Stara ali zlatna

Stara ali zlatna

Sklopovi pojačala su već prošli kroz spiralu u svom razvoju i sada smo svjedoci „renesanse cijevi“. U skladu sa zakonima dijalektike koji su nam tako uporno bubnjali, trebala bi uslijediti „tranzistorska renesansa“. Sama činjenica toga je neizbježna, jer su lampe, uza svu svoju ljepotu, veoma nezgodne. Čak i kod kuće. Ali tranzistorska pojačala imaju svoje nedostatke...
Razlog za "tranzistorski" zvuk objašnjen je još sredinom 70-ih - duboka povratna informacija. To dovodi do dva problema odjednom. Prvi je prolazna intermodulacijska distorzija (TIM distorzija) u samom pojačalu, uzrokovana kašnjenjem signala u povratnoj petlji. Postoji samo jedan način za borbu protiv ovoga - povećanjem brzine i pojačanja originalnog pojačala (bez povratne sprege), što može ozbiljno zakomplicirati sklop. Rezultat je teško predvidjeti: ili će se dogoditi ili ne.
Drugi problem je što duboka povratna sprega uvelike smanjuje izlaznu impedanciju pojačala. A za većinu zvučnika ovo je prepuno pojavom istih intermodulacijskih izobličenja direktno u dinamičkim glavama. Razlog je taj što kada se zavojnica kreće u procjepu magnetskog sistema, njegova induktivnost se značajno mijenja, pa se mijenja i impedansa glave. Uz nisku izlaznu impedanciju pojačala, to dovodi do dodatnih promjena struje kroz zavojnicu, što dovodi do neugodnih prizvuka koji se pogrešno uzimaju za izobličenje pojačala. Ovo takođe može objasniti paradoksalnu činjenicu da uz proizvoljan izbor zvučnika i pojačala, jedan set „zvuči“, a drugi „ne zvuči“.

tajna zvuka cijevi =
pojačalo visoke izlazne impedancije
+ plitke povratne informacije .
Međutim, slični rezultati se mogu postići i sa tranzistorskim pojačalima. Svi krugovi navedeni u nastavku imaju jednu zajedničku stvar - nekonvencionalan i sada zaboravljen "asimetričan" i "nepravilan" dizajn kola. Međutim, da li je ona tako loša kao što se predstavlja? Na primjer, bas refleks sa transformatorom je pravi Hi-End! (Sl. 1) A fazni pretvarač sa podeljenim opterećenjem (Sl. 2) je pozajmljen iz cevnog kola...
Fig.1

Fig.2

Fig.3

Ove šeme su sada nezasluženo zaboravljene. Ali uzalud. Na osnovu njih, koristeći moderne element baze, možete kreirati jednostavna pojačala sa vrlo visokim kvalitetom zvuka. U svakom slučaju, ono što sam sakupio i slušao zvučalo je pristojno – mekano i „ukusno“. Dubina povratne sprege u svim kolima je mala, postoji lokalna povratna sprega, a izlazni otpor je značajan. Ne postoji opšta zaštita životne sredine za jednosmernu struju.

Međutim, dati dijagrami funkcionišu u učionici B, stoga ih karakteriziraju "preklopna" izobličenja. Da bi se oni eliminisali, potrebno je raditi na izlaznom stepenu u "čistoj" klasi A. I takva shema se također pojavila. Autor šeme je J.L.Linsley Hood. Prvi spomeni u domaćim izvorima datiraju iz druge polovine 70-ih godina.


Fig.4

Glavni nedostatak klasa pojačala A, ograničavajući opseg njihove primjene je velika mirna struja. Međutim, postoji još jedan način da se eliminišu izobličenja prebacivanja - upotreba germanijumskih tranzistora. Njihova prednost je malo izobličenja u modu B. (Jednog dana ću napisati sagu posvećenu germanijumu.) Drugo pitanje je da ove tranzistori sada nije lako pronaći, a izbor je ograničen. Kada ponavljate sljedeće dizajne, morate imati na umu da je termička stabilnost germanijevih tranzistora niska, tako da nema potrebe štedjeti na radijatorima za izlazni stupanj.

Fig.5

Ovaj dijagram prikazuje zanimljivu simbiozu germanijumskih tranzistora sa tranzistorima sa efektom polja. Kvalitet zvuka je, uprkos više nego skromnim karakteristikama, veoma dobar. Kako bih osvježio utiske od prije četvrt stoljeća, odvojio sam vrijeme da sastavim konstrukciju na maketi, malo je modernizujući kako bi odgovarao modernim vrijednostima dijelova. Tranzistor MP37 se može zamijeniti silikonskim KT315, jer ćete tokom podešavanja i dalje morati odabrati otpor otpornika R1. Kada se radi s opterećenjem od 8 Ohma, snaga će se povećati na približno 3,5 W, a kapacitet kondenzatora C3 će se morati povećati na 1000 µF. A da biste radili s opterećenjem od 4 Ohma, morat ćete smanjiti napon napajanja na 15 volti kako ne biste prekoračili maksimalnu disipaciju snage tranzistora izlaznog stupnja. Budući da ne postoji ukupni DC OOS, termička stabilnost je dovoljna samo za kućnu upotrebu.

Sljedeće dvije šeme imaju zanimljiva karakteristika. Tranzistori izlaznog stupnja naizmjenične struje povezani su u skladu sa zajedničkim emiterskim krugom i stoga zahtijevaju nizak napon pobude. Nema potrebe za tradicionalnim povećanjem napona. Međutim za DC Povezani su u skladu sa zajedničkim kolektorskim krugom, tako da se za napajanje izlaznog stepena koristi "plutajuće" napajanje koje nije povezano sa zemljom. Stoga se za izlazni stepen svakog kanala mora koristiti zasebno napajanje. U slučaju upotrebe impulsni pretvarači napetost nije problem. Napajanje preliminarnih faza može biti uobičajeno. DC i AC OOS kola su odvojena, što u kombinaciji sa krugom stabilizacije struje mirovanja garantuje visoku termičku stabilnost sa malom dubinom AC OOS. Za MF/HF kanale ovo je odličan sklop.

Fig.6


7 Autor: A.I. Shikhatov (izrada i komentari) 1999-2000
Objavljeno: zbirka "Dizajneri i dijagrami za čitanje sa lemilom" M. Solon-R, 2001, str. 19-26.

• Šeme 1,2,3,5 objavljene su u časopisu "Radio".
• Šema 4 je posuđena iz zbirke
  V.A. Vasiliev "Strani radioamaterski dizajn" M. Radio i komunikacije, 1982, str. 14...16.
• Šeme 6 i 7 su posuđene iz zbirke
  J. Bozdekh "Dizajn dodatnih uređaja za magnetofone" (prevod s češkog) M. Energoizdat 1981, str
• Detalji o mehanizmu intermodulacijskog izobličenja: Da li UMZCH treba da ima nisku izlaznu impedanciju?

Sadržaj

UMZCH on tranzistori sa efektom polja

UMZCH na tranzistorima s efektom polja

Upotreba tranzistora sa efektom polja u pojačalu snage može značajno poboljšati kvalitet zvuka dok pojednostavljuje cjelokupno kolo. Prijenosna karakteristika tranzistora s efektom polja je bliska linearnoj ili kvadratnoj, stoga u spektru izlaznog signala praktički nema ravnomjernih harmonika, osim toga, amplituda viših harmonika brzo se smanjuje (kao u cijevnim pojačavačima). Ovo omogućava korištenje plitke negativne povratne sprege u pojačivačima tranzistora s efektom polja ili da se to potpuno napusti. Nakon što su osvojili prostranstvo "kućnog" Hi-Fi-ja, tranzistori sa efektom polja počeli su da napadaju auto audio. Objavljeni dijagrami su prvobitno bili namijenjeni kućnim sistemima, ali možda će neko riskirati da ideje sadržane u njima primijeni u automobilu...


Fig.1
Ova shema se već smatra klasičnom. U njemu je izlazni stepen, koji radi u AB modu, napravljen od MOS tranzistora, a preliminarni stupnjevi su od bipolarnih. Pojačalo pruža prilično visoke performanse, ali da bi se dodatno poboljšao kvalitet zvuka, bipolarni tranzistori bi trebali biti potpuno isključeni iz kola (sljedeća slika).


Fig.2
Nakon što su iscrpljene sve rezerve za poboljšanje kvaliteta zvuka, preostaje samo jedno - jednostruki izlazni stepen u "čistoj" klasi A. Struja koju preliminarni stepenovi troše iz izvora većeg od visokog napona i u ovoj i u prethodnoj šemi je minimalna.


Fig.3
Izlazni stepen sa transformatorom je potpuni analog cevnih kola. Ovo je za užinu... Integrisani izvor struje CR039 postavlja način rada izlaznog stepena.


Fig.4
Međutim, širokopojasni izlazni transformator je prilično složena jedinica za proizvodnju. Kompanija je predložila elegantno rješenje - izvor struje u odvodnom kolu

– Komšija je prestala da kuca po radijatoru. Pojačala sam muziku da ga nisam čula.
(Iz audiofilskog folklora).

