Простой, высококачественный усилитель HITACHI на полевых транзисторах
Продолжаем пополнять подборку самых интересных легенд, мифов, сказаний и тостов для детей и учащихся всех классов.
Сегодня у нас на очереди легенда самурайского фэн-шуя – усилитель-монстр из золотой эры аудио: УМЗЧ HITACHI 70-ых годов выпуска.
Давным-давно, в стародавние времена, жил-был мелкий, но трудолюбивый народ-японцы, тогда ещё не одержимый идеей технологического
перфекционизма, имеющий большой практический опыт и знания и являющий на свет божий большие 20-ти килограммовые усилительные ящики с
отдельными на каждый канал силовыми трансами, здоровенными банками электролитов и мощными спаренными полевиками собственного замеса.
А если поковыряться в архивах рунета, то можно найти и схему принципиальную электрическую данного творения ума и рук человеческих.
Рис.1
Схема сопровождается небольшим, располагающим к себе описанием:
« Рн = 100 Вт
Кг = 0,005%
Данный вариант реализован фирмой HITACHI.
Мощность можно изменять, меняя число пар выходных транзисторов.»
Скромненько и со вкусом!
Что ещё скажешь про усилитель, воссозданный несколькими поколениями радиолюбителей и сочетающий в себе простоту и качество звучания,
которому могут позавидовать владельцы многих современных ресиверов?
Схема по своей структуре очень напоминает схемотехнику простейших операционных усилителей, на прямой вход которого подаётся звуковой сигнал, а на инвертирующий – напряжение отрицательной обратной связи. Отношение значений резисторов обратной связи R14/R15 определяет коэффициент передачи усилителя по напряжению. В нашем случае Кu = 27.
При попытке самостоятельного изготовления данного УНЧ в качестве выходных транзисторов, в идеале, следует применять указанные на схеме,
либо любые другие комплементарные полевики, специально разработанные для аудиоаппаратуры. Достаточно широкий перечень таких
полупроводников приведён в верхней таблице на странице – ссылка на страницу.
В качестве биполярных можно применить любые транзисторы соответствующих структур с характеристиками, близкими к используемым японскими коллегами.
Но, а для людей, далёких от буржуазно-дворянских признаков снобизма – вполне сгодятся и массовые и недорогие мощные MOSFETы, изначально предназначенные для коммутационных целей. Финансы не пострадают, а ништяк останется.
Для интересующихся, приведу схему усилителя, построенную на бюджетных полевиках, проверенную временем и привередливыми
ушами меломанов.
Рис.2
Отличия от оригинальной схемы усилителя HITACHI здесь минимальны.
С целью автоматического поддержания нулевого постоянного уровня на выходе УНЧ для различных типов применяемых транзисторов –
глубина отрицательной обратной связи по постоянному току увеличена до 100%. Сделано это при помощи конденсатора С4, который
никак не влияет на работу схемы по переменному току, а для постоянного отключает делитель, образованный резисторами R10 и R12.
Фильтры R14C6C7 и R15C5C8 в цепях питания каскадов предварительного усиления добавлены для повышения устойчивости работы усилителя.
Подстроечный резистор R7 желательно применить многооборотный.
Настройка схемы очень проста и сводится к установке тока покоя выходных транзисторов посредством R7 в пределах 100-150мА. Для предотвращения пробоя полевиков следует установить крутилку этого резистора в начальное положение, соответствующее нулевому сопротивлению.
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ УМ VL
принципиальная схема, чертеж печатной платы, описание
Оригинал был взят с «Немного звукотехники«, авторство установить пока не удалось, поэтому усилитель назвали VL, т.е. vegalab
Не будем скрывать — форум «Немного звукотехники» мы посещаем довольно часто и изучаем ОЧЕНЬ скурпулезно.
