Схема УНЧ Д-класса
Теперь, когда мы знаем, как работает усилитель звука класса D, давайте попробуем его собрать своими руками. Вот схема принципиальная такого усилителя с ШИМ.
Транзисторы предлагаем использовать IRF540N или IRFB41N15D. Эти полевые транзисторы имеют низкий заряд затвора для быстрого переключения и низкое значение RDS(on) (сопротивление перехода) для снижения энергопотребления. Вы также должны убедиться, что транзистор имеет достаточно высокое значение Vdc (напряжение сток-исток). Можно использовать и IRF640N, но RDS существенно выше, что приведёт к меньшей эффективности.
Выше приведена таблица со сравнением основных параметров этих трех транзисторов:
Для монтажа платы можно использовать SMD компоненты, попробовать применить микросхему IR2011S вместо IR2110. Возможно УНЧ и не заработает с первой попытки, но когда вы услышите четкий и мощный звук, исходящий из колонок — поймёте что схема того стоит.
Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА D
|
|
||
|
|
Как протекает ток по схеме
В начальный момент времени, при подключении питания, электролитический конденсатор С3 заряжается, и начинят питать коллектор и эмиттер транзистора VT1. А также ток проходит через делитель напряжения.
Делитель напряжения R1, R2 смещает базу VT1. Начинает течь ток смещения база-эмиттер (Б-Э), тем самым устанавливается рабочая точка УНЧ.
Когда входной сигнал поступает на клемму Х1, он проходит С1 и через делитель поступает на базу VT1 и частично уходит через эмиттер.
Входной сигнал притягивается коллектором VT1 и тем самым усиливается.
Та часть переменного сигнала, которая перешла на эмиттер транзистора, усиливается эмиттерными током. Он свободно проходит через С2, который в паре с R3 стабилизирует режим работы усилителя от перегрева и искажений.
В итоге входной сигнал усиленный коллекторно-эмиттерным (К-Э) током VT1 поступает на выход, то есть на динамическую головку BF1.
Частотные характеристики
Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах – музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.
Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин – практически прямая линия. Если на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.
Магнитный усилитель
Основная статья: Магнитный усилитель
Магнитный усилитель — это статический аппарат, предназначенный для управления величиной переменного тока посредством слабого постоянного тока. Применяется в схемах автоматического регулирования электродвигателей переменного тока. Основное назначение — управление силовым электроприводом (распространены в строительной технике), также применялись в бытовых стабилизаторах переменного тока, в регуляторах освещения киноконцертных залов, в двоичной ЭВМ ЛЭМ-1 Л. И. Гутенмахера и в троичных ЭВМ «Сетунь (компьютер)» и «Сетунь-70» Н. П. Брусенцов а также в цепях управления тепловоза.
По-прежнему магнитные усилители используются в системах, измеряющих постоянные токи от тензодатчиков. Гибридные схемы, сочетающие в себе миниатюрный магнитный усилитель с полупроводниковым, легко решают проблему дрейфа нуля и обладают высокой точностью.
Принцип работы
Из самого обозначения класса АВ нетрудно сделать вывод, что данный режим является гибридом класса А и класса В. Как работают усилители класса А, мы уже разобрались, а с классом В ознакомиться не успели, поэтому начнем с него. И для начала вспомним логику, которой руководствовался создатель усилителя класса А. Для того, чтобы получить возможность воспроизводить и положительную, и отрицательную полуволну с помощью одного активного элемента, он применил смещение средней точки (тока покоя) в середину рабочей зоны лампы.
Создатели усилителей класса В рассуждали по-другому: «Если одна лампа или один транзистор с нулевым смещением способен воспроизвести только одну полуволну сигнала, почему бы не добавить в схему еще один активный элемент, разместив его зеркально, чтобы воспроизводить другую полуволну?».
Это вполне логично, ведь при таком раскладе оба транзистора работают с нулевым смещением. Пока на входе усилителя присутствует положительная полуволна — работает один транзистор, а когда приходит время воспроизводить отрицательную полуволну, первый транзистор полностью закрывается и вместо него в работу включается второй. В английском варианте этот принцип действия получил название push-pull или, говоря по-русски, «тяни-толкай», что в общем-то очень хорошо описывает происходящее.