Epigraf je ironičan, ali audiofilu nije nužno "bolesno u glavi" s licem Josha Ernesta na brifingu o odnosima s Ruskom Federacijom, koji je "oduševljen" jer su mu susjedi "sretni". Neko želi da sluša ozbiljnu muziku kod kuće kao u sali. Za tu namjenu potreban je kvalitet opreme, koja među ljubiteljima jačine decibela kao takva jednostavno ne štima tamo gdje razumni ljudi misle, ali za ovo drugo nadilazi razum od cijena odgovarajućih pojačala (UMZCH, audio frekvencija pojačalo snage). I neko na tom putu ima želju da se pridruži korisnim i uzbudljivim oblastima aktivnosti - tehnologiji reprodukcije zvuka i elektronici uopšte. Koji u veku digitalne tehnologije su neraskidivo povezani i mogu postati visoko profitabilna i prestižna profesija. Optimalni prvi korak u ovom pitanju u svakom pogledu je da napravite pojačalo vlastitim rukama: upravo UMZCH omogućava početnu obuku u bazi školske fizike na istom stolu idite od najjednostavnijih dizajna za pola večeri (koje, ipak, dobro „pevaju“) do najsloženijih celina, kroz koje će i dobar rok bend sa zadovoljstvom svirati. Svrha ove publikacije je naglasiti prve faze ovog puta za početnike i, možda, prenijeti nešto novo onima s iskustvom.

Protozoa

Dakle, prvo, pokušajmo napraviti audio pojačalo koje jednostavno radi. Da biste temeljito razumjeli audio inženjering, morat ćete postepeno savladati dosta toga teorijski materijal i ne zaboravite da obogatite svoje znanje kako napredujete. Ali svaku "pametnost" lakše je asimilirati kada vidite i osjetite kako funkcionira "u hardveru". U ovom članku, također, nećemo bez teorije - o tome što morate znati na početku i što se može objasniti bez formula i grafikona. U međuvremenu će biti dovoljno znati koristiti multitester.

Napomena: Ako još niste zalemili elektroniku, imajte na umu da se njene komponente ne mogu pregrijati! Lemilica - do 40 W (poželjno 25 W), maksimalno dozvoljeno vrijeme lemljenja bez prekida - 10 s. Zalemljeni pin za hladnjak se drži 0,5-3 cm od mjesta lemljenja sa strane tijela uređaja medicinskom pincetom. Kiselina i drugi aktivni tokovi se ne mogu koristiti! Lem - POS-61.

Na lijevoj strani na sl.- najjednostavniji UMZCH, "koji jednostavno radi." Može se sastaviti pomoću germanijumskih i silicijumskih tranzistora.

Na ovoj bebi zgodno je naučiti osnove postavljanja UMZCH-a s direktnim vezama između kaskada koje daju najjasniji zvuk:

• Prije nego što uključite napajanje po prvi put, isključite opterećenje (zvučnik);
• Umjesto R1 lemimo lanac konstantnog otpornika od 33 kOhm i promjenjivog otpornika (potenciometra) od 270 kOhm, tj. prva napomena četiri puta manje, a drugi cca. dvostruko veći apoen u odnosu na original prema šemi;
• Napajamo struju i okretanjem potenciometra u tački označenoj križićem postavljamo naznačenu struju kolektora VT1;
• Uklanjamo napajanje, odlemimo privremene otpornike i mjerimo njihov ukupni otpor;
• Kao R1 postavljamo otpornik čija je vrijednost iz standardne serije najbliža izmjerenoj;
• R3 zamjenjujemo konstantnim 470 Ohm lancem + 3,3 kOhm potenciometrom;
• Isto kao prema paragrafima. 3-5, V. I postavljamo napon jednak polovini napona napajanja.

Tačka a, odakle se signal odvodi do opterećenja, je tzv. središnja tačka pojačala. U UMZCH s unipolarnim napajanjem postavljen je na polovinu svoje vrijednosti, au UMZCH s bipolarnim napajanjem - nula u odnosu na zajedničku žicu. Ovo se zove podešavanje balansa pojačala. U unipolarnim UMZCH-ovima s kapacitivnim razdvajanjem opterećenja, nije ga potrebno isključiti tijekom postavljanja, ali je bolje da se naviknete da to radite refleksno: neuravnoteženo 2-polarno pojačalo s povezanim opterećenjem može izgorjeti vlastitu moć i skupi izlazni tranzistori, ili čak "novi, dobri" i vrlo skupi moćni zvučnik.

Napomena: Komponente koje zahtijevaju odabir prilikom postavljanja uređaja u raspored su označene na dijagramima ili zvjezdicom (*) ili apostrofom (‘).

U sredini iste sl.- jednostavan UMZCH na tranzistorima, koji već razvija snagu do 4-6 W pri opterećenju od 4 oma. Iako radi kao i prethodni, u tzv. klase AB1, nije namijenjena za Hi-Fi zvuk, ali ako zamijenite par ovih pojačala klase D (vidi dolje) u jeftinim kineskim kompjuterskim zvučnicima, njihov zvuk se značajno poboljšava. Ovdje učimo još jedan trik: snažni izlazni tranzistori moraju biti postavljeni na radijatore. Komponente koje zahtijevaju dodatno hlađenje prikazane su isprekidanim linijama na dijagramima; međutim, ne uvijek; ponekad - označava potrebnu disipativno područje hladnjaka. Postavljanje ovog UMZCH-a je balansiranje pomoću R2.

Desno na sl.- još nije čudovište od 350 W (kao što je prikazano na početku članka), ali već prilično solidna zvijer: jednostavno pojačalo sa tranzistorima od 100 W. Preko njega možete slušati muziku, ali ne i Hi-Fi, radna klasa je AB2. Međutim, za bodovanje prostora za piknik ili sastanak na otvorenom, školski skup ili mali trgovački pod on je sasvim prikladan. Amaterski rok bend, koji ima takav UMZCH po instrumentu, može uspješno nastupiti.

U ovom UMZCH-u postoje još 2 trika: prvo, u vrlo snažnim pojačalima, pogonski stupanj snažnog izlaza također se mora ohladiti, tako da se VT3 postavlja na radijator od 100 kW ili više. Za izlaz VT4 i VT5 potrebni su radijatori od 400 m2. vidi drugo, UMZCH s bipolarnim napajanjem uopće nisu balansirani bez opterećenja. Prvo jedan ili drugi izlazni tranzistor ide u prekid, a pridruženi ide u zasićenje. Zatim, pri punom naponu napajanja, strujni udari tokom balansiranja mogu oštetiti izlazne tranzistore. Stoga se za balansiranje (R6, pogađate?), pojačalo napaja od +/–24 V, a umjesto opterećenja uključuje se žičani otpornik od 100...200 Ohma. Usput, cigle u nekim otpornicima na dijagramu su rimski brojevi, koji označavaju njihovu potrebnu snagu odvođenja topline.

Napomena: Izvor napajanja za ovaj UMZCH treba snagu od 600 W ili više. Anti-aliasing filter kondenzatori - od 6800 µF na 160 V. Paralelno sa elektrolitičkim kondenzatorima IP-a, uključeni su i keramički kondenzatori od 0,01 µF kako bi se spriječilo samopobuđenje na ultrazvučnim frekvencijama, koje mogu trenutno spaliti izlazne tranzistore.

Na terenskim radnicima

Na sljedeće pirinač. - još jedna opcija za prilično moćan UMZCH (30 W, i s naponom napajanja od 35 V - 60 W) na moćnim tranzistorima s efektom polja:

Zvuk iz njega već ispunjava zahtjeve za Hi-Fi ulazni nivo(ako, naravno, UMZCH radi prema sistemi zvučnika, AC). Snažni drajveri na terenu ne zahtevaju mnogo snage za pogon, tako da nema kaskade pre napajanja. Čak i snažniji tranzistori s efektom polja ne izgaraju zvučnike u slučaju bilo kakvog kvara - oni sami brže izgaraju. Također neugodno, ali ipak jeftinije od zamjene skupe bas glave zvučnika (GB). Ovaj UMZCH ne zahtijeva balansiranje ili podešavanje općenito. Kao dizajn za početnike, ima samo jedan nedostatak: snažni tranzistori s efektom polja su mnogo skuplji od bipolarnih tranzistora za pojačalo s istim parametrima. Zahtjevi za individualne poduzetnike slični su prethodnim. kućište, ali je potrebna njegova snaga od 450 W. Radijatori – od 200 kvadratnih metara. cm.

Napomena: nema potrebe za izgradnjom moćnih UMZCH na tranzistorima s efektom polja za prebacivanje napajanja, na primjer. kompjuter Kada ih pokušate "utjerati" u aktivni način rada koji je potreban za UMZCH, oni ili jednostavno pregore, ili zvuk proizvodi slab zvuk i "nema kvalitete". Isto vrijedi i za moćne visoke napone bipolarni tranzistori, npr. iz linijskog skeniranja starih televizora.

