Транзисторный усилитель для наушников схема. Лампово-транзисторный УНЧ для наушников и колонок (6Н23П)
Давно хотелось послушать как же лампа с камнем в тандеме звучат. Решил собрать гибридный усилитель для наушников. Просмотрел несколько схем. Основным критерием при выборе была простота схемы, и соответственно легкость ее сборки.
Остановился на двух:
1) С. Филин. Лампово-транзисторный усилитель для стереотелефонов.
2) М. Шушнов. Гибридный усилитель для наушников. (Радиомастер №11 2006)
В общем эти схемы мало чем отличаются друг от друга и без сильных изменений можно попробовать как одну, так и другую. Я решил собрать схему М. Шушнова с полевиками.
Схема гибридного усилителя для наушников
Схема усилителя по Шушнову
Основные параметры лампово-транзисторного усилителя:
Номинальная выходная мощность, мВт 25
Чувствительность, мВ 250
Полоса рабочих частот, Гц 5…80000
Неравномерность частотных характеристик, дб, не более +/- 2
Коэффициент нелинейным искажений, %, не более 0.2
Уровень собственных шумов при открытом входе, дб, не более -75
Усилитель рассчитан на наушники с сопротивлением катушек от 8 до 100 Ом.
Вместо полевых транзисторов IRF540N можно использовать IRF510N-530N и КП743-КП746 с любым буквенным индексом. Транзисторы рассеивают 1 Ватт мощности и на радиаторы их можно не вешать. Но они греются где то до 70 градусов.
Схема питания
Трансформатор использовал тороидальный, с анодной обмоткой 20-22 В. Обмотка для накала 6,3 В, мощность трансформатора 10 Ватт.
В диодных мостах использовал диоды VD1-VD8 шотки 1N5819. Можно использовать обычные отечественные диоды КД243 или КД213 с любым буквенным индексом, либо диоды других серий, рассчитанных на максимальный выпрямленный ток не менее 500 мА. Такой запас по току требуется только для диодов работающих в цепи накала. Так как при включении холодной лампы, в первый момент ее работы ток через диоды может проходить в несколько раз большей, чем после разогрева.
Стабилитрон VD9 КС524А можно заменить любым другим с напряжением стабилизации 22-24В.
Транзистор в питании лучше повесить на радиатор 20 см 2 , а то он греется сильно.
Схему питания я немного упростил.
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
В схеме пробовал лампы 6н23п и 6н26п. Лампа 6н26п разработана специально на низкое анодное напряжение до 30 Вольт. Мне по звуку больше понравилась 6н23п, она побасистей. Но это мое субъективное мнение. В схеме можно поставить и другие лампы и тут можно экспериментировать (6Н1П, 6Н6П, 6Н5П - более агрессивный звук, 6Н23П, 6Н3П - умеренный и т.д.).
Хочу заметить, что многие лампы с таким низким анодным напряжением могут просто отказаться работать. И тогда потребуется его увеличить до ~ 30 В. При повышении напряжения свыше 20 Вольт полевики нужно будет защитить, включив стабилитрон с напряжением стабилизации 15…18 В, между затвором и истоком выходных транзисторов.
Если вы являетесь счастливым обладателем лампового усилителя , то, скорее всего, при желании послушать любимые композиции единолично, через наушники, вы сталкиваетесь с неудобством, вызванным отсутствием выхода на головные телефоны.
Да и обладателям дорогих или не очень смартфонов и планшетов тоже приходится несладко — эти аппараты чаще всего не в состоянии раскачать качественные высокоомные наушники . Поэтому любимые композиции звучат совсем не так, как на профессиональной аппаратуре.
Конечно, если вы истинный меломан и музыка для вас дороже денег, то вас ни что не остановит от покупки предварительного усилителя за 6000 $, усилителя для наушников за 5000$ и самих наушников за 2000$. И погрузиться в нирвану... Однако, если ситуация с деньгами не такая радужная, или вы любите всё делать своими руками, то, оказывается, можно собрать высококачественный усилитель для наушников всего за... 30$.
А зачем он вам???
А нужен ли вам прецизионный усилитель? Это зависит от ваших музыкальных пристрастий и привычек. Если вы привыкли слушать музыку «на бегу», то есть с портативных устройств на прогулке, пробежке, в тренажерном зале и других подобных местах, то описываемый ниже проект не для вас. Просто постарайтесь подобрать к своему аппарату максимально подходящие по характеристикам и звучанию наушники.
Точно также следует поступить, если вы любите музыкальные стили, где присутствуют сильные искажения сигнала, типа рока, хеви-металла и подобные.
