Studii preliminare Preamplificator de înaltă calitate. ULF economic cu trei tranzistoare

Bună ziua.

Aș dori să continui povestea despre un preamplificator cu tuburi pentru un amplificator hibrid.

Circuit complet de preamplificare:

Schema este foarte simplă. Nu am inventat nimic. Baza aleasă ultima dată este o cascadă rezistivă. Nu este nimic neobișnuit în asta.

Filtre active pe tranzistoarele VT1 și VT2 au fost adăugate la circuit. Ei furnizeaza curatenie suplimentara nutriție. Deoarece se va efectua filtrarea principală sursă externă, apoi circuitele de filtrare au fost simplificate - au fost realizate într-o singură etapă.

Intenționăm să alimentam filamentul de la o sursă externă stabilizată. Utilizarea unei filtre puternice a tuturor tensiunilor va asigura că nu există fundal.

E timpul să colectezi

Cu placa prototip, totul este ca de obicei: desenăm, imprimăm, traducem, gravăm, găurim și o curățăm cu șmirghel fin... După aceea, pune-ți un respirator pe față, o cutie de vopsea neagră rezistentă la căldură în mâini. ... vopsiți tabla în negru. În acest fel nu va fi vizibil în corpul amplificatorului asamblat.

Pune placa deoparte și lasă-o să se usuce. Este timpul să scuturați cutiile și să ridicați piesele. Unele dintre componente sunt noi, altele sunt lipite de la prototipuri timpurii (bine, bine, componentele aproape noi nu ar trebui să se piardă?!).

Totul este gata de asamblare, este timpul să pornim fierul de lipit.

Fierul de lipit este fierbinte - lipiți:

Notă: Este mai convenabil să lipiți, începând cu componentele cu cel mai mic profil și trecând la cele mai înalte. Acestea. Mai întâi lipim diode, diode zener, apoi rezistențe, o priză pentru o lampă, condensatoare, etc... Noi, bineînțeles, am rupt această secvență și am lipit la nevoie :)

Condensatoare instalate. ÎN acest proiect au fost folosite K73-16 domestice. Condensatoare bune. Am efectuat o serie de măsurători ale spectrelor lor de neliniaritate pentru ei moduri diferite. Rezultatele au fost încurajatoare. Cu siguranță vom scrie despre asta cândva.

Lipim rezistențe și alte lucruri mici

Instalăm priza și condensatorii electrolitici.

Notă: Când lipiți un soclu de lampă, trebuie să introduceți o lampă în el. Dacă acest lucru nu se face, atunci după asamblare pot apărea probleme cu instalarea lămpii. În unele cazuri (cele mai „grave”), puteți chiar deteriora soclul lămpii.

Toate detaliile sunt la locul lor. Preamplificatorul este gata.

Control

Schema este simplă și probabilitatea de eroare este minimă. Dar trebuie să verificăm. Conectați amplificatorul la sursa de alimentare și porniți:

10 secunde - zbor normal... 20... 30... totul este bine: nimic nu a explodat sau a început să fumeze. Strălucirea strălucește liniștită, protecțiile sursei de alimentare de test nu funcționează. Puteți expira ușurat și puteți verifica modurile: toate abaterile sunt în limite acceptabile pentru o lampă neîncălzită.

După o încălzire de 10 minute, toți parametrii au fost stabiliți și au ajuns la valorile calculate. Punctul de operare este setat.

Deoarece totul este bine, putem continua. Conectam o sursă de semnal de test la intrare. La ieșire există un rezistor care simulează rezistența de intrare a unui amplificator de putere. Pornim și măsurăm toți parametrii principali ai cascadei.

Totul este în limite normale. Distorsiunea și câștigul au coincis cu ceea ce s-a obținut în articolul anterior. Nu există fundal.

Deci preamplificatorul nostru cu tuburi este gata. Este timpul să trecem la crearea unui tampon puternic de ieșire pentru tranzistor. Poate fi folosit cu același succes într-un design pur tub. Pentru a face acest lucru, va trebui să faceți o ieșire puternică a tubului pentru aceasta.

Poate că are sens să faci un preamplificator cu tub universal (poate sub forma unui designer) pentru a fi utilizat în modele de tuburi și hibride?

Cu stima, Konstantin M.

— Vecinul a început să 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 sec tehnologii digitale sunt indisolubil legate și pot deveni foarte profitabile și profesie de prestigiu. Primul pas optim în această chestiune din toate punctele de vedere este să faceți un amplificator cu propriile mâini: este UMZCH care permite antrenament initial pe baza fizicii școlare pe aceeași masă, treceți de la cele mai simple modele pentru o jumătate de seară (care, totuși, „cântă” bine) la cele mai complexe unități, prin care chiar și o trupă rock bună 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 înțelege temeinic ingineria audio, va trebui să stăpânești treptat destul de multe material teoreticși nu uitați să vă îmbogățiți cunoștințele 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 sursa de alimentare unipolara jumătate din valoarea sa este setată în el și 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 de aceste amplificatoare de clasă D (vezi mai jos) în chineză ieftină difuzoare de calculator, sunetul lor se îmbunătățește considerabil. Aici învățăm un alt truc: tranzistorii puternici de ieșire trebuie plasați pe radiatoare. Componente necesare răcire suplimentară, sunt conturate în linii punctate pe 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.
Acest UMZCH dezvăluie încă 2 trucuri: în primul rând, într-un mod foarte amplificatoare puternice De asemenea, cascada de ieșire de putere trebuie să fie răcită, astfel încât VT3 este instalat pe un radiator de 100 mp. 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 a echilibra (R6, ghiciți ce?), amplificatorul este alimentat de la +/–24 V și în loc de sarcină este pornit rezistor bobinat 100…200 ohmi. Apropo, squiggles-urile din unele rezistențe din diagramă sunt cifre romane care le indică puterea necesară disiparea 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 condensatoare electrolitice IP comută pe ceramică 0,01 μF pentru a preveni autoexcitarea la ultra frecvențe audio ah, capabil să ardă 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 puternic tranzistoare cu efect de câmp:

Sunetul de la acesta îndeplinește deja cerințele pentru Hi-Fi entry-level (dacă, desigur, UMZCH funcționează la nivelul corespunzător). Sisteme acustice, AC). Lucrătorii de câmp puternici nu au nevoie de mare putere pentru acumulare, prin urmare 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 construim UMZCH-uri puternice pe tranzistoare cu efect de câmp pt surse de puls alimente, de ex. calculator Când încerci să-i „condus” în modul activ, necesar pentru UMZCH, fie pur și simplu se ard, fie sunetul este slab și „niciunul” în calitate. Același lucru este valabil și pentru înaltă tensiune puternică tranzistoare bipolare, de exemplu. din scanare de linie 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 flota de instrumente - aveți nevoie de un osciloscop, un generator de frecvență audio (AFG) și un milivoltmetru. curent alternativ cu capacitatea de a măsura componenta constantă. 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, coeficient distorsiuni neliniare(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 date desene ale celor originale plăci de circuite imprimateși instrucțiuni de configurare. 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: goluri în pistele de care sunt conectate bazele tranzistoare puternice– tehnologice, pentru montaj, dupa care se sigileaza cu picaturi 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 versiune puternică sau R10 R11 într-unul mai puțin puternic (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 observat de ascultătorii cu discernământ în fundal sunetul cel mai pur UMZCH 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 pereche răsucită Pentru retele 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 etapele incipiente ale stăpânirii ingineriei audio a trebuit să ne ocupăm de conceptul de Hi-Fi (High Fidelity), mare fidelitate redarea sunetului. Există hi-fi diferite niveluri, care sunt clasate în continuare. 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). SOI activat putere de vârf Se accepta 1% sau 2% in functie de tehnica de masurare.

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: atitudine niveluri absolute orice valoare a lui I în (dB) este definită 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. Calmați-vă, 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 (CH). 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 UMZCH funcționează 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 sovietic radioamator 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 transformatoarele fără părtinire pe miezurile 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 un circuit 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 un living obișnuit, cu o dinamică de până la 70-75 dB, dar gama dinamică a 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 mult mai mică decât puterea nominală strică sunetul, vezi mai sus. Prin urmare, are sens să faci 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.

După cum se știe, tensiunea nominală de ieșire a surselor moderne de semnal audio frecvență (3Ch) nu depășește 0,5 V, în timp ce tensiunea nominală de intrare a majorității amplificatoarelor de putere 3Ch (UMZCH) este de obicei 0,7...1 V. Pentru a crește tensiunea semnalului la nivel care asigură funcționarea normală a UMZCH, precum și pentru a potrivi impedanța de ieșire a surselor de semnal cu impedanța sa de intrare, se folosesc preamplificatoare 3CH. De regulă, în această parte a căii de reproducere a sunetului sunt reglate volumul, timbrul și echilibrul stereo. Principalele cerințe pentru preamplificatoare sunt distorsiunea scăzută a semnalului neliniar (distorsiunea armonică - nu mai mult de câteva sutimi de procent) și un nivel relativ scăzut de zgomot și interferență (nu mai mare de -66...-70 dB), precum și suficient capacitate de suprasarcina. Toate aceste cerințe sunt îndeplinite în mare măsură de preamplificatorul moscovit V. Orlov (a luat ca bază circuitul de amplificator AU-X1 al companiei japoneze „Sansui”). Tensiunile nominale de intrare și ieșire ale amplificatorului sunt de 0,25 și, respectiv, 1 V, coeficientul armonic în domeniul de frecvență 20..20000 Hz la tensiunea nominală de ieșire nu depășește 0,05%, iar raportul semnal-zgomot este de 66 dB. Impedanța de intrare a amplificatorului este de 150 kOhm, limitele de control al tonului (la frecvențe de 100 și 10000 Hz) de la -10 la +6 dB. Dispozitivul este proiectat să funcționeze cu UMZCH, a cărui impedanță de intrare este de cel puțin 5 kOhm.

