8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Унч на германиевых транзисторах своими руками радио 2 1970 – Усилитель на германиевых транзисторах

Усилитель на германиевых транзисторах


Как известно, первые транзисторы, которые пришли на смену радиолампам, были именно германиевыми. Их изобретение сыграло большую роль в развитии электроники, позволив сделать электронные устройства более функциональными, экономичными и малогабаритными. Однако эпоха германиевых транзисторов длилась недолго – в скором времени их заменили более совершенные кремниевые. Несмотря на это, германиевых транзисторов было выпущено огромное количество, и даже сейчас, спустя пол века, они не являются большой редкостью.
Существует мнение, что звучание усилителя, построенного целиком на германиевых транзисторах обладает особым окрасом, близким к «тёплому ламповому» звуку. Именно это делает германиевые транзисторы такими популярными в среде радиолюбителей в последнее время. Послушать собственными ушами звук подобного усилителя можно, если собрать весьма несложную схему, приведённую ниже.

Схема усилителя



Схема состоит из 5-ти германиевых транзисторов и небольшой горстки остальных деталей. Ниже приведены несколько вариантов транзисторов для данной схемы.
  • Т1 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP)
  • Т2, Т4 – П217, П213, П210, П605, ГТ403 (PNP)
  • Т3 – МП38, МП35, МП36 (NPN)
  • Т4 – МП39, МП14, МП41, МП42 (PNP)

Подойдут также любые другие аналогичные транзисторы, наиболее предпочтительными будут малошумящие. Следует обратить внимание, что в выходном каскаде (Т2 и Т4) должны стоять одинаковые транзисторы, желательно подобрать их в пару по наиболее близкому коэффициенту усиления. Диод D1 – германиевый, например, Д9, Д18, Д311, от него зависит ток покоя усилителя. Все конденсаторы электролитические, на напряжение минимум 16 вольт. Напряжение питания схемы 9-12 вольт.
Печатная плата:


Сборка усилителя


Схема собирается на плате размером 40х50 мм, которую можно выполнить методом ЛУТ. Ниже представлены фотографии готовой залуженной платы.


Теперь можно приступать к установке деталей. В первую очередь на плату встают резисторы, после них более крупные конденсаторы и транзисторы. Следует учитывать, что германиевые транзисторы, в отличие от кремниевых, гораздо более чувствительны к перегреву.

Мощные выходные транзисторы нагреваются в процессе работы на большой громкости, поэтому их желательно установить на радиатор (если корпус транзистора предусматривает такую возможность) и вывести на плату проводами.

После установки на плату всех деталей остаётся припаять провода питания, источника сигнала и выхода на динамик. Завершающий этап сборки – смыть остатки флюса с платы, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание.

Первое включение и настройка


Германиевый усилитель требует настройки тока покоя, которая задаётся диодом D1. Первым делом нужно подать на схему напряжение, включив в разрыв питающего провода амперметр. При отсутствии на входе сигнала схема должна потреблять примерно 20-50 мА. Чем больше ток покоя, тем больше нагрев выходных транзисторов, однако это положительно сказывается на качестве звучания. Если ток покоя слишком мал, звук становится неразборчивым, появляется скрежет и хрипота. Ток можно увеличить, добавив ещё один или несколько диодов последовательно с D1. В моём случае для получения приемлемого качества звучания пришлось добавить два дополнительных диода.
Подобные схемы усилителей на германиевых транзисторах широко использовались в старинных проигрывателях, магнитофонах, радиоприёмниках, поэтому она обязательно придётся по душе всем любителям старины. Выходная мощность составляет примерно 5-10 ватт при наличии радиатора, поэтому усилителя с головой хватит для озвучивания целой комнаты. Удачной сборки!

Смотрите видео


sdelaysam-svoimirukami.ru

Усилитель для головных телефонов на германиевых транзисторах

У радиолюбителей со стажем хранится некоторое количество исправных, но морально устаревших радиодеталей, к которым относятся германиевые транзисторы. В современных радиолюбительских конструкциях они не используются, но учитывая возникший в последнее десятилетие интерес к «тёплому германиевому звуку», я собрал усилитель из далёких 70-х годов.

«Бестрансформаторный УНЧ» разработан радиолюбителем Б.Ивановым, схема и описание усилителя опубликованы в журнале «Радио» №2 за 1970 год. В статье отмечается, что усилитель прост конструктивно, легко налаживается и стабильно работает, доступен для повторения даже малоопытным радиолюбителям.

Эти определения на 100% подтвердились в далёком 1976 году, когда будучи пятнадцатилетним школьником, я изготовил данную конструкцию. Работал усилитель на самодельную колонку с динамиком 4ГД28, источником сигнала служил катушечный магнитофон, который использовался как предусилитель для самодельной электрогитары, которую подключал к микрофонному входу, и для воспроизведения магнитных записей. Спустя сорок лет я повторил эту схему, применив как усилитель для головных телефонов. 

Рисунок 1 — Оригинальная схема усилителя 

В оригинальную схему «Бестрансформаторного УНЧ» я внёс следующие изменения. Электролитические конденсаторы, за исключением C3(C2), зашунтированы плёночными. Ёмкость конденсатора C6(C4) увеличена до 1000 мкф.  Добавлен конденсатор С8 (слюдяной КСО) в цепь отрицательной обратной связи. Резистор R6 (120 Ом) исключён, анод диода VD1(Д1) соединён непосредственно с коллектором транзистора VT1(Т1). Вместо подборочного резистора R2 установлен многооборотный подстроечный резистор типа СП5-3 сопротивлением 47 кОм. Транзисторы П213Б заменены на близкие по параметрам и имеющиеся у меня транзисторы П215.

Рисунок 2 — Изменённая схема усилителя

 

Источник питания усилителя изготовлен по трансформаторной схеме. В первоначальном варианте источника питания выходное напряжение стабилизировалось на уровне -12,6В. интегральными микросхемами LM337 (раздельно для каждого канала), но учитывая небольшой потребляемый ток усилителя при работе на головные телефоны, стабилизаторы стали ненужными, что упростило устройство. При этом отмотал часть витков вторичной обмотки трансформатора, для получения выходного напряжения -12,6В. Из других особенностей источника питания – применение для включения слаботочного тумблера типа П1Т4-2(SA1), что потребовало использования реле K1. Тумблер П1Т4-2 применил из эстетических соображений, для красоты. 