Тем не менее, если вы предпочитаете слушать музыку в тихой уютной обстановке у себя дома или в офисе, и ваши вкусы тяготеют к живой и натуральной музыке типа классической, джазовой, или чистому вокалу, вот тогда вы сможете по достоинству оценить качество звучания и точность связки прецизионный усилитель плюс высококачественные наушники.
Варианты
Допустим, вы решили, что усилитель для наушников вам необходим. Каков следующий шаг? В Интернете можно найти массу проектов с использованием вездесущего LM386 . Микросхема стала популярной благодаря высокой надёжности, низкой стоимости, возможности работать с однополярным питанием и малому количеством внешних элементов. Такие усилители обычно хорошо справляются с недорогими наушниками, но все эти достоинства меркнут, если сравнить уровень шумов и искажений LM386 и хорошо спроектированного усилителя на дискретных элементах или на специализированных микросхемах.
Если у вас найдётся около 30$ и не пугает работа с элементами для поверхностного монтажа (SMD-элементы), то представленный здесь проект именно то, что нужно.
Идеи и схема
При проектировании данной схемы брались в расчёт следующие моменты:
- Усилитель должен работать с относительного высокоомным выходом лампового предусилителя или усилителя электрогитары. Другими словами, входное сопротивление должно быть легкоперестраиваимое для источников с разным выходным импедансом.
- малое количество компонентов. Поэтому были выбраны микросхемы вместо транзисторов.
- небольшие усиление и мощность. Требуется раскачать чувствительные динамические наушники , а не акустическую систему.
- усилитель должен справляться с высокоомными наушниками. Автор использует Sennheiser HD 600 (сопротивление 300 Ом).
- получить максимально низкие шумы и искажения.
Принципиальная схема прецизионного усилителя для наушников представлена на рисунке:
Увеличение по клику
При разработке этой конструкции рассматривались микросхемы таких производителей как National Semiconductor, Texas Instruments и другие. Масса полезной информации была найдена на ресурсах Headwize и форумах DiyAudio.
В результате, выбор пал на прецизионный драйвер для наушников от Texas Instruments TPA6120A2 и операционные усилители AD8610 отAnalog Devices для входного буфера.
Схема получилась относительно простой, с двухполярным питанием. Если вы уверены в отсутствии постоянной составляющей на выходе вашего источника сигнала, то разделительные конденсаторы (С24 и С30) могут быть исключены из тракта с помощью перемычек Н1 и Н2.
Блок питания обеспечивает на выходе напряжения ±12В при нагрузке до 1А. Его схема представлена на рисунке:
Увеличение по клику
Часто в аудиофильских конструкциях стоимость блока питания в несколько раз превышает стоимость самой усилительной части. Здесь получилось немного лучше — стоимость элементов для блока питания составляет примерно 50$ и самые дорогие элементы здесь трансформатор и электролитические конденсаторы. Можно немного сэкономить, если заменить тороидальные трансформатор на обычный Ш-образный, отказаться от светодиодов и предохранителей на выходе блока.
Была опробована версия с отдельными стабилизаторами для каждого канала TPA6120A2 (микросхема имеет отдельные выводы питания для каждого канала). Разницу ни услышать, ни измерить не удалось, что позволило существенно упростить блок питания.
Так как все, используемые в усилителе микросхемы, имеют низкую чувствительность к шумам и помехам по цепям питания, а также высокий уровень подавления синфазных помех, то применение в блоке питания типовых интегральных стабилизаторов оказалось достаточным для получения высоких характеристик.
TPA6120A2
Микросхема TPA6120A2 от Texas Instruments представляет собой высококачественный усилитель для наушников высокой верности. В ней используется архитектура усилителя с дифференциальным входом, несимметричным выходом и обратной связью по току. Именно благодаря в большей мере последней получаются низкие искажения и шум, широкая полоса частот, высокое быстродействие.
Микросхема содержит два независимых канала с отдельными выводами питания. Каждый канал имеет характеристики:
- выходная мощность 80 мВт на нагрузке 600 Ом при питании ± 12В при уровне искажений+шум 0,00014%
- динамический диапазон более 120 дБ
- уровень сигнал/шум 120 дБ
- диапазон напряжения питания: ± 5В до ± 15В
- скорость нарастания выходного напряжения 1300В/мкс
- защиту от короткого замыкания и перегрева
Для сравнения уровень искажения+шум у «народной» микросхемы LM386 составляет 0,2%. Хотя, конечно, высокие параметры ещё не гарантируют качественно звучания. Для получения максимального результата надо учесть рекомендации производителя по выбору внешних элементов и топологии печатной платы. Всё это можно найти в технической документации на данную микросхему.