Если сравнивать класс В с классом А, наиболее очевидным преимуществом является то, что в классе В на каждую волну приходится полный рабочий диапазон транзистора (или лампы), в то время как в классе А обе полуволны воспроизводятся одним активным элементом. Это значит, что усилитель класса В будет вдвое мощнее усилителя класса А, собранного на таких же транзисторах.
Второй, чуть менее очевидный, но очень важный плюс класса В — нулевые токи смещения. Когда сигнал на входе равен нулю, ток, протекающий через транзисторы, тоже равен нулю, а это значит, что напрасного расхода энергии не происходит, и энергоэффективность схемы получается в разы выше, чем в классе А.
Однако из этого же факта вытекает и главный недостаток усилителя класса В. Момент включения транзистора в работу после полностью закрытого состояния сопровождается небольшой задержкой, поэтому при прохождении звуковым сигналом нулевой точки, когда один транзистор уже закрылся, второй транзистор не успевает мгновенно подхватить эстафету, и в этой самой переходной точке возникают небольшие временные задержки.
На практике это выражается в особенной нелюбви усилителя к тихой музыке, а также в плохой передаче микродинамики. И хотя история знает успешные реализации класса В, например — легендарный Quad 405, проблемы данного режима работы никуда не делись. Тот же 405-й не только радовал энергичным и мускулистым звучанием, но также имел явную склонность рисовать звуковую картину крупными мазками, масштабно, не размениваясь на мелочи.
Для того, чтобы сохранить все плюсы класса В и решить проблему переходных процессов, инженеры пошли на хитрость. Они включили оба транзистора со смещением, как это делается в классе А, но величина смещения при этом была выбрана существенно меньшая: так, чтобы покрыть лишь те моменты, когда транзистор близок к закрытию, выводя тем самым переходные процессы из рабочей зоны.
Это позволило усилителю класса АВ незаметно преодолевать нулевую точку, а также дало еще один крайне полезный эффект. При малой амплитуде сигнала, укладывающейся в пределы смещения тока покоя, подобный усилитель работает в классе А и, только когда амплитуда выходит за пределы выбранной производителем величины смещения, он переходит в режим АВ.
Работа в промежуточных классах
У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений – не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.
Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше – до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется – характерный металлический звук.
Особенности
Одной из практических проблем усилителей класса В и АВ является подбор пар транзисторов, работающих в одном канале усиления. Располагаясь в схеме зеркально, два транзистора должны быть полностью идентичны друг другу. В противном случае, сигналы положительной и отрицательной полуволн будут воспроизводиться не симметрично, и это существенно повысит общий уровень искажений.
В реальной жизни абсолютная идентичность — понятие абстрактное, скорее имеет смысл рассуждать о степени похожести или, говоря техническим языком, о пределах допустимых отклонений транзисторов от заданных характеристик. Чем более похожи два транзистора друг на друга, тем меньше уровень искажений, и тем больше их совместная работа приближается к тому, что мы имеем в классе А, когда обе полуволны воспроизводит один транзистор.
Понимая, что даже при самом строгом отборе по параметрам отличия между двумя транзисторами в паре все же будут иметь место (пусть и в предельно малых значениях), мы вынуждены признать, что при прочих равных условиях один такой же транзистор работающий в классе А будет звучать чуть чище и чуть лучше, чем пара в классе АВ.
Совсем иная ситуация вырисовывается, когда речь заходит о работе на большой амплитуде сигнала и на нагрузке требующей высокой мощности. Имея высокий КПД класс АВ нуждается в менее мощном и громоздком блоке питания, нежели усилитель класса А, и тут уже поклонники однотактников вынуждены признать абсолютное и безоговорочное превосходство класса АВ.
Более того, разработчики имеют возможность гораздо свободнее экспериментировать с блоками питания, управляя характером и динамикой звучания путем подбора рабочих характеристик трансформатора и конденсаторов. Например, можно установить трансформатор с многократным запасом мощности, чтобы на пиках сигнала он не выходил из оптимального режима работы, или использовать улучшенные конденсаторы, способные мгновенно отдавать высокий ток.