Amplificatorul (Fig. 1 prezintă o diagramă schematică a unuia dintre canalele sale) constă dintr-un adept de sursă pe tranzistorul VT1, un așa-numit control pasiv al tonului în punte (elementele R6-R11.1, C2-C8) și un control în trei trepte. amplificator de tensiune de semnal simetric. Controlul volumului - rezistența variabilă R1.1 - este inclus la intrarea amplificatorului, ceea ce reduce probabilitatea supraîncărcării acestuia. Timbrul în regiunea frecvențelor inferioare a gamei audio este controlat de un rezistor variabil R7.1, în regiunea frecvențelor superioare - de un rezistor variabil R11.1 (rezistoarele R7.2 și R11.2 sunt utilizate pe alt canal a amplificatorului). Coeficientul de transfer al unui amplificator simetric este determinat de raportul dintre rezistențele rezistențelor R18, R17 și, cu valorile indicate în diagramă, este de aproximativ 16. Modul de funcționare al tranzistoarelor din treapta finală (VT6, VT7) ) este determinată de căderea de tensiune creată de curenții de colector ai tranzistoarelor VT4, VT5 pe diodele VD1 conectate în direcția înainte - VD3. Rezistorul trimmer R15 servește la echilibrarea amplificatorului. Amplificatorul poate fi alimentat fie de la sursa care alimentează UMZCH, fie de la orice redresor nestabilizat cu tensiuni de ieșire de +18..22 și -18..22 V.

O posibilă versiune a plăcii de circuit imprimat pentru un canal al dispozitivului este prezentată în Fig. 2.

Este confectionat din folie laminata din fibra de sticla cu grosimea de 1,5 mm si este proiectat pentru instalarea rezistentelor MLT si SP4-1 (R15), condensatoare MBM (C1, C4, C8, C11), BM-2 (C3, C5-). C7) și K50-6, K50-16 (repaus). Condensatorii MBM și BM-2 sunt montați vertical pe placă (unul dintre bornele lor este extins la lungimea necesară local folosind sârmă cositorită cu un diametru de 0,5...0,6 mm). Rezistorul dublu variabil R1 de orice tip de grupa B, rezistențele R7 și R11 - grupa B. Tranzistoarele KP303D pot fi înlocuite cu KP303G, KP303E, tranzistorul KP103M - cu KP103L, tranzistorii KT315V și KT361V - cu tranzistoarele din aceste serii G. Câmp. -tranzistoarele cu efect trebuie selectate in functie de curentul de dren initial, care la tensiunea Uс=8 V nu trebuie sa depaseasca 5,5..6,5 mA. Diodele D104 sunt complet interschimbabile cu diodele din seriile D220, D223 etc. Reglarea se reduce la setarea rezistorului trimmer R15 la tensiunea zero la ieșire și la selectarea rezistorului R18 până când se obține o tensiune de ieșire egală cu 1 V la o tensiune de intrare de 250 mV cu o frecvență de 1000 Hz (glisoarele rezistențelor R7). , R11 sunt în poziția de mijloc, iar rezistența R1 este în poziția superioară în circuit).

Un dezavantaj semnificativ al celui descris și al multor alte dispozitive similare care folosesc tranzistori este numărul relativ mare de elemente și, drept consecință, dimensiunile destul de mari ale plăcii de circuite. Preamplificatoarele bazate pe amplificatoare operaționale (op-amps) sunt mult mai compacte.

Un exemplu este un dispozitiv dezvoltat de moscovit Yu. Solntsev bazat pe sistemul de operare general K574UD1A (Fig. 3).

Studiile sale au arătat că coeficientul armonic al acestui amplificator operațional depinde foarte mult de sarcină: este destul de acceptabil când rezistența sa este mai mare de 100 kOhm, crește la 0,1% când rezistența de sarcină scade la 10 kOhm. Pentru a obține distorsiuni neliniare suficient de mici, autorul a adăugat la amplificatorul operațional specificat un așa-numit amplificator paralel, caracterizat prin absența practică a distorsiunii „în trepte” chiar și fără feedback negativ (NFB). Cu OOS, coeficientul armonic nu depășește 0,03% în întreaga gamă de frecvență audio cu o rezistență de sarcină mai mare de 500 ohmi. Restul parametrilor preamplificatorului sunt următorii: tensiuni nominale de intrare și ieșire 250 mV, raport semnal-zgomot de cel puțin 80 dB, capacitate de suprasarcină 15..20 dB. După cum se poate vedea din diagramă, dispozitivul constă dintr-un amplificator liniar cu un răspuns în frecvență orizontal folosind op-amp DA1 și tranzistori VT1-VT4 (amplificator „paralel”) și un control pasiv al tonului puntea (elementele R12-R14, R17-R19, C6-C9). Dacă este necesar, acest regulator poate fi exclus din cale folosind releul K1 (semnalul în acest caz este îndepărtat de la divizorul de tensiune R10R11). Coeficientul de transmisie al amplificatorului este determinat de raportul dintre rezistența rezistenței R3 și rezistența totală a rezistențelor R2, R4. Regulatorul de punte nu are caracteristici speciale. La frecvențe mai mici, timbrul este reglat cu un rezistor variabil R18.1, la frecvențe mai mari cu un rezistor R13.1. Rezistoarele R12, R14 previn creșterea și scăderea monotonă a răspunsului de frecvență în afara intervalului de frecvență nominală a amplificatorului. Pentru funcționarea normală a controlului tonului, rezistența de sarcină trebuie să fie de cel puțin 50 kOhm. Când lucrați cu o sursă de semnal a cărei tensiune de ieșire conține o componentă constantă, este necesar să porniți un condensator de separare la intrarea amplificatorului (prezentat în diagramă cu linii întrerupte).

