↑ Первое включение, наладка усилителя
Пришло время первого включения и испытания собранных усилителей. Делал я это при помощи лабораторного блока питания с ограничением по току.
Сначала настраивал на напряжении питания в 15 Вольт. Установил ток покоя усилителя 100 мА, отбалансировал выход, так чтобы на нем было ровно половина напряжения питания, потом плавно стал поднимать напряжение питания до нужных по задумке 30-ти Вольт.
В ходе этой операции пришлось немного изменить номиналы некоторых резисторов, т.к. при увеличении напряжения питания начинал резко возрастать ток покоя. Без БП с ограничением по току, я бы, наверное, лишился не одной пары выходных транзисторов. Но тут все обошлось.
Немного измерений
После настройки режимов постоянного тока подключил к усилителю генератор и осциллограф. Он подал сигнал. На выходе ограничение сигнала (синий) происходит при амплитуде примерно 12 вольт при нагрузке 4 Ом, что соответствует выходной мощности 18 Вт. Ура !!! : yahoo:
Амплитуда входного сигнала (желтый) составляет примерно 1,5 Вольт. То есть усилитель имеет чувствительность порядка 1 Вольт RMS.
Полоса частот тоже понравилась. Практически нет спада с 15 Гц до 60 кГц. Если бы мы удалили конденсаторы 100 пФ из контура обратной связи и на входе, вероятно, он был бы еще шире.
Что вам нужно! Это в точности соответствует уровню выходного сигнала звуковой карты компьютера, которая будет использоваться в качестве основного источника сигнала.
Проверил максимальный ток, который потребляет усилитель. Когда на вход подается прямоугольный сигнал с частотой 10 кГц и амплитудой 1,5 В, усилитель потребляет от источника питания ток чуть менее 2 А.
Пришло время краш-теста. В патроны устанавливаю предохранители на 1,5 А, выставляю максимально возможное ограничение тока на блоке питания (у меня 5 А) и прикладываю на вход синус с частотой 10 кГц. Мощность довожу до максимума, когда сигнал уже ограничен. Затем я использую отвертку, чтобы замкнуть нагрузку. Перегорел предохранитель. Меняю предохранитель на новый, снова включаю усилитель: выходные транзисторы целы! После перегорания трех предохранителей (два на одной плате усилителя и один на другой) я решил, что тест на надежность пройден, и теперь я могу приступить к окончательной сборке усилителя в корпусе.
↑ Version 1.1 или «Дай вам Боже, что нам негоже»
А усилок снова вернулся ко мне. Начал думать, что же с ним делать. Не выбрасывать же? Тогда и решил использовать его в гитарных целях. Как раз молодое поколение родственников этим делом заразилось. И инструмент у них был, только подключали, как в старые добрые времена, к чему придётся. Вот и надумал немного переделать и отдать. Хоть какая-то польза. В принципе два честных советских Ватта (полтора на нагрузке 8 Ом), поданные на не менее честную, даже не обязательно советскую, акустику — мощность вполне достаточная, чтобы в обычной, не очень большой комнате, с достаточной громкостью подыгрывать акустической гитаре и не забивать «вокалиста», если таковой будет. А с учётом звукоизоляции наших квартир и соседей можно неслабо повеселить.
Обычный частотный диапазон усилителей большинства магнитофонов даже несколько шире, чем нужно для гитары. Но я на тот момент ещё не был ознакомлен с мнением «знатоков» насчёт его дополнительного искусственного сужения (откуда они в нашей, тогда ещё безинтернетной, глуши?) К тому же аппарат предназначался не для концертов с оркестрами и записей на студиях. И уж точно не для того чтобы меряться с фирмОй.
Германий превыше всего.
By Сергей Мартынов , February 18 in Питание аудио аппаратуры. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Конденсаторы Panasonic. Часть 4. Полимеры — номенклатура. Главной конструктивной особенностью таких конденсаторов является полимерный материал, используемый в качестве проводящего слоя.