Рисунок 3 – Схема источника питания усилителя

 

Приобретённые по акции на Алиэкспресс пару лет назад стрелочные индикаторы использовал для  изготовления некоторого подобия VU-метра. Встроенную подсветку индикаторов (лампы накаливания) я соединил последовательно и подключил к источнику питания усилителя. Лампы светятся в полнакала, навевая на размышления о «тёплом ламповом звуке». Схема управления стрелочными индикаторами без особенностей и найдена на просторах сети Интернет. Найденный вариант содержал один каскад усиления и предназначался для усилителей с положительным источником питания. Для работы с отрицательным источником питания транзисторы n-p-n проводимости типа КТ315 я заменил на транзисторы p-n-p проводимости типа КТ361 и изменил полярность включения диодов и электролитических конденсаторов. Добавил дополнительный каскад усиления на транзисторе VT1. Резистором R5 устанавливается желаемый размах отклонения стрелки индикатора.

Рисунок 4 – Схема VU – метра усилителя

 

Усилитель и VU-метр собраны на макетных платах, приобретённых на Алиэкспресс.

Рисунок 5 – Усилитель на макетной плате

Рисунок 6 — VU-метр на макетной плате

Для источника питания разработана печатная плата, но поскольку в процессе конструирования необходимость в применении интегральных стабилизаторов отпала, габариты печатной платы могут быть уменьшены. 

Рисунок 7 – Источник питания на печатной плате

Там же расположен сетевой фильтр с предохранителем

Рисунок 8 – Сетевой фильтр

и схема управления реле включения усилителя. 

 Рисунок 9 — схема управления реле включения усилителя

Печатную плату усилителя не разрабатывал, а приведённая в журнале «Радио» нуждается в корректировке из-за применения современных деталей и изменений, указанных выше. В первоначальном варианте задумывалось просто послушать усилитель, но звучание понравилось, поэтому оформил усилитель, как законченную конструкцию.

Платы усилителя при помощи стоек установлены на пластиковой пластине толщиной 4 мм. Выходные транзисторы П215 крепятся на дюралюминиевые уголки через слюдяные прокладки с помощью винтов с изолирующими шайбами. Транзисторы при нормальной работе усилителя не нагреваются, поэтому возможен вариант установки транзисторов непосредственно в печатную плату без применения радиаторов. Термостабилизирующий диод VD1 закреплён в непосредственной близости от выходных транзисторов. Транзисторы, применённые в усилителе, по коэффициенту усиления не подбирал, проверил только их исправность. Регулятор громкости типа СП3-30Г сопротивлением 10 кОм, восстановленный по методике, включен по стандартной схеме без тонкомпенсации.

Передняя панель изготовлена из оргстекла толщиной 4 мм и покрашена краской из баллончика. Кожух устройства согнут из обрезка сайдинга, который за «копейки» приобрёл на строительном рынке. Внешний вид законченной конструкции представлен на рисунках 10 – 16.

Рисунок 10 – Усилитель в сборе

Рисунок 11

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Рисунок 15

Рисунок 16

При настройке и проверке усилителя использовался генератор Г3-102, осциллограф С1-68, цифровой мультиметр. Резистором R2 выставил величину напряжения на «минусе» конденсатора C6 равную половине напряжения источника питания, после чего проверил осциллографом С1-68 искажения типа «ступенька» на выходе усилителя при подаче входного сигнала величиной 15-20 мВ от генератора Г3-102. Искажения отсутствовали. Частотная характеристика усилителя соответствует рисунку 3 статьи журнала «Радио». В области низших звуковых частот завал частотной характеристики меньше, благодаря увеличенной ёмкости конденсатора C6.

Субъективно, звучание усилителя понравилось, присутствует прозрачность, звук свободно «льется, а не просачивается». В рамках эксперимента по увеличению полосы пропускания в области высших звуковых частот германиевые транзисторы типа П215 заменил на высокочастотные германиевые транзисторы типа П605 и ГТ906А. Появились искажения типа «ступенька», устранить которые удалось включением последовательно с диодом VD1 резистора сопротивлением 100 Ом. Звук не понравился, стал непрозрачным, с трудом «просачивающимся», хотя полоса пропускания в области высших звуковых частот увеличилась до 100 кГц. В результате вернулся к транзисторам П215.

Источником сигнала усилителя служит простенький ЦАП на микросхеме PCM2705, а нагрузкой – головные стереотелефоны AUDIO-TECHNICA ATH-T400 импедансом 50 Ом.

 

www.2daysoff.ru

Усилитель «GermaZon». Умощняем датагорский германиевый кит «GeAmp 1970»

«Давненько не брал я в руки шашки…». Вернее я хотел сказать, что давненько не собирал усилителей на транзисторах. Всё лампы, да лампы, понимаешь. И тут, благодаря нашему дружному коллективу и участию в конкурсе «Выбор читателей Datagor.ru 2016», я приобрёл пару плат для сборки датагорского кита германиевого усилителя. Платы отдельно тут.

Платы пришли быстро. Игорь (Datagor) оперативно прислал документацию со схемой, описанием сборки и настройки усилителя. Кит всем хорош, схема классическая, обкатанная. Но меня обуяла жадность. 4,5 Ватта на канал — маловато будет. Хочу минимум 10 Вт, и не потому что я громко слушаю музыку (с моей акустикой чувствительностью 90 дБ и 2 Вт хватает), а… чтобы было.

И, конечно, при этом всём следует сохранить «германиевую парадигму» проекта. Поехали!

Содержание / Contents

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 h31э. 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 h31э = 120 и две пары МП10Б + МП14А с h31э 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.

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.

После установки режимов по постоянному току подключил к усилителю генератор и осциллограф. Подал сигнал. На выходе ограничение сигнала (синий цвет) наступает при амплитуде примерно 12 Вольт на 4-омной нагрузке, а это соответствует мощности на выходе в 18 Вт. Ура!!! :yahoo:
Амплитуда сигнала на входе (желтый цвет) при этом примерно 1,5 Вольта. То есть усилитель имеет чувствительность порядка 1 Вольта RMS.

Полоса частот тоже порадовала. Практически без завала от 15 Гц до 60 кГц. Если убрать конденсаторы на 100 пФ из цепи обратной связи и на входе, наверное была бы ещё шире.

То, что надо! Это как раз соответствует уровню выходного сигнала звуковой платы компьютера, которая и будет использоваться в качестве основного источника сигнала.