В один из подобных визитов попалась на глаза принципиальная схема усилителя мощности, приведенного на рисунке 1. Этот усилитель мощности имеет довольно известную схемотехнику и на глаза попадался не единожды в том или ином вариантах. Однако простота самой схемы усилителя мощности заставила взять в руки паяльник и собственно собрать этот усилитель. Звук приятный, прозрачный, но сказать что в нем есть что то особенное язык не повернулся. Принципиальная схема усилителя с опытным образцом полетели в «долгий ящик». Спустя примерно год, наводя очередной порядок ее вытащили, посмотрели, посмотрели… Посмотрели, посмотрели и решили все же реанимировать. Но…
Рисунок 1. УВЕЛИЧИТЬ
Первый каскад после операционного усилителя выполнен по схеме с общей базой и ни для кого не секрет, что подобные каскады очень хорошо усиливают напряжение, а вот усиление по току у них довольно слабенькое. Следующим каскадом в оригинальной схеме идет каскад с общим эмиттером, а эти каскады для нормальной работы требуют изменения базового тока в довольно больших диапазонах.
Другими словами — каскаду с общей базой несколько тяжеловато управлять каскадом с общим эмиттером. Исправить ситуацию позволо введение дополнительного эмиттерного повторителя после первого каскада. Работа вроде бы и не большая, однако такая доработка позволила усилителю мощности действительно «запеть»… Мягкий, не навязчивый звук, прозрачный, с высокой детализацией просто завораживает, причем источник звука как бы теряется, т.е. однозначно сказать что акустическая система стоит именно в таком то углу уже не получалось. И это при прослушивании MP3 формата, правда с потоком 256 Кб/с. Прослушивание тестовых дисков однозначно показало, что это не просто хороший усилитель мощности, а так же альтернатива снятого с производства усилителя Сухова, причем довольно серьезная.
Смысл такой защиты основан на том, она полностью блокирует работу оконечного каскада до окончания любой из полуволн сигнала ЗЧ, в зависимости на какой из них произошла перегрузка что не позволяет оконечным транзисторам усилителя мощности сильно перегреваться. Предыдущий же вариант защиты посто ограничивал ток, протекающий через оконечные транзисторы, что все равно вызывало довольно интенсивный нагрев радиаторов и вероятность теплового пробоя увеличивалась.
Более подробно смотрите в таблице с характеристиками усилителя.
Рисунок 2. УВЕЛИЧИТЬ
Кроме всего прочего усилитель мощности работает в инвертирующем режиме, что добавляет дополнительное подавление синфазных помех и искажений.
Черетеж печатной платы в формале lay можно взять тут, чертеж расположения деталей и подключения приведена на рисунке 3. Так же можно взять архив с рисунком в формате jpg, масштам 1:1, разрешение 600 dpi. Стараясь максимально удешивить конструкцию мы не стали ставить на плате дополнительные электролитические конденсаторы фильтров питания, поэтому длина проводов по питанию должна быть минимально возможной.
Рисунок 3. УВЕЛИЧИТЬ
Следует обратить внимание на то, что на транзисторах VT5, VT7, VT8, VT9 выделяется довольно много тепла, чуть больше 2 Вт на каждом, поэтому использование теплоотводов для них необходимо. Техничесике характеристики симметричного высококачественного усилителя мощности сведены в таблицу.
Есть в этой бочке меда и ложка дегтя — слишком маленькое входное сопротивление — порядка 3 кОм. Хотя конечно подавляющее большинство источников звукового сигнала позволяют работать на такую нагрузку (выхода аудиокарты компьютера, выхода DVD плееров), все же лучше использовать предварительный усилитель с повышенной нагрузочной способностью.
Данный усилитель мощности может быть выполнен в четырех мощностных вариантах: 150 Вт; 300 Вт; 450 Вт; 600 Вт, отличающиеся количеством пар оконечных транзисторов.