Еще одна тонкость: работая в классе А, транзисторы выделяют большое количество тепла, что может негативно сказываться на качестве их работы, особенно при увеличении нагрузки. В классе АВ транзисторы греются в меньшей степени, вследствие чего они быстро приходят в рабочий режим и менее подвержены риску перегрева, снижающего качество звучания при работе усилителя на высокой громкости.
Звук
Усилитель выдает очень свободное красивое звучание с превосходной детализацией, богатыми тембрами и длинными естественными послезвучиями живых инструментов. Сцена выстраивается максимально точно и масштабно, с достоверной передачей пропорций и местоположения виртуальных источников звука в пространстве. Все вполне соответствует представлениям о том, как должен играть хороший усилитель категории High End. Никакой синтетики, жесткости или «дискретности», которую в звучании класса D обнаруживают некоторые адепты старой школы, не наблюдается. Напротив, Marantz PM-KI RUBY успешно сочетает лучшие объективные характеристики с фирменной утонченной и легкой подачей музыкального материала.
Это типично «марантцовское» звучание проявляется, в первую очередь, в излишней интеллигентности при воспроизведении металла и тяжелого рока. В то же время классика любых составов, джаз и вокал звучат очень живо и натурально. Весьма похожий, возможно, даже чуть более красивый и приторный характер звучания проявляли усилители Marantz прошлых лет, работающие в классе АВ, что позволяет сделать вывод о нейтральном характере звучания усилителей мощности класса D.
Подключение к усилителю Marantz PM-KI RUBY акустики разной мощности, с разной чувствительностью и разным импедансом дало вполне ожидаемый результат: отсутствие какой либо выраженной реакции на изменение этих параметров. С любой стереопарой усилитель справлялся одинаково уверенно.
Даже на самой сложной нагрузке и на высокой громкости на удивление стабильно воспроизводились нижние ноты контрабаса — они звучали абсолютно четко, без гула, с натуральной передачей ощущения вибрирующей струны и откликающейся на эту вибрацию деки инструмента. Одним словом, все происходило ровно так, как и должно происходить с усилителем, имеющим заявленное сочетание мощности и коэффициента демпфирования.
Классы работы усилителей
Посмотрите на диаграмму ниже. Кривая вольт-амперной характеристики лампы взята из предыдущего графика, а красной
точкой обозначено установленное напряжение смещения, грубо говоря, посередине кривой.
Если теперь мы наложим сигнал на напряжение сетки (In), анодный ток начнет изменяться увеличиваясь и уменьшаясь в
соответствии с изменением напряжения сетки, формируя график выходного сигнала (Out).
Как и предполагалось в названии — это класс А. Основное преимущество класса А в том что лампа выдает выходной
ток все время, т.е. постоянно
Обратите внимание, что выходной ток (на графике «Out») никогда не
опускается до нуля
Некоторые выходные каскады усилителей выполнены в классе А (такие как VOX AC-30), и все каскады предварительного
усиления тоже в классе А.
Ладно, с Классом А разобрались, а что есть класс B? На графике справа мы установили точку смещения в месте, когда
лампа практически перестает работать, т.е. проводить ток.
Обратите внимание, что входной сигнал теперь имеет гораздо более высокую амплитуду для того, чтобы заставить лампу
работать. При этом лампа формирует выходной ток представляющий из себя только одну половину формы выходного
сигнала
Чтобы как-то заставить работать подобное решение, нам придется применить пуш-пульный (push-pull – «тяни-толкай»
прим. перев.) выходной каскад, который состоит из двух ламп (или двух наборов ламп) для того, чтобы каждая сторона
усиливала свою половину полуволны сигнала. В то время как первая выходная лампа дает выходной ток как показано
справа, вторая лампа заполняет пропуски в работе первой.
На данном этапе вы уже наверное догадались что представляет собой класс АВ — это где-то посередине между А и
В. А где именно — зависит от вашего воображения!
В нашем графике, изображающем работу ламп в классе АВ, малое количество тока смещения проходит через лампу.
Для выходных ламп в обычном, стандартном гитарном усилителе класса АВ, его количество колеблется в пределах 30-40
миллиампер, с пиками приблизительно в районе 250-300 миллиампер.
В пуш-пульном выходном каскаде присутствует небольшой взаимный перехлест, поскольку каждая лампа помогает соседке во
время короткого перехода или в переходный период.