Проверил, какой максимальный ток потребляет усилитель. При подаче на вход прямоугольного сигнала частотой 10 кГц амплитудой 1,5 В усилитель тянет от БП чуть меньше 2 А тока.


Теперь пришло время «краштеста». Устанавливаю в держатели предохранители на 1,5 А, выставляю на БП максимально возможное ограничение по току (у меня 5 А) и подаю на вход синус частотой 10 кГц. Вывожу мощность на максимум, когда начинается уже ограничение сигнала. После этого отверткой делаю КЗ в нагрузке. Предохранитель сгорает. Меняю предохранитель на новый, снова включаю усилитель – выходные транзисторы целые! После того как я сжёг три предохранителя (два на одной плате усилителя и один на другой), я решил, что тест на надежность пройден и теперь можно переходить к окончательной сборке усилителя в корпус. 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.

Звук приятно порадовал: мягкий, неутомительный. Очень похож по звучанию на однотактный ламповый усилитель, а мне-то есть с чем сравнивать.
При этом усилитель обладает достаточной мощностью, чтобы раскачать тугие и низкочувствительные колонки и хорошей динамичностью, всеядностью к музыке от джаза до металла.

Ничуть не пожалел потраченного времени на сборку этого усилителя. Похоже, он у меня поселился надолго. Заводские платы и/или полные киты забирайте в нашем магазинчике.
Настоятельно рекомендую всем любителям хорошего звука.

Спасибо за внимание!

Александр (TANk)

РФ, г.Ижевск

С паяльником с детства. По этой причине попал в спецшколу, где вместо уроков труда в старших классах были уроки радиоэлектроники.

Потом физфак университета. Работа технологом в цехе микроэлектроники на оборонном заводе, пока завод не развалили.

Потом преподавал всяческую физику в университете. И вот уже лет двадцать — лужу паяю, компы починяю.

 

datagor.ru

Усилитель на германиевых транзисторах своими руками

Делаем усилитель звуковой частоты на германиевых транзисторах своими руками.

Просматривая публикации в интернете, а также видеоролики на ресурсе  YouTube, можно отметить устойчивый интерес к сборке относительно несложных конструкций радиоприемников различных типов ( прямого преобразования, регенеративных и других) и усилителей звуковой частоты на транзисторах, в том числе и на германиевых.

Сборка конструкций на германиевых транзисторах является своего рода ностальгией, потому что эра германиевых транзисторов закончилась лет 30 тому назад, собственно, как и их производство. Хотя аудиофилы по прежнему спорят до хрипоты, что же лучше для высокой верности воспроизведения звука-германий или кремний?

Оставим высокие материи и перейдем к практике…

Есть планы повторить пару конструкций несложных радиоприемников (прямого преобразования и регенеративных) для приема в диапазоне коротких волн. Как известно, усилитель ЗЧ является обязательной составной частью любого радиоприемника. Поэтому было принято решение изготовить УЗЧ в первую очередь.

Усилитель низкой ( или звуковой, кому как удобно) частоты  будет изготовлен отдельным узлом, так сказать, на все случаи жизни…

УЗЧ будем собирать на германиевых транзисторах производства СССР, благо у меня их лежит разных типов наверное до сотни.  Видимо настало время дать им вторую жизнь.

Для радиоприемника большая выходная мощность УНЧ не нужна, достаточно до нескольких сотен милливатт.Поиск подходящей схемы привел вот к этой конструкции.

Данная схема подходит как нельзя кстати. Выходная мощность -0,5 Вт, все транзисторы германиевые , к тому же имеются в наличии, частотная характеристика оптимизирована для радиоприемников ( ограничена сверху частотой 3,5 кГц), достаточно большое усиление.

Принципиальная схема усилителя.

Все необходимые  для сборки усилителя детали недефицитные. Транзисторы МП37, МП39,  МП41  взял первые попавшиеся под руку. Выходные транзисторы ГТ403 рекомендуется подобрать по коэффициенту усиления, но я этого не делал-у меня было пару штук новых из одной партии, их я и взял. Входной МП28 оказался в единственном экземпляре, но исправный.

Все транзисторы были проверены омметром на исправность. Как оказалось, это не гарантия от неисправностей, но об этом ниже…Электролитические конденсаторы взял импортные, С1-пленочный, С5-керамический.

В программе SprintLayout создаем разводку печатной платы. Вид со стороны печатных проводников.

Собственно, печатную плату, изготавливаем при помощи ЛУТ, травим в хлорном железе.

Запаиваем все необходимые детали. Плата собранного усилителя выглядит так.

Поскольку выходная мощность усилителя невелика-радиаторы для выходных транзисторов не нужны. При работе они еле теплые.

Настройка усилителя.

Собранный усилитель нуждается в некоторой настройке.

После подачи питания 9В замеряем напряжения в контрольных точках , которые указаны на схеме, приведенной выше. На коллекторе транзистора VТ2 напряжение было минус 2,5 В при необходимых -3…4 В.

Подбором резистора R2 устанавливаем необходимое напряжение.

С каскадом предварительного усиления на транзисторах VТ1 и VТ2 никаких проблем в настройке не возникло. Иная ситуация сложилась с выходным каскадом. Замер напряжения на средней точке (точка соединения эмиттер VT6 и коллектор VT7) показал величину минус 6 В. Попытка изменить напряжения путем подбора резисторов R7 или R8 не привела к желаемым результатам.

Кроме того, был занижен общий ток покоя усилителя- 4 мА вместо 5…7 мА.  Виновником неисправности оказался транзистор VT3. Он хоть и прозванивался омметром как исправный, но в схеме работать отказался. После его замены все режимы транзисторов усилителя установились автоматически согласно указанным на схеме. Напряжения на электродах транзисторов в моем экземпляре усилителя при напряжении питания 9В указаны в таблице.Напряжения измерены  тестером DT830B относительно общего провода.

Ток покоя усилителя устанавливается подбором диода D2 типа Д9. С первым попавшимся диодом у меня получился ток покоя 5,2 мА, т.е. то, что нужно.

Для проверки работоспособности  подаем от генератора звуковых частот Г3-106 синусоидальное напряжение уровнем 0,3 мВ частотой 1000 Гц.На фото- уровень выходного напряжения примерно 0,3В по стрелочному прибору. Сигнал дополнительно ослаблен на 60 дБ (в 1000 раз) делителем на выходе генератора.

К выходу усилителя подключаем нагрузку –резистор МОН-2 сопротивлением 5,6 Ом. Параллельно нагрузочному резистору подключаем щупы осциллографа. Наблюдаем чистую, без искажений синусоиду.

