении всех колонок мощность будет ниже, пропорционально их количеству.
• Возможности коммутации. Перед покупкой ресивера лучше определиться, что вы к нему будете подключать, нужен ли Wi-Fi и Bluetooth, хотите ли вы поставить доп. усилитель для фронтальной пары или подключить винил. На данный момент большинство ресиверов – это универсальные устройства, которые сами могут послужить источником аудио сигнала без дополнительных внешних устройств, таких как CD или NP проигрыватели. Также обратите внимание на возможность подключение АС по Bi-amping> зачем это нужно расскажу ниже.
• ЦАП. Качество цифро-аналогового преобразователя напрямую влияет на качество звука полученного от цифровых источников.
• Сила тока. Очень важный и не всеми указываемый параметр. Он влияет на возможность воспроизведения НЧ сигнала на одинаковом уровне в течении продолжительного времени. Например звук отбойного молотка – если конденсаторы не смогут накопить нужный заряд, то данный звук будет затухающим вне зависимости от громкости, при этом также звук начнет сливаться в общий гул, хотя как мы знаем отбойный молоток все-таки это повторяющиеся НЧ удары.

• Прослушка. Так как ресивер это только 40% от вашего финального звука, то лучше его прослушать с акустикой которую вы себе выбрали. Тем более что особенности слуха у каждого индивидуальные, лучше всего слушать не в рафинированных условиях специально подготовленного помещения, так как для того, чтобы добиться такого звука дома самым простым вариантом будет построить помещение для ДК.

Акустические системы

Собственно говоря это и есть ваш звук. На данный момент на рынке присутствует огромное количество производителей которые могут предложить акустику любых форм и размеров. В классической системе 5.1 как правило используются 2 напольные фронтальные колонки, отвечающие за воспроизведения основного звука, 2 тыловые полочные, которые как правило служат только для спецэффектов и центральный канал. Сабвуфер, подключаемый к ресиверу, должен быть активным, то есть со своим встроенным усилителем, пассивные сабвуферы к AV ресиверам подключить нельзя. Для воспроизведения сигнала DolbyAtmos нам понадобятся либо DolbyAtmos колонки, например Onkyo SKH-410 , либо же потолочная встраиваемая акустика.

На что обратить внимание

• Мощность. Мощность АС это не показатель её громкости, а показатель её надежности, то есть того, какой сигнал она сможет переварить. При подборе акустики нужно учитывать очень важно, что бы мощность акустики была выше максимальной мощности усилителя. Также важно, что бы параметр сопротивления был либо таким же, либо выше чем у усилительной части источника сигнала.
• Дисперсия распространения звука акустической системы. На данный момент у акустических систем угол распространения звуковой волны варьируется от 90 до 160 градусов. Чем выше данный показатель, тем удобнее АС в установке, так как не требует поворота к слушателю. Некоторые колонки отличаются эгоистичным характером, рассчитанным только на одного слушателя, некоторые, наоборот, более дружелюбны.

• Расположение фазоинвертора. Фазоинвертор обеспечивает расширение НЧ диапазона АС за счет резонанса его трубы на частоте ниже, чем у НЧ динамика. Его расположение может быть либо на фронтальной, либо на тыловой части АС, и оно влияет на её установку. При фронтальном фазоинверторе АС можно устанавливать близко к стене, что облегчает задачу при инсталляции в ограниченном пространстве, в случае с тыловым расположением чем ближе АС к стене тем больше НЧ сигнала и в звуке появляется каша. В случае если вам все-таки придется расположить колонки близко к стене, то рекомендуется разместить сзади шумопоглащающий материал.
• Количество полос. Так как один динамик не сможет адекватно воспроизвести звук всего слышимого диапазона, то для НЧ, ВЧ и СЧ частот производители используют разные воспроизводящие динамики, то есть 3-х полосная акустика имеет отдельные динамики для воспроизведения сигнала каждого диапазона. В 2-х полосной акустике, как правило, есть отдельный динамик для НЧ диапазона и СЧ, ВЧ динамик.
• Bi-amping. Данная функция позволяет подключить НЧ и СЧ, ВЧ каскад к отдельным усилителям. Что это дает? В данном случае мы нивелируем негативное влияние друг на друга НЧ и СЧ сигнала
• Прослушка. У каждой АС свои нюансы воспроизведения, каждая из них по своему украшает звук. Поэтому, как я уже говорил при выборе комплекта лучше всего его будет прослушать в живую.