Toate părțile amplificatorului, cu excepția elementelor de control al tonului, sunt montate pe o placă de circuit imprimat realizată din folie de fibră de sticlă (Fig. 4 arată o parte din aceasta pentru un canal). Placa este proiectată pentru montarea rezistențelor MLT, SP4-1 (R4), condensatoarelor K53-1a, K53-18 (C1, C4), KM-6B (C2, C3, C5, C6) și MBM (altele). Rezistoare variabile duble R13 si R18 - orice tip de grup B. Elementele de control al tonului sunt montate direct pe bornele lor si conectate la placa cu fire ecranate. În locul celor indicate în diagramă, în amplificator pot fi utilizați tranzistorii KT3107I, KT313B, KT361K (VT1, VT4) și KT312V, KT315V (VT2, VT3). Releu K1 - marca RES60 (pașaport RS4.569.436) sau orice altul cu dimensiuni și curent și tensiune de funcționare adecvate. Dioda VD1 - oricare cu o tensiune inversă admisă de cel puțin 50 V. Pentru conectarea la calea de amplificare, se folosește un conector detașabil MPH14-1 (ștecherul său este instalat pe placă). Pentru a alimenta amplificatorul, este necesară o sursă de alimentare bipolară, capabilă să furnizeze un curent de aproximativ 30 mA la sarcină la o tensiune de ondulare de cel mult 10 mV (în caz contrar, dacă instalarea nu reușește, poate apărea un fundal vizibil). Reglarea amplificatorului se reduce la setarea raportului de transmisie necesar cu și fără un control de ton conectat. În primul caz, rezultatul dorit se obține prin modificarea rezistenței rezistorului de reglare R4 (și, dacă este necesar, prin selectarea rezistenței R2), în al doilea, prin selectarea rezistorului R11. Amplificatorul este proiectat să funcționeze cu UMZCH, descris în articolul lui Yu. Solntsev „Amplificator de putere de înaltă calitate” (Radio, 1984, nr. 5, pp. 29-34). Controlul volumului (rezistor variabil dublu din grupa B cu o rezistență de 100 kOhm) este activat în acest caz între intrarea sa și ieșirea preamplificatorului. Același rezistor, dar grupul A, este utilizat ca regulator de echilibru stereo (unul dintre terminalele sale exterioare și ieșirea motorului din fiecare canal este conectat la glisorul de control al volumului, iar celălalt terminal exterior este conectat la intrarea UMZCH).

În ultimii ani, industria a stăpânit producția de circuite integrate (IC-uri KM551UD, KM551UD2), special concepute pentru funcționarea în etapele de intrare ale căilor de frecvență audio ale echipamentelor radio de uz casnic (preamplificatoare-corectoare de playere electrice, amplificatoare pentru înregistrarea și redarea casetofone, amplificatoare de microfon etc. dispozitive). Ele se disting printr-un nivel redus de zgomot propriu, distorsiuni armonice scăzute și capacitate bună de suprasarcină.

Figura 5 prezintă circuitul unui preamplificator bazat pe circuitul integrat KM551UD2 (propus de Moscovite A. Shadrov). Acest IC este un amplificator operațional dublu cu o tensiune de alimentare de la +5 la +16,5 V. Un IC cu indice A diferă de un dispozitiv cu indice B la jumătate din tensiunea de intrare în modul comun (4 V) și tensiunea de zgomot normalizată la care se face referire. la intrare (nu mai mult de 1 µV cu o rezistență a sursei de semnal de 600 Ohmi; pentru KM551UD2B nu este standardizat). Tensiunile nominale de intrare și ieșire ale acestui amplificator sunt aceleași cu cele ale dispozitivului conform circuitului din Fig. 1, distorsiunea armonică în domeniul de frecvență 20..20000 Hz nu mai mult de 0,02%, raportul semnal-zgomot ( neponderat) 90 dB, Interval de reglare a volumului și a timbrului (la frecvențe 60 și 16000 Hz), respectiv 60 și +10 dB, atenuarea tranziției între canale în intervalul de frecvență 100..10000 Hz nu este mai mică de 50 dB. Impedanțele de intrare și de ieșire ale amplificatorului sunt de 220, respectiv 3 kOhm. Controlul tonului de punte este inclus în acest caz în circuitul OOS, acoperind amplificatorul operațional DA1.1 (în continuare, numerele de pin ale celui de-al doilea amplificator operațional al microcircuitului sunt indicate în paranteze). La intrare există un control al volumului compensat fin pe un rezistor variabil R2.1 cu o atingere de la un element conductor. Compensarea sonorității (creșterea componentelor de joasă frecvență la niveluri de volum scăzute) poate fi dezactivată folosind comutatorul SA1.1. Funcționarea stabilă a circuitului integrat KM551UD2 (răspunsul său în frecvență are trei curburi) este asigurată de condensatorul C7 și circuitul R5C5, ale căror valori sunt selectate pentru coeficientul de transfer Ki = 10 (rata de creștere a tensiunii de ieșire cu o astfel de amplificare ajunge la 3..4 V/μs). Condensatorii C12, C13 împiedică amplificatorul să se interconecteze cu alte dispozitive din cale atunci când este alimentat de la o sursă comună. Rezistorul variabil R12.1 (în alt canal R12.2) reglează echilibrul stereo.