AD8610
Микросхема AD8610 от Analog Devices представляет собой операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, что даёт низкое напряжение смещения и дрейфа, низкий уровень шумов, малые входные токи. По уровню шума и скорости нарастания выходного напряжения эти операционные усилители отлично гармонируют с TPA6120A2.
Однако, не поленитесь и попробуйте их заменить другими ОУ. По расположению выводов AD8610 совместимы с другими аудиофильскими микросхемами. Тем более, что многие меломаны утверждают, будто слышат разницу в звучании ОУ!
Пассивные компоненты
Не все резисторы одинаковые! И если вам позволяет бюджет, используйте в данной конструкции металлоплёночные резисторы, которые несколько дороже, но имеют ниже шумы и выше стабильность. При желании сэкономить металлоплёночные резисторы следует поставить хотя бы во входных цепях (у AD8610), где чувствительность к шумам самая высокая.
Конденсаторы на пути сигнала С23, С24, С29, С30 лучше поставить плёночные. Конденсаторы по цепям питания микросхем производитель рекомендует керамические.
Основное требование к сигнальным разъёмам — надёжный контакт. В своей конструкции автор использовал обычный «джек» для подключения наушников и позолоченные RCA-разъёмы с тефлоновой изоляцией для подключения сигнального кабеля.
На принципиальной схеме показан вариант усилителя для работы от лампового предварительного усилителя, в котором осуществляется регулировка громкости. Если конструкцию предполагается сделать более гибкой и универсально, то, конечно, на входе желательно предусмотреть свой регулятор громкости. Для достижения максимального качества и чтобы не ухудшить характеристики усилителя здесь следует применить качественный потенциометр.
Бюджетной версией может быть изделия фирмы Alpha или RadioShack стоимостью около $3. За 40$ можно приобрести уже изделие аудиофильского класса от ALPS. Наилучшим решением будет использование галетного аттенюатора от DACT или GoldPoint. Их стоимость составляет примерно 170$. Кстати, на eBay можно найти подобные аттенюаторы китайского производства всего за 30$. Номинал потенциометра может быть в пределах 25-50кОм. Использование шагового аттенюатора кроме удобства регулировки громкости дополнительно гарантирует идентичность регулировки в обоих стереоканалов, что в усилителе для наушников особенно важно.
Конструкция
Все элементы конструкции (кроме силового трансформатора) размещаются на одной печатной плате. Если вы решите использовать внешний блок питания или собрать его по другой схеме, около 70% печатной платы останутся свободными.
Схема расположения элементов представлена на рисунке:
Увеличение по клику
На рисунке представлен чертёж печатной платы со стороны деталей:
Увеличение по клику
На рисунке представлен чертёж нижней стороны печатной платы:
Увеличение по клику
Чертежи печатных плат в народном формате SLayout можно забрать
Главная особенность монтажа: на корпусе с нижней стороны TPA6120A2 есть контактная площадка примерно 3×4мм. Она должна быть припаяна к площадке на печатной плате под микросхемой, которая служит теплоотводом.
Фотография готовой конструкции:
При первом включении следует вынуть два предохранителя на выходе источника питания и убедиться в его работоспособности. Если выходные напряжения в норме, верните предохранители на место. Сам усилитель в наладке не нуждается.
Разместить плату можно в корпусе подходящих размеров, желательно металлическом для экранирования от внешних помех.
Заключение
Субъективно усилитель звучит на одном уровне с профессиональным студийным оборудованием. При сравнении с LM386 эта конструкция показала более ровное, чистое и детальное звучание.
Схема получилась довольно гибкой и легко настраиваемой под различные нужды. Так, например, сам автор собрал два экземпляра усилителя. Один по приведённой схеме для эксплуатации совместно с ламповым предусилителем. Второй экземпляр был рассчитан на работу со смартфоном и гитарным усилителем, потому был дополнен на входе фильтром высокочастотных помех и регулятором громкости. Кроме того, для повышения усиления (смартфон выдавал недостаточный уровень сигнала) были изменены номиналы резисторов R6 и R14 на 2кОм.
Изменяя номиналы этих резисторов, вы можете менять коэффициент усиления в широких пределах.
Вариант печатной платы усилителя от наших «друзей-марсиан», рассчитанный на установку элементов в «стандартных» корпусах (используемых в конструкции микросхем в DIP-корпусах не существует):
Анимированная демонстрация платы во всех ракурсах
Вопрос о преимуществах и недостатках электронных ламп, транзисторов и интегральных микросхем фактически решился в пользу транзисторов и микросхем. При этом цены на мощные полевые транзисторы MOSFET (технология HEXFET фирмы International Rectifier) постоянно снижаются и уже не так "кусаются". Однако электронные лампы в последнее время "возвращаются в моду" и находят широкое применение в конструкциях усилителей звуковых частот.