Усилитель может быть выполнен в двух модификациях: c буковкой М в конце обозначения, означающей, что предпоследним каскадом (VT12, VT13) используются полевые транзисторы, и с буковкой В в конце обозначения, означающей, что предпоследним каскадом используются биполярные транзисторы.
Подобные варинты модификакий возникли в связи с различным звучанием усилителей с использованием полевиков и возникновением поклоников «полевого» звука. При заказе данных усилителей следует не забывать указывать какая именно Вам модефикация данного усилителя мощности необходима.| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ: | |
| Напряжение питания | ±30…±80 |
| Максимальная выходная мощность при — одной паре оконечных транзисторов — двух парах оконечных транзисторов — трех парах оконечных транзисторов — четырех парах оконечных транзисторов | 150 Вт 300 Вт 450 Вт 600 Вт |
| THD при коф усилении 35 дБ, питании ±80 В, Uвх = 600 мВ, для варианта: VL600M, выходная мощность 160Вт VL600B, выходная мощность 160Вт | 0.003% |
| THD при коф усилении 35 дБ, питании ±80, В Uвх = 1 В, для варианта: VL600M, выходная мощность 450 Вт VL600B, выходная мощность 450 Вт | 0.003% |
| THD при коф усилении 35 дБ, питании ±80 В и максимальном Uвх, для вариантов: VL600M, выходная мощность 570 Вт, Uвх = 1.14 В VL600B, выходная мощность 610 Вт, Uвх = 1.16 В | 0.04% |
| Рекомендуемый ток покоя | 60…70 мА |
| Входное сопротивление, не менее | 3 кОм |
| Отношение сигнал/шум, не менее | 90 дБ |
006% Данный усилитель мощности имеет сравнительно не большой КПД, поэтому радиатор потребуется не маленький, причем при использовании полевиков в предпоследнем каскаде КПД меньше, чем у биполярного варианта, однако и уровень THD меньше фактически в 2 раза за счет разгрузки выходного каскада усилителя напряжения.
Усилитель мощности имеет несколько технологических осбенностей, точнее варианта печатной платы:
На рисунке 4 приведен внешний вид высококачественного усилителя мощности — вариант на 150 Вт.
Рисунок 4 — усилитель мощности на 150 Вт.
Оконечные транзисторы самого усилителя мощности и последние каскады усилителя напряжения запаиваются на плату снизу и крепятся непосредственно на радиатор винтами М3. Если фланцы транзисторов металличесике, то использование изолирующих прокладок и изолированного крепежа обязательно. Так же настоятельно рекомендуем использовать термопасту. Для выравнивания транзисторов по высоте мы используем двухстроний скотч на базе пористой резины — продается в автомагазинах. Для оконечных транзисторов скотч используется в один слой, для транзисторов в корпусе ТО-220 — два слоя, для транзистора термокомпенсации — шесть слоев (рисунок 5). Обратите внимание — транзистор термокомпенсации винтом на радиатор не прикручивается, а прижимается только за счет скотча, поскольку изначально получается немного выше остальных транзисторов усилителя (прокладку использовать обязательно).
Рисунок 6 — выравнивание высоты теплоотводящих фланцев транзисторов.
На плате усилителя мощности предусмотрены отверстия под установку конденсаторов на 47 пкФ, однако пленочные конеденсаторы в продаже найти довольно затруднительно, поэтому на плате предусмотены технологические площадки для использования в данном усилителе мощности керамических конденсаторо поверхностного монтажа (SMD). Причем используются два соединенных последовательно конденсатора на 82…100 пкФ, что в итоге дает емкоскость на 41…50 пкФ и увеличивает максимальное напряжение этой «связки» до 100 В. Кроме этого было решено использовать отключаемую защиту от перегрузки. Для этого на печатной плате усилителя предусмотрены контактные площадки при установки в которые перемычки защита буде включена (рисунок 7).
Рисунок 7 — установка SMD конденсаторов с использованием технологических площадок печатной платы.