Если не особенно вдаваться в подробности, то можно ответить так: У таких аппаратов необычный звук, очень похожий на ламповый, большой динамический диапазон и та самая скорость нарастания. Впрочем, это на любителя, есть такие кто например ненавидит лампы. Но качественные усилители выполненные на кремневых транзисторах обладают всеми этими характеристиками в том же объеме. Так же германиевые полупроводники имеют несколько больший акустический КПД, то есть звучание у них громче, чем у кремневых на выходе и для высоко комфортного прослушивания вполне хватит небольшой выходной мощности.
Настройка:
Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом — напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.
Важно:
перед первым включением необходимо выставить подстроечный резистор в нулевое сопротивление.
После настройки желательно подстроечный резистор выпаять из схемы, измерить его реальное сопротивление и заменить на постоянный.
Самая дефицитная деталь для сборки усилителя по вышеприведённой схеме — это выходные германиевые транзисторы ГТ806. Их и в светлое советское время было не так легко приобрести, а сейчас наверно и того труднее. Гораздо проще найти германиевые транзисторы типов П213-П217, П210.
Если Вы не сможете по каким либо причинам приобрести транзисторы ГТ806, то Вашему вниманию предлагается ещё одна схема усилителя, где в качестве выходных транзисторов, можно использовать как раз вышеупомянутые П213-П217, П210.
Схема эта — модернизация первой схемы. Выходная мощность этого усилителя составляет 50Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и 30Вт при 8-Омной нагрузке.
Напряжение питания этого усилителя (U пит) так же двухполярное и составляет ±27 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:
Какие же изменения внесены в эту схему;
Добавлены два источника тока в «усилитель напряжения» и еще один каскад в «усилитель тока».
Применение еще одного каскада усиления на довольно высокочастотных транзисторах П605, позволило несколько разгрузить транзисторы ГТ402-ГТ404 и расшевелить совсем уж медленные П210.
Получилось довольно не плохо. При входном сигнале 20кГц, и при выходной мощности 50Вт — на нагрузке искажений практически не заметно (на экране осциллографа).
Минимальные, мало заметные искажения формы выходного сигнала с транзисторами типа П210, возникают только на частотах около 20 кгц при мощности 50 вт. На частотах ниже 20 кгц и мощностях менее 50 вт искажений не заметно.
В реальном музыкальном сигнале таких мощностей на столь высоких частотах обычно не бывает, по этому отличий в звучании (на слух) усилителя на транзисторах ГТ806 и на транзисторах П210 я не заметил.
Впрочем, на транзисторах типа ГТ806, если смотреть осциллографом, усилитель работает все-таки лучше.
При нагрузке 8 Ом в этом усилителе, также возможно применение выходных транзисторов П216…П217, и даже П213…П215. В последнем случае напряжение питания усилителя нужно будет снизить до ±23В. Выходная мощность при этом, разумеется, тоже упадет.
Повышение же питания — ведет к увеличению выходной мощности, и я думаю, что схема усилителя по второму варианту имеет такой потенциал (запас), однако, я не стал экспериментами искушать судьбу.
Радиаторы для этого усилителя обязательны следующие — на выходные транзисторы площадью рассеивания не менее 300см2, на предвыходные П605 — не менее 30см2 и даже на ГТ402, ГТ404 (при сопротивлении нагрузки 4 Ом) тоже нужны.
Для транзисторов ГТ402-404 можно поступить проще;
Взять медную проволоку (без изоляции) диаметром 0,5-0,8, намотать на круглую оправку (диаметром 4-6 мм) проволоку виток к витку, согнуть в кольцо полученную обмотку (с внутренним диаметром меньше диаметра корпуса транзистора), соединить концы пайкой и надеть полученный «бублик» на корпус транзистора.
Эффективней будет наматывать проволоку не на круглую, а на прямоугольную оправку, так как при этом увеличивается площадь соприкосновения проволоки с корпусом транзистора и соответственно повышается эффективность отвода тепла.
Также для повышения эффективности отвода тепла для всего усилителя, можно уменьшить площадь радиаторов и применить для охлаждения 12В куллер от компьютера, запитав его напряжением 7…8В.
Транзисторы П605 можно заменить на П601…П609.
Настройка второго усилителя аналогична описанной для первой схемы.