Как показывает опыт, для прослушивания стереофонических музыкальных программ на стереотелефоны целесообразно использовать отдельный высококачественный усилитель ЗЧ (маломощный). Реализация высоких качественных показателей стереофонических усилителей является задачей весьма трудной и во многом противоречивой. Так, например, повышение выходной мощности УЗЧ приводит к увеличению нелинейных искажений, а чем шире полоса пропускания усилителя, тем больше уровень шумов на его выходе, и т.п.
Достигнуть малого уровня собственных шумов при широкой полосе рабочих частот УЗЧ можно, если входные каскады обоих каналов усилителя выполнить на электронных лампах, питающихся пониженным анодным напряжением, а выходные - на полевых транзисторах с индуцированным каналом. При этом коэффициент нелинейных искажений во всем диапазоне рабочих частот получается минимальным и, как правило, не превышает 0,2%. Применение электронной лампы на входе обеспечивает, к тому же, высокое входное сопротивление усилителя, что позволяет подключить к нему непосредственно даже пьезокерамический звукосниматель. Это обеспечивает также "теплое ламповое звучание", которое часто нравится слушателям.
Лампово-транзисторный усилитель ЗЧ для стереотелефонов с использованием полевых транзисторов и ламп, схема которого приведена на рис.1, предназначен для прослушивания различных программ при совместной работе с проигрывателем компакт-дисков, DVD-плейером, компьютером, магнитофонной приставкой или стереофоническим ЭПУ.
Рис.1. Принципиальная схема гибридного усилителя для наушников
Основные параметры УЗЧ
Усилитель содержит два идентичных двухкаскадных канала. Входные каскады, выполненные на триодах лампы VL1, обеспечивают усиление сигнала. Анодной нагрузкой левого каскада служит резистор R5, правого - R7. Подстроенным резистором R6 выравниваются коэффициенты усиления каскадов. В катодные цепи лампы включены резисторы R4 и R8, обеспечивающие отрицательную обратную связь и малые нелинейные искажения усилителя в целом. Нить накала лампы питается постоянным током напряжением 6,3 В от выпрямителя. Такое питание позволяет избавиться от сетевого фона.
Второй каскад каждого канала представляет собой истоковый повторитель. Гальваническая связь между каскадами обеспечивает высокую стабильность фазовых характеристик усилителя. Конденсаторы С5 и С6 - разделительные между усилителем и наушниками.
Уровень громкости в каналах усилителя регулируют сдвоенным переменным резистором R1. При желании этот резистор можно заменить двумя отдельными. В этом случае появляется возможность регулировки баланса между каналами. Питание усилителя (кроме накала лампы VL1) осуществляется от источника постоянного тока напряжением 20 В. Потребляемый ток не превышает 80 мА. Отличительной особенностью усилителя является низкое анодное напряжение лампы (всего 20 В). Таким образом, один из главных недостатков ламповой схемотехники - высокие напряжения - в данной схеме отсутствует.
Если усилитель изготавливается в виде автономной конструкции, его блок питания можно собрать по схеме, приведенной на рис.2. Особенностью стабилизатора напряжения анодной цепи является использование полевого транзистора с изолированным затвором (VT1) в качестве регулирующего элемента и наличие системы плавного увеличения напряжения при включении питания. Наличие такой системы продлевает срок службы лампы, т.к. обеспечивает "мягкий" режим включения: анодное напряжение подается через 20 с после включения усилителя на уже прогретую лампу.
Рис.2. Принципиальная схема блока питания гибридного усилителя для наушников
Усилитель можно разместить на печатной плате либо выполнить навесным монтажом. При монтаже следует экранировать входные цепи, а экранные оплетки входных кабелей соединять в одной точке с резисторами R3, R4, R8, R9 и выводом 5 лампы VL1 (рис.1).