На экране осциллографа цена деления по вертикали -1В/дел. Следовательно размах напряжения составляет 5В. Эффективное напряжение составляет 1,77В. Имея эти цифры можем вычислить коэффициент усиления по напряжению:Выходная мощность на частоте 1 кГц составила:

Видим , что параметры усилителя соответствую заявленным.

Понятно, что данные замеры не совсем точны, потому как осциллограф не позволяет замерять напряжение с высокой точностью ( это не его задачи), но для радиолюбительских целей это не столь принципиально.

Усилитель имеет высокую чувствительность, поэтому при неподключенном никуда входе в динамике негромко прослушиваются шумы и фон переменного напряжения.

При закороченном входе все посторонние шумы исчезают.

Осциллограмма напряжения шумов на выходе усилителя при закороченном входе:

Цена деления по вертикали -20мВ/дел. Размах напряжения шумов и фона около 30мВ. Эффективное напряжение шумов-10мВ.

Другими словами-усилитель достаточно тихий. Хотя в авторской статье указывается уровень шумов -1,2мВ. Возможно, в моем случае сыграла свою роль не совсем удачная разводка печатной платы.

Подавая на вход усилителя переменное напряжения различных частот при неизменном уровне и контролируя выходное напряжение на нагрузке осциллографом можем снять график амплитудно-частотной характеристики данного УНЧ.

Вот как выглядит АЧХ моего экземпляра усилителя:

Полоса пропускания по уровню минус 3дБ получилась 200Гц…7кГц. Уровень минус 3 дБ отмечен на графике красной пунктирной линией. Небольшой видеоролик о работе описанного в данной статье усилителя.

Update от 22.01.2018 года.

Изготовил и опробовал еще один усилитель НЧ на германиевых транзисторах.

Статья об этом усилителе здесь: Лампово-транзисторный УНЧ.

www.myhomehobby.net

«Негитарный» усилитель на германиевых транзисторах или злоключения древней платы

Вместо эпиграфа:
 — И кто-ж такую фигню нагородил? Руки б этому изобретателю оторвать по самые…
 — Дык, твоя-ж работа-то! Или не узнал?
 — Ёлы-палы, блин!
Один из вариантов старой шутки

Наверное, многие датагорцы, если не все, смотрели в детстве мультик «Ну, погоди». В том числе и девятый выпуск, где волк пытался сыграть на электрогитаре.

Что будет дальше, помнят все


Естественно посмеялись, и поняли, что в электросеть 220 Вольт напрямую, электрогитару включать точно не стоит.
Кто сам осваивал электруху, возможно вспомнит, что тогда не только волк из мультика задавался вопросом: «А во что ж её включать-то, чтобы звучала?» В смысле, громко.

Ну, если дело происходило в школьном или клубном ВИА (рок-группе или ещё какой самодеятельности), было конечно попроще. Какой-никакой аппарат там был. А если дома?

Я когда-то мало отличался от многих других. «Втыкал» гитару в магнитофон, радиолу «Урал-112» (жаль, гитара была не «Урал»), усилитель от какой-то другой ламповой радиолы, вставленный в самопальный корпус, в усилки, спаянные по схемам из журналов. Искал детали, мучился с доводкой схем до ума.

Сейчас-то задача несколько упростилась, и при наличии в кармане нужной суммы дензнаков можно в любом областном центре найти в музыкальном магазине требуемый девайс. От недорогого, «неизвестного китайского происхождения», до фирмЫ с ценой от самолёта. Ну или гибрид, то есть производство (иногда и качество) — Китай, а внешний вид и навороты как у фирмЫ. Цена тоже.

Да и с самостоятельным изготовлением вроде попроще стало. Схему в инете можно найти любого качества и сложности. С радиодеталями особых проблем нет, по крайней мере в магазинах тех самых областных центров (при наличии дензнаков, естественно). А что-то из прежнего дефицита иногда бесплатно валяется под ногами.

Вот решил я рассказать об усилителе, которым пользуюсь сейчас в домашних условиях. Об усилителе, сделанном практически из подножного материала. Причём такого, который уже в конце XX века считался безнадёжно устаревшим, я уже не говорю о начале XXI, когда всё и делалось. К тому же совсем не для гитарных целей.

Возможно, кого-то более опытного в разработке и постройке усилителей эта статья и посмешит. Кто-то посчитает её «инструкцией о том, как делать не нужно». Но лучше начну по порядку. То есть издалека.

Содержание / Contents

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.

Так как ещё один усилитель в тот момент мне лично был не нужен, решил использовать его на переговорном пункте междугородней телефонной связи. Сделать громкую связь, чтобы операторы не рвали попусту связки, пытаясь через окошко перекричать шум в зале и крики пытающихся докричаться до того конца провода. А спокойно приглашали абонента в кабинку, пользуясь микрофоном. Кому довелось пользоваться такими переговорными пунктами, поймёт.

Наскоро изготовил блок питания и микрофонный усилитель из нашедшихся дома запчастей. Запихал всё это в ненужный корпус от блока АВУ, найденный на том же складе. Корпус плоский, много места не занимает, да и на стену можно повесить. Подключил ко всему этому найденный в запасах микрофон «М-ТГУ», который лежал без дела из-за неважной частотной характеристики. Зато этот микрофон имеет встроенную кнопку, в не нажатом положении замыкающую вход на землю.


Микрофон «М-ТГУ»

В зал повесили абонентский громкоговоритель (радиоточку) без согласующего трансформатора и регулятора громкости. В качестве разъёма для подключения громкоговорителя к усилку были использованы винтовые зажимы, знакомые многим по школьным лабораторным работам по физике. Разъёмы найдены на том же складе, что они там делали до сих пор не пойму.

Устройство хоть и слегка шумело и в меру фонило, с поставленной задачей справилось. А потом в одном из посёлков района в ходе ликвидации наследия коммунизма демонтировали трансляционную радиосеть. И на место моего изделия был установлен вывезенный оттуда трансляционный усилитель. Конечно, попахивает стрельбой из пушки по воробьям, но с начальством не поспоришь. С другой стороны у трансляционника есть запас по мощности, а мой двухваттный (по результатам более поздних замеров) усилок работал почти на пределе, даже в том небольшом зале.

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.