Несколько слов об акустических системах. Понятно, что для получения хорошего звучания они должны иметь соответствующую мощность. Желательно также, используя звуковой генератор — пройтись на разных мощностях по всему диапазону частот. Звучание должно быть чистым, без хрипов и дребезга. Особенно, как показал мой опыт, этим грешат высокочастотные динамики колонок типа S-90.
Если у кого возникнут какие либо вопросы по конструкции и сборке усилителей — задавайте, по возможности постараюсь ответить.
Удачи всем Вам в Вашем творчестве и всего наилучшего!
↑ Общая сборка усилителя
Делаю предварительную примерку и начинаю слесарные работы по закреплению всех деталей в корпусе.
Силовой трансформатор тороидальный. Со страшным названием БЫ5.702.010-02, которое призвано было запутать вероятного противника. Трансформатор выдает на выходе 20 Вольт. Параметры этой обмотки по току мне найти не удалось, но накал лампы ГМ-70 (а это 3.5 А) он держит, не напрягаясь и не перегреваясь. Так что для питания двух каналов этого усилителя ему мощности хватит даже с запасом.
Выпрямительные диоды я использовал тоже германиевые Д305 (10 А, 50 V). Таким образом, получилось собрать усилитель, в котором нет ни одной кремниевой детали. Все по «феншую».
Конденсаторы фильтра — 2 шт. по 10000 мкФ. Хватило бы и по одному, но, как я писал вначале, жадность обуяла, к тому же место в корпусе было.
На выход поставил по три соединенных параллельно конденсатора 1000 мкФ 63 В. Конденсаторы качественные, от японской Матсушиты.
После того как все комплектующие надежно закреплены в корпусе, остается только их соединить между собой проводами, ничего не напутав. Монтаж я делал, используя медную моножилу сечением 0.5 кв мм в силиконовой термостойкой изоляции. Этот провод я брал из кабеля, которым проводят пожарную сигнализацию. Рекомендую к использованию. За счет того что провод жесткий, без особых усилий получается его ровно и аккуратно уложить в корпусе.
Вот и все. Осталось только поставить верхнюю крышку на место, подключить колонки и выбрать любимую мелодию для прослушивания.
↑ Новая жизнь старой платы
Как-то довелось мне поработать монтёром линий связи в родной глухомани. Однажды делали уборку в одном из складов, точнее сарае, где веками накапливался никому не нужный хлам. Обломки от коммутаторов, старых АТС, трансляционных приёмников и прочие «предметы невыясненного назначения». Среди этих обломков наткнулся на «живописные развалины» какого-то магнитофона с более-менее сохранившейся платой усилителя мощности:
Прихватил с собой на всякий случай, иначе всё равно бы выбросили. Блок, оказался вполне рабочим. Cрисовал по плате схему. Получилось что-то такое:
Правда в ходе установки рабочей точки, подстроечный резистор R1 (тот, что был на плате, при замере показал 20 Ом) рассыпался. И до недавних времён периодически заменялся то на перемычку, то на другие не менее жидкие подстроечники, то на постоянный резистор. Сейчас поставил подстроечник, выпаянный из обломков какого-то ксерокса. Пока держится.
Как выяснилось впоследствии — весьма популярная у советских производителей магнитофонов схема. Долгое время с незначительными изменениями применялась в различных бобинниках, и даже в первых кассетниках. Вот пример схемы, найденный в журнале «Радио». То же самое, только с эмиттерным повторителем на входе. И другие транзисторы на «конце». И подключалось всё это к ламповому универсальному усилителю.
↑ Схема умощнённого усилителя
Вот так выглядит мой окончательный вариант схемы усилителя. Красным указаны изменённые номиналы.
Законы Ома и Джоуля-Ленца ещё ни одному адвокату объехать не удалось, и для того, чтобы поднять мощность на выходе УМЗЧ, надо поднимать напряжение его питания. Сделаем хотя бы в два раза, до 30 Вольт. Сразу сделать это не получится. Транзисторы П416 и МП39Б, которые используются в оригинальной схеме, имеют максимальное допустимое напряжение 15 Вольт.