Транзисторы работают без радиаторов, поскольку на них рассеивается всего около 1 Вт мощности, и температура корпуса составляет около 70°С. Лампу 6Н23П можно попробовать заменить лампой 6Н3П, но в этом случае, возможно, потребуется увеличить напряжение питания до 25...30 В. При замене также следует учитывать, что некоторые экземпляры 6НЗП оказываются вовсе неработоспособными при низком напряжении питания. Кроме того, лампа 6Н3П имеет другое расположение выводов. При повышении напряжения питания свыше 20 В необходимо применять меры по защите транзисторов. Для этого между затвором и истоком включается стабилитрон с напряжением стабилизации 15...18 В, например, КС215, 55С18. Вместо транзисторов IRF540N можно использовать IRF510N-IRF530N и их аналоги, КП743-КП746 с любым буквенным индексом, производства НПО "Интеграл" (г.Минск). С полевыми транзисторами IRF510N, IRF520N или IRF530N полоса усиливаемых частот расширяется пропорционально уменьшению "подзатворной" (входной) емкости транзисторов и для IRF530N составляет уже 100 кГц, а для IRF510N - 130 кГц. Следует отметить, что транзисторы с индексом "N" имеют в 1,5...2 раза меньшее значение "подзатворной" емкости, чем транзисторы без индекса, и стоят на 30-50% дешевле. Поэтому рекомендуется использовать именно их, в противном случае произойдет ухудшение частотных свойств усилителя. Конденсаторы С1, С2 и С4 - типа К73-17, К73-9 или аналогичные импортные. Применять конденсаторы типов KM, К10-17 не следует, т.к. они часто "шумят". Если на выходе источника сигнала присутствуют разделительные конденсаторы, то тогда С1 и С2 можно вообще исключить из схемы. Конденсаторы С3, С5 и С6 лучше использовать фирмы Jamicon или Rubycon. От конденсаторов китайских фирм следует отказаться ввиду их низкой надежности и плохих параметров. Не следует также применять высокотемпературные конденсаторы. Подстроечный резистор R6 - типа СП3-38, но можно использовать СП3-19 и др. Сдвоенный переменный резистор R1 - СП3-33, СП3-4 или аналогичный импортный, желательно группы "В". Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 и МЛТ-1. Разъем XS1 - СГ-5, a XS2 - любой, подходящий под штекер наушников. Стереонаушники могут иметь сопротивление звуковой катушки по постоянному току от 8 до 100 Ом.
В блоке питания следует обратить особое внимание на диоды выпрямителя, питающего цепь накала лампы (VD5...VD8), поскольку при включении питания нить накала лампы холодная, ее сопротивление в начальный момент в 3...6 раз меньше, чем в разогретом состоянии, и ток через диоды выпрямителя может достигать 1,5 А. Поэтому импортные диоды серий 1N4001 -1N4007 применять в выпрямителе накала не следует, так как они не выдерживают скачка тока при включении. Лучше использовать отечественные КД243 или КД213 с любыми буквенными индексами, либо диоды других серий, рассчитанные на максимальный выпрямленный ток не менее 500 мА. Можно использовать импортные диодные мосты, рассчитанные на ток не менее 1 А. Диоды VD1...VD4 можно заменить практически любыми выпрямительными диодами, рассчитанными на ток не менее 0,1 А. Стабилитрон VD9 КС524А можно заменить импортным BZX84C24, 1N970A, 1N4116, 1N3029 либо другим с напряжением стабилизации 22...24 В. Конденсатор С1, устраняющий проникающие из сети помехи, может быть типов К73-17, К78-1 на номинальное напряжение не ниже 400 В. Электролитические конденсаторы - типа К50-35, или аналогичные импортные. Транзистор в блоке питания (IRF540) можно заменить на IRF530, КП745, КП746. Его желательно установить на радиатор площадью около 20 см2. Трансформатор питания Т1 можно использовать готовый, мощностью около 10 Вт. Обмотка II должна быть рассчитана на напряжение около 22...27 В при токе 0,15 А, обмотка III - на напряжение 6...6,5 В при токе не менее 0,4 А. Конструкция блока питания - произвольная.
Налаживание усилителя, собранного из заведомо исправных деталей, несложно. Включив питание и прогрев лампу в течение 3...5 минут, на входы усилителя подают от звукового генератора сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой около 0,1 В. Подстроечным резистором R6 добиваются равенства амплитуд сигналов на выходах усилителя. Контроль амплитуды напряжения осуществляют с помощью вольтметра или осциллографа. Если выходная мощность усилителя окажется выше требуемой, можно увеличить сопротивления резисторов R10 и R11. Однако заменять их резисторами сопротивлением более 510 Ом нецелесообразно. Если возникают искажения сигнала, то можно попробовать подобрать катодные сопротивления автоматического смещения R4 и R8. Следует заметить, что если лампа с момента производства еще не использовалась, то ее следует заранее прогреть в течение получаса, а только потом приступать к настройке усилителя.