Источник сигнала

На что обратить внимание

• Поддержка нужных декодеров. Это пожалуй главное, что от плеера нам нужно, сможет ли он подать нам DolbyAtmos сигнал или нет.
• Подключения. Как правило все плееры сейчас оборудованы HDMI входом, но так же важно знать есть ли там Wi-Fi, например для того, чтобы перевести управление вашими устройствами на смартфон.

Провода для подключения и доп. аксессуары

Есть популярное мнение, что дорогие кабели для подключения всей системы – это аудиофильская блажь для «укушенных серебряным кабелем». Это не так, чем выше качество вашей системы, тем выше её чувствительность к внешним факторам, в том числе к ЭМВ искажениям. Конечно же, не стоит покупать себе кабель за 25000$, но и совсем экономить тоже не стоит.

На что обратить внимание

• Сечение акустического кабеля. Акустический кабель должен быть не менее 2.5 мм^2 для того, что бы нивелировать искажения в сигнале. Кабель сейчас практически весь выполнен из OFHC меди с разным количеством девяток после запятой.
• Материал разъемов. Позолоченные разъемы на вашем кабеле это не только показатель того, что вы можете себе купить позолоченный кабель. Окисление контактов приводит к негативному влиянию на качество звука, создавая дополнительные искажения.
• Оплетка кабеля. Как уже было указано, чем выше качество вашей техники, тем выше её чувствительность к внешним факторам, качественное экранирование кабеля позволит избавиться от искажений сигнала из за внешних ЭМ искажений.
• Демпферы. При подборке того, как установить вашу технику, обратите внимание на защиту от вибрации. На демпфирование многие производители тратят огромное количество денег, иногда в самой цене ресивера большая часть заложена именно в защите от вибраций. Сейчас на рынке можно найти множество разных демпферов на любой вкус. Однажды я демпфировал усилитель разрезанной резиной от старого барабанного пэда.
• Длина кабеля. Кабель лучше брать с запасом, потому что шанс того, что понадобится перемещение колонок и компонентов очень велик.

Настройка и установка

Итак, мы выбрали себе все, что нужно для домашнего кинотеатра и привезли домой. Осталось самое интересное – подключение и настройка.

Подготовка помещения

Начнем с акустики помещения, чем больше у вас в помещении мягких шумопоглощающих предметов, тем лучше. Это не обязательно должны быть специально купленные и размещенные вещи. Диваны, шторы, кресла также являются шумопоглотителями.

Как расположить фронтальную пару

Расстояние между фронтальными АС и расстояние между каждой колонкой и слушателем должны составить равнобедренный треугольник. Из этого же треугольника можно рассчитать угол поворота АС к слушателю, грубо говоря, если представить, что ваши руки – стороны треугольника, образующие угол в 90 гардусов, то они визуально должны упираться в фронтальную часть динамика. Но в случае с динамиками с широкой дисперсией распространения сигнала колонки поворачивать не нужно. Расстояние между колонками вы можете выбрать на слух, при помощи стерео звука, желательно с вокалом.

Как расположить тыловые колонки

Тыловые колонки лучше разместить немного дальше зоны прослушивания на уровне головы слушателя (для этого есть специальные подставки, либо настенные крепежи), напротив фронтального канала.

Как расположить центральный канал

Тут, собственно говоря, все очень логично и просто, центральный канал располагается по центру экрана, который служит для просмотра. Естественно на пол его ставить нельзя, так как это нарушает картину звучания человеческого голоса.

Как расположить сабвуфер

Сабвуфер лучше расположить во фронтальной зоне прослушивания, вплотную к стене, для того, что бы добиться более громогласных эффектов за счет отражения звука от стены.