Toate părțile amplificatorului, cu excepția rezistențelor variabile R2, R7, R11 și comutatorului SA1, sunt montate pe o placă de circuit imprimat din folie de fibră de sticlă. Este conceput pentru instalarea de rezistențe MLT, condensatoare MBM (C1, C10), BM-2 (C3-C5, C11), KM (C6, C7, C12, C13) și K50-6, K50-16 (altele) . Condensatoarele MBM și BM-2 sunt montate vertical. Orice rezistențe variabile duble din grupul A sunt potrivite pentru reglarea volumului și echilibrul stereo, rezistențele din grupa B sunt potrivite pentru reglarea tonului. Amplificatorul nu necesită ajustare. Răspunsul în frecvență al comenzilor de ton de punte, după cum se știe, are frecvențe de inflexiune fixe, prin urmare, în esență, numai panta secțiunilor de răspuns în frecvență la stânga și la dreapta acestor frecvențe este ajustată fără probleme, iar valoarea sa maximă nu depășește 5 ..6 dB pe octava. Pentru a obține limitele necesare pentru controlul tonului la frecvențele mai mari și mai joase ale intervalului audio, frecvențele de inflexiune trebuie selectate în regiunea de frecvență medie. Un astfel de regulator este ineficient dacă este necesar să se suprima interferențele de joasă sau înaltă frecvență în spectrul semnalului. De exemplu, cu o frecvență de colț de 2 kHz, controlul tonului poate reduce nivelul de interferență la o frecvență de 16 kHz cu 15 dB, doar în același timp atenuând componentele spectrului de 8 și 4 kHz cu 10 și 5 dB, respectiv. Este clar că, într-un astfel de caz, aceasta nu este o cale de ieșire, prin urmare, pentru a suprima interferența la marginile spectrului, filtre comutabile trece-jos (LPF) și trece-înalt (HPF) cu o pantă mare de răspuns în frecvență în afara benzile de transparență sunt uneori folosite pentru a suprima interferențele. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, rezultatul dorit nu este întotdeauna atins, deoarece aceste filtre au de obicei frecvențe de tăiere fixe. Este o problemă diferită dacă filtrele sunt reglabile în frecvență. Apoi, prin deplasarea lină a limitelor intervalului de frecvență transmis în direcția dorită, va fi posibilă „înlăturarea” interferenței dincolo de limitele sale, fără a afecta forma răspunsului în frecvență în interval. Apropo, este recomandabil ca astfel de filtre să nu fie comutabile: ele vor ajuta la combaterea interferențelor de frecvență infra-joasă din mecanismul unui player electric insuficient de avansat.

CIRCUIT PREAMPLIFICATOR DE ÎNALTĂ CALITATE

La începutul anilor 2004 și 2005, apare o dorință firească de a construi amplificatoare pe o bază de elemente moderne, profitând de realizările avansate ale tehnologiei electronice globale.
Vă aduc în atenție un preamplificator de înaltă calitate bazat pe EL2125.
Materialele de bază sunt GRATUITE și bricolagerii sunt liberi să le folosească pentru a le reproduce în propriile lor modele.
DE CE EL2125?
Un cip excelent, conform caracteristicilor sale, aproape că ocupă locul 2 în top zece amplificatoare operaționale conform recenziilor modelelor din 2004.
Acesta nu este, desigur, AD8099 (primul loc în lume, premiul Intel „Inovația din 2004”), dar EL2125 a apărut deja pe piața CSI și este foarte posibil să-l obțineți, mai ales pentru cei care locuiesc. în capitale și orașe mari.
JUDECAȚI-VĂ CÂT DE BUNE SUNT CARACTERISTICILE EL2125:

Abilitatea de a opera la sarcini de până la - 500 Ohm
Gama de frecvență de operare până la - 180 MHz
Tensiune de alimentare - ±4,5 ... ±16,5 V.
Coeficient de distorsiune neliniară - mai puțin de 0,001%
Rata de rotire a iesirii - 190 V/µs
Nivel de zgomot - 0,86 nV/vHz (mai bun decât AD8099!!!)

Prețul de vânzare cu amănuntul EL2125 este de obicei de 3 USD fiecare, nu foarte ieftin, dar merită.
Cel mai adesea, EL2125 se găsește în carcasa de tip SO-8 (pregătiți micro-sfaturi pentru fiare de lipit).
Ar trebui să notez că aș adăuga „muzicalitate uimitoare” listei de caracteristici. Acest indicator nu poate fi măsurat cu instrumente și exprimat în numere; este simțit doar cu ureche.

1. Ca amplificator pentru telefoane cu o gamă largă de impedanțe:

2. Ca preamplificator de înaltă calitate pentru amplificatoare de putere cu alimentare bipolară (de la ± 22 la ± 35 V.) și sensibilitate 20 ... 26 dB:

Acest amplificator operațional se sugerează involuntar ca un preamplificator mai serios, creat pe baza amplificatorului Solntsev și descris pe site-ul Fierului de lipit:
Amplificatorul folosește rezistențe variabile duble R11 și R17 din orice tip de grup B, R1 și R21 din orice tip de grup B sau A. Un rezistor variabil de 100 kOhm (prins din mijloc) poate fi folosit ca un control al volumului compensat puternic ( R21). Tranzistoarele pot fi înlocuite cu KT3107I, KT313B, KT361V,K (VT1, VT4) și KT312V, KT315V (altele). Nu este recomandată înlocuirea amplificatorului operațional K574UD1 cu alte tipuri de amplificator operațional. Dacă componenta DC este la un nivel semnificativ (în cazuri rare) în punctul A, este necesar să instalați un condensator cu o capacitate de 2,2 - 5 μF.

