Главная » Усилители
Призовой фонд
на декабрь 2017 г.
1. Спектроанализатор Arinst SSA-TG LC
Крокс
2. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
3. 1000 руб
PCBWay
4. 100 руб.
От пользователей

Симметричный УМЗЧ - 43 (350Вт 8Ом)

Хочу представить вам усилитель мощности разработанный мной по учебникам аж в 2008 году. Тогда я еще только закончил школу, но уже что-то начинал соображать в усилителестроении. Усилитель является полностью симметричным начиная от входа, заканчивая выходом и даже узел регулировки и стабилизации тока покоя сделан симметричным. Такой подход (симметричная схема), был тогда выбран мной по идеологическим соображениям и под впечатлением от усилителя мощности "Ланзар". В названии усилителя присутствует цифра "43" - это номер ревизии схемы. Мною тогда было смоделировано много похожих схем и от ревизии к ревизии они чем-то улучшались и каждый раз к номеру ревизии добавлялась единица. Данная схема задумывалась как высокомощный и высококачественный усилитель. Усилитель обеспечивает хорошие технические характеристики и обладает приятным звучанием.

Схема усилителя мощности

Схема усилителя довольно "наворочена". На входе применяется симметричный, дифференциальный каскад (VT5, VT6 и VT6 VT10) с каскодными парами (VT2, VT8 и VT3, VT11) в коллекторных цепях и токовыми зеркалами (VT1, VT7 и VT4, VT12). Входные диф. каскады питаются от источников тока на транзисторах VT14, VT16 и VT13, VT15. Рабочий ток входного каскада - 1,5мА. Коррекция АЧХ используется стандартная (C8, С9), при возникновении самовозбуждения необходимо увеличивать номиналы именно этих емкостей. Каскад усилителя напряжения построен на транзисторах VT19 и VT20, является стандартным для подобных усилителей и не представляет собой ничего интересного. Транзисторы VT17 и VT18 являются датчиками температурной компенсации тока покоя. Эти транзисторы обязательно устанавливают на общий с выходными транзисторами радиаторе. Ток покоя усилителя задается подстроечным резистором R19. Оптимальное значение тока покоя: 40 - 80мА. Большее значение тока покоя не улучшит качество звучания, но сильно скажется на нагреве транзисторов выходного каскада. Сам выходной каскад - стандартный, не представляет из себя чего-либо нового. Цепи питания выходного каскада и усилителя напряжения разделены цепочкой из диода и резистора (VD3, R21 и VD4, R24), сделано это для того, чтобы уменьшить пульсации питания усилителя напряжения и исключить возможность "похищения" заряда выходным каскадом из конденсаторов фильтра питания усилителя напряжения.

Технические характеристики следующие (напряжение питания +/-80В, ток покоя 75мА, нагрузка 8Ом):

  • Выходная мощность (1 кГц) = 360 Вт
  • Соотношение сигнал/шум = -100дБ
  • Коэффициент нелинейных искажения (100Вт, 1кГц) = 0.005%
  • Коэффициент нелинейных искажения (300Вт, 1кГц) = 0.025%
  • Коэффициент нелинейных искажения (100Вт, 20кГц) = 0.006%
  • Коэффициент нелинейных искажения (300Вт, 20кГц) = 0.035%
  • Диапазон усиливаемых частот (-1дБ относительно 1 кГц) = 2 - 115 000 Гц
  • Скорость спада/нарастания выходного напряжения = 40 В/мкС
  • Коэффициент полезного действия = 57%

Спектрограмма снятая с выхода усилителя при замкнутом на землю входе усилителя.

Спектрограмма снятая на выходе усилителя при выходной мощности 1Вт на нагрузке 8 Ом 

С применяемой элементарной базой можно ознакомится заглянув в список радиоэлементов под статьей. Все детали доступные и широко распространенные. Мощностные показатели резисторов, а так же тип и напряжение конденсаторов применяемых в схеме, указаны в графе "примечание" списка радиоэлементов. 

Поскольку усилитель работает в режиме AB и имеет относительно низкий КПД, необходимо обеспечить очень качественный отвод тепла от выходных транзисторов. При пассивном охлаждении площадь поверхности радиатора для одного канала усилителя не должна быть менее 3000см2. При наличии активного охлаждения, площадь радиатора можно уменьшить в 3-4 раза. 

Для питания усилителя допускается использовать любой источник питания способный обеспечить на своем выходе долговременную выходную мощность не менее 350Вт при напряжении питания не ниже +/- 70В. Использовать блок питания с мощностью более 400-500Вт для одного канала усилителя не целесообразно.

Собранный из исправных деталей усилитель, начинает работать сразу же после первого включения. Единственное что необходимо сделать это выставить ток покоя выходных транзисторов с помощью подстроечного резистора R19.