Многие большие гитарные усилители работают в классе АВ, и ниже мы рассмотрим почему.
Критерии выбора
Перед приобретением аппаратуры специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие моменты, чтобы не допустить ошибки при выборе. 1
Подобрать оптимальный тип усилительного элемента в зависимости от планируемого использования
1. Подобрать оптимальный тип усилительного элемента в зависимости от планируемого использования.
2. Определиться с количеством каналов по числу динамиков, их должно быть больше или равно. Такое правило особенно актуально для геймеров и киноманов, чтобы получить объёмный звук.
3. Найти девайс под имеемую акустическую систему. При этом учитывать следующее:
- самые лучшие показатели достигаются при работе на 70% возможностей при соотношении мощности усилителя к акустике 1,6:1,0, т.е. при «силке» в 1,6 кВт аудиосистема должна тянуть 1,0 кВт;
- реальная сила девайса определяется номинальной, а не максимальной мощностью, которую чаще указывают производители;
- снижение чувствительности акустики на 3 дБ требует усиления мощности девайса в два раза, т.е. для увеличения громкости с 57 до 60 дБ усилитель в 1 кВт надо увеличить до 2 кВт.
4. Коэффициент искажений должен быть в пределах:
- в диапазоне 40 Гц – 12,5 кГц гармонических деформаций – меньше 1%;
- в диапазоне 250 Гц – 8 кГц интермодуляционных искажений – не больше 3%.
5. Диапазон рабочих частот в пределах 20 Гц – 20 кГц. Чем он шире при выдаче прямой амплитудно-частотной характеристике, тем аппарат качественней. В случае падений на графике АЧХ такие участки звукового диапазона окажутся недоработанными.
6. Чёткость звучания определяется соотношением полезного сигнала к шумам, измеренным на полной громкости. Рекомендуется выбирать модели с параметром 90/100 дБ.
7. Учитывать размеры помещения, где будет работать система:
- на комнату до 15 кв. м достаточно 3-4 Вт/м2 на канал;
- на зал больше 25 кв. м требуется 5-7 Вт/м2.
8
Обращать внимание на наличие клемм с резьбовыми зажимами для коннекта к акустике, которые более надёжные по сравнению с пружинными защёлками
9. На поиске ТОП-овых новинок лучше не зацикливаться, потому что аппаратуру с двух-трёхлетней историей можно купить гораздо дешевле, а её качество почти ничем не отличается.
Где купить
Популярные модели продаются в специализированных торговых точках аудио или цифровой техники. Предлагаемую продукцию ведущих фирм и производителей там можно услышать в реальном звучании, ведь с тестированием аппаратуры в «полевых условиях» не сравнятся никакие обзоры. При этом менеджеры посоветуют, как выбрать, какой фирмы модель лучше купить, сколько стоит. Там же представлены красочные буклеты с описаниями, характеристиками и фото.
Предложения на интегральные усилители в Москве:
- ламповые – от 46 000 руб. (Line Magnetic LM-218 mini IA) до 3 835 000 руб. (Unison Research Absolute 845);
- транзисторные – от 2 490 руб. (Behringer MA4008) до 3 517 090 руб. (Constellation Audio Perfomance Argo);
- гибридные – от 7 250 руб. (TOP A3255) до 1 315 310 руб. (PATHOS InPol Heritage).
Принцип работы
Из самого обозначения класса АВ нетрудно сделать вывод, что данный режим является гибридом класса А и класса В. Как работают усилители класса А, мы уже разобрались, а с классом В ознакомиться не успели, поэтому начнем с него. И для начала вспомним логику, которой руководствовался создатель усилителя класса А. Для того, чтобы получить возможность воспроизводить и положительную, и отрицательную полуволну с помощью одного активного элемента, он применил смещение средней точки (тока покоя) в середину рабочей зоны лампы.
Создатели усилителей класса В рассуждали по-другому: «Если одна лампа или один транзистор с нулевым смещением способен воспроизвести только одну полуволну сигнала, почему бы не добавить в схему еще один активный элемент, разместив его зеркально, чтобы воспроизводить другую полуволну?».