Для начала нужно было поменять предусилитель. Прежний был чисто микрофонным, собранным по одной из попавшейся под руку схем, из тех, что годами перерисовывал в блокноты, тетрадки и на прочие бумажки, собирал и проверял. Рабочая, проверенная, но для моих гитарных целей не совсем пригодная.

Не знаю, что мне тогда в голову взбрело, но решил собирать пред «в тех же традициях» что и УМ. То есть на германиевых транзисторах. Скорее всего потому, что они у меня были, и деть их было некуда. Ну и чтобы с питанием не колдовать — кремниевых p-n-p транзисторов маловато в запасах было, как впрочем и микросхем. Да и не видел смысла пихать ОУ туда, где можно обойтись двумя-тремя транзисторами.

Интернета тогда в нашей глуши ещё не водилось, а аудиофильскую легенду о том, что германий звучит лучше кремния я узнал именно из сети, лет через семь.

К аудиофилам я не отношусь (отношусь с уважением к тем из них, кто сам делает себе аппарат и не делает из своего увлечения религии), и весь мой опыт «прослушивания классики с винила через лампу» сводится к «антроповским» пластинкам с классикой рок-н ролла на радиоле «Урал-112».

Пусть никого не смущает цифра 1 в начале номера этой радиолы, по характеристикам звукового тракта аппарат вряд ли тянул на третий класс даже по параметрам своего времени.

Остальную классику (советской и забугорной попсы и рока) долгое время слушал, хоть и на чисто германиевом магнитофоне «Снежеть-202», но с записанных где получится бобин. Сильно сомневаюсь, что почувствовал бы разницу, если бы крутил их хоть через «хайфай», хоть через «хайэнд».
Поэтому не знаю, насколько они правы насчёт звука германия. А вот надёжность электронной части старых магнитофонов, проигрывателей и приёмников, многие из которых сохранили работоспособность до наших дней, говорит сама за себя. Вот и решил «тряхнуть стариной» или «перетряхнуть старину» или …

Для начала определился с требованиями:
1. Усилитель делается для чистого, насколько возможно, звука. Все эффекты — в виде отдельных примочек. Поэтому пред должен быть по возможности линейным.

2. Входное сопротивление должно быть достаточно высоким, чтобы не садить «верха» гитарного сигнала и не «мешать» работе регулятора тембра в случае прямого подключения.

3. Несколько входов с разной чувствительностью. Микрофон (0,3 мВ), гитара (10 мВ, для старого советского инструмента — самое то) и линейный вход (0.5 В).

Усилитель иногда планировалось применять в качестве контрольного, для проверки прохождения сигнала, при ремонте других усилителей или ещё какой звуковой техники, поэтому наличие таких входов не помешает.

А сигнал с линейного входа желательно было бы смешивать с гитарным, для подключения, например, магнитофона с записью «аккомпанимента» или имевшегося самодельного «ритм-бокса» (именно так — в кавычках, если когда-нибудь решусь выложить описание конструкции, то только для смеха).

После раскопок в завалах бумажек, журналов и ксерокопий была собрана такая схема:

Изначально схема преда, насколько помню, была срисована с какого-то любительского магнитофона. Имеет входное сопротивление около 3 КОм, при «микрофонной» чувствительности и запас по уровню выходного сигнала, позволяющий подключить её напрямую к усилителю мощности.

Для гитарного входа чувствительность была понижена включением последовательно входу резистора на 100 кОм. Не самая лучшая идея, согласен, хоть и применялась в промышленных усилках. Но при минимуме деталей удалось получить пред, с двумя входами разной чувствительности.
Тем более одновременное использование этих входов не планировалось.

Другие варианты тоже рассматривались, но полевых транзисторов под рукой не было, а городить на вход с «микрофонной» чувствительностью эмиттерный повторитель, как-то не хотелось.

С выхода сигнал шёл через простейший пассивный микшер, где его можно было смешать с сигналом линейного входа, на вход усилителя мощности.

Всё было собрано в том же корпусе от АВУ:

И изделие было отдано на растерзание начинающим гитаристам, на другой конец области, где успешно использовалось несколько лет для доставания соседей.

Там же была обнаружена одна «незадокументированная возможность». При подключении гитары к микрофонному входу, на выходе получался «жуткий грязный перегруз», который вовсю использовался для освоения риффов групп, типа популярного тогда «Линкинпарка» или нестареющей «Арии».
Хотя подозреваю, что от звука, того «дисторшнена» даже панки долго бы плевались и матерились.

Прошло время. Хоть и избитая, блин, фраза, но так оно и есть. Я перебрался жить туда, где на тот момент находился описываемый усилитель. Родственники-гитаристы отучились, отслужили, обзавелись семьями и как многие в этот период жизни «положили на музыку».

Девайс снова достался мне и использовался по прямому назначению в свободное от работы время. То есть в перерывах между сезонами, вахтами и т. п.

И когда образовалось чуть больше свободного времени, решил подвергнуть усилитель очередной переработке. Ещё немного понизить шум предварительного усилителя, который прослушивался на максимальной громкости. Ну и фон питания побороть, который хоть и не слишком напрягал, но был.

Для начала переделал блок питания:

Прежний БП был самым простым и состоял из транса, диодного моста и конденсатора на 2000 мкф.

Потом внёс некоторые изменения в схему предусилителя. Заменил транзисторы на менее шумные и подогнал режимы. Боюсь, что в полном соответствии с пословицей про «заставь дурака богу молиться». Кроме тестера, ушей и гитары никаких измерительных приборов на тот момент под рукой не было. Ориентировался на слух по уменьшению уровня шума, отсутствию слышимых искажений и сохранению усиления блока в пределах допустимого.

Схема стала выглядеть так:

Схема микшера кривовата, но он делался, чтобы свести к минимуму ослабление сигнала, и обеспечить минимально возможное влияние регуляторов друг на друга. Обе цели в принципе оказались достигнутыми.

В то время усилитель использовался с китайской «типа трёхполосной» колонкой от погоревшей активной АС. Она засветилась на фото в одной из прежних статей. Несмотря на корпус из ДВП (оргалит или «картонка», не путать с ДСП) с давно отвалившимися и потерянными распорками и три разнокалиберных динамика, включённых с завода в параллель без каких либо фильтров, звук мне нравился. Но та колонка была не моя и впоследствии была возвращена владельцу.

Теперь звук издаёт ещё более негитарная колонка от старого проигрывателя, с одним динамиком 8ГДШ-2 (4 Ома).