Pravo gore

Ako ste već napravili prve korake, onda je sasvim prirodno da želite da gradite Hi-Fi klasa UMZCH, bez zalaska previše u teorijsku džunglu. Da biste to učinili, morat ćete proširiti svoju flotu instrumenata - potreban vam je osciloskop, generator audio frekvencije (AFG) i milivoltmetar AC sa mogućnošću mjerenja konstantne komponente. Bolje je uzeti UMZCH E. Gumelija kao prototip za ponavljanje, detaljno opisan u "Radio" br. 1 za 1989. Za njegovu izgradnju trebat će vam nekoliko jeftinih dostupnih komponenti, ali kvalitet ispunjava vrlo visoke zahtjeve: napajanje do 60 W, opseg 20-20.000 Hz, neujednačenost frekvencijskog odziva 2 dB, faktor nelinearne distorzije (THD) 0,01%, nivo vlastite buke –86 dB. Međutim, postavljanje Gumeli pojačala je prilično teško; ako to možete podnijeti, možete preuzeti bilo koju drugu. Međutim, neke od trenutno poznatih okolnosti uvelike pojednostavljuju osnivanje ovog UMZCH, vidi dolje. Imajući to u vidu i činjenicu da nisu svi u mogućnosti da uđu u arhivu Radija, bilo bi prikladno ponoviti glavne stvari.

Sheme jednostavnog visokokvalitetnog UMZCH-a

Gumeli UMZCH kola i specifikacije za njih prikazani su na ilustraciji. Radijatori izlaznih tranzistora – od 250 kvadratnih metara. vidi za UMZCH prema sl. 1 i od 150 kv. pogledajte opciju prema sl. 3 (originalna numeracija). Tranzistori predizlaznog stupnja (KT814/KT815) su ugrađeni na radijatore savijene od aluminijskih ploča 75x35 mm debljine 3 mm. Nema potrebe za zamjenom KT814/KT815 sa KT626/KT961 zvuk se ne poboljšava, ali postavljanje postaje ozbiljno;

Ovaj UMZCH je vrlo kritičan za napajanje, topologiju instalacije i općenito, tako da ga je potrebno instalirati u strukturalno cjelovitom obliku i samo sa standardnim izvorom napajanja. Prilikom pokušaja napajanja iz stabiliziranog izvora napajanja, izlazni tranzistori odmah pregore. Stoga, na sl. dati su crteži originalnih štampane ploče i upute za postavljanje. Možemo im dodati da, kao prvo, ako je "uzbuđenje" primjetno kada ga prvi put upalite, oni se bore s tim promjenom induktivnosti L1. Drugo, provodnici dijelova ugrađenih na ploče ne bi trebali biti duži od 10 mm. Treće, krajnje je nepoželjno mijenjati topologiju instalacije, ali ako je zaista potrebno, sa strane vodiča mora postojati okvir okvira (petlja uzemljenja, označena bojom na slici), a putevi napajanja moraju proći izvan njega.

Napomena: prekidi u stazama na koje su spojene baze moćnih tranzistora - tehnološki, za podešavanje, nakon čega su zapečaćene kapljicama lema.

Postavljanje ovog UMZCH-a uvelike je pojednostavljeno, a rizik od "uzbuđenja" tokom upotrebe je smanjen na nulu ako:

• Minimizirajte instalaciju interkonekcije postavljanjem ploča na hladnjake snažnih tranzistora.
• Potpuno napustite konektore iznutra, obavljajući sve instalacije samo lemljenjem. Tada neće biti potrebe za R12, R13 u moćnoj verziji ili R10 R11 u manje moćnoj verziji (na dijagramima su isprekidani).
• Koristite za unutrašnja instalacija audio žice od bakra bez kiseonika minimalne dužine.

Ako su ovi uvjeti ispunjeni, nema problema s pobudom, a postavljanje UMZCH svodi se na rutinsku proceduru opisanu na Sl.

Žice za zvuk

Audio žice nisu besposleni izum. Potreba za njihovom upotrebom u ovom trenutku je neosporna. U bakru s primjesom kisika na površinama metalnih kristalita nastaje tanak oksidni film. Metalni oksidi su poluvodiči i ako je struja u žici slaba bez konstantne komponente, njen oblik je izobličen. U teoriji, izobličenja na mirijadima kristalita trebala bi se međusobno kompenzirati, ali ostaje vrlo malo (očito zbog kvantnih nesigurnosti). Dovoljno da ga pronicljivi slušaoci primete na pozadini najčistijeg zvuka modernog UMZCH-a.

Proizvođači i trgovci besramno zamjenjuju obični električni bakar umjesto bakra bez kisika - nemoguće je razlikovati jedan od drugog na oko. Međutim, postoji područje primjene gdje krivotvorenje nije jasno: kabel upredene parice za kompjuterske mreže. Ako stavite mrežu sa dugim segmentima na lijevo, ona ili neće uopće početi ili će stalno kvariti. Disperzija momenta, znate.

Autor je, kada je upravo bilo govora o audio žicama, shvatio da se u principu ne radi o praznom razgovoru, pogotovo što su se žice bez kisika do tada već dugo koristile u opremi specijalne namjene, s kojom je on bio dobro upoznat njegov posao. Zatim sam uzeo i zamijenio standardni kabel mojih TDS-7 slušalica domaćim napravljenim od "vituhe" sa fleksibilnim višežilnim žicama. Zvuk se, slušno, stalno poboljšavao za end-to-end analogne numere, tj. na putu od studijskog mikrofona do diska, nikad digitalizovan. Vinil snimci napravljeni korištenjem DMM (Direct Metal Mastering) tehnologije zvučali su posebno sjajno. Nakon toga, interkonektna instalacija cijelog kućnog zvuka pretvorena je u „vitushku“. Tada su potpuno slučajni ljudi, ravnodušni prema muzici i nenajavljeni unapred, počeli da primećuju poboljšanje zvuka.

Kako napraviti interkonektivne žice od upredenih para, pogledajte sljedeće. video.

Video: uradi sam upletene žice za međusobno povezivanje

Nažalost, fleksibilna "vitha" je ubrzo nestala iz prodaje - nije se dobro držala u uvijenim konektorima. Međutim, za informaciju čitatelja, fleksibilna "vojna" žica MGTF i MGTFE (zaštićena) izrađena je samo od bakra bez kisika. Lažna je nemoguća, jer Na običnom bakru, fluoroplastična izolacija trake širi se prilično brzo. MGTF je sada široko dostupan i košta mnogo manje od brendiranih audio kablova sa garancijom. Ima jedan nedostatak: ne može se raditi u boji, ali se to može ispraviti oznakama. Postoje i žice za namotavanje bez kisika, pogledajte dolje.

Theoretical Interlude

Kao što vidimo, već u ranim fazama savladavanja audio tehnologije morali smo se pozabaviti konceptom Hi-Fi (High Fidelity), reprodukcije zvuka visoke vjernosti. Hi-Fi dolazi u različitim nivoima, koji su rangirani prema sljedećem. glavni parametri:

1. Reproducibilan frekvencijski opseg.
2. Dinamički opseg - odnos u decibelima (dB) maksimalne (vršne) izlazne snage i nivoa buke.
3. Nivo vlastite buke u dB.
4. Faktor nelinearnog izobličenja (THD) pri nazivnoj (dugotrajnoj) izlaznoj snazi. SOI on vršna snaga 1% ili 2% se prihvata u zavisnosti od tehnike merenja.
5. Neujednačenost amplitudno-frekventnog odziva (AFC) u reproducibilnom frekvencijskom opsegu. Za zvučnike - odvojeno na niskim (LF, 20-300 Hz), srednjim (MF, 300-5000 Hz) i visokim (HF, 5000-20.000 Hz) frekvencijama zvuka.

Napomena: omjer apsolutnih nivoa bilo koje vrijednosti I u (dB) je definiran kao P(dB) = 20log(I1/I2). Ako I1

Morate znati sve suptilnosti i nijanse Hi-Fi-ja prilikom dizajniranja i izgradnje zvučnika, a što se tiče domaćeg Hi-Fi UMZCH-a za dom, prije nego što pređete na njih, morate jasno razumjeti zahtjeve za njihovu snagu koja je potrebna za zvuk u datoj prostoriji, dinamički opseg (dinamika), nivo buke i SOI. Nije teško postići frekventni opseg od 20-20.000 Hz od UMZCH-a s roll off-om na rubovima od 3 dB i neujednačenim frekvencijskim odzivom u srednjem rasponu od 2 dB na modernoj bazi elemenata.

Volume

Snaga UMZCH-a nije sama sebi cilj; ona mora osigurati optimalnu jačinu zvuka u datoj prostoriji. Može se odrediti krivuljama jednake glasnoće, vidi sl. Nema prirodne buke u stambenim područjima tišim od 20 dB; 20 dB je divljina u potpunoj tišini. Nivo jačine zvuka od 20 dB u odnosu na prag čujnosti je prag razumljivosti - šapat se i dalje može čuti, ali muzika se doživljava samo kao činjenica njenog prisustva. Iskusan muzičar može reći koji instrument svira, ali ne i koji tačno.