Как расположить колонки для Atmos

Если колонки для Atmos встроены во фронтальную пару, то сложностей с их установкой не будет. То же можно сказать и про дополнительные колонки, которые устанавливаются на фронтальную пару. Но данные АС не смогут адекватно работать в случае, если у вас в квартире (помещении) используются подвесные или натяжные потолки, в таком случае лучше использовать потолочную акустику.

Подключение к ресиверу

Совет из моей личной практики, в первую очередь подключите все акустические и видеокабели сначала к ресиверу, потом подключать провода копаясь в ворохе коннекторов очень тяжело. В качестве коннекторов к акустическому кабелю рекомендую использовать разъем типа «банан», это значительно облегчит все подключения. Обратите внимание на то, чтобы акустический и сетевой кабель не пересекались, в случае с обычным сетевым кабелем он может дать сильные искажения на сигнал проходящий по акустическому кабелю.

Авто настройка

Сейчас практически каждый ресивер обладает функцией авто настройки. Рекомендую им пользоваться, так как он делает большое количество настроек за вас. Работает данная система как сонар, проверяя расположение громкость и акустику помещения. В дальнейшем вы уже можете отстроить звук под себя.

Заключение
Итак мы собрали и настроили домашний кинотеатр. Естественно описанное здесь не является на все 100% универсальным рецептом, все-таки каждая настройка делается под слушателя. Но указанные здесь нюансы нужно учитывать при каждой настройке. Естественно, это не идеальный вариант настройки системы, но ведь не каждый захочет сделать ремонт из-за хорошего звука.

В дальнейшем я планирую рассмотреть AV ресиверы более подробно.

Усилитель сделан по схеме работающей в режиме АВ, гальваническая связь всех каскадов позволила охватить весь усилитель петлей широкополосной отрицательной обратной связью. Что обеспечило высокую стабильность работы при изменении питающего напряжения и температуры окружающей среды. Напряжение ОС снимается с эмиттеров выходных транзисторов и через R9 поступает на эмиттер VT1. Вторая ООС через R10 введена для уменьшения влияния конденсатора С5 на выходное сопротивление усилителя. Что дополнительно влияет на снижение КНИ.
Напряжение смещения базы выходных транзисторов поступает на VD2 включенного в цепь коллектора VT2. Нелинейность вольт-амперной харак-ки диода и ее зависимость от температуры окружающей среды используется для стабилизации выходного каскада.
С4 предотвращает самовозбуждение УМЗЧ на ВЧ, R11 предотвращает нарушение режима работы в случае обрыва цепи нагрузки.

Характеристики:

• Номинальная мощность 16Вт, максимальная 20Вт
• Номинальная чувствительность 0,32В
• КНИ на f=1кГц не более 0,25%
• Полоса пропускания при неравномерности АЧХ не более 2 дБ от 20 до 20кГц
• Отношение сигн\шум -80Дб

Источник питания — не стабилизированный, КТ3102Г можно заменит на КТ3102Е или на КТ 342Г. КТ630 на КТ807, он установлен на небольшой металлический радиатор. Выходные транзисторы имеют радиатор площадью не менее 100 кв см.

Налаживание сводится к симметрированию проходной динамической характеристики путем подбора номиналов R1 R2. При этом постоянное напряжение на эмиттерах выходных транзисторов должно быть равно половине питания. Кроме того VD2 подбираем так чтобы, на нем падало напряжение 0,9В.

Литература — Радиоконструктор 1999 — 07

• Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

• 15.10.2014

  На рис. показана схема простейшего усилителя НЧ, в котором можно использовать источник питания напряжением 4,5 или 9 В. При сопротивлении нагрузки 10 Ом и напряжении питания 4,5 В номинальная выходная мощность равна 70…80 мВт, а при повышении напряжения до 9 В 120… 150 мВт. В усилителе применены германиевые маломощные низкочастотные …

• 20.09.2014

  В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости. 1. Кодировка 3-мя цифрами Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пф), последняя - количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пф первая …

В предыдущем выпуске «РадиоГазеты» была опубликована статья « ». Возможно для некоторых радиолюбителей повторить эту конструкцию будет несколько проблематично из-за использования в ней smd-элементов. Да и правильно припаять микросхему TPA6120 без специального оборудования и материалов тоже непросто.