Полностью согласен с отзывом о подобных АС в одной датагорской статье. Естественно, от такого акустического оформления чудес ждать не стоит.
Так что если удастся раздобыть более подходящий динамик, или ещё одну или три 8ГДШ-2/4ГД-35 (что менее реально), буду подумывать об изготовлении новой колонки. Хоть последнее время групповые излучатели в гитарной акустике вроде не приветствуются. Как впрочем и в обычных АС «для музыки», хотя именно там вовсю используются.
А пока для дома вполне и эта сойдёт.

Как-то ради интереса подключал к этому усилителю разные оказавшиеся под рукой колонки: 10МАС-1, 15АС-220, неопознанные, от музыкальных центров, так что в плане акустики простор для экспериментов всегда остаётся.
Усилитель звучал вполне нормально. Свои честные два Ватта выдавал. Фон почти не прослушивался. Шум входного каскада хоть и был слышен на максимальной громкости, но на слух был сравним с уровнем шума многих магнитофонов второго-третьего класса. В общем, звук вполне меня устраивал, пока не освободилось время для очередного приступа экспериментаторства.

Не так давно разжился не без помощи нашего сайта программным осциллографом и решил перепроверить свои давние замеры некоторых характеристик УМЗЧ.

Прежние-то делал второпях, когда на узел связи заехали на пару дней настройщики «из центра» с генератором и осциллографом. Для чего оставался после работы, наскоро раскидав своё «хозяйство» на подоконнике.

Данные в общих чертах подтвердились. Зато выплыло то, чего не заметил тогда — заметная асимметрия выходного сигнала. Конденсаторная развязка входа звуковой карты исключает влияние постоянной составляющей (например, при неисправном конденсаторе на выходе УМ), даже если постоянка присутствует. Так что этот самый часто встречающийся вариант пришлось отбросить сразу.

«В ходе начавшейся проверки» выяснилось, что предоконечный транзистор в верхнем плече (МП40А) имеет коэффициент усиления чуть ли не вдвое меньший, чем аналогичный транзистор нижнего плеча (МП37А).

Я конечно понимаю, что в те времена план гнать нужно было, не обращая внимание на мелочи. И что третий класс далеко не фонтан хайфай я тоже знал. Только не подозревал, что всё настолько запущено. Конечно, «уход» параметров от «древности» со счетов сбрасывать не стоит, но не на столько же. К тому же чаще встречал наоборот — у n-p-n транзисторов.

Во всей радиолюбительской литературе тех времён писалось про попарный подбор транзисторов для плеч двухтактных УМ. Даже если они делаются для карманных приёмников. Хотя любителю обычно подбирать было особо не из чего — что нашёл то и поставил, лишь бы по питанию проходило.

Звук издаёт — уже хорошо. А кроме собственных ушей качество звучания всё равно проверять нечем. Осциллограф? Да где ж его взять-то? Поэтому и генератор нет смысла собирать. Форму сигнала всё равно смотреть не на чем. Градуировать шкалу регулятора частоты тоже.
Разве что использовать тот генератор в качестве пробника, для отслеживания сигнала и измерения уровней.

Сам для этой цели когда-то пользовался детскими клавишами «Фаэми», не особо заморачиваясь прямоугольной формой сигнала и частотами, отличными от общепринятых. Если это и влияло на точность измерений, думаю что не намного больше, чем входное сопротивление тестера «Ц20-05» на пределах меньше 1 Вольта.

Промышленность над этим вопросом тоже не особо заморачивалась, несмотря на возможность подбора деталей и наличие измерительных приборов, о которых любитель только мечтать мог (многие до сих пор продолжают мечтать).

Проверять оконечные транзисторы П214А не стал, чтобы ещё больше не расстраиваться, тем более их «стратегический запас» остался на другом конце области.

Порадовало, что заменой МП40А на МП42Б с более близкими к МП37А характеристиками и подбором эмиттерного резистора на «тридцать седьмом» (R12) выровнять синус более-менее удалось.

К слову сказать, описанные выше искажения практически незаметны для моего неизбалованного хайфаем слуха. А вот малейшие искажения «плавности» синусоиды (изломы и т. п.) заметно добавляют в звук «грязи».

До появления осциллографа пришлось долго биться с одним усилком, правый канал которого ощутимо «фузил». Особенно заметно было при воспроизведении музыки с преобладанием акустических инструментов и чистого звука. На всяческих «перегруженных» стилях, это было не так слышно. Для более точной оценки на вход подключалась гитара и звук двух одновременно звучащих струн был явно грязноватым (когда-то часто использовал такой «двухчастотный генератор» для оценки искажений на слух).

Осциллограф сразу же показал наличие искажения типа «ступенька». Если точнее, там была даже не ступенька, а только намёк на неё, из-за неисправного подстроечного резистора.

Поскольку аппарат всё равно был разобран, решил ещё малость поэкспериментировать, проверить одну давнюю мысль.

Как-то подумалось, а зачем мне в этом усилителе микрофонный вход? Схемы, где приходится контролировать сигнал такого уровня нынче редко встречаются. Петь в микрофон через этот агрегат тоже никому в голову не придёт. Вот и решил я отказаться от микрофонного канала, в надежде снизить шумы.

Уточнил требования к обновлённой схеме:
1) Германиевые транзисторы.
2) Чувствительность 10 мВ.
3) Исходя из предыдущего пункта и чувствительности УМ — усиление по напряжению в 10 раз.
4) Входное сопротивление — максимальное, какое удастся выжать.
В принципе, ничего невыполнимого.

Нужно отметить, что в журналах и прочей свежеизданой литературе тьго времени уже вовсю правили бал кремний и ИМС + ОУ. Схемы на МП и ГТ встречались всё реже, обыно в различных изданиях вроде «В помощь радиокружку» и в разделе для начинающих журнала «Радио». Хотя и оттуда их уже начали вытеснять рыжие КТ315.

Большинство германиевых схем из тех источников были ненамного сложнее тех, что использовались для описания работы усилительного каскада (два резистора и два конденсатора на один транзистор). Часто без указания режимов транзисторов, рекомендаций по настройке и некоторых не менее важных характеристик блоков. В принципе, для начинающего более важен сам факт работы первых собранных схем. Когда появится опыт, можно и улучшениями заняться.

Повторюсь, что не видел ничего особо сложного в поиске подходящей схемы. Тем более было на примете несколько годных на первый взгляд.