40 dB - normalna buka dobro izolovanog gradskog stana u mirnom području ili seoske kuće - predstavlja prag razumljivosti. Muzika od praga razumljivosti do praga razumljivosti može se slušati uz duboku korekciju frekvencijskog odziva, prvenstveno u basu. Da bi se to postiglo, funkcija MUTE (utišavanje, mutacija, a ne mutacija!) uvodi se u moderne UMZCH-ove, uključujući, respektivno. korektivni krugovi u UMZCH.

90 dB je jačina zvuka simfonijskog orkestra u veoma dobroj koncertnoj dvorani. 110 dB može proizvesti prošireni orkestar u dvorani sa jedinstvenom akustikom, kojih u svijetu nema više od 10, to je prag percepcije: glasniji zvukovi se i dalje percipiraju kao prepoznatljivi po značenju uz napor volje, ali već dosadna buka. Zona jačine zvuka u stambenim prostorijama od 20-110 dB čini zonu potpune čujnosti, a 40-90 dB je zona najbolje čujnosti, u kojoj neobučeni i neiskusni slušaoci u potpunosti percipiraju značenje zvuka. Ako je, naravno, u njemu.

Snaga

Proračun snage opreme pri datoj glasnoći u području slušanja je možda glavni i najteži zadatak elektroakustike. Za sebe, u uvjetima je bolje ići od akustičnih sistema (AS): izračunajte njihovu snagu pomoću pojednostavljene metode i uzmite nominalnu (dugoročnu) snagu UMZCH jednaku vršnom (muzičkom) zvučniku. U ovom slučaju, UMZCH neće primjetno dodati svoja izobličenja onima u zvučnicima, oni su već glavni izvor nelinearnosti u audio putanji. Ali UMZCH ne bi trebao biti previše moćan: u ovom slučaju nivo vlastite buke može biti veći od praga čujnosti, jer Izračunava se na osnovu naponskog nivoa izlaznog signala pri maksimalnoj snazi. Ako to posmatramo vrlo jednostavno, onda za sobu u običnom stanu ili kući i zvučnicima s normalnom karakterističnom osjetljivošću (izlaz zvuka) možemo uzeti trag. Optimalne vrijednosti snage UMZCH:

• Do 8 sq. m – 15-20 W.
• 8-12 sq. m – 20-30 W.
• 12-26 sq. m – 30-50 W.
• 26-50 sq. m – 50-60 W.
• 50-70 sq. m – 60-100 W.
• 70-100 sq. m – 100-150 W.
• 100-120 sq. m – 150-200 W.
• Više od 120 kvadratnih metara. m – utvrđeno proračunom na osnovu akustičkih mjerenja na licu mjesta.

Dynamics

Dinamički raspon UMZCH-a određen je krivuljama jednake glasnoće i vrijednosti praga za različite stupnjeve percepcije:

1. Simfonijska muzika i džez sa simfonijskom pratnjom - 90 dB (110 dB - 20 dB) idealno, 70 dB (90 dB - 20 dB) prihvatljivo. Nijedan stručnjak ne može razlikovati zvuk s dinamikom od 80-85 dB u gradskom stanu od idealnog.
2. Ostali ozbiljni muzički žanrovi – 75 dB odlično, 80 dB “kroz krov”.
3. Pop muzika bilo koje vrste i filmska muzika - 66 dB je dovoljno za oči, jer... Ovi opusi su već komprimovani tokom snimanja do nivoa do 66 dB, pa čak i do 40 dB, tako da ih možete slušati na bilo čemu.

Dinamički raspon UMZCH-a, ispravno odabran za datu prostoriju, smatra se jednakim vlastitom nivou buke, uzetom sa znakom +, to je tzv. odnos signal-šum.

SOI

Nelinearne distorzije (ND) UMZCH su komponente spektra izlaznog signala koje nisu bile prisutne u ulaznom signalu. Teoretski, najbolje je NI "gurnuti" ispod nivoa vlastite buke, ali tehnički je to vrlo teško implementirati. U praksi uzimaju u obzir tzv. efekat maskiranja: na nivoima jačine ispod pribl. Na 30 dB, opseg frekvencija koje percipira ljudsko uho sužava se, kao i sposobnost razlikovanja zvukova po frekvenciji. Muzičari čuju note, ali im je teško procijeniti tembar zvuka. Kod ljudi koji nemaju sluha za muziku, efekat maskiranja se primećuje već pri 45-40 dB jačine zvuka. Stoga će UMZCH sa THD od 0,1% (–60 dB sa nivoa jačine od 110 dB) biti ocijenjen kao Hi-Fi od strane prosječnog slušatelja, a sa THD od 0,01% (–80 dB) može se smatrati da nije izobličavanje zvuka.

Lampe

Posljednja izjava će vjerovatno izazvati odbacivanje, pa čak i bijes među pristašama cijevnih kola: kažu, pravi zvuk proizvode samo cijevi, i to ne samo neke, već određene vrste oktalnih. Smirite se, gospodo - poseban zvuk cijevi nije fikcija. Razlog tome su fundamentalno različiti spektri izobličenja elektronskih cijevi i tranzistora. Što je pak posljedica činjenice da se u lampi tok elektrona kreće u vakuumu i da se u njemu ne pojavljuju kvantni efekti. Tranzistor je kvantni uređaj, gdje se manjinski nosioci naboja (elektroni i rupe) kreću u kristalu, što je potpuno nemoguće bez kvantnih efekata. Stoga je spektar cijevnih izobličenja kratak i čist: u njemu su jasno vidljivi samo harmonici do 3. - 4., a kombinacijskih komponenti (zbirova i razlika u frekvencijama ulaznog signala i njihovih harmonika) je vrlo malo. Stoga se u doba vakuumskih kola SOI nazivalo harmonijsko izobličenje (CH). U tranzistorima se spektar izobličenja (ako su mjerljivi, rezervacija je nasumična, vidi dolje) može se pratiti do 15. i više komponenti, a u njemu je više nego dovoljno kombinovanih frekvencija.

Na početku elektronike u čvrstom stanju, dizajneri tranzistorskih UMZCH-a su za njih koristili uobičajeni "cijevni" SOI od 1-2%; Zvuk sa spektrom izobličenja cevi ove veličine obični slušaoci percipiraju kao čist. Inače, sam koncept Hi-Fi još nije postojao. Ispostavilo se da zvuče dosadno i dosadno. U procesu razvoja tranzistorske tehnologije razvijeno je razumijevanje šta je Hi-Fi i šta je za njega potrebno.

Trenutno, rastući problemi tranzistorske tehnologije su uspješno prevladani i bočne frekvencije na izlazu dobrog UMZCH-a je teško otkriti korištenjem posebnih metoda mjerenja. A sklop lampe se može smatrati umjetnošću. Njegova osnova može biti bilo šta, zašto tu ne može ići elektronika? Ovdje bi bila prikladna analogija s fotografijom. Niko ne može poreći da moderni digitalni SLR fotoaparat proizvodi sliku koja je nemjerljivo jasnija, detaljnija i dublja u rasponu svjetline i boja od kutije od šperploče s harmonikom. Ali neko, sa najslađim Nikonom, "klikne slike" tipa "ovo je moj debeli mačak, napio se ko kopile i spava ispruženih šapa", a neko, koristeći Smenu-8M, koristi Svemov c/b film da slikaj pred kojim je gomila ljudi na prestižnoj izložbi.

Napomena: i opet se smiri - nije sve tako loše. Danas lampe male snage UMZCH imaju barem jednu preostalu primjenu, i to ne najmanje važnu, za koju su tehnički neophodne.

Eksperimentalni štand

Mnogi ljubitelji zvuka, nakon što su jedva naučili lemljenje, odmah "odlaze u cijevi". Ovo ni na koji način ne zaslužuje kritiku, naprotiv. Interes za porijeklo uvijek je opravdan i koristan, a elektronika je to postala sa cijevima. Prvi kompjuteri su bili zasnovani na cevima, a elektronska oprema prve letelice takođe je bila zasnovana na cevima: tada su već postojali tranzistori, ali nisu mogli da izdrže vanzemaljsko zračenje. Inače, u to vrijeme su mikrokrugovi lampe također kreirani pod najstrožom tajnom! Na mikrolampama sa hladnom katodom. Jedini poznati spomen o njima u otvorenim izvorima nalazi se u retkoj knjizi Mitrofanova i Pickersgila „Moderne prijemne i pojačavajuće cevi“.

Ali dosta tekstova, da pređemo na stvar. Za one koji vole da se petljaju sa lampama na sl. – dijagram stolne lampe UMZCH, namijenjene posebno za eksperimente: SA1 prebacuje način rada izlazne lampe, a SA2 prebacuje napon napajanja. Krug je dobro poznat u Ruskoj Federaciji, manja modifikacija je utjecala samo na izlazni transformator: sada ne samo da možete "voziti" izvorni 6P7S u različitim režimima, već i odabrati faktor prebacivanja mreže ekrana za druge lampe u ultra-linearnom načinu rada ; za ogromnu većinu izlaznih pentoda i tetroda snopa je ili 0,22-0,25 ili 0,42-0,45. Za proizvodnju izlaznog transformatora, pogledajte dolje.