М. ШУШНОВ, г.Новосибирск
Журнал "Радиомир", ноябрь 2006
Всем ценителям лампового звука выношу на суд свою конструкцию лампово полупроводникового усилителя. Источником для творчества послужили залежи германиевых транзисторов, пролежавших в коробке и успешно позабытыми хороший десяток лет.
Наверное немногим известен тот факт,что именно германий дает звучание максимально приближенное к ламповому. Вся советская техника до появления кремниевых полупроводников строилась либо на лампах либо на германиевых транзисторах. При всех своих минусах германий имеет очевидные плюсы перед кремнием.
Германий или кремний?
Прилагаю в доказательство таблицу физических свойств германия и кремния.
Из таблицы видно, что подвижность электронов и дырок, продолжительность жизни электронов, а также длина свободного пробега электронов и дырок значительно выше у германия, а ширина запрещенной зоны ниже, чем у кремния. Известно также, что падение напряжения на переходе р-n составляет 0,1 - 0,3 В, а на n-р - 0,6 - 0,7 В, из чего можно сделать вывод, что германий является гораздо лучшим проводником, чем кремний, а следовательно и каскад усиления на транзисторе p-n-p имеет значительно меньшие потери звуковой энергий, чем аналогичный на n-p-n. Возникает вопрос: почему же выпуск германиевых полупроводников был прекращен?
Прежде всего потому что по некоторым критериям Si намного предпочтительнее, поскольку може тработать при температуре до 150 градусов Цельсия, а Ge - 85. Да и частотные свойства у него гораздо лучше. Вторая причина - чисто экономическая. Запасы кремния на планете практически безграничны, в то время как германий - довольно редкий элемент, технология получения и очистки которого значительно дороже.
Принципиальняа схема усилителя
Изначально мною был построен усилитель НЧ на мощных транзисторах П210в, качеством и звучанием которого я остался очень доволен. Через некоторое время я решил соединить лампы и транзисторы. Идея не нова и изрядно потертая. Много конструкций было найдено на просторах интернета, но из всего множества схем была найдена только одна схема лампы плюс германий, да и то как мне показалось неоправданно-мудреная.
Я решил подойти иначе к постройке задуманного усилителя взяв за основу классическую двухтактную схему, на основе которой строились все усилители со времен появления транзисторов и схему ремейк, лампа плюс полевой транзистор. Как видно из схемы ламповая часть с транзистором осталась без изменений.
Эта схема предлагается многим радиолюбителями как ламповый усилитель для наушников . В последствии оказалось очень удобно иметь ламповый усилитель НЧ для наушников и на акустику - построенный на транзисторах. Схема в особом описании не нуждается, при правильной сборке все начинает работать сразу.
Для удобства мною была поставлена кнопка на две пары контактов для отключения транзисторной части от ламповой, что в свою очередь избавило от необходимости отключать колонки от усилителя при использовании наушников. Но при желании можно одновременно слушать и ухи и колонки - кому как нравится.
Наладка и подбор транзисторов
Несколько слов о настройке транзисторной части. Необходимо установить половину напряжения питания относительно выхода. Устанавливается подстроечным резистором,который желательно применить многооборотистый. Возможно придется подобрать резисторы в базах выходных транзисторов в пределах 150-300 ом. Эта величина зависит от буквы в серии транзистора. Вот пожалуй и вся настройка.
При данном комплекте транзисторов и источнике питания 22В, на выходе имеем около трех ватт. Конечно мощность небольшая, но этого достаточно чтобы с комфортом насладиться звучанием германиевой схемы вкупе с лампой. Можно было конечно использовать транзисторы П217 что дало бы 10 ватт мощности или же ГТ705 или ГТ806, соответственно заменив остальные транзисторы на противоположную проводимость. В таком случае пришлось бы делать два независимых источника питания.
Так как транзисторы эти прямой проводимости то в данном включении с лампой схема работать отказывается. Немного поразмыслив пришлось пожертвовать выходной мощностью но зато избавил себя от перспективы разбирать трансформатор и мотать еще одну обмотку, по причине отсутствия подходящих трансформаторов с двумя вторичными обмотками.
Если все же кому то захочется что то по мощнее то вполне допустимо поставить две пары выходных транзисторов ГТ404. Желательно чтоб все транзисторы в схеме имели один буквенный индекс, что в свою очередь существенно упростит установку тока покоя да и вообще избавит от нежелательного перегрева выходных транзиторов.Для справки - транзистор ГТ404 имеет максимальную рассеиваемую мощность на коллекторе 0.6 Вт но хорошо отдает около 1.2 Вт при 22В.