Preamplificatorul descris este conectat la un amplificator de putere AF cu o impedanță de intrare de cel puțin 10 kOhm. Cu o creștere semnificativă a Kg, această unitate de control poate fi încărcată și pe un UMZCH cu Rin de până la 2 kOhm (ceea ce este extrem de nedorit), în astfel de cazuri (dacă Rin-ul UMZCH-ului dvs. este mai mic de 10 kOhm), aveți nevoie doar de pentru a porni din nou treapta de ieșire (o copie a secțiunii de circuit VT1-VT2-VT3-VT4-R4-R5-R6-R7, conectați la ieșirea DA2), conectați rezistențele R23 și R24 în același mod ca și rezistențele R2 și R3, deși în acest caz nivelul de zgomot poate crește. Și dacă Rin al UMZCH-ului dvs. este mai mare sau egal cu 100 kOhm, atunci este recomandat să utilizați K574UD1A(B) ca amplificator operațional DA2, acest lucru va reduce nivelul de distorsiune și zgomot.

Modificări posibile în schemă (îmbunătățire):
- Pentru a exclude comutatoarele P2K (foarte nesigure în funcționare) din calea semnalului audio, se recomandă excluderea comutatorului SA1 din circuit (împreună cu rezistențele R8, R9) și mutarea comutatorului SA2 în ultima treaptă prin scurtcircuitarea rezistenței R23 (rezistoarele R13, R14 sunt excluse în acest caz din diagramă).

Circuitul de preamplificare:

De asemenea, nu ar fi inutil să folosiți acest op-amp într-un preamplificator universal care poate servi și ca amplificator pentru căști. Schema circuitului este prezentată mai jos:

Adepții emițătorului VT1-VT2 descarcă ieșirea amplificatorului operațional și apoi urmează un circuit cu feedback local, care reduce și mai mult distorsiunile neliniare. Rezistoarele R19 și R20 stabilesc curentul de repaus al treptei de fereastră a preamplificatorului, similar amplificatoarelor de putere, la 7-12 mA. În acest sens, ultima etapă trebuie instalată pe un mic radiator

Pagina a fost pregătită pe baza materialelor de pe site-ul http://yooree.narod.ru și http://cxem.net

Modern surse digitale sunetul (CD player-uri, DAC-uri etc.) au un nivel de zgomot foarte scăzut. Mult mai jos decât vinilul sau banda magnetică. Din această cauză, cerințele de zgomot ale căii de amplificare ulterioare au devenit astăzi mult mai mari decât în era audio analogic. În lumina acestor cerințe, preamplificatorul descris mai jos a fost proiectat cu scopul principal de a obține un sunet de înaltă calitate la niveluri de zgomot foarte scăzute, fără a utiliza componente exotice sau costisitoare.

În cele mai multe etape, autorul a folosit amplificatoarele operaționale preferate NE5532, dar în unele noduri sunt folosite LM4562, de recent au devenit mai accesibile și permit obținerea unei distorsiuni mult mai puține atunci când funcționează cu o sarcină de impedanță scăzută.

Ce fel de iubitor de muzică (și cu atât mai mult un audiofil) este fără vinil? Pentru ei preamplificatorul este echipat cu două corectori de fundal pentru diferite tipuri de pickup-uri. În plus, designul are controlul tonului, vizual indicator de nivelȘi ieșiri echilibrate, care astăzi a devenit aproape un standard pentru echipamente audio de înaltă calitate.

Schema bloc a preamplificatorului este prezentată în figură:

Click pentru a mari

Toate modulele sunt asamblate pe plăci de circuite imprimate separate, ceea ce simplifică amplasarea lor în carcasă și facilitează comutarea.
Această parte a seriei de articole descrie circuitul amplificatorului însuși cu controale de volum, echilibru și ton, precum și organizarea unei ieșiri simetrice.

Schema schematică a modulului preamplificator:

Click pentru a mari

Toate rezistențele (nu numai rezistențele, ci și rezistența componentelor active, de exemplu rezistența de bază a unui tranzistor) generează zgomote, al cărui nivel depinde de valoarea rezistenței și temperatură. Deoarece este destul de dificil să influențezi temperatura în camera de ascultare, singura modalitate de a reduce zgomotul rezistențelor este reducerea valorii rezistenței în sine. Aceasta implică caracteristica principală a schemei prezentate - utilizarea rezistențe scăzute de-a lungul întregului traseu al semnalului sonor.

Dacă pentru rezistențele constante alegerea ratingurilor de rezistență scăzută nu reprezintă o problemă, atunci pentru rezistențele variabile (pentru controale de volum, echilibru și ton) domeniul nominal este limitat semnificativ. De obicei, în aceste circuite puteți vedea rezistențe variabile de 47 kOhm, 22 kOhm sau, în cel mai bun caz, 10 kOhm. În acest design, Douglas Self a folosit rezistențe variabile de 1 kOhm - aceasta este probabil valoarea minimă disponibilă printre rezistențele variabile.