Ну и наконец, только для большей понятности рисунок, на котором показано расположение перемычек (запаяно — включено) отключения защиты отперегрузки, резисторов определяющих порог срабатывания защиты от перегрузки и регулятор тока покоя оконечных транзисторов — рисунок 8.
Рисунок 8 — расположение элементов ответственных за режимы работы усилителя.
Надеемся что данный усилитель мощности доставит приятные впечатления своим владельцам…
схемы аудиоусилителя – Электроника Проекты Схемы
Электронные схемы Проекты
Электроника
»
схемы аудио усилителя
gevv | 19.03.2023
Усилитель D-класс Музыкальный мощность 500Вт. (RMS 300 Вт) МОП-транзисторы NE5532, IR2184, KNP9120. Простой усилитель D-класса, основанный на модифицированной версии. Защита усилителя от короткого замыкания на выходе, клиппер Limiter. Класс Характеристики усилителя: Среднеквадратическая мощность: 300 Вт Сопротивление нагрузки 4 Ом Напряжение питания +63/-63В постоянного тока Диапазон частот: от 5Гц до 80-180Гц (в зависимости…
гевв | 19.03.2023
Схема стереоусилителя с управлением тембром. Вы можете использовать микросхему усилителя TDA7377 или TDA7374. Микросхема LM1035 или LM1036 может использоваться для управления тоном и громкостью.
Свой вклад в схему вносит управление вентилятором охлаждения, выполненное с помощью операционного усилителя TL081. Имеет регулируемое выходное напряжение с LM317 для питания mp3-плеера или других источников звука. LM1035 (LM1036)…
gevv | 2022/07/01
Усилитель завоевал популярность своей простотой сборки, отличной повторяемостью и приемлемыми характеристиками, при этом имея простую схему, ну и конечно преимущества класса-В (относительно высокий КПД и хорошая термостойкость), без присущие этому классу искажения. при использовании операционного усилителя NE5532 нет необходимости вводить регулировку смещения нуля…
гевв | 27.02.2022
Транзисторные схемы стереофонического и монобасового усилителя 2X100 Вт путем преобразования напряжения батареи 12 В (от 11 В до 14,4 В) SG3525 Схема усилителя постоянного напряжения постоянного тока примерно в 2X30…35 В. Имеется защита от короткого замыкания в обеих цепях и короткого замыкания транзисторов на выходе усилителя и подачи постоянного напряжения.
Усилитель сабвуфера мощностью 120 Вт имеет регулируемую схему фильтра низких частот…
gevv | 30.09.2021
Размеры платы 80х80 мм. Каждый щит снабжен собственным защитным устройством, отключающим нагрузку в аварийной ситуации (появление постоянного напряжения на выходе или обрыв любой из вторичных обмоток силового трансформатора), а также выполняющим необходимую задержку подключения нагрузки при отключении питания…
гевв | 20.09.2021
Самодельная версия профессионального усилителя серии Crown XLS опробована и испытана и даже продается в виде комплекта. Существуют версии 300 Вт, 600 Вт, 800 Вт, 1200 Вт, которые были применены путем удаления некоторых частей без существенного изменения конструкции исходной схемы, я подготовил печатную плату для версии 400 Вт. Crown XLS…
гевв | 19.09.2021
Схема усилителя 100 Вт обеспечивает высокую мощность при меньшем количестве материалов. Выходные транзисторы 2 транзистора 2SC5200 NPN. Транзистор PNP не используется для выхода в этой конструкции усилителя.