Это вполне логично, ведь при таком раскладе оба транзистора работают с нулевым смещением. Пока на входе усилителя присутствует положительная полуволна — работает один транзистор, а когда приходит время воспроизводить отрицательную полуволну, первый транзистор полностью закрывается и вместо него в работу включается второй. В английском варианте этот принцип действия получил название push-pull или, говоря по-русски, «тяни-толкай», что в общем-то очень хорошо описывает происходящее.
Если сравнивать класс В с классом А, наиболее очевидным преимуществом является то, что в классе В на каждую волну приходится полный рабочий диапазон транзистора (или лампы), в то время как в классе А обе полуволны воспроизводятся одним активным элементом. Это значит, что усилитель класса В будет вдвое мощнее усилителя класса А, собранного на таких же транзисторах.
Второй, чуть менее очевидный, но очень важный плюс класса В — нулевые токи смещения. Когда сигнал на входе равен нулю, ток, протекающий через транзисторы, тоже равен нулю, а это значит, что напрасного расхода энергии не происходит, и энергоэффективность схемы получается в разы выше, чем в классе А.
Однако из этого же факта вытекает и главный недостаток усилителя класса В. Момент включения транзистора в работу после полностью закрытого состояния сопровождается небольшой задержкой, поэтому при прохождении звуковым сигналом нулевой точки, когда один транзистор уже закрылся, второй транзистор не успевает мгновенно подхватить эстафету, и в этой самой переходной точке возникают небольшие временные задержки.
На практике это выражается в особенной нелюбви усилителя к тихой музыке, а также в плохой передаче микродинамики. И хотя история знает успешные реализации класса В, например — легендарный Quad 405, проблемы данного режима работы никуда не делись. Тот же 405-й не только радовал энергичным и мускулистым звучанием, но также имел явную склонность рисовать звуковую картину крупными мазками, масштабно, не размениваясь на мелочи.
Для того, чтобы сохранить все плюсы класса В и решить проблему переходных процессов, инженеры пошли на хитрость. Они включили оба транзистора со смещением, как это делается в классе А, но величина смещения при этом была выбрана существенно меньшая: так, чтобы покрыть лишь те моменты, когда транзистор близок к закрытию, выводя тем самым переходные процессы из рабочей зоны.
Это позволило усилителю класса АВ незаметно преодолевать нулевую точку, а также дало еще один крайне полезный эффект. При малой амплитуде сигнала, укладывающейся в пределы смещения тока покоя, подобный усилитель работает в классе А и, только когда амплитуда выходит за пределы выбранной производителем величины смещения, он переходит в режим АВ.
Разбор схемы
Это моно-усилитель мощности звуковой частоты.
Транзистор VT1 является главным элементом в схеме усилителя. Поэтому схема называется транзисторный УНЧ (усилитель низкой частоты).
В данном случае используется n-p-n транзистор. Он включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Эта схема позволяет выжить максимум из транзистора. Она усиливает и напряжение, и ток одновременно. Итого максимальная мощность.
Что такое каскад
Каскад – это по сути этап усиления, который не зависит от другого. Бывают и двухкаскадные усилители. То есть, например, в схеме есть два транзистора. Один работает как предусилитель, и передает усиленный сигнал на вход второго. Поэтому схема называется двухкаскадной. Они не зависят друг от друга, но первый каскад передает сигнал на второй, что позволяет увеличить мощность сигнала.
Основные производители
Audient Ltd.
Audient ASP 800
Компания из Великобритании Audient Ltd., основанная в 1997 году, представляет восьмиканальный микрофонный предусилитель модели ASP880. Все параметры, о которых говорилось выше, здесь весьма подробно описывает спецификация: аппарат имеет восемь каналов высококачественных микрофонных предусилителей. Каждый из них построен на дискретных элементах, они работают в режиме класса A. Это позволяет получить расширенную полосу пропускания с границей шумового диапазона, близкой к теоретическому пределу Джонсона. Назван он так в честь Джона Джонсона, который в 1928 году впервые открыл и описал шумы в проводниках. Еще одна модель, этой компании — ASP800.
Manley Laboratories, Inc.