Gitaristi i rokeri

To je upravo slučaj kada ne možete bez lampe. Kao što znate, električna gitara je postala punopravni solo instrument nakon što je unaprijed pojačani signal iz pickup-a počeo prolaziti kroz poseban priključak - fuzer - koji je namjerno izobličio njen spektar. Bez toga je zvuk žice bio preoštar i kratak, jer elektromagnetski pickup reaguje samo na modove svojih mehaničkih vibracija u ravni zvučne ploče instrumenta.

Ubrzo se pojavila neugodna okolnost: zvuk električne gitare s fuzerom dobiva punu snagu i svjetlinu samo pri velikim glasnoćama. Ovo se posebno odnosi na gitare sa pickupom tipa humbucker, koji daje "najljutiji" zvuk. Ali šta je sa početnikom koji je primoran da vežba kod kuće? Ne možete otići u dvoranu da nastupate a da ne znate tačno kako će instrument tamo zvučati. A ljubitelji roka samo žele da slušaju svoje omiljene stvari u punom soku, a rokeri su generalno pristojni i nekonfliktni ljudi. Barem onima koje zanima rok muzika, a ne šokantno okruženje.

Dakle, ispostavilo se da se fatalni zvuk pojavljuje na razinama glasnoće prihvatljivim za stambene prostore, ako je UMZCH baziran na cijevi. Razlog je specifična interakcija spektra signala iz grijača sa čistim i kratkim spektrom cijevnih harmonika. Ovdje je opet prikladna analogija: c/b fotografija može biti mnogo izražajnija od one u boji, jer ostavlja samo obris i svjetlo za gledanje.

Oni kojima je cijevno pojačalo potrebno ne za eksperimente, već zbog tehničke potrebe, nemaju vremena da savladaju zamršenosti cijevne elektronike dugo vremena, oni su strastveni oko nečeg drugog. U ovom slučaju, bolje je napraviti UMZCH bez transformatora. Preciznije, sa jednostranim izlaznim transformatorom koji radi bez konstantne magnetizacije. Ovaj pristup uvelike pojednostavljuje i ubrzava proizvodnju najsloženije i najkritičnije komponente svjetiljke UMZCH.

"Bestransformatorski" cijevni izlazni stepen UMZCH-a i pretpojačala za njega

Desno na sl. dat je dijagram izlaznog stupnja bez transformatora cijevnog UMZCH, a na lijevoj strani su opcije predpojačala za njega. Na vrhu - s kontrolom tona prema klasičnoj Baxandal shemi, koja pruža prilično duboko podešavanje, ali unosi neznatno fazno izobličenje u signal, što može biti značajno kada UMZCH radi na 2-sistemskom zvučniku. Ispod je pretpojačalo sa jednostavnijom kontrolom tona koje ne iskrivljuje signal.

Ali da se vratimo na kraj. U brojnim stranim izvorima ova šema se smatra otkrovenjem, ali identična, sa izuzetkom kapaciteta elektrolitskih kondenzatora, nalazi se u Sovjetskom radio-amaterskom priručniku iz 1966. Debela knjiga od 1060 stranica. Tada nije bilo interneta i baza podataka na disku.

Na istom mjestu, desno na slici, kratko, ali jasno su opisani nedostaci ove sheme. Na stazi je dat poboljšani, iz istog izvora. pirinač. u pravu. U njemu se ekranska mreža L2 napaja iz sredine anodnog ispravljača (anodni namotaj energetskog transformatora je simetričan), a mreža ekrana L1 se napaja kroz opterećenje. Ako umjesto zvučnika visoke impedancije uključite odgovarajući transformator sa običnim zvučnicima, kao u prethodnom. strujnog kruga, izlazna snaga je cca. 12 W, jer aktivni otpor primarnog namota transformatora je mnogo manji od 800 Ohma. SOI ovog završnog stupnja sa izlazom transformatora - cca. 0,5%

Kako napraviti transformator?

Glavni neprijatelji kvalitete moćnog signalnog niskofrekventnog (zvučnog) transformatora su magnetsko polje curenja, čije su linije sile zatvorene, zaobilazeći magnetsko kolo (jezgro), vrtložne struje u magnetskom kolu (Foucaultove struje) i, u manjoj mjeri, magnetostrikcija u jezgru. Zbog ovog fenomena, nemarno sastavljen transformator "pjeva", pjevuši ili pišti. Foucaultove struje suzbijaju se smanjenjem debljine ploča magnetnog kola i dodatnom izolacijom lakom tokom montaže. Za izlazne transformatore, optimalna debljina ploče je 0,15 mm, maksimalno dozvoljena je 0,25 mm. Ne biste trebali uzimati tanje ploče za izlazni transformator: faktor punjenja jezgre (centralne šipke magnetskog kola) čelikom će pasti, poprečni presjek magnetskog kola će se morati povećati da bi se dobila zadana snaga, što će samo povećati izobličenja i gubitke u njemu.

U jezgri audio transformatora koji radi sa trajnom magnetizacijom (na primjer, anodna struja jednostranog izlaznog stupnja) mora postojati mali (utvrđen proračunom) nemagnetni razmak. Prisustvo nemagnetnog jaza, s jedne strane, smanjuje izobličenje signala zbog konstantne magnetizacije; s druge strane, u konvencionalnom magnetnom kolu povećava lutajuće polje i zahtijeva jezgro većeg poprečnog presjeka. Stoga, nemagnetski zazor mora biti izračunat na optimalan način i izveden što je preciznije moguće.

Za transformatore koji rade sa magnetizacijom, optimalni tip jezgra je napravljen od Shp (rezanih) ploča, poz. 1 na sl. U njima se tokom rezanja jezgre formira nemagnetni zazor i stoga je stabilan; njegova vrijednost je navedena u pasošu za ploče ili se mjeri setom sondi. Zalutalo polje je minimalno, jer bočne grane kroz koje se zatvara magnetni tok su čvrste. Jezgra transformatora bez prednapona se često sklapaju od Shp ploča, jer Shp ploče su izrađene od visokokvalitetnog transformatorskog čelika. U ovom slučaju, jezgro se sastavlja preko krova (ploče se polažu sa rezom u jednom ili drugom smjeru), a njegov poprečni presjek se povećava za 10% u odnosu na izračunati.

Bolje je navijati transformatore bez pristranosti na USH jezgre (smanjena visina sa proširenim prozorima), poz. 2. Kod njih se smanjenje lutajućeg polja postiže smanjenjem dužine magnetne putanje. Budući da su USh ploče pristupačnije od Shp, često se od njih izrađuju jezgre transformatora s magnetizacijom. Zatim se sklop jezgre izrezuje na komade: sastavlja se paket W-ploča, postavlja se traka od nevodljivog nemagnetnog materijala debljine jednake veličini nemagnetnog razmaka, prekrivena jarmom iz paketa džempera i spojenih kopčom.

Napomena:"zvučni" magnetni krugovi tipa ShLM su malo korisni za izlazne transformatore visokokvalitetnih cijevnih pojačala;

Na pos. 3 prikazuje dijagram dimenzija jezgra za proračun transformatora, na poz. 4 dizajn okvira za namotavanje, a na poz. 5 – šare njegovih dijelova. Što se tiče transformatora za "beztransformatorski" izlazni stepen, bolje ga je napraviti na ShLMm preko krova, jer pristrasnost je zanemarljiva (struja prednapona je jednaka struji mreže ekrana). Glavni zadatak ovdje je učiniti namotaje što je moguće kompaktnijim kako bi se smanjilo zalutalo polje; njihov aktivni otpor će i dalje biti mnogo manji od 800 Ohma. Što je više slobodnog prostora ostalo u prozorima, to je transformator bio bolji. Stoga se namotaji namotaju (ako nema stroja za namotavanje, to je strašno) od najtanje moguće žice, koeficijent polaganja anodnog namota za mehanički proračun transformatora uzet je 0,6. Žica za namotaje je PETV ili PEMM, imaju jezgro bez kisika. Nema potrebe za uzimanjem PETV-2 ili PEMM-2 zbog dvostrukog lakiranja, imaju povećan vanjski prečnik i veće polje raspršivanja. Prvo se namota primarni namotaj, jer njegovo polje rasejanja najviše utiče na zvuk.

Za ovaj transformator morate potražiti željezo sa rupama u uglovima ploča i steznih nosača (vidi sliku desno), jer "za potpunu sreću", magnetsko kolo je sastavljeno na sljedeći način. red (naravno, namotaji sa vodovima i vanjskom izolacijom bi već trebali biti na okviru):

1. Pripremite akrilni lak razrijeđen na pola ili, na starinski način, šelak;
2. Ploče sa džemperima se brzo premazuju lakom s jedne strane i stavljaju u okvir što je brže moguće, bez prejakog pritiskanja. Prva ploča se postavlja lakiranom stranom prema unutra, sljedeća nelakiranom stranom na prvu lakiranu itd.;
3. Kada je prozor okvira popunjen, stavljaju se spajalice i čvrsto pričvršćuju;
4. Nakon 1-3 minute, kada naizgled prestane istiskivanje laka iz praznina, ponovo dodajte ploče dok se prozor ne napuni;
5. Ponovite pasuse. 2-4 dok prozor ne bude čvrsto nabijen čelikom;
6. Jezgro se ponovo čvrsto povuče i suši na bateriji itd. 3-5 dana.