Пришлось достать с полки старый Справочник радиолюбителя 1978 года издания и углубиться в изучение параметров германиевых транзисторов серий «МП» и «ГТ», одновременно проводя раскопки в коробках с деталями.
Я искал транзисторы близкие по параметрам к использованным в схеме, но имеющие максимально допустимое напряжение не менее 30 Вольт.
После проведения этой увлекательной изыскательской работы были найдены необходимые кандидаты. На вход, вместо П416, главным претендентом стал транзистор ГТ321Д. Пару МП39Б + МП37А было решено заменить аналогичной парой МП14А + МП10Б. Германиевые транзисторы серии МП с номерами от 9 до 16 – это «военка», транзисторы для аппаратуры специального назначения. В отличие от их аналогов с номерами от 35 до 42, которые предназначены для аппаратуры широкого применения.
На выходе я решил использовать высокочастотные транзисторы ГТ906А. Причин этому было несколько, главная из которых — это наличие запаса этих транзисторов в моей тумбочке. Вторая причина — это высокий коэффициент передачи тока. При работе транзисторы предварительного каскада будут меньше «напрягаться» на раскачку выходных транзисторов, что должно уменьшить их нагрев и положительно сказаться на уровне искажений усилителя.
Следующий шаг, который тоже немаловажен – это подбор транзисторов в пары по коэффициенту передачи тока h21э. Сначала я попробовал это сделать при помощи обычного китайского тестера, но результаты измерения мне показались несколько странными и явно завышенными. К тому же китайский тестер явно не смог справиться с измерением параметров мощных транзисторов.
Пришлось достать с полки старый добрый еще Советских времен прибор «ППТ».
С его помощью была выбрана пара транзисторов ГТ321Д с h21э = 120 и две пары МП10Б + МП14А с h21э около 40. Из десятка транзисторов 1Т906А удалось подобрать 3 шт. с бета 76 и пару с бета 78. Всё-таки серия 1Т проходила более серьезный отбор по параметрам при изготовлении.
После подбора транзисторов, сборка печатных плат согласно датагорской инструкции не заняла много времени
Надо ещё обратить внимание на напряжения электролитических конденсаторов. Оно должно быть не меньше чем выбранное напряжение питания усилителя
Я использовал конденсаторы на 35 Вольт.
Поскольку я планировал получить от усилителя бОльшую мощность, потребовалось увеличить емкость выходного разделительного конденсатора раза в два, как минимум. Конденсатор такого номинала на плату уже не вмещался. Вместо него я впаял пару винтовых зажимов, чтобы можно было подключать на проводах любой понравившийся конденсатор, не обращая внимания на его размеры.
Другой важной проблемой была организация охлаждения выходных транзисторов. У меня нашлась пара одинаковых, довольно крупных радиаторов, но они были рассчитаны на крепеж к ним современных транзисторов в корпусе ТО-220
Выход я нашел в старых горелых компьютерных блоках питания. Пара радиаторов из толстого алюминия 4 мм, на которые я закрепил через изолирующие прокладки транзисторы ГТ906, а уже сами эти радиаторы широким торцом через термопасту были прикручены винтами к большим радиаторам.
К этим же радиаторам при помощи металлических уголков были прикреплены и платы усилителя. Между ребер компьютерного радиатора, вблизи выходных транзисторов, удобно разместился диод Д310, который обеспечивает термостабильность усилителя. Его я не долго думая залил китайским термоклеем.
↑ Схема умощнённого усилителя
Вот так выглядит мой окончательный вариант схемы усилителя. Красным указаны изменённые номиналы.
Законы Ома и Джоуля-Ленца ещё ни одному адвокату объехать не удалось, и для того, чтобы поднять мощность на выходе УМЗЧ, надо поднимать напряжение его питания. Сделаем хотя бы в два раза, до 30 Вольт. Сразу сделать это не получится. Транзисторы П416 и МП39Б, которые используются в оригинальной схеме, имеют максимальное допустимое напряжение 15 Вольт.