Рабочее напряжение схемы усилителя мощностью 100 Вт составляет 2×46 В постоянного тока. Если вы хотите работать при более высоком напряжении (макс. 2X56 В постоянного тока), вам следует использовать 2SC3858 или аналогичную мощность…
гевв | 19.09.2021
Когда я нашел очередной чертеж печатной платы схемы усилителя на 100Вт, который давно задумал, я приступил к практике. На выходе схемы используются силовые транзисторы Дарлингтона (TIP147 TIP142). Идеально подходит для активных акустических систем или сабвуферов, гитарных усилителей, систем домашнего кинотеатра, инструментальных усилителей… Клонированная версия усилителя мощностью 100 Вт…
gevv | 12.01.2021
Одноканальная версия усилителя мощностью 200 Вт, представленная в статье Схема транзисторного усилителя мощностью 400 Вт (2X200 Вт), была разработана с минимально возможным размером печатной платы. Силовые транзисторы схемы Afi 200Вт не требуют классических 2SC5200 и 2SA1943 регулировка тока покоя. Усилитель может обеспечить среднеквадратичную мощность 100 Вт при сопротивлении 4 Ом…
gevv | 03.
07.2020
Мой брат Хасан – старый проект двухканальной версии 300w и 500w. Предварительно разделенные схемы Hi-Fi транзисторных усилителей мощностью 500 Вт 250 Вт и преобразователь постоянного тока SG3525 EI33 ATX 200-600 Вт для проектов автоусилителей. Трансформаторы ЭИ33 применяются…
RMS 100W Схема усилителя с защитой динамика – Electronics Projects Схемы
Усилитель завоевал популярность благодаря простоте сборки, отличной повторяемости и приемлемым характеристикам, при этом имея простую схему, ну и конечно достоинства класса-В ( относительно высокий КПД и хорошей термостойкостью ), без присущих этому классу искажений. при использовании операционного усилителя NE5532 нет необходимости вводить блок подстройки смещения нуля, как это сделано в исходной схеме ( переменный резистор R5 ). На выходе NE5532 постоянная составляющая практически нулевая. Удалены положительные отзывы в современной версии. Значения компонентов также были скорректированы.
Технические характеристики усилителя RMS 100 Вт
Напряжение питания: ± 35 В.
Выходная мощность: 4 Ом 100 Вт.
THD: 1 кГц, 4 Ом 0,005% 20 кГц, 4 Ом 0,022%.
Диапазон частот усиления (относительно -1 дБ) 30 Гц – 70 кГц.
Защита от короткого замыкания до 8А.
Входная чувствительность 0,7В
Так же есть задержка подключения акустической системы и защита ее от постоянного напряжения на выходе.
Схема защиты динамика предусматривает задержку подключения акустики к усилителю при запуске, чтобы избавить слушателя от звуков переходных процессов. Также защита отключает акустику при появлении постоянной составляющей на выходе усилителя Дорофеев.
Схема защиты по переменному току питается от стабилизатора (24В) построенного на элементах R20, VD3 и VT2. При подаче питания на усилитель на коллекторе VT2 появляется стабилизированное напряжение +24В и через резисторы R23 и R24 происходит заряд электролитического конденсатора С12.
Через определенное время заряда С12 (0,5-1 сек) транзистор VT10 откроется и через него начнет протекать ток катушки реле КВ1, который замкнет контакты КВ1.1, подключив тем самым акустическую систему к выход усилителя.
При появлении положительного напряжения на выходе усилителя открывается VT8, а при появлении отрицательного напряжения открывается VT7. Открываясь, они подтягивают базу VT9 к собственному коллектору, и транзистор VT9 открывается, шунтируя базу транзистора VT10.
Последний замкнется и ток через катушку реле перестанет течь, контакты КВ1.1 разомкнутся, динамик отключится от усилителя.
Диод VD5 защищает элементы схемы от пробоя при самоиндукции реле в момент его выключения.
Схема усилителя RMS 100Вт
Резисторы стабилизатора R10 и R13 мощностью 0,5Вт, резисторы R18 и R19 мощностью 1Вт, остальные 0,25Вт.
Установил стабилитроны 15В (VD1 и VD2) 1N4744A, а вместо стабилитронов 24В (VD3 и VD4) поставил 13В 1N4743A, соответственно заменив реле с 24В на 12В.