Jezgra sastavljena ovom tehnologijom ima vrlo dobru izolaciju ploča i čelično punjenje. Gubici magnetostrikcije se uopće ne detektiraju. Ali imajte na umu da ova tehnika nije primjenjiva za permalloy jezgre, jer Pod jakim mehaničkim utjecajima, magnetska svojstva permaloja se nepovratno pogoršavaju!

Na mikro krugovima

UMZCH na integriranim kolima (IC) najčešće izrađuju oni koji su zadovoljni kvalitetom zvuka do prosječnog Hi-Fi-ja, ali ih više privlače niska cijena, brzina, jednostavnost montaže i potpuno odsustvo bilo kakvih procedura podešavanja koje zahtijevaju posebna znanja. Jednostavno, pojačalo na mikro krugovima je najbolja opcija za lutke. Klasik žanra ovdje je UMZCH na TDA2004 IC, koji je u seriji, ako Bog da, već oko 20 godina, lijevo na sl. Snaga – do 12 W po kanalu, napon napajanja – 3-18 V unipolarni. Površina radijatora – od 200 kvadratnih metara. pogledajte za maksimalnu snagu. Prednost je mogućnost rada sa opterećenjem vrlo malog otpora, do 1,6 Ohma, što vam omogućava da izvučete punu snagu kada se napajate iz mreže od 12 V i 7-8 W kada se napaja sa 6- volt napajanje, na primjer, na motociklu. Međutim, izlaz TDA2004 u klasi B nije komplementaran (na tranzistorima iste provodljivosti), tako da zvuk definitivno nije Hi-Fi: THD 1%, dinamika 45 dB.

Moderniji TDA7261 ne proizvodi bolji zvuk, ali je snažniji, do 25 W, jer Gornja granica napona napajanja je povećana na 25 V. Donja granica, 4,5 V, i dalje omogućava da se napaja iz mreže od 6 V, tj. TDA7261 se može pokrenuti iz gotovo svih mreža u avionu, osim za avion od 27 V. Koristeći spojene komponente (remen, desno na slici), TDA7261 može raditi u mutacijskom modu i sa St-By (Stand By) ) koja prebacuje UMZCH u režim minimalne potrošnje energije kada nema ulaznog signala određeno vrijeme. Pogodnost košta, pa će vam za stereo trebati par TDA7261 sa radijatorima od 250 kvadratnih metara. vidi za svaku.

Napomena: Ako vas nekako privlače pojačala sa St-By funkcijom, imajte na umu da od njih ne biste trebali očekivati ​​zvučnike šire od 66 dB.

“Super ekonomičan” u smislu napajanja TDA7482, lijevo na slici, radi u tzv. klasa D. Takvi UMZCH se ponekad nazivaju digitalnim pojačalima, što je netačno. Za stvarnu digitalizaciju, uzorci nivoa se uzimaju iz analognog signala sa frekvencijom kvantizacije koja nije manja od dvostruko veće od reprodukovanih frekvencija, vrijednost svakog uzorka se snima u kodu otpornom na buku i pohranjuje za dalju upotrebu. UMZCH klasa D – puls. Kod njih se analogni direktno pretvara u sekvencu visokofrekventne modulirane širine impulsa (PWM), koja se dovodi do zvučnika kroz niskopropusni filter (LPF).

Zvuk klase D nema ništa zajedničko sa Hi-Fi: SOI od 2% i dinamika od 55 dB za UMZCH klase D smatraju se vrlo dobrim pokazateljima. A TDA7482 ovdje, mora se reći, nije optimalan izbor: druge kompanije specijalizirane za klasu D proizvode UMZCH IC-ove koji su jeftiniji i zahtijevaju manje ožičenja, na primjer, D-UMZCH serije Paxx, desno na sl.

Među TDA-ovima treba istaknuti 4-kanalni TDA7385, pogledajte sliku, na kojoj možete sastaviti dobro pojačalo za zvučnike do srednjeg Hi-Fi, uključujući, s podjelom frekvencije na 2 opsega ili za sistem sa subwooferom. U oba slučaja, niskopropusno i srednje-visokofrekventno filtriranje se vrši na ulazu na slab signal, što pojednostavljuje dizajn filtera i omogućava dublje razdvajanje opsega. A ako je akustika subwoofer, tada se 2 kanala TDA7385 mogu dodijeliti za sub-ULF mostni krug (vidi dolje), a preostala 2 se mogu koristiti za MF-HF.

UMZCH za subwoofer

Subwoofer, koji se može prevesti kao "subwoofer" ili, doslovno, "bumer", reproducira frekvencije do 150-200 Hz u ovom opsegu, ljudsko uho praktički ne može odrediti smjer izvora zvuka. U zvučnicima sa subwooferom, "sub-bass" zvučnik je postavljen u poseban akustični dizajn, ovo je subwoofer kao takav. Subwoofer je, u principu, postavljen što je moguće povoljnije, a stereo efekat osiguravaju odvojeni MF-HF kanali sa vlastitim malim zvučnicima, za čiji akustički dizajn nema posebno ozbiljnih zahtjeva. Stručnjaci se slažu da je bolje slušati stereo sa potpunim odvajanjem kanala, ali sistemi sabvufera značajno štede novac ili trud na bas stazi i olakšavaju postavljanje akustike u male prostorije, zbog čega su popularni među potrošačima sa normalnim sluhom i ne posebno zahtjevne.

"Propuštanje" srednjih visokih frekvencija u subwoofer, a iz njega u zrak, uvelike kvari stereo, ali ako oštro "odsječete" subbas, što je, inače, vrlo teško i skupo, tada će se pojaviti vrlo neugodan efekat zvučnog skakanja. Stoga se kanali u sistemima subwoofera filtriraju dva puta. Na ulazu, električni filteri ističu srednje-visoke frekvencije sa bas "repovima" koji ne preopterećuju putanju srednje-visokih frekvencija, ali obezbeđuju glatki prelazak na sub-bas. Basovi sa srednjetonskim "repovima" se kombinuju i dovode u poseban UMZCH za subwoofer. Srednji tonovi se dodatno filtriraju tako da se stereo u sabvuferu već akustičan: u pregradu između rezonatorskih komora subwoofera nalazi se, na primjer, sub-bas zvučnik, koji ne pušta srednje tonove; , vidi desno na sl.

UMZCH za subwoofer podliježe brojnim specifičnim zahtjevima, od kojih "luke" smatraju najvažnijim da je što veća snaga. Ovo je potpuno pogrešno, ako je, recimo, proračun akustike za prostoriju dao vršnu snagu W za jedan zvučnik, tada je za snagu subwoofera potrebno 0,8 (2W) ili 1,6W. Na primjer, ako su S-30 zvučnici prikladni za prostoriju, onda je za subwoofer potrebna snaga 1,6x30 = 48 W.

Mnogo je važnije osigurati odsustvo faznih i prolaznih izobličenja: ako do njih dođe, sigurno će doći do skoka u zvuku. Što se tiče SOI, dozvoljeno je do 1% unutrašnje izobličenje basa ovog nivoa (vidi krivulje jednake jačine zvuka), a „repovi“ njihovog spektra u najboljem čujnom području srednjeg tona neće izaći iz subwoofera. .

Da bi se izbjegla fazna i tranzijentna izobličenja, pojačalo za subwoofer je izgrađeno prema tzv. mostno kolo: izlazi 2 identična UMZCH-a se uključuju jedan uz drugi preko zvučnika; signali na ulaze se dovode u antifazi. Odsustvo faznih i tranzijentnih izobličenja u mosnom kolu je posljedica potpune električne simetrije puteva izlaznog signala. Identitet pojačala koji formiraju krakove mosta je osiguran upotrebom uparenih UMZCH na IC-ovima, napravljenih na istom čipu; Ovo je možda jedini slučaj kada je pojačalo na mikro krugovima bolje od diskretnog.

Napomena: Snaga mosta UMZCH se ne udvostručuje, kako neki ljudi misle, određena je naponom napajanja.

Primjer mosta UMZCH kruga za subwoofer u prostoriji do 20 kvadratnih metara. m (bez ulaznih filtera) na TDA2030 IC je dat na Sl. lijevo. Dodatno filtriranje srednjeg tona provodi se pomoću sklopova R5C3 i R’5C’3. Površina radijatora TDA2030 – od 400 kvadratnih metara. vidi Premošćeni UMZCH sa otvorenim izlazom imaju neugodnu osobinu: kada je most neuravnotežen, pojavljuje se konstantna komponenta u struji opterećenja, što može oštetiti zvučnik, a zaštitni krugovi za subbasove često pokvare, isključujući zvučnik kada nisu. potreban. Zbog toga je skupu hrastovu basovu glavu bolje zaštititi nepolarnim baterijama elektrolitskih kondenzatora (označeno bojom, a dijagram jedne baterije dat je na umetku.