Пришлось достать с полки старый Справочник радиолюбителя 1978 года издания и углубиться в изучение параметров германиевых транзисторов серий «МП» и «ГТ», одновременно проводя раскопки в коробках с деталями.
Я искал транзисторы близкие по параметрам к использованным в схеме, но имеющие максимально допустимое напряжение не менее 30 Вольт.
После проведения этой увлекательной изыскательской работы были найдены необходимые кандидаты. На вход, вместо П416, главным претендентом стал транзистор ГТ321Д. Пару МП39Б + МП37А было решено заменить аналогичной парой МП14А + МП10Б. Германиевые транзисторы серии МП с номерами от 9 до 16 – это «военка», транзисторы для аппаратуры специального назначения. В отличие от их аналогов с номерами от 35 до 42, которые предназначены для аппаратуры широкого применения.
На выходе я решил использовать высокочастотные транзисторы ГТ906А. Причин этому было несколько, главная из которых — это наличие запаса этих транзисторов в моей тумбочке. Вторая причина — это высокий коэффициент передачи тока. При работе транзисторы предварительного каскада будут меньше «напрягаться» на раскачку выходных транзисторов, что должно уменьшить их нагрев и положительно сказаться на уровне искажений усилителя.
Следующий шаг, который тоже немаловажен – это подбор транзисторов в пары по коэффициенту передачи тока h21э. Сначала я попробовал это сделать при помощи обычного китайского тестера, но результаты измерения мне показались несколько странными и явно завышенными. К тому же китайский тестер явно не смог справиться с измерением параметров мощных транзисторов.
Пришлось достать с полки старый добрый еще Советских времен прибор «ППТ».
С его помощью была выбрана пара транзисторов ГТ321Д с h21э = 120 и две пары МП10Б + МП14А с h21э около 40. Из десятка транзисторов 1Т906А удалось подобрать 3 шт. с бета 76 и пару с бета 78. Всё-таки серия 1Т проходила более серьезный отбор по параметрам при изготовлении.
После подбора транзисторов, сборка печатных плат согласно датагорской инструкции не заняла много времени
Надо ещё обратить внимание на напряжения электролитических конденсаторов. Оно должно быть не меньше чем выбранное напряжение питания усилителя
Я использовал конденсаторы на 35 Вольт.
Поскольку я планировал получить от усилителя бОльшую мощность, потребовалось увеличить емкость выходного разделительного конденсатора раза в два, как минимум. Конденсатор такого номинала на плату уже не вмещался. Вместо него я впаял пару винтовых зажимов, чтобы можно было подключать на проводах любой понравившийся конденсатор, не обращая внимания на его размеры.
Другой важной проблемой была организация охлаждения выходных транзисторов. У меня нашлась пара одинаковых, довольно крупных радиаторов, но они были рассчитаны на крепеж к ним современных транзисторов в корпусе ТО-220
Выход я нашел в старых горелых компьютерных блоках питания. Пара радиаторов из толстого алюминия 4 мм, на которые я закрепил через изолирующие прокладки транзисторы ГТ906, а уже сами эти радиаторы широким торцом через термопасту были прикручены винтами к большим радиаторам.
К этим же радиаторам при помощи металлических уголков были прикреплены и платы усилителя. Между ребер компьютерного радиатора, вблизи выходных транзисторов, удобно разместился диод Д310, который обеспечивает термостабильность усилителя. Его я не долго думая залил китайским термоклеем.
Детали и монтаж
Монтаж усилителя производится на гетинаксовой панели толщиной 1 — 1,5 мм. Размеры платы в значительной степени зависят от области применения усилителя. Транзисторы П213Б для обеспечения хорошего теплоотвода снабжены радиаторами с общей охлаждающей поверхностью не менее 100 см2.
Питание усилителя может производиться от батареи напряжением 12 в, собранной из элементов типа «Сатурн», или от батарей для карманного фонаря. Питание усилителя от сети переменного тока осуществляется с помощью выпрямителя, собранного по мостовой схеме на четырех диодах Д1-Д4 с емкостным фильтром через стабилизатор напряжения (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема блока питания для усилителя на германиевых транзисторах.