Хотелось бы отметить еще один момент, кто то возможно захочет умощнить схему применив в выходе кремниевые транзисторы, например КТ805 или другие. Сразу оговорюсь, да, применить можно но тогда теряется вся окраска звука германиевой схемы и кроме того у вас появятся искажения типа ступенька. Кремневые транзисторы в такой схеме грешат этим недостатком, и убрать эту ступеньку не усложнив схему невозможно. Потребуется делать цепочку смещения на базы выходных транзисторов и усложнять обратную связь.
Германий же имеет преимущество в виду отсутствия искажений типа ступенька в данной схеме включения. Усилитель работает в классе АБ. Ну вот вроде самое основное по схеме сказано.
Блок питания усилителя
Теперь перейдем к блоку питания нашего гибридного лампово-транзисторного усилителя для наушников и колонок. В качестве трансформатора можно использовать любой мощность 15-20ватт. Мною был применен ТС-20, извлеченный откуда-то на работе, не помню откуда. Все обмотки в нем уже имелись и по толку подходили что существенно упростило изготовления блока питания для УНЧ.
Для тех кто пожелает не использовать часть усилителя для наушников исключив транзистор irf630, необходимость в транзисторном стабилизаторе отпадает, поскольку сама схема оконечного усилителя не критична к хорошо отфильтрованному и стабилизированному источнику питания и работает от простейшего выпрямителя с одной емкостью в 4700 мкФ. Фон переменного тока полностью отсутствует.
Сама же схема стабилизатора необходима для варианта с полевиком, поскольку схема линейная работающая в классе А и потребляет около 2 ампер, то ей необходима хорошая фильтрация дабы устранить фон переменного напряжения. Накал лампы тоже нужно питать постоянкой с делителем на резисторах, что изображен на схеме.
Применив все выше указанное вы избавите себя от проблемы фона переменного тока в наушниках. Есть схемы источника питания на LM317 или же на регулируемых кренках наподобие КР142ЕН8. Плюс ко всему в таких схемах используются цепочки R-C фильтров. Резисторы очень сильно греются. И еще мною было обнаружено что при использовании выпрямителя на указанных выше микросхемах, при отсутствии сигнала в наушниках наблюдается довольно сильное шипение.
Это шипение так для меня и осталось загадкой. По этому и была взята сама обычная схема на двух транзисторах. Марку стабилитронов не указал по причине того что придется подобрать три или два штуки таким образом чтоб на выходе получилось 22-27 вольт. Больше указанной величины подымать не стоит, а то спалите германиевые транзисторы (ГТшки).
Проблему щелчков в наушниках при включении решил просто запараллелив стабилитроны емкостью в 2200 микрофарад. секрет в том что при включении напряжение на выходе блока питания появляется постепенно, в течении 20 секунд возрастает до нормального рабочего. И второй плюс - конденсатор включенный таким образом очень хорошо сглаживает пульсации на выходе блока питания(БП).
Корпус для лампового усилителя
Теперь несколько слов о корпусе. Не мудря и не изобретая нового велосипеда взял обыкновенный корпус от компьютерного CD-ROMа, последний и был выдран мною со списанного хлама на той же работе. Как видно из фотографий трансформатор находится под круглой частью корпуса (консервная банка от горошка), что само по себе является хорошим экраном.
На радиаторы закреплены выходные транзисторы через слюдяные прокладки, намазанные термопастой. Транзисторы крепятся посредством двух алюминиевых квадратных планок с дыркой по середине, куда и воткнуты с натяжением. В качестве украшательства были применены прослойки из оргстекла, выточенные вручную и подсвечены светодиодами.
В гнезда радиоламп были воткнуты трехцветные светодиоды, плавно меняющие цвет. В конечном итоге получилась вот такя конструкция что очень симпатично светится и радует хорошим теплым звуком. Мною было собрано множество конструкций на германии и можно сказать с уверенностью что несмотря на свои недостатки в виде очень низкой рабочей частоты менее 1 МГц и максимальной полосой пропускания не выше 18КГц в унч, что ни один кремнивый, будь то транзисторный или микросхемный, с супер параметрами, усилитель не звучит так как германивый усилитель.
При наличии необходимых компонентов все в ваших руках, данная конструкция предложена как мотивация к творческой деятельности и для тех кто хочет собрать нечто подобное.