Malo o akustici

Akustični dizajn subwoofera je posebna tema, ali pošto je ovde dat crtež, potrebna su i objašnjenja. Materijal kućišta – MDF 24 mm. Cijevi rezonatora izrađene su od prilično izdržljive plastike koja ne zvoni, na primjer, polietilena. Unutrašnji prečnik cevi je 60 mm, izbočine prema unutra su 113 mm u velikoj komori i 61 mm u maloj komori. Za određenu glavu zvučnika, subwoofer će morati da se rekonfiguriše za najbolji bas i, u isto vreme, najmanji uticaj na stereo efekat. Za podešavanje cijevi uzimaju cijev koja je očito duža i, gurajući je unutra i van, postižu traženi zvuk. Izbočine cijevi prema van ne utječu na zvuk; Postavke cijevi su međusobno zavisne, tako da ćete morati popetljati.

Pojačalo za slušalice

Pojačalo za slušalice se najčešće izrađuje ručno iz dva razloga. Prvi je za slušanje „u pokretu“, tj. izvan kuće, kada snaga audio izlaza plejera ili pametnog telefona nije dovoljna za pokretanje „dugmada“ ili „čičaka“. Drugi je za vrhunske kućne slušalice. Potreban je Hi-Fi UMZCH za običnu dnevnu sobu s dinamikom do 70-75 dB, ali dinamički raspon najboljih modernih stereo slušalica prelazi 100 dB. Pojačalo s takvom dinamikom je skuplje od nekih automobila, a njegova snaga će biti od 200 W po kanalu, što je previše za običan stan: slušanje na snazi ​​koja je mnogo niža od nazivne kvari zvuk, vidi gore . Stoga ima smisla napraviti zasebno pojačalo male snage, ali s dobrom dinamikom, posebno za slušalice: cijene za kućne UMZCH s takvom dodatnom težinom su očigledno apsurdno napuhane.

Krug najjednostavnijeg pojačala za slušalice koji koristi tranzistore dat je u poz. 1 pic. Zvuk je samo za kineske “dugme”, radi u klasi B. Ni po efikasnosti se ne razlikuje – litijumske baterije od 13 mm traju 3-4 sata pri punoj jačini zvuka. Na pos. 2 – TDA-ov klasik za slušalice u pokretu. Zvuk je, međutim, sasvim pristojan, do prosječnog Hi-Fi u zavisnosti od parametara digitalizacije trake. Postoji bezbroj amaterskih poboljšanja TDA7050 uprtača, ali još niko nije postigao prelazak zvuka na sljedeću razinu klase: sam „mikrofon“ to ne dozvoljava. TDA7057 (stavka 3) je jednostavno funkcionalniji možete povezati kontrolu jačine zvuka na običan, a ne dvostruki potenciometar.

UMZCH za slušalice na TDA7350 (stavka 4) dizajniran je za dobru individualnu akustiku. Na ovom IC-u su sastavljena pojačala za slušalice u većini kućnih UMZCH srednje i visoke klase. UMZCH za slušalice na KA2206B (stavka 5) već se smatra profesionalnim: njegova maksimalna snaga od 2,3 W dovoljna je za pokretanje tako ozbiljnih izodinamičkih "šalica" kao što su TDS-7 i TDS-15.

Specifikacije
Maksimalna RMS snaga:
na RH = 4 Ohm, W 60
na RH = 8 Ohm, W 32
Radni frekvencijski opseg. Hz 15...100 000
Faktor harmonične distorzije:
na f = 1 kHz, Pout = 60 W, RH = 4 Ohm, % 0,15
na f = 1 kHz, Pout = 32 W, RH = 8 Ohm, % 0,08
Pojačanje, dB 25...40
Ulazna impedansa, kOhm 47

Postavke

Malo je vjerovatno da će bilo koji iskusni eksperimentator imati poteškoća u postizanju zadovoljavajućih rezultata kada konstruira pojačalo koristeći ovaj sklop. Glavni problemi koje treba uzeti u obzir su nepravilna ugradnja elemenata i oštećenje MOSFET-a zbog nepravilnog rukovanja ili pobude kola. Sljedeća kontrolna lista za rješavanje problema se predlaže kao vodič za eksperimentatora:
1. Prilikom sastavljanja PCB-a, prvo instalirajte pasivne elemente i provjerite je li polaritet elektrolitskih kondenzatora ispravan. Zatim instalirajte tranzistore VT1 ... VT4. Konačno, instalirajte MOSFET-ove, izbjegavajući statički naboj kratkim spojem vodova na masu u isto vrijeme i korištenjem uzemljenog lemilice. Provjerite montiranu ploču za ispravnu ugradnju elemenata. Da biste to učinili, bit će korisno koristiti raspored elemenata prikazan na Sl. 2 Provjerite na pločicama ima li kratkih spojeva za lemljenje na šinama i, ako ih ima, uklonite ih. Provjerite lemne spojeve vizualno i električno pomoću multimetra i ponovite ako je potrebno.
2. Sada se napon napajanja može primijeniti na pojačalo i može se podesiti struja mirovanja izlaznog stupnja (50...100 mA). Potenciometar R12 se prvo postavlja na minimalnu struju mirovanja (do kvara u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na topologiji ploče sl. 2). Ampermetar sa granicom mjerenja od 1 A uključuje se u pozitivnoj grani napajanja Okretanjem klizača otpornika R12, očitavanje ampermetra je 50...100 mA. Podešavanje struje mirovanja može se izvršiti bez priključenja opterećenja. Međutim, ako je zvučnik uključen u kolo, on mora biti zaštićen DC osiguračem od preopterećenja. Kada je struja mirovanja podešena, prihvatljivi izlazni offset napon bi trebao biti manji od 100 mV.

Prekomjerne ili nepravilne promjene struje mirovanja pri podešavanju R12 ukazuju na pojavu generiranja u krugu ili nepravilno povezivanje elemenata. Trebali biste se pridržavati prethodno opisanih preporuka (serijsko povezivanje otpornika u krugu kapije, minimiziranje dužine spojnih vodiča, zajedničko uzemljenje). Pored toga, kondenzatori za razdvajanje snage moraju biti instalirani u neposrednoj blizini izlaznog stepena pojačala i tačke uzemljenja opterećenja. Kako bi se izbjeglo pregrijavanje snažnih tranzistora, regulaciju struje mirovanja treba izvesti sa MOS tranzistorima instaliranim na hladnjaku.
3.Nakon uspostavljanja struje mirovanja, ampermetar se mora ukloniti
od pozitivnog kruga napajanja i do ulaza pojačala može biti
dat je radni signal. Nivo ulaznog signala za postizanje pune nazivne snage mora biti sljedeći:
UBX = 150 mV (RH = 4 Ohm, Ki = 100);
UBX= 160 mV (RH = 8 Ohm, Ki = 100);
UBX = 770 mV (RH = 4 Ohm, Ki = 20);
UBX = 800 mV (RH = 8 Ohm, Ki = 20).
"Rezanje" na vrhovima izlaznog signala kada radi na nazivnoj snazi ​​ukazuje na lošu regulaciju napona napajanja i može se ispraviti smanjenjem amplitude ulaznog signala i smanjenjem nazivnih karakteristika pojačala.
Frekvencijski odziv pojačala može se testirati u frekvencijskom opsegu 15 Hz... 100 kHz pomoću audio test kompleta ili generatora i osciloskopa. Izobličenje izlaznog signala na visokim frekvencijama ukazuje na reaktivnu prirodu opterećenja, a za vraćanje oblika signala bit će potrebno odabrati vrijednost induktivnosti izlaznog induktora L1. Amplitudno-frekvencijski odziv na visokim frekvencijama može se izjednačiti korištenjem kompenzacijskog kondenzatora spojenog paralelno sa R6. Niskofrekventni dio amplitudno-frekventne karakteristike koriguje se elementima R7, C2.
4. Prisustvo pozadine (šum) najvjerovatnije se javlja u kolu
kada je pojačanje postavljeno previsoko. Visoki ulazni prijem
impedansa se minimizira korištenjem oklopljenih
kabl uzemljen direktno na izvor signala. Niskofrekventno talasanje snage ulazi u ulazni stepen sa napajanjem
pojačalo, može se eliminisati kondenzatorom SZ. Dodatni
pozadinsko slabljenje se vrši diferencijalnom kaskadom
na tranzistorima VT1, VT2 pretpojačala. Međutim, ako je pozadinski izvor napon napajanja, tada se vrijednost SZ, R5 može odabrati za suzbijanje amplitude talasanja.
5. Ako tranzistori izlaznog stupnja pokvare zbog kratkog spoja u opterećenju ili zbog generiranja visoke frekvencije, oba MOS tranzistora moraju biti zamijenjena, a malo je vjerovatno da će drugi elementi otkazati. Prilikom instaliranja kruga novih uređaja, postupak podešavanja se mora ponoviti.