Фотография готового усилителя:

Фотография готового усилителя

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R27, R28, R29, R32, R35, R36 Резистор
2.2 Ом
6 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R4, R5, R11, R12 Резистор
10 Ом
4 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R7, R8, R9, R10 Резистор
39 Ом
4 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R13, R14 Резистор
390 Ом
2 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R17 Резистор
680 Ом
1 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R18, R20 Резистор
1 кОм
2 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
2.2 кОм
1 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R2, R25 Резистор
22 кОм
2 0.25 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R21, R24 Резистор
10 Ом
2 0.5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R22, R23 Резистор
27 Ом
2 0.5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R3, R6 Резистор
10 кОм
2 0.5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R15, R16 Резистор
22 кОм
2 0.5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R26 Резистор
39 Ом
1 1 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R30, R31, R33, R34, R37, R38 Резистор
0.22 Ом
6 5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R19 Переменный резистор2.2 кОм1 МногооборотныйПоиск в LCSCВ блокнот
 
на ПП Конденсатор100 нФ2 Пленочный, 63ВПоиск в LCSCВ блокнот
С1, С5 Конденсатор1 мкФ2 Пленочный, 63ВПоиск в LCSCВ блокнот
С11 Конденсатор100 нФ1 Пленочный, 160ВПоиск в LCSCВ блокнот
С10 Конденсатор470 нФ1 Пленочный, 160ВПоиск в LCSCВ блокнот
на ПП Конденсатор470 нФ2 Пленочный, 160ВПоиск в LCSCВ блокнот
на ПП Конденсатор1 мкФ2 Пленочный, 160ВПоиск в LCSCВ блокнот
С8, С9 Конденсатор22 пФ2 КерамическийПоиск в LCSCВ блокнот
С2 Конденсатор330 пФ1 КерамическийПоиск в LCSCВ блокнот
С3, С4 Конденсатор10 мкФ2 Электролитический, 16ВПоиск в LCSCВ блокнот
С6, С7 Конденсатор100 мкФ2 Электролитический, 16ВПоиск в LCSCВ блокнот
на ПП Конденсатор220 мкФ2 Электролитический, 100ВПоиск в LCSCВ блокнот
на ПП Конденсатор470 мкФ2 Электролитический, 100ВПоиск в LCSCВ блокнот
 
VD1, VD2 Стабилитрон
1N4742
2 12ВПоиск в LCSCВ блокнот
VD3, VD4 Выпрямительный диод
1N4007
2 Поиск в LCSCВ блокнот
 