В этой статье мы представляем вам конструкцию усилителя для наушников, выполненного на элементах в «привычных» корпусах, что облегчает её повторение радиолюбителями средней квалификации. Тем не менее параметры этого усилителя ни чуть не хуже, чем у конструкции в предыдущей статье.

Компания National Semiconductor производит широкий спектр микросхем для аудио-аппаратуры в том числе и топовых серий. Микросхема LME49600 представляет из себя усилитель (драйвер) тока и просто идеально подходит для усилителя для наушников. Даже в паспорте на эту микросхему National Semiconductor приводит пример усилителя для наушников, который и лёг в основу данной разработки. Операционный усилитель LME49720 от той же фирмы по своим параметрам отлично дополняет LME49600.

Схема

Принципиальная схема усилителя для наушников представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Так как оба канала идентичны, рассмотрим работу одного из них. Входной сигнал поступает через разъём К2 на регулятор громкости P1. С движка потенциометра сигнал подаётся на неинвертирующий вход операционного усилителя IC1A, к выходу которого подключен драйвер LME49600 IC3. Резисторы R5, R1, R2 образуют цепь общей отрицательной обратной связи и определяют коэффициент усиления схемы.

Так как наушники имеют разную чувствительность и сопротивление, для некоторых моделей усиления схемы может оказаться недостаточно. Тогда следует установить джампер JP1, что повысит коэффициент усиления с двух до шести.

В схеме нет разделительных конденсаторов, все каскады связаны по постоянному току. Поэтому для исключения постоянной составляющей на выходе (от помех и наводок, флуктуаций питания и других причин) в схему добавлен интегратор на элементе IC1B.

Электролитические конденсаторы есть только в цепях питания и отсутствуют на пути прохождения сигнала. Это обеспечивает минимальные искажения и отсутствие фазовых сдвигов.

Измерения, проведенные на испытательном стенде, подтверждают превосходные характеристики схемы. По результатам прослушивания усилитель показал великолепное качество звучания .

Схема блока питания усилителя представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Схема типовая и дополнительных пояснений не требует. Как и в предыдущей конструкции, благодаря использованию топовых микросхем с малой чувствительностью к качеству питающего напряжения, блок питания удалось сделать простым и дешёвым, на типовых интегральных стабилизаторах напряжения.

Конструкция

Усилитель выполнен на двусторонней печатной плате размерами 68 х 140 мм. (). Расположение элементов показано на рисунке:

Увеличение по клику

Чертеж платы со стороны элементов:

Увеличение по клику

Чертеж платы с нижней стороны:

Увеличение по клику

На левой части печатной платы расположены входные цепи усилителя. В средней части находятся драйверы и выходной разъём. В отличие от TPA6120 микросхема LME49600 имеет лепесток теплоотвода на верхней стороне корпуса. Его надо припаять к прямоугольным полигонам на печатной плате. Сделать это даже обычным паяльником не составит проблем.

В правой части расположены элементы блока питания. Сетевой трансформатор располагается за пределами печатной платы и крепится либо к корпусу, либо к отдельной плате.

Технические характеристики

• Диапазон воспроизводимых частот: 0 - 100 кГц;
• Искажения+шум <0,0003%;
• Рекомендуемое сопротивление нагрузки: от 16 до 300 Ом.

График зависимости искажений от выходной мощности (при разных сопротивлениях нагрузки) представлен на рисунке.