Dijagram napajanja

Najbolji dizajni "Radija amatera" broj 2

Krug pojačala sa promjenama:

Do danas su razvijene mnoge verzije UMZCH s izlaznim stupnjevima zasnovanim na tranzistorima s efektom polja. Privlačnost ovih tranzistora kao moćnih uređaja za pojačanje više puta su zapažali različiti autori. Na audio frekvencijama, tranzistori sa efektom polja (FET) djeluju kao strujni pojačivači, tako da je opterećenje na predstepenima zanemarljivo i izlazni stepen FET sa izolovanim zatvaračem može biti direktno povezan sa stepenom predpojačala koji radi u linearnom modu klase A.
Kada se koriste moćni PT, priroda nelinearnih izobličenja se mijenja (manje viših harmonika nego kada se koriste bipolarni tranzistori), dinamička izobličenja se smanjuju, a nivo intermodulacijskih izobličenja je znatno niži. Međutim, zbog niže transkonduktivnosti od one kod bipolarnih tranzistora, nelinearna distorzija izvornog sljedbenika ispada velika, jer transkonduktivnost ovisi o razini ulaznog signala.
Izlazni stepen na moćnim PT-ovima, gdje mogu izdržati kratki spoj u krugu opterećenja, ima svojstvo termičke stabilizacije. Nedostatak takve kaskade je niža iskorištenost napona napajanja, te je stoga potrebno koristiti efikasniji hladnjak.
Glavne prednosti moćnih PT-a uključuju nizak red nelinearnosti njihovih prolaznih karakteristika, što približava karakteristike zvuka PT pojačala i cijevnih pojačala, kao i veliko pojačanje snage za signale u audio frekvencijskom opsegu.
Među najnovijim publikacijama u časopisu o UMZCH-u s moćnim PT-ovima mogu se istaknuti članci. Nesumnjiva prednost pojačala je nizak nivo izobličenja, ali nedostatak je mala snaga (15 W). Pojačalo ima više snage, dovoljno za stambenu upotrebu i prihvatljiv nivo izobličenja, ali se čini da je relativno složeno za proizvodnju i konfiguraciju. U daljnjem tekstu govorimo o UMZCH-ovima namijenjenim za korištenje sa kućnim zvučnicima snage do 100 W.
Parametri UMZCH, fokusirani na usklađenost s međunarodnim IEC preporukama, određuju minimalne zahtjeve za hi-fi opremu. Oni su sasvim opravdani kako sa psihofiziološke strane ljudske percepcije izobličenja, tako i iz stvarno ostvarivog izobličenja audio signala u akustičnim sistemima (AS), na kojima UMZCH zapravo radi.
U skladu sa zahtjevima IEC 581-7 za hi-fi zvučnike, ukupni faktor harmonijske distorzije ne smije prelaziti 2% u frekvencijskom opsegu 250 ... 1000 Hz i 1% u opsegu iznad 2 kHz na nivou zvučnog pritiska od 90 dB na udaljenosti od 1 m. Karakteristična osjetljivost kućnih zvučnika je 86 dB/W/m, što odgovara izlaznoj snazi ​​UMZCH-a od samo 2,5 W. Uzimajući u obzir vršni faktor muzičkih programa, uzet jednak tri (kao za Gausov šum), izlazna snaga UMZCH bi trebala biti oko 20 W. U stereofonskom sistemu, zvučni pritisak na niskim frekvencijama se približno udvostručuje, što omogućava slušaocu da se odmakne od zvučnika za 2 m. Na udaljenosti od 3 m, snaga stereo pojačala od 2x45 W je sasvim dovoljna.
Više puta je napomenuto da su izobličenja u UMZCH na tranzistorima s efektom polja uzrokovana uglavnom drugim i trećim harmonicima (kao u radnim zvučnicima). Ako pretpostavimo da su uzroci nelinearnih izobličenja u zvučnicima i UMZCH nezavisni, tada se rezultirajući koeficijent harmonika za zvučni tlak određuje kao kvadratni korijen zbira kvadrata harmonijskih koeficijenata UMZCH i zvučnika. U ovom slučaju, ako je ukupni koeficijent harmonijske distorzije u UMZCH tri puta manji od izobličenja u zvučnicima (tj. ne prelazi 0,3%), onda se može zanemariti.
Opseg efektivno reprodukovanih frekvencija UMZCH-a više ne bi trebao biti čujan ljudima - 20...20.000 Hz. Što se tiče brzine porasta izlaznog napona UMZCH-a, u skladu s rezultatima dobivenim u autorskom radu, brzina od 7 V/μs dovoljna je za snagu od 50 W pri radu pri opterećenju od 4 oma i 10 oma. V/μs kada radi na opterećenju od 8 Ohma.
Osnova za predloženi UMZCH bilo je pojačalo u kojem je korišteno brzo op-pojačalo sa snagom praćenja za "pogon" izlaznog stupnja u obliku kompozitnih repetitora na bipolarnim tranzistorima. Snaga praćenja je također korištena za kolo prednapona izlaznog stupnja.

Sljedeće promjene su napravljene na pojačalu: izlazni stepen baziran na komplementarnim parovima bipolarnih tranzistora zamijenjen je kaskadom sa kvazikomplementarnom strukturom koristeći jeftine IRFZ44 izolovane gejt PT, a dubina ukupnog SOS-a je ograničena na 18 dB . Šema strujnog kruga pojačala prikazana je na sl. 1.

Op-pojačalo KR544UD2A sa visokom ulaznom impedancijom i povećanim performansama korišteno je kao pretpojačalo. Sadrži ulazni diferencijalni stepen na PT sa p-n spojem i izlazni push-pull sljedbenik napona. Unutrašnji elementi za izjednačavanje frekvencije obezbeđuju stabilnost u različitim režimima povratne sprege, uključujući sledbenik napona.
Ulazni signal dolazi kroz niskopropusni filter RnC 1 sa graničnom frekvencijom od oko 70 kHz (ovde unutrašnji otpor izvora signala = 22 kOhm). koji se koristi za ograničavanje spektra signala koji ulazi na ulaz pojačala snage. Krug R1C1 osigurava stabilnost UMZCH-a kada se vrijednost RM mijenja od nule do beskonačnosti. Na neinvertujući ulaz op-amp DA1 signal prolazi kroz visokopropusni filter izgrađen na elementima C2, R2 sa graničnom frekvencijom od 0,7 Hz, koji služi za odvajanje signala od konstantne komponente. Lokalni OOS za operaciono pojačalo je napravljen na elementima R5, R3, SZ i daje pojačanje od 43 dB.
Stabilizator napona za bipolarno napajanje op-amp DA1 izrađen je na elementima R4, C4, VDI i R6, Sat. VD2 respektivno. Stabilizacijski napon je odabran na 16 V. Otpornik R8 zajedno s otpornicima R4, R6 čine djelitelj izlaznog napona UMZCH-a za napajanje "praćenja" op-amp, čiji zamah ne smije prelaziti granične vrijednosti zajedničkog ulaznog napona op-pojačala, tj. +/-10 V "Tracking" napajanje omogućava vam da značajno povećate raspon izlaznog signala op-pojačala.
Kao što je poznato, za rad tranzistora s efektom polja s izoliranim vratima, za razliku od bipolarnog, potrebno je napon od oko 4 V, u krugu prikazanom na sl. 1, za tranzistor VT3, kolo pomaka nivoa signala koristi se na elementima R10, R11 i UUZ.U04 do 4,5 V. Signal sa izlaza op-ampa kroz krug VD3VD4C8 i otpornik R15 se dovodi do kapije tranzistora VT3, konstantni napon na kojem je u odnosu na zajedničku žicu +4,5 V.
Elektronski analog zener diode na elementima VT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H pomiče napon za -1,5 V u odnosu na izlaz op-ampa kako bi se osigurao potreban način rada tranzistora VT2. Signal sa izlaza op-pojačala kroz kolo VT1C9 također ide na bazu tranzistora VT2, koji je spojen prema zajedničkom emiterskom krugu, koji invertuje signal.
Na R17 elementima. VD7, C12, R18 sastavljen je podesivi krug za pomicanje nivoa, koji vam omogućava da postavite potrebnu pristranost za tranzistor VT4 i time postavite struju mirovanja završnog stupnja. Kondenzator SY osigurava "snagu praćenja" krugu za pomicanje nivoa tako što dovodi UMZCH izlazni napon do priključne točke otpornika R10, R11 kako bi se stabilizirala struja u ovom kolu. Veza tranzistora VT2 i VT4 formira virtuelni tranzistor sa efektom polja sa kanalom p-tipa. tj. formira se kvazikomplementaran par sa izlaznim tranzistorom VT3 (sa kanalom n-tipa).
Krug C11R16 povećava stabilnost pojačala u ultrazvučnom frekvencijskom opsegu. Keramički kondenzatori C13. C14. instalirani u neposrednoj blizini izlaznih tranzistori služe istoj svrsi. Zaštitu UMZCH-a od preopterećenja tijekom kratkih spojeva u opterećenju osiguravaju osigurači FU1-FU3. budući da IRFZ44 tranzistori sa efektom polja imaju maksimalnu struju odvoda od 42 A i mogu izdržati preopterećenja sve dok osigurači ne pregore.
Za smanjenje istosmjernog napona na izlazu UMZCH-a, kao i za smanjenje nelinearnih izobličenja, uveden je opći OOS na elementima R7, C7. R3, SZ. Dubina AC OOS-a je ograničena na 18,8 dB, što stabilizuje koeficijent harmonijske distorzije u opsegu audio frekvencija. Za jednosmjernu struju, op-