Apropo, iată care sunt caracteristicile pe care am reușit să le atingem:

(Măsurătorile au fost efectuate la o tensiune de alimentare de 17V, cu controalele de ton dezactivate, folosind intrări și ieșiri echilibrate)

Distorsiune armonică + zgomot (semnal de intrare 0,2 V, semnal de ieșire - 1 V)	0,0015% (1 kHz, B = 22 Hz până la 22 kHz) 0,0028% (20 kHz, B = 22 Hz până la 80 kHz)
Distorsiune armonică + zgomot (semnal de intrare 2V, semnal de ieșire - 1V)	0,0003% (1 kHz, B = 22 Hz până la 22 kHz) 0,0009% (20 kHz, B = 22 Hz până la 80 kHz)
Raportul semnal-zgomot (la semnal de intrare de 0,2 V)	96 dB (B = 22 Hz până la 22 kHz) 98,7 dBA
Banda de frecventa reproductibila:	0,2 Hz până la 300 kHz
Nivelul maxim al semnalului de ieșire (la intrare de 0,2 V): 1,3 V
Ajustarea echilibrului	+3,6 dB până la -6,3 dB
Reglarea basului	±8 dB (100 Hz)
Ajustare înalte	±8,5 dB (10 kHz)
Separarea canalelor (R->L)	-98 dB (1 kHz) -74 dB (20 kHz)
Separarea canalelor (L->R)	-102 dB (1 kHz) -80 dB (20 kHz)

Utilizarea rezistențelor cu impedanță scăzută reduce, de asemenea, polarizarea amplificatoarelor operaționale de către curenții de intrare, ceea ce reduce, de asemenea, zgomotul cauzat de fluctuațiile curenților operaționali.

Pentru a reduce zgomotul componentelor active, în circuit este utilizată o conexiune paralelă cascade. Desigur, s-ar putea folosi amplificatoare operaționale moderne cu zgomot redus, cum ar fi AD797. Dar acest lucru va fi mult mai scump și mai complicat (deoarece un pachet conține doar un amplificator operațional). Vă rugăm să rețineți că nu vorbim despre conectarea în paralel a microcircuitelor (când acestea sunt lipite unul peste altul), ci despre conectarea în paralel a treptelor de amplificare. Numai în acest caz, zgomotul elementelor de amplificare va fi necorelat, datorită căruia nivelul total de zgomot este redus cu 3 dB atunci când sunt paralelizate 2 trepte. Când 4 trepte sunt conectate în paralel, zgomotul scade cu 6 dB, adică. de două ori.

Dacă sunt paralelizate 8 cascade, zgomotul va scădea cu 9 dB, dar pentru un astfel de câștig costurile sunt nerezonabil de mari.

Datorită utilizării rezistențelor cu rezistență scăzută în controlul tonului, valorile condensatorului au fost mult mai mari decât de obicei. Dar astăzi aceasta nu este o problemă pentru elementul de bază modern.

Intrare linie și control al echilibrului.

Pentru a reduce zgomotul și interferențele, un filtru R1C1 și R2C2 este instalat direct la intrarea amplificatorului. Etapele tampon IC1A și IC1B oferă o impedanță de intrare de aproximativ 50kΩ și îmbunătățesc respingerea modului comun. Etapa de amplificare în sine este asamblată pe LM4562 (IC2A), al cărui câștig este reglat de potențiometrul P1A. Același potențiometru din canalul drept este pornit „defazat” cu cel din stânga, datorită căruia echilibrul este reglat. Feedback-ul în cascadă este implementat prin două tampoane paralele IC3A și IC3b, datorită cărora câștigul în cascadă rămâne constant indiferent de modificările de sarcină. În plus, această soluție reduce zgomotul și oferă impedanță de ieșire scăzută.

O implementare tipică a unui control al echilibrului afectează de obicei negativ scena și aranjamentul „virtual” al instrumentelor, motiv pentru care este destul de rar în echipamentele Hi-End. Soluția lui Douglas Self la acest nod nu are acest dezavantaj.

Nivelul de zgomot al acestei părți a preamplificatorului este de numai -109 dB în poziția de mijloc a controlului echilibrului, -106 dB la maxim și -116 dB în poziția minimă a controlului (în banda de frecvență 22 Hz până la 22 kHz ).

Controlul tonului.

În ciuda faptului că regulatorul arată oarecum neobișnuit, cu toate acestea, circuitul clasic de control al tonului Baxandall este utilizat aici. După cum s-a menționat mai sus, din cauza evaluărilor scăzute ale rezistențelor variabile, ratingurile condensatorului sunt semnificativ mai mari decât valorile „tipice”.

Condensatorul C7 (1 μF) determină frecvența de control a tonului inferioară, iar condensatoarele C8 și C9 au o valoare de 100 nF și determină frecvența de control a tonului la HF. Dacă se dorește, controlul adâncimii tonului poate fi mărit la ± 10 dB. Datorită elementelor IC4, influența reciprocă a circuitelor de joasă și înaltă frecvență la controlul timbrelor este eliminată.

În ciuda dimensiunilor mari și a costului ridicat, utilizarea de condensatoare din polipropilenă.

Nivelul de zgomot al controlului tonului este de numai -113 dB în poziția de mijloc a comenzilor.

Releul RE1 servește la oprirea controlului tonului dacă nu este necesar. În acest caz, semnalul este preluat de la ieșirea lui IC2A și merge direct la intrarea lui IC9B, ocolind controlul tonului. Pentru a evita clicurile în timpul comutării, se folosește rezistența R18. Pentru a reduce diafonia, comutarea în fiecare canal este efectuată de un releu separat. În acest caz, grupurile de contacte releului pot fi paralelizate, ceea ce va reduce rezistența de contact și va crește și mai mult fiabilitatea acestei părți a circuitului.