Вступление

И это реально! Усилитель, несмотря на относительную простоту, обеспечивает довольно высокие параметры. Вообще-то, по правде говоря, у "микросхемных" усилителей есть ряд ограничений, поэтому усилители на "рассыпухе" могут обеспечить более высокие показатели. В защиту микросхемы (а иначе почему я и сам ее использую, и другим рекомендую?) можно сказать:

• схема очень простая
• и очень дешевая
• и практически не нуждается в наладке
• и собрать ее можно за один вечер
• а качество превосходит многие усилители 70-х... 80-х годов, и вполне достаточно для большинства применений (да и современные системы до 300 долларов могут ей уступить)
• таким образом, усилитель подойдет и начинающему, и опытному радиолюбителю (мне, например, как-то понадобился многоканальный усилитель проверить одну идейку. Угадайте, как я поступил?).

В любом случае, плохо сделаный и неправильно настроенный усилитель на "рассыпухе" будет звучать хуже микросхемного. А наша задача - сделать очень хороший усилитель. Надо отметить, что звучание усилителя очень хорошее (если его правильно сделать и правильно питать), есть информация, что какая-то фирма выпускала Hi-End усилители на микросхеме TDA7294 ! И наш усилитель ничуть не хуже!!!

Основные параметры

Я специально проведу замеры параметров микросхемы и опубликую отдельно. Здесь же скажу, что микросхема устойчиво работала на активную нагрузку 2...24 ома, на активное сопротивление 4 ома плюс либо емкость ~15 мкФ, либо индуктивность ~1,5 мГн. Причем на емкостной и индуктивной нагрузках (не таких сильных, как описано выше) искажения оставались малыми. Нужно отметить, что величина искажений сильно зависит от источника питания, особенно на емкостной нагрузке.

Схема

Схема этого усилителя - это практически повторение схемы включения, предлагаемой производителем. И это неслучайно - уж кто лучше знает, как ее включать. И наверняка не будет никаких неожиданностей из-за нестандартного включения или режима работы. Вот она, схема:

Признаюсь сразу - никаких 80-ти ватт (и тем более 100 Вт) от нее не получишь. Реально 40-60, но зато это будут честные долговременные ваты. В кратковременном импульсе можно получить гораздо больше, но это уже будет РМРО мощность, кстати, тоже честная (80-120 Вт). В "китайских" ватах это будет несколько тысяч, если кого интересует. Тысяч пять. Тут все сильно зависит от источника питания, и позже, я напишу, как увеличить мощность, при этом улучшив еще и качество звучания. Следите за рекламой!

Описание схемы

Входная цепочка R1C1 представляет собой фильтр нижних частот (ФНЧ), обрезающий все выше 90 кГц. Без него нельзя - ХХI век - это в первую очередь век высокочастотных помех. Частота среза этого фильтра довольно высока. Но это специально - я ведь не знаю, к чему будет подключаться этот усилитель. Если на входе будет стоять регулятор громкости, то в самый раз - его сопротивление добавится к R1, и частота среза снизится (оптимальное значение сопротивления регулятора громкости ~10 кОм, больше - лучше, но нарушится закон регулирования).

Далее цепочка R2C2 выполняет прямо противоположную функцию - не пропускает на вход частоты ниже 7 Гц. Если для вас это слишком низко, емкость С2 можно уменьшить. Если сильно увлечься снижением емкости, можно остаться совсем без низких. Для полного звукового диапазона С2 должно быть не менее 0,33 мкф. И помните, что у конденсаторов разброс емкостей довольно большой, поэтому если написано 0,47 мкф, то запросто может оказаться, что там 0,3! И еще. На нижней границе диапазона выходная мощность снижается в 2 раза, поэтому ее лучше выбирать пониже:

С2[мкФ] = 1000 / (6,28 * Fmin[Гц] * R2[кОм])

Резистор R2 задает входное сопротивление усилителя. Его величина несколько больше, чем по даташиту, но это и лучше - слишком низкое входное сопротивление может "не понравиться" источнику сигнала. Учтите, что если перед усилителем включен регулятор громкости, то его сопротивление должно быть раза в 4 меньше, чем R2, иначе изменится закон регулирования громкости (величина громкости от угла поворота регулятора). Оптимальное значение R2 лежит в диапазоне 33...68 кОм (большее сопротивление снизит помехоустойчивость).