Как было указано выше, при работе усилителя потребляемый им ток изменяется в довольно широких пределах. Резкие колебания тока неизбежно вызовут изменение величины питающего напряжения, что может привести к нежелательным связям в усилителе и искажениям сигнала.
Для предотвращения подобных явлений предусмотрена стабилизация выпрямленного напряжения.
В состав стабилизатора входят транзисторы Т7, Т2 и стабилитрон Д5. Данный стабилизатор при изменении тока нагрузки от 5 до 400 ма обеспечивает стабильное напряжение 12 в, причем амплитуда пульсаций не превышает 5 мв. Стабилизация питающего напряжения происходит за счет перепада напряжения на транзисторе Т2.
Этот перепад зависит от смещения на базе транзистора Т2, которое, в свою очередь, зависит от величины опорного напряжения на резисторе R2 и напряжения на нагрузке (Rнагр).
Транзистор Т2 монтируют на радиаторе. Выпрямитель размещается в ящике размером 60Х90Х130 мм, который изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм.
Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ш12, толщина набора 25 мм. Обмотка I (на 127 в) содержит 2650 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II (на 220 в) — 2190 витков ПЭЛ 0,12, обмотка III — 420 витков ПЭЛ 0,55.
↑ P.S.
Недавно ездил по делам в «землю предков». На досуге вытащил из сарая чудом сохранившийся ламповый усилитель, упомянутый в начале статьи — УМЗЧ и БП из «помойных» обломков радиолы, вставленный в самопальный корпус «колхозного» вида.
Стряхнул пыль, почистил всё, что мог, подключил колонку 10МАС-1, которая только на год моложе меня. Воткнул гитару, маленько побрынькал на чистом звуке, потом через примочку пожужжал. И поймал себя на мысли, что вот если переделать разводку питания и экранировку, устранить «земляные петли», которые я в те времена просто не мог не наплести, перебрать темброблок, который регулирует что-то известное только конструкторам, но не ВЧ и НЧ, да ещё преамп встроить… Эх!
Но это будет уже другая история. Или не будет, лучше не загадывать.
Спасибо за внимание!
↑ Новая жизнь старой платы
Как-то довелось мне поработать монтёром линий связи в родной глухомани. Однажды делали уборку в одном из складов, точнее сарае, где веками накапливался никому не нужный хлам. Обломки от коммутаторов, старых АТС, трансляционных приёмников и прочие «предметы невыясненного назначения». Среди этих обломков наткнулся на «живописные развалины» какого-то магнитофона с более-менее сохранившейся платой усилителя мощности:
Прихватил с собой на всякий случай, иначе всё равно бы выбросили. Блок, оказался вполне рабочим. Cрисовал по плате схему. Получилось что-то такое:
Правда в ходе установки рабочей точки, подстроечный резистор R1 (тот, что был на плате, при замере показал 20 Ом) рассыпался. И до недавних времён периодически заменялся то на перемычку, то на другие не менее жидкие подстроечники, то на постоянный резистор. Сейчас поставил подстроечник, выпаянный из обломков какого-то ксерокса. Пока держится.
Как выяснилось впоследствии — весьма популярная у советских производителей магнитофонов схема. Долгое время с незначительными изменениями применялась в различных бобинниках, и даже в первых кассетниках. Вот пример схемы, найденный в журнале «Радио». То же самое, только с эмиттерным повторителем на входе. И другие транзисторы на «конце». И подключалось всё это к ламповому универсальному усилителю.
Советская «силиконовая долина»
В советское время, в начале 60-х годов, город Зеленоград стал плацдармом для организации в нем Центра микроэлектроники. Советский инженер Щиголь Ф. А. разрабатывает транзистор 2Т312 и его аналог 2Т319, который в последующем стал главным компонентом гибридных цепей. Именно этот человек заложил основу для выпуска в СССР германиевых транзисторов.
В 1964 году на базе Научно-исследовательского института точных технологий создал первую интегральную микросхему IC-Path с 20 элементами на кристалле, выполняющую задачу совокупности транзисторов с резистивными соединениями. В это же время появилась другая технология: были запущены первые плоские транзисторы «Плоскость».