Control activ al volumului.

Controlul volumului a fost implementat, de asemenea, conform ideii lui Peter Baxandall, care a făcut posibilă, în primul rând, obținerea nivel de zgomot ultra-scazut(mai ales la volume mici), și în al doilea rând, pentru a obține o caracteristică de control logaritmică atunci când se utilizează potențiometre cu o dependență liniară a rezistenței de unghiul de rotație. Câștigul maxim este de +16 dB, punctul 0 dB apare în poziția de mijloc a potențiometrului.

Patru amplificatoare conectate în paralel, după cum sa menționat mai sus, servesc la reducerea nivelului de zgomot cu 6 dB. Nivelul de zgomot propriu al unui astfel de regulator este de -101 dB la câștig maxim și -109 dB la câștig de 0 dB. În practică, controlul volumului este de obicei setat la -20 dB, apoi nivelul de zgomot va fi -115 dB, ceea ce este semnificativ sub pragul de auz.

Pentru a putea evalua calitatea fiecărei cascade, sunt date propriile niveluri de zgomot. Nivelul de zgomot rezultat al unui preamplificator dat, după cum ați putea ghici, va varia oarecum în funcție de poziția potențiometrelor.

Ieșire simetrică implementat folosind un invertor de fază pe amplificatorul operațional IC9A și are amplitudinea semnalului dublă față de unul asimetric. Cu toate acestea, acest lucru este normal pentru echipamentele audio profesionale.

Proiectare și instalare.

Amplasarea elementelor de amplificare pe placă:

Click pentru a mari

În timpul asamblarii, rezistențele sunt lipite mai întâi, iar apoi componentele rămase.
Jumper JP1 este conceput pentru a selecta conexiunea optimă de masă pentru corectorul de vinil (există jumperi similare pe plăcile MC / MD). Nu uitați să le conectați. Locația de conectare este selectată experimental după asamblarea structurii în carcasă.

Poza plăcii asamblate:

Click pentru a mari

Acest bloc de setări nu necesită.
Caracteristicile de frecvență ale amplificatorului și controlul tonului:

Click pentru a mari

Lista elementelor:

Rezistoare:
(precizie 1%; film metalic; 0,25 W)
R1,R2,R39,R40 = 100Ohm
R3-R6,R41-R44,R78,R79 = 100kOhm
R7-R12,R16,R17,R21-R24,R33,R34,
R45-R50,R54,R55,R59-R62,R71,R72 = 1kOhm
R13,R51 = 470Ohm
R14,R15,R52,R53 = 430Ohm
R18,R35,R36,R56,R73,R74 = 22kOhm
R19,R20,R57,R58 = 20Ohm
R25-R28,R63-R66 = 3,3kOhm
R29-R32,R67-R70 = 10Ohm
R37,R38,R75,R76 = 47Ohm
R77 = 120Ohm
P1,P2,P3,P4 = 1kOhm, 10%, 1W, potențiometru stereo, liniar, de exemplu Vishay Spectrol cermet tip 14920F0GJSX13102KA. sau, plastic conductiv Vishay Spectrol tip 148DXG56S102SP.

Condensatoare:
C1,C2,C10-C14,C26,C27,C35-C39 = 100pF 630V, 1%, polistiren, axial
C3,C4,C28,C29 = 47µF 35V, 20%, nepolar, 8 mm diametru, 3,5 mm distanță între pini, de exemplu Multicomp p/n NP35V476M8X11.5
C5,C6,C30,C31 = 470pF 630V, 1%, polistiren, axial
C7,C32 = 1µF 250V, 5%, polipropilenă, distanță între pini 15mm
C8,C9,C33,C34 = 100nF 250V, 5%, polipropilenă, distanță între plumb 10mm
C15,C16,C40,C41 = 220µF 35V, 20%, nepolar, 13 mm diametru, 5 mm distanță între pini, de exemplu Multicomp p/n NP35V227M13X20
C17-C25,C42-C50 = 100nF 100V, 10%, distanță între pini 7,5 mm
C51 = 470nF 100V, 10%, distanță între pini 7,5 mm
C52,C53 = 100µF 25V, 20%, diametru 6,3 mm, distanță între pini 2,5 mm

Chipsuri:
IC1,IC3,IC5-IC10,IC12,IC14-IC18 = NE5532, de exemplu ON Semiconductor tip NE5532ANG
IC2,IC4,IC11,IC13 = LM4562, de exemplu National Semiconductor tip LM4562NA/NOPB

Diverse:
K1-K4 = conector cu 4 pini, pas 0,1 inchi (2,54 mm)
K5, K6, K7 = conector cu 2 pini, pas 0,1 inchi (2,54 mm)
JP1 = jumper cu 2 pini, pas 0,1” (2,54 mm)
K8 = bloc șurub cu 3 pini, pas de 5 mm
RE1,RE2 = releu, 12V/960Ohm, 230VAC/3A, DPDT, TE Connectivity/Axicom tip V23105-A5003-A201

Va urma...

Articolul a fost întocmit pe baza materialelor din revista „Elector” (Germania)

creativitate fericită!

Redactor-șef la RadioGazeta