Схема включения усилителя - неинвертирующая. Резисторы R3 и R4 создают цепь отрицательной обратной связи (ООС). Коэффициент усиления равен:

Ку = R4 / R3 + 1 = 28,5 раза = 29 дБ

Это почти равно оптимальному значению 30 дБ. Менять коэффициент усиления можно, изменяя резистор R3. Учтите, что делать Ку меньше 20 нельзя - микросхема может самовозбуждаться. Больше 60 его также делать не стОит - глубина ООС уменьшится, а искажения возрастут. При значениях сопротивлений, указанных на схеме, при входном напряжении 0,5 вольт выходная мощность на нагрузке 4 ома равна 50 Вт. Если чувствительности усилителя не хватает, то лучше использовать предварительный усилитель.

Значения сопротивлений несколько больше, чем рекомендовано производителем. Это во-первых, увеличивает входное сопротивление, что приятно для источника сигнала (для получения максимального баланса по постоянному току нужно чтобы R4 было равно R2). Во-вторых, улучшает условия работы электролитического конденсатора С3. И в-третьих, усиливает благотворное влияние С4. Об этом поподробнее. Конденсатор С3 последовательно с R3 создает 100%-ю ООС по постоянному току (так как сопротивление постоянному току у него бесконечность, и Ку получается равным единице). Чтобы влияние С3 на усиление низких частот было минимально, его емкость должна быть довольно большой. Частота, на которой влияние С3 становится заметной равна:

f [Гц] = 1000 / (6,28 * R3 [кОм] * С3 [мкФ]) = 1,3 Гц

Эта частота и должна быть очень низкая. Дело в том, что С3 - электролитический полярный, а на него подается переменное напряжение и ток, что для него очень плохо. Поэтому чем меньше значение этого напряжения, тем меньше искажения, вносимые С3. С этой же целью его максимально допустимое напряжение выбирается довольно большим (50В), хотя напряжение на нем не превышает 100 милливольт. Очень важно, чтобы частота среза цепи R3С3 была намного ниже, чем входной цепи R2С2. Ведь когда проявляется влияние С3 из-за роста его сопротивления, то и напряжеине на нем увеличивается (выходное напряжение услителя перераспределяется между R4, R3 и С3 пропорционально их сопротивлениям). Если же на этих частотах выходное напряжение падает (из-за падения входного напряжения), то и напряжение на С3 не растет. В принципе, в качестве С3 можно использовать неполярный конденсатор, но я не могу однозначно сказать, улучшится от этого звук, или ухудшится: неполярный конденсатор это "два в одном" полярных, включенных встречно.

Конденсатор С4 шунтирует С3 на высоких частотах: у электролитов есть еще один недостаток (на самом деле недостатков много, это расплата за высокую удельную емкость) - они плохо работают на частотах выше 5-7 кГц (дорогие лучше, например Black Gate, ценой 7-12 евро за штуку неплохо работает и на 20 кГц). Пленочный конденсатор С4 "берет высокие частоты на себя", тем самым снижая искажения, вносимые на них конденсатором С3. Чем больше емкость С4 - тем лучше. А его максимальное рабочее напряжение может быть сравнительно небольшим.

Цепь С7R9 увеличивает устойчивость усилителя. В принципе усилитель очень устойчив, и без нее можно обойтись, но мне попадались экземпляры микросхем, которые без этой цепи работали хуже. Конденсатор С7 должен быть рассчитан на напряжение не ниже, чем напряжение питания.

Конденсаторы С8 и С9 осуществляют так называемую вольтодобавку. Через них часть выходного напряжения поступает обратно в предоконечный каскад и складывается в напряжением питания. В результате напряжение питания внутри микросхемы оказывается выше, чем напряжение источника питания. Это нужно потому, что выходные транзисторы обеспечивают выходное напряжение вольт на 5 меньше, чем напряжение на их входах. Таким образом, чтобы получить на выходе 25 вольт, нужно подать на затворы транзисторов напряжение 30 вольт, а где его взять? Вот и берем его с выхода. Без цепи вольтодобавки выходное напряжение микросхемы было бы вольт на 10 меньше, чем напряжение питания, а с этой цепью всего на 2-4. Пленочный конденсатор С9 берет работу на себя на высоких частотах, где С8 работает хуже. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.