В 1966 году в Пульсарском научно-исследовательском институте начала действовать первая экспериментальная станция по производству плоских интегральных микросхем. В NIIME группа доктора Валиева начала производство линейных резисторов с логическими интегральными схемами.
В 1968 году Исследовательский институт Пульсар произвел первую часть тонкопленочных гибридных ИС с плоскими транзисторами с открытой рамой типов KD910, KD911, KT318, которые предназначены для связи, телевидения, радиовещания.
Линейные транзисторы с цифровыми ИС массового использования (типа 155) были разработаны в Научно-исследовательском институте МЭ. В 1969 году советский физик Алферов Ж. И. открыл миру теорию по управлению электронными и световыми потоками в гетероструктурах на базе арсенид-галлиевой системы.
↑ Занимательные эксперименты над финальной версией
Ввиду появления в хозяйстве осциллографа (программы «Visual Analyser») не мог удержаться от того чтобы постотреть форму сигнала на выходе уже собранного усилка. Синусоида со встроенного в «аналайзер» генератора. Сигнал на выходе генератора (линейном выходе внешней звуковой карты):
Сигнал на нагрузке УМ (Uвых близко к максимальному):
В принципе ничего непредсказуемого. Сверхпоказателей от данного изделия я и не ожидал. Заметного искажения формы нет — и то хорошо. Разве что с блоком питания можно ещё «поколдовать».
Для проверок в ходе работ использовался самопальный генератор, спаянный на скорую руку. Он выдавал немного более оптимистичную картину:
В отличии от картинок выше, здесь использовалась встроенная звуковая карта. Более высокий уровень шумов заметен сразу. А выводы относительно её использования напрашиваются сами собой. Правда к теме статьи это не относится.
А так выглядит прямоугольный сигнал, точнее сигнал с выхода описанного в моей недавней статье инструмента «Фаэми».
Для проверки использовалась внешняя звуковая карта. Что делает с сигналом встроенная, показывать не буду, чтобы никого не напугать. Тоже ничего неожиданного. Обрезка по «низам» и «верхам». Для полноты картины можно было бы и АЧХ снять, только зачем. Усилитель не для «хайфая» делался, а под гитару.
↑ Общая сборка усилителя
Делаю предварительную примерку и начинаю слесарные работы по закреплению всех деталей в корпусе.
Силовой трансформатор тороидальный. Со страшным названием БЫ5.702.010-02, которое призвано было запутать вероятного противника. Трансформатор выдает на выходе 20 Вольт. Параметры этой обмотки по току мне найти не удалось, но накал лампы ГМ-70 (а это 3.5 А) он держит, не напрягаясь и не перегреваясь. Так что для питания двух каналов этого усилителя ему мощности хватит даже с запасом.
Выпрямительные диоды я использовал тоже германиевые Д305 (10 А, 50 V). Таким образом, получилось собрать усилитель, в котором нет ни одной кремниевой детали. Все по «феншую».
Конденсаторы фильтра — 2 шт. по 10000 мкФ. Хватило бы и по одному, но, как я писал вначале, жадность обуяла, к тому же место в корпусе было.
На выход поставил по три соединенных параллельно конденсатора 1000 мкФ 63 В. Конденсаторы качественные, от японской Матсушиты.
После того как все комплектующие надежно закреплены в корпусе, остается только их соединить между собой проводами, ничего не напутав. Монтаж я делал, используя медную моножилу сечением 0.5 кв мм в силиконовой термостойкой изоляции. Этот провод я брал из кабеля, которым проводят пожарную сигнализацию. Рекомендую к использованию. За счет того что провод жесткий, без особых усилий получается его ровно и аккуратно уложить в корпусе.
Вот и все. Осталось только поставить верхнюю крышку на место, подключить колонки и выбрать любимую мелодию для прослушивания.
Усилитель на германиевых транзисторах
Доброго дня, товарищи самоделкины!