Manley Force Four Channel Mic Preamp
Компания из США Manley Laboratories, Inc. особо выделяет, что все исследования и разработки, сборка, тестирование и контроль качества выполняются с «точностью и гордостью» на заводе Manley, расположенном в 35 милях к востоку от Лос-Анджелеса. Из ее линейки предусилителей посмотрим модель Manley Force Four Channel Mic Preamp, уже название которого сообщает, что аппарат имеет четыре входа с отдельным усилителем на каждый и выполнен на лампах. Так что истинные любители «мягкого» лампового звука будут довольны.
Universal Audio, Inc.
Universal audio 4-710d
Компанию Universal Audio, Inc. основал инженер студийной записи и звукорежиссер Билл Патнэм в 1958 году в США. Она остается одной из ведущих фирм, производящих продукцию для звукозаписи: с аппаратурой Universal Audio работают профессиональные звукорежиссеры по всему миру.
Prism Media Products Ltd.
Prism Sound Maselec MMA-4XR Four Channel Mic Pre
У одного из аппаратов британской компании Prism Media Products Ltd. довольно длинное название — Prism Sound Maselec MMA-4XR Four Channel Mic Pre. Эта модель имеет четыре микрофонных входа и выполнена на полупроводниках.
Forusrite Audio Engineering Ltd.
Восьмиканальный микрофонный предусилитель Forusrite ISA 828
Еще одна британская компания — Forusrite Audio Engineering Ltd. предлагает восьмиканальный микрофонный предусилитель Forusrite ISA 828. В аннотации говорится, что он может буквально все — подарить «вторую жизнь» старым моделям микрофонов или достойно и с высоким качеством передать все лучшее от современных моделей.
Мной написана уникальная Бизнес – Книга – Инструкция «Библия Бога Аудио
Забыли пароль? Серебрянный Звук. Границы Непознаного Дикий Дикий Вест! Отрываемся по полной! Народная схемотехника Тракт Кунаширского — Russian audio tech! Оказывается недавно у нас на форуме появился очень интересный и скромный человек Вы наверное догадались кто? По своей скромности человек этот притворялся несведущим и просил меня организовать прослушки Алешинского аппарата в Москве будучи вроде как москвичом с его слов В общем вот фото девайса, даже без крышки: А дальше пытайте владельца этого чуда особенно москвичей касается — что лишний раз подтверждает кстати существования на руках значительного количества усилителей Алешина, да и моих тоже.
Как работает усилитель
Нет ничего важного в принципе работы усилителя, что может пригодиться пользователю. Эта информация больше подойдет для энтузиастов, которые задают себе вопросы, как усилитель работает и как он управляет сигналом
Мы не будем углубляться в работу электрической схемы, в историю транзисторов или в принципы работы трансформаторов, скорее мы рассмотрим, что усилитель делает с сигналом, который он получает от головного устройства и проводит этот сигнал по своим путям.
Обычно считают, что усилитель берет исходный маленький сигнал и увеличивает его до определенной величины. Это верно только от части, фактически усилитель создает новый сигнал, который должен быть точной копией входного сигнала.
Сравним звуковой усилитель и копировальный аппарат. Вы, вероятно, спросите, как можно сравнивать эти две различные технологии. Но если вы делали копию на копировальном аппарате, то вы заметили, что можно с его помощью увеличить исходный документ на определенную величину. Если иметь исходное изображение и увеличить его до других размеров, то вы будете иметь два одинаковых изображения разных размеров, но на разных листах бумаги. Новое изображение – большая копия старой картинки, то есть это новый лист со своим изображением. Теперь перенесем эти принципы работы в усилитель. Он берет сигнал с входа и выдает на выход уже увеличенный сигнал. Однако сигнал на выходе, подобно копировальщику, не тот же что и на входе. Увеличение сигнала происходит только по амплитуде, но не в длине звуковой волны иначе это будут уже помехи и искажения сигнала и копии точной не получиться. Эта аналогия должна вам дать общее представление о работе усилителя.
Усилитель берет слабый сигнал от источника, например, CD проигрывателя и увеличивает его для нормальной работы динамиков. И хотя это не один и тот же сигнал отличие между ними заключается только в их мощности.