Резисторы R5-R8, конденсаторы С5, С6 и диод D1 управляют режимами Mute и StdBy при включении и выключении питания. Они обеспечивают правильную последовательность включения/выключения этих режимов. Правда все отлично работает и при "неправильной" их последовательности , так что такое управление нужно больше для собственного удовольствия.

Конденсаторы С10-С13 фильтруют питание. Их использование обязательно - даже с самым наилучшим источником питания сопротивления и индуктивности соединительных проводов могут повлиять на работу усилителя. При наличии этих конденсаторов никакие провода не страшны (в разумных пределах)! Уменьшать емкости не стОит. Минимум 470 мкФ для электролитов и 1 мкФ для пленочных. При установке на плату необходимо, чтобы выводы были максимально короткими и хорошо пропаяны - не жалейте припоя. Все эти конденсаторы должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.

И, наконец, резистор R10. Он служит для разделения входной и выходной земли. "На пальцах" его назначение можно объяснить так. С выхода усилителя через нагрузку на землю протекает большой ток. Может так случиться, что этот ток, протекая по "земляному" проводнику, протечет и через тот участок, по которому течет входной ток (от источника сигнала, через вход усилителя, и далее обратно к источнику по "земле"). Если бы сопротивление проводников было нулевым, то и ничего страшного. Но сопротивление хоть и маленькое, но не нулевое, поэтому на сопротивлении "земляного" провода будет появляться напряжение (закон Ома: U=I*R), которое сложится со входным. Таким образом выходной сигнал усилителя попадет на вход, причем эта обратная связь ничего хорошего не принесет, только всякую гадость. Сопротивление резистора R10 хоть и мало (оптимальное значение 1...5 Ом), но намного больше, чем сопротивление земляного проводника, и через него (резистор) во входную цепь попадет в сотни раз меньший ток, чем без него.

В принципе, при хорошей разводке платы (а она у меня хорошая) этого не произойдет, но с другой стороны, что-то подобное может случиться в "макромасштабе" по цепи источник_сигнала-усилитель-нагрузка. Резистор поможет и в этом случае. Впрочем, его можно вполне заменить перемычкой - он использован исходя из принципа "лучше перебдеть, чем недобдеть".

Источник питания

Усилитель питается двухполярным напряжением (т.е. это два одинаковых источника, соединенных последовательно, а их общая точка подключена к земле).

Минимальное напряжение питания по даташиту +- 10 вольт. Я лично пробовал питать от +-14 вольт - микросхема работает, но стОит ли так делать? Ведь выходная мощность получается мизерной! Максимальное напряжение питания зависит от сопротивления нагрузки (это напряжение каждого плеча источника):

Сопротивление нагрузки, Ом	Максимальное напряжение питания, В

Эта зависимость вызвана допустимым нагревом микросхемы. Если микросхема установлена на маленьком радиаторе, напряжение питания лучше снизить. Максимальная выходная мощность, получаемая от усилителя приблизительно описывается формулой:

где единицы: В, Ом, Вт (я отдельно исследую этот вопрос и опишу), а Uип - напряжения одного плеча источника питания в режиме молчания.

Мощность блока питания должна быть ватт на 20 больше, чем выходная мощность. Диоды выпрямителя рассчитаны на ток не менее 10 Ампер. Емкость конденсаторов фильтра не менее 10 000 мкФ на плечо (можно и меньше, но максимальная мощность снизится а искажения возрастут).

Нужно помнить, что напряжение выпрямителя на холостом ходу в 1,4 раза выше, чем напряжение на втоичной обмотке трансформатора, поэтому не спалите микросхему! Простая, но довольно точная программа для расчета блока питания . И не забывайте, что для стереоусилителя нужен вдвое более мощный блок питания (при расчете по поредлагаемой программе все учитывается автоматически).