Не все звуковые платы могут обеспечить громкое и качественное звучание, и тогда вам на помощь придет усилитель для наушников. Причиной сборки усилителя для наушников может быть недостаточная громкость (основная причина), или некачественное звучание (большие искажения в звуке/музыке). Чтобы повысить громкость и качество звука, достаточно просто последовательно со звуковой платой подключить дополнительный выходной каскад который мы видим на схеме ниже:
Коэффициент гармоник при линейной АЧХ от 20 Герц до 20 кГерц такого усилителя составляет всего 0,1 % и применить такой усилитель можно не только для звуковой платы компьютера, но и для маломощных приборов, таких как радио, мобильный телефон, мп3 плейеры, ноут и нетбуки.
Давайте пройдемся теперь по схеме. В таком 2-ух каскадном УНЧ применены транзисторы с меньшим уровнем собственных шумов, что влияет на качество работы усилителя. Транзисторы можно применить любые, главное чтобы п-н-п или н-п-н переходы совпадали и мощности транзисторов были одинаковы и транзистор Т2 нужно установить на радиатор площадью 5-8 см2, потому что в состоянии покоя проходит ток 120 мА и будет нагревать транзистор Т2, что может привести к перегреву или вовсе сгореть. (например, Т1 можно поставить КТ361, КТ3107, а Т2 ставим КТ805, КТ815). В качестве радиатора прикрутите любую алюминиевую или медну пластину, чтобы был хороший теплоотвод. Для более мощных усилителей можно применить кулер, который будет охлаждать радиатор. Цепь обратной связи состоит из элементов R6, R7, С5. Транзистор Т2 работает в режиме класса А. Резисторы R1 и R2 должны быть не менее2 ват, остальные резисторы по 0,25 ват.
Теперь рассмотрим источник питания для питания усилителя. Если вы собираетесь питать от сети, то вам обязательно нужно будет собрать питающий блок питания (источник питания). Трансформатор любой небольшой током вторички не менее 250 мА и напряжением вторички 16-24 вольт. Далее собираем выпрямитель напряжения, который можно собрать из 4 любых диодов, которые рассчитаны на токи не менее 250 мА и напряжение 25 вольт (но всегда лучше брать с запасом?). А можно приобрести готовый диодный мост на радио рынке. Далее после диодного моста собираем стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения нужен для того, чтобы при басах звук в наушниках не проседал, т.е. чтобы напряжение не скакало и при этом звук не искажался. Транзисторы установить любые средней мощности, например: КТ805, Кт817, КТ815, КТ803. Транзистор обязательно крепим на радиатор. Далее, конденсаторы С4, С5, С6 служат в качестве фильтра, которые убирают шумы. Резисторы R4 и R5 играют роль ограничения тока на базу транзистора, тем самым установив определенный коэффициент усиления. К базе транзистора мы видим стабилитроны. Если нам нужно напряжение 15 вольт на выходе, то ставим стабилитрон на 15 вольт, если на 20 вольт, то ставим на 20 вольт, но в данном случае на 15 вольт. Мы видим 2-а стабилитрона марки Д814А, которые соединены последовательно и каждый из которых рассчитан на напряжение 7,5 вольт (т.е. в сумме мы получаем 15 вольт (7,5+7,5=15)). Еще обратите внимание, что напряжение, подаваемое на стабилитроны должно превышать на 1-1,5 вольта для нормальной их работы. Схема БП ниже:
Если вы хотите еще большего качества звучания, то советую собрать вам еще одну небольшую самую простую схемку, которая называется регулятор тембра. Регулятор тембра поможет вам корректировать музыку/звук при прослушке (например, можно прибавить больше басов или наоборот вообще убрать их и так можно делать с любой частотой). Глубина регулирования частот такой схемки составляет 20 Децибел. В данную схему внесен дополнительный каскад на транзисторе (транзисторы КТ315, КТ342), который компенсирует потери напряжения для нормальной работы усилителя. Питать эту схему будет от стабилизатора, которым питаем усилитель. Просто нужно параллельно питающим проводам усилителя подключить питающие провода нашей схемки. Резисторы по 47 кОм, если для стерео, то сдвоенные. На выход нужно будет установить добавочное сопротивление, так как выход очень чувствительный и мы должны погасить эту чувствительность. Резистор подбираем в пределах 10…150 кОм до наиболее качественного звучания. Принципиальная схема темброблока:
Теперь подключаем в звуковой плате темброрегулятор, после темброрегулятора подключаем усилитель и с усилителя идем на наушники)) Усилитель не требует ни какого налаживания – все работает сразу! И самое главное, провод который идет со звуковой платы на усилитель/темброрегулятор, этот провод должен быть экранирован чтобы уменьшить фоновый звук. Экранировка представляет собой провод, который окружен металлической сеткой. Плюсовой провод пускаем внутрь, а минусом экранируем плюс, т.е. минут припаеваем к сетке этой.