Подключение акустики
Для согласования усилителя с акустическими системами, а тем самым и для оптимальной эксплуатации всего комплекта аппаратуры, необходимо соблюсти несколько правил. Прежде всего усилитель должен обладать соответствующей мощностью, которая должна быть не меньше рекомендуемой для акустики, но и не больше. В первом случае не удастся раскачать акустику до требуемой громкости, а во втором возможно ее физическое разрушение. Рекомендуется, чтобы акустические системы обладали более высокой номинальной мощностью, чем максимальная мощность усилителя. Еще одним условием оптимальной эксплуатации усилителя является соответствие импеданса громкоговорителей рекомендованному. По этой причине общее сопротивление акустических систем должно быть не меньше указанного рядом с клеммами для подключения громкоговорителей. Даже в высококачественных усилителях иногда возникает проблема, связанная c тем, что рекомендуемая величина сопротивления составляет 8 Ом для одной пары громкоговорителей. Если их владелец захочет последовательно подключить две пары, то сопротивление должно составить 16 Ом, что значительно сужает выбор акустики. Более благоприятной является ситуация, когда усилитель обеспечивает возможность подключения нагрузки до 2 Ом. При выборе акустических систем отпадают заботы, связанные с величиной их сопротивления, поскольку даже самые низкие величины в частотной характеристике сопротивления, как правило, не опускаются ниже 2 Ом. В настоящее время наиболее часто встречаются акустические системы с сопротивлением 8, 6 или 4 Ом. Если есть подозрение, что у усилителя возникнут проблемы, связанные с низким сопротивлением нагрузки, то следует выбрать 8-омную акустику. Поскольку рынок предлагает большое количество таких систем, проблем с выбором не будет.
Превышение мощности и плохая работа защиты могут вызвать перегорание силовых транзисторов или повреждение источника питания. Но даже при правильном согласовании подобные результаты могут быть вызваны резким падением сопротивления громкоговорителей на какой-нибудь частоте (наибольший риск представляют частоты собственного резонанса низкочастотной головки). Предпочтение следует отдавать громкоговорителям с минимальным изменением импеданса во всем рабочем диапазоне частот.
На практике самым главным условием является согласование собственного вкуса и личной симпатии с качеством усилителя, характеристикой акустических систем и акустическими условиями помещения для прослушивания. Если эти аспекты соблюдены, то это позволит достичь столь желанного чувства удовлетворения. Время, затраченное на поиски “своей” системы, явится временем поиска нашей “правды”. Так что не будем слушать советы типа “Купи это и только это!” То, что отвечает нашим представлениям о хорошем звучании, каждый должен выбрать сам. Поэтому желаем всем много терпения, ясной головы и чистого сигнального тракта!
Вход усилителя
Вход усилителя – это клеммы Х1 и Х2.
Х2 это минус входа, а Х1 – плюс. Так как схема на один канал, то УНЧ называется моно.
Фильтрация входного сигнала
Электролитический конденсатор С1 позволяет отделить постоянную составляющую входящего сигнала от переменной.
По-простому, он пропускает только переменный сигналю. Если сигнала нет, или вход усилителя замкнут, то без этого конденсатора транзистор может перейти в режим насыщения (максимальное усиление), и на выходе появится неприятный хрип.
Не путайте этот эффект со свистом. Свист – это влияние положительной обратной связи, а в данном случае будет режим насыщения из-за короткого замыкания на входе. И на выходе усилителя будет слышен именно хрип, а не свит или звук.
Емкость конденсатора подобрана под частоту звукового сигнала. Звук начинается от 20 Гц и до 16 кГц.
От чего зависит мощность схемы
У этой схемы есть ограничения. Можно поменять VT1 КТ315 на более мощный, у которого коэффициент усиления будет выше, но этот лимит усиления не бесконечный.
В первую очередь, все зависит от используемого транзистора. Если поменять его на более мощный, то и усиление будет выше. Но следует помнить, что чем мощнее транзистор, тем мощнее нужен входной сигнал. К тому же, придется сделать перерасчет всех компонентов. И подключать предусилитель, собирать схему блока питания, а это уже будет совсем другая схема.
У транзисторов есть ряд параметров, которые влияют на схему. Это коэффициент усиления по току (h21э), напряжению, мощности. А также важный параметр — это рассеиваемая мощность на коллекторе. С повышением мощности потребуется радиатор для отвода тепла.