VT1, VT3, VT6, VT7, VT10, VT11, VT13, VT15 Биполярный транзистор
2N5401
8 Поиск в LCSCВ блокнот
VT2, VT4, VT5, VT8, VT9, VT12, VT14, VT16 Биполярный транзистор
2N5551
8 Поиск в LCSCВ блокнот
VT17 Биполярный транзистор
BD139
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT18 Биполярный транзистор
BD140
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT19 Биполярный транзистор
MJE350
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT20 Биполярный транзистор
MJE340
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT21 Биполярный транзистор
2SC4793
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT22 Биполярный транзистор
2SA1837
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT23, VT25, VT27 Биполярный транзистор
2SC5200
3 Поиск в LCSCВ блокнот
VT24, VT26, VT28 Биполярный транзистор
2SA1943
3 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 3
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (22) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
WaRLoC #
Если отделили питание УНа диодом сирезистором от общего, то надо ставить накопительные емкости на питание УНа. Предположу что автор это предполагал, но в схеме нет...
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
В схеме не показаны цепи накопительные емкости фильтрации питания, на печатной плате и в списке элементов они есть.
Ответить
0
BARS_ #
Для питания усилителя допускается использовать любой источник питания способный обеспечить на своем выходе долговременную выходную мощность не менее 350Вт при напряжении питания не ниже +/- 70В. Использовать блок питания с мощностью более 400-500Вт для одного канала усилителя не целесообразно.
Коэффициент полезного действия = 57%
Что-то не сходится. Для получения 350Вт источник питания должен обеспечивать эти самые 350Вт + запас 43% + хотя бы 10% чтобы не работать на пределе возможного. А при мощности источника 350 Вт УНЧ ну никак не сможет выдать 350 Вт на выходе. Разве что у вас КПД = 100%, что в принципе невозможно.
Ответить
0
Detrah #
Ну если делаешь усилитель для генератора - то не сходится. А усилителю для музыки блок питания можно менее мощный. Раза в два, а то и три... Можешь не отвечать. Просто прими это как данность
Ответить
0
BARS_ #
Ну. ну. А потом удивляться, почему вместо баса на громкости пердеж, после того как поставили ИП в 2 раза меньшей мощности, чем требуется и он тупо не вытягивает пиковые нагрузки.
Отредактирован 02.05.2017 18:02
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Для усиления реального музыкального сигнала не нужно рассчитывать блок питания как для синуса с учетом КПД. Грубо, для усиления реального музыкального сигнала необходим блок питания с мощностью равной теоретической выходной мощности на синусе. Чтобы не было проблем с пиками сигнала необходимо в БП применять накопительные конденсаторы достаточной для этого емкости. Более подробно можете почитать в статьях Аудиокиллера, где он все измерил, рассказал и описал. Для расчета блока питания для УМЗЧ им же сделана прога powersup.
Ответить
+1
Сергей #
Мощность ТРАНСФОРМАТОРА может быть и меньше, но в таком случае емкость фильтра должна быть как нада, она и спасает частично в пиках мощности... А вот если применить ИИП вот тут запас нужен минимум 1,5 раза... Вообще мощности разные есть... пиковая, рабочая... И как раз с музыкой и сложнее все чем с генератором, басс то сьедает мощность прилично... Хотя хороший звук тоже каждому свой... Данный усилок я бы применил для ВЧ и СЧ, а НЧ пустил бы через активный фильтр и усилок D класса на саб. Использовать данный усилитель для воспроизведения НЧ на большой мощности просто не целесообразно...
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Все верно сказано, даже и добавить нечего :)
Насчет целесообразности тоже согласен, сейчас я бы даже на СЧ и ВЧ такой огород не городил. Более 100-200Вт делать в АБ классе - я считаю извращение, это получается уже не усилитель а обогреватель. Но в 2008 году я так не считал, и поэтому имеем то что имеем.
Ответить
0
Николай #
Ничего нового и оригинального в схеме нет. Разве что диод разделяющий цепи питания УН и УМ.
Дифференциальный каскад конечно хорош, но стандартен. Главная проблема подобной схемы усилителя в том что переход от дифференциального каскада к УН устаревший. Небольшое изменение резко улучшит устойчивость и полосу пропускания усилителя.
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Схема не претендует на нобелевскую премию, новизны в не нет, напротив, если бы вы читали статью, а не только смотрели в схему, то прочитали бы следующее:
"усилитель мощности разработанный мной по учебникам аж в 2008 году"
Ответить
0
12943 #
"Диод разделяющий цепи питания" ничего не разделяет, он эквивалентен резистору = Vпр/Iпр
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Диоды в цепи питания не дает выходному каскаду питаться за счет конденсатора в цепи питания усилителя напряжения.
Ответить
+1
Владимир #
...За 45 лет дружбы с паяльником, ни разу, не удалось (даже гипотетически) спаять, а главное послушать - "чудо- усь" от "теоретиков -улучшателей"... А NEMO , звукорежиссёрское спасибо, за отличный УСЬ, звучание которого позволило отказаться от дорогущих ламп, собрав ОМ2,5 - больше не включаю гитару в ламповый "чайник" , поскольку при маниакальной любви к лампам, всегда не хватало "опоры" и "родных" красок гитары... а при прослушивании любых фонограмм - феноменальная читаемость инструментов в гармонии с тёплой музыкальностью уся! С уважением Владимир .
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Вам спасибо :)
Ответить
+1
Владимир #
Илья, творческих вам успехов, Благополучия и Здоровья! Ещё раз спасибо, за отличный "продукт"! Моим друзьям, (профессиональным музыкантам) пришёлся по Душе, саунд вашего уся! Кстати, кт815Г, более точно отслеживает ток покоя выходного каскада. Удачи и оптимизма! Архангельск.
Ответить
0
Евгений #
Вопрос автору. У меня ток покоя в УНа показывает в симуляторе 2.54мА. Это не маловато ли? Обычно придерживаются к 15мА ведь.
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Маловато, но так и должно и быть
Ответить
0
Евгений #
Как ведет себя этот усилитель ИИП? Нет ли проблем в возбуждением или еще что нибудь? Тоже решил повторить усилитель
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Нет никакой разницы питать от ИИП или от классического блока питания, причем не важно какой усилитель вы используете.
Ответить
0
Евгений #
Теперь последний вопрос и совет Вам автор. Может после УНа еще добавить 1-2 повторителя,это входное сопротивление прилично повысит вроде, да и сам звук тоже только к лучшему. И планирую развязать слаботочку от отдельной обмоти со стабилизированным питанием, дабы снизить пульсации. Вобщем +/-70Вольт и силовая +/-60Вольт
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Я не собираюсь заниматься улучшением данной схемы
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор УНЧ 60 Вт на LM3886
Конструктор УНЧ 60 Вт на LM3886
Набор для сборки - LED лампа 200 Вт усилитель класса D на IRS2092
вверх