Четвёртый пункт вполне решается эмиттерным повторителем на входе. При таком уровне входного сигнала я уже не против его применения. Третий пункт обеспечит практически любой транзисторный каскад по схеме с общим эмиттером, даже без особых затруднений с подбором транзистора по коэффициенту усиления.

В общем, взялся за дело и… началось!

Чуть было не написал кучу текста о ходе работ и преодолении возникших трудностей, входных-выходных сопротивлениях, режимах и прочем согласовании каскадов. Но потом подумал и решил -, а кому оно надо? Опытные радиолюбители через всё это когда-то проходили, поэтому и так знают. А для начинающих много не очень связного текста от чайника, с элементами „алхимии“, тоже не будет иметь особой практической ценности. Да и по размеру тянет на отдельную статью, которая может и будет когда-нибудь написана. Если не мной, то камрадом, лучше знающим „матчасть“.

Оставлю только один и так многим известный вывод: к выбору разделительных (да и всех остальных) конденсаторов нужно подходить как можно тщательнее. Я не про то, чтобы применять исключительно аудиофильские конденсаторы с ценой «на очень большого любителя».
Я про то, что соответствие ёмкости значению, указанному на корпусе (и нужному для схемы) и утечку у тех, что собираешься паять в схему, проверять нужно. Иначе вдруг может выясниться, что транзистор какого-нибудь каскада лучше всего работает, если убрать цепи смещения. Или ни с того ни с сего «захрустят» совершенно новые регуляторы. Или стоит заменить конденсатор и тщательно подогнанные режимы по постоянному току, а иногда и по переменному, пойдут вразнос.

В общем, результатом всех моих «плясок с бубном» стала вот такая схема.

Сначала хотел установить регулятор громкости между каскадами, вместо R4. Поэтому и выбрал двухкаскадную схему с конденсаторной развязкой. Только подходящего переменного резистора не нашлось, так что это пока в планах.

Испытания показали, что характеристики почти соответствуют первоначальным требованиям.
Шумы при замкнутом входе ушли куда-то к пределу слышимости. Выходного сигнала хватило для раскачки УМ, даже с учётом падения на микшере. Звук тоже вполне устроил.

Дело осталось за малым — собрать блок на плате, установить в корпус и будет мне счастье. Старая плата была сделана уже привычным для простых схем «непечатным монтажом»:

Почему-то на этот раз решил сделать нормальную (насколько возможно) печатку. Наверное, потому что подходящий кусок фольгированного текстолита нашёл. Наскоро набросал на бумаге расположение отверстий и дорожек. Наметил на фольге отверстия, просверлил, нарисовал дорожки, протравил, впаял детали. Получилось как-то так:

Сказалась дурная привычка, насколько возможно уплотнять монтаж. Вроде бы дополнительные блоки в заводские изделия давно не «врезаю». Детские мечты о чем-нибудьть радиоуправляемом и летающем в том самом детстве и остались. А всё пытаюсь сделать плату как можно меньше. Хоть и не нужно, вроде.

Плюс вторая не менее дурная привычка: никак не могу заставить себя обрезать выводы деталей «по самое дальше некуда». Слишком уж часто в своё время приходилось их наращивать у деталей, выпаянных с заводских, сделанных по всем правилам, плат.

Несколько доработал блок питания, с учётом более высокого питающего напряжения нового ПУ:

Во время окончательной сборки перепаял разводку межблочных соединений. Прежняя делалась большей частью наспех и содержала кучу лишних проводов, в которых сам разобрался не сразу. Фон из колонки и до этого можно было услышать только в полной тишине. Так что не знаю, сильно ли повлияла новая разводка (в частности «земли») на уровень фона/шума.

Вот так всё выглядит изнутри:

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.

Вот такой усилитель получился. Не совсем гитарный, если судить с «продвинутой» точки зрения. Только если копнуть глубже, то и до инструментов, которые я к нему подключаю можно «докопаться».

Злые языки утверждают, что гитары в той стране, которой уже лет двадцать с чем-то как нет, делали для чего угодно, кроме музыки.
И играют на таком … только лузеры и нищеброды, неспособные купить что-нибудь более правильное.

Может они в чём-то и правы, только я думаю, что даже самый крутой и фирмовый инструмент вряд ли сделает из меня крутого музыканта. А для себя побренчать или для друзей — с этой задачей и мои инструменты вполне справляются. Тем более за те годы, что ими пользуюсь, и по руке подогнал, и руки привыкли. Звук одной из моих «балалаек» я уже выкладывал в прежних статьях.

Если кто из уважаемых датагорцев обнаружит в схемах и тексте ляпы или упущенные мной возможности улучшения — покажите пальцем, пожалуйста. Поправимся!
Самый разумный совет — «выбросить всё это старьё нафик и паять на микросхемах или лампах» будет рассмотрен, но вряд ли будет принят к исполнению. Разве что при создании совсем другой конструкции.

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!

Владимир (partizan0018)

РФ, Дальний Восток

Профессиональный «чайник».

 

datagor.ru

cxema.org — Простой усилитель на германиевых транзисторах

Простой усилитель на германиевых транзисторах

Схема усилителя проста, деталюшек минимум, пригодится для повторения новичками, ниже текст так же для них. Усилительные элементы схемы – германиевые транзисторы — активно применялись еще тридцать лет назад. Схемотехника напоминает многие распространенные схемы тех лет, например усилитель Электрон 20. Некоторые различия есть, в основном технологического характера.
Источник питания однополюсный, нестабилизированный, несколько необычно там смотрится дроссель. Выходной каскад работает в режиме класса АВ.


Выходная мощность 10Вт, общий КНИ до 3%, нагрузка — 8ми Омные громкоговорители.