Как известно, первые массово выпускавшиеся электронные полупроводниковые компоненты были основаны на химическом элементе германии, поэтому в шкафу у любого бывалого радиолюбителя наверняка найдётся хотя бы горсть известных МП42, МП41 и им подобных германиевых транзисторов. Позже, ближе к 70-м годам прошлого века промышленность перешла на выпуск кремниевых полупроводников, ведь кремний — распространённый и недорогой материал. Кроме удешевления производства, кремниевые полупроводники обладали рядом других преимуществ — имели более совершенные электрические характеристики, обладали большей температурной стабильностью. Это позволило создавать более надёжные и производительные электронные схемы.
Сейчас германиевые полупроводники уже давно не выпускаются в промышленных масштабах, поэтому в ход идут в первую очередь оставшиеся с советских времён, благо советские заводы наштамповали их в огромных количествах. Но несколько десятков лет хранения не слишком хорошо отразились на транзисторах — многие из них даже будучи неиспользуемыми потеряли свою работоспособность, либо сильно деградировали. Поэтому перед использованием таких транзисторов обязательно нужно замерить им коэффициент усиления, он не должен быть равен нулю. Казалось бы, германий уже давно канул в лету, зачем его использовать, когда на дворе 21 век и изобретены и давно выпускаются качественные, доступные, недорогие кремниевые транзисторы и микросхемы? Каждый находит свой ответ на этот вопрос. Для кого-то важна аутентичность и антуражность использования технологий прошлого века, кто-то считает, что звук германиевых усилителей обладает своей неповторимой уникальностью, а кому-то просто нравится, как выглядят такие винтажные грибочки-транзисторы. Схема представлена ниже.
Схема состоит всего из пяти транзисторов. Т2 и Т4 образуют оконечный каскад, они обеспечивают мощность на выходе около 2-3 ватт, Т2 и Т4 должны быть одинаковыми, не лишним будет также отобрать из по коэффициенту усиления. Такой мощности более чем достаточно для озвучивания целой комнаты «тёплым» германиевым звуком. Для воспроизведения стерео-музыки нужно собрать две штуки, по каждому усилителю на канал
Особое внимание стоит обратить на диод D1 — он тоже германиевый, задаёт ток покоя усилителя, но об этом более подробно будет в конце статьи, при настройке. Из особенностей схемы — она обладает достаточно низким входным сопротивлением, но это не должно быть помехой, так как современные устройства (компьютеры, плееры, телефоны) рассчитаны на подключение подобной нагрузки
Найти нужные германиевые транзисторы не всегда получается, поэтому схема допускает большой ряд вариаций. Ниже представлен список, какие транзисторы можно использовать.
Т1 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP) Т2, Т4 – П217, П213, П210, П605, ГТ403 (PNP) Т3 – МП38, МП35, МП36 (NPN) Т5 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP)
Особенно предпочтительно использовать Т2 и Т4 в больших массивных корпусах, потому как они при работе значительно нагреваются и могут потребовать радиатора. Кстати о нагреве — его германиевые полупроводники очень не любят, температура даже в 80 градусов может привести к их деградации, поэтому при пайке нужно быть особенно осторожным, чтоб не перегреть. В качестве D1 можно применить широко распространённые Д9, Д18, Д311 в любым буквенным индексом. Кстати, старые германиевые диоды и стеклянных корпусах также смотрятся весьма винтажно.
Переходим к сборке. Схема выполняется на небольшой печатной плате, которая рассчитана на установку выходных транзисторов. Но если вы используете мощные с креплением на радиатор — их без проблем можно вывести на проводах. Плата травится, сверлится, залуживается, некоторые фотографии этого процесса представлены ниже.
После этого запаиваем радиодетали. Сперва небольшие резисторы, затем массивные корпуса транзисторов
Хочу обратить внимание, что разные транзисторы из списка выше могут иметь разную распиновку, поэтому проверяйте посадочные места на плате, подойдут или нет, цоколёвка на плате подписана. Также нужно учитывать размеры корпусов — для особо крупных корпусов плату нужно будет чуть расширить
Когда все детали запаяны, припаиваем провода — пара для питания, пара для динамика, пара для аудиосигнала. Не забываем смыть с платы остатки флюса, они могут помешать нормальной работе схемы.
plata.zip (скачиваний: 137)
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