Работа усилителя на примере одного канала:
Входной сигнал поступает на базу транзистора VT1, сюда же приходит постоянное напряжение с делителя R5,R9 – это задает потенциал смещения транзистора и одновременно напряжение симметрии выхода. Усиленный VT1 сигнал, подается на базу VT3 и далее на выходной каскад VT5,VT6,VT9,VT10. В эмиттер VT1 приходит напряжение с выхода усилителя (точка + С9) – образуя цепь Общей Отрицательной Обратной Связи, причем по постоянному и переменному току одновременно. Если допустим напряжение на эмиттере VT1, пришедшее с выхода, больше чем на его базе – тогда запирается VT1, VT3, VT6, VT9, потенциал выхода уменьшается за счет одновременно открывшихся VT5, VT10. Аналогично происходит, если на эмиттер VT1 приходит напряжение с выхода, меньшее чем на его базе (только отпирание/запирание транзисторов происходит с точность до наоборот). Т.е. усилитель автоматически поддерживает напряжение на выходе заданное делителем R5,R9 в базе VT1. Аналогично действует схема, усиливая полезный сигнал переменного тока. Только теперь схема отрабатывает звуковой сигнал поступающий в базу VT1 через С2. Глубина действия ОООС, неодинакова для постоянного и переменного тока, из-за наличия конденсатора С4. По переменному току с помощью делителя R11 R12 задается Ку всего усилителя, по постоянному току действует 100% ОООС (через R11 в эмиттер VT1) что хорошо поддерживает симметрию выхода по постоянному току. Основным усилителем напряжения по амплитуде, необходимой для «раскачки» выходного каскада, является транзистор VT3. Для улучшения свойств этого каскада, нагрузкой его является цепь Положительной Обратной Связи, которая берется через R23 с выхода усилителя и образует т.н. «динамическую нагрузку». Действие этой цепи приводит к почти неизменному току через VT3, при любой амплитуде сигнала – транзистор работает в более линейном режиме и развивает максимальный Ку, что важно и с точки зрения уменьшения общего КНИ усилителя и максимальной амплитуде сигнала на выходе. Конечно, цепь ПОС, не совсем совершенна в качестве «динамической нагрузки», применена в общем, для упрощения схемы. Выходной каскад вполне обычный, его задача значительно усилить по току напряжение, поступающее с каскада на VT3 и подача в нагрузку. Составной транзистор VT6,VT9 отпирается при положительном потенциале, каскад VT5,VT10 — при отрицательном, таким образом, происходит усиление сигнала переменного тока в точке симметрии +С9. В нагрузку звуковой сигнал поступает через конденсатор С9, который не пропускает постоянное напряжение с точки симметрии усилителя. Для минимизации искажений, выходные транзисторы приоткрыты некоторым начальным током (ток покоя).
Этот ток задается падением напряжения от протекающего коллекторного тока VT3 на резисторах R17,R18, и приложен между базами предвыходных транзисторов. Цепочка R19,С6 устраняет самовозбуждение усилителя, которое может возникнуть на частотах более 50кГц. При монтаже усилителя следует обратить внимание на подключение проводов GND, сечение проводов соединения выходных транзисторов следует взять 0.75-1мм2, (кроме провода базы).
Настройка и первое включение усилителя:
Настройку следует производить, включив вместо предохранителя мощный резистор сопротивлением 15-20Ом, а вместо акустики мощные резисторы 8-15Ом. Если все транзисторы исправны и в схеме нет ошибок, в точках симметрии (+С9, +С10) должно сразу установится напряжение равное половине питания — это следует проверить первым делом. Дополнительно его корректируют подстроечником R4. Разбаланс симметрии в пределах +/-2 вольта вполне допустим. Затем контролируют начальный ток выходных транзисторов (ток покоя) измеряя его по падению напряжения на резисторах R32 и R34, оно должно быть в пределах 40-70мВ. Если в схеме есть ошибки, или неисправные элементы, тогда возможно сильно нагреется резистор, включенный вместо предохранителя, одновременно спасая транзисторы схемы (выходные и предвыходные) от пробоя – следует внимательно проверить схему и устранить ошибку или неисправный элемент. Следующий этап проверки – на отсутствие ВЧ самовозбуждения – нужно подключить на выход осциллограф. Наличие самовозбуждения устраняют корректировкой цепи R19,С6. Если все нормально, устанавливаем предохранитель на место, подключаем на вход генератор ЗЧ и проверяем усилитель испытательными сигналами. Прежде всего, нужно проверить симметрию ограничения максимальной амплитуды сигнала – ограничение должно наступать примерно при амплитуде 10В частота 1000Гц., если это не так, нужно подобрать сопротивление R23 или заменить VT3. Усилитель можно исследовать сигналами разных частот и амплитуд, форм. Подробную методику пока не будем приводить – усилитель ведь для начинающего. На частотах более 10кГц нежелательно подавать номинальный сигнал на вход – выходные транзисторы могут перегреться, на музыкальном сигнале этого не происходит по причине малой амплитуды этих сигналов. Следует так же еще раз проконтролировать ток покоя выходных транзисторов, должен быть в пределах 50-70мА, корректируется подбором сопротивления R17. Если ток больше – сопротивление уменьшить, и наоборот. Контроль тока нужно произвести еще примерно через час работы усилителя – он не должен увеличиваться.
Теперь можно подключить АС и источник сигнала – усилитель готов для эксплуатации.
В качестве источника, например, выход CD плеера, с уровнем 0.775-1В.

На фото, собранный на макете усилитель для отслушивания, в корпус я его так и не оформил (это было в 2005году).

Звучание вполне ничего, но тренированное ухо отмечает некоторую зализанность самых верхних верхов, слегка рыхловатый низ, а вот голосовой диапазон или около того, звучит довольно приятно, тепло. Во время отслушки, использовалась АС ОЯ 160 литров, с парой динамиков 4А28 и 6ГД2 в каждой. Довольно, неплохо усилитель работает и на 10МАС1М, первых выпусков, с еще «недубевшей» резиной НЧ динамиков.
В усилитель, его базовую схему, можно внести некоторые изменения, которые позволят улучшить его ТТХ, одновременно желательно произвести отбор транзисторов. Работоспособность усилителя сохраняется до снижения напряжения питания 12-15В, можно ниже, но следует произвести подстройку симметрии и тока покоя. ТТХ усилителя при снижении питания будут, конечно же, хуже, упадет и выходная мощность. Транзисторы можно заменить на подобные серии МП, ГТ404В,Г, 402Ж,И. П214 лучше всего с буквой А, но можно и другие, возможно так же применение и П215,16,17, но звучание будет несколько хуже, особенно на ВЧ. Можно применить и транзисторы серий П213, и даже П201, 202, тогда напряжение питания следует снизить до 27-30В. Примененный транзистор МП37Б работает на пределе по Uк-э макс, но отказов или пробоя у меня не было.


С усилителем можно использовать и 4х Омные АС, тогда желательно увеличить площадь теплоотводов до 250-300см2, и напряжение питания уменьшить до 30В, или применить выходные транзисторы типа ГТ806. Выходная мощность возрастет до 20Вт.
Успехов в конструировании!

С уважением, AVM

  • < Назад
  • Вперёд >

vip-cxema.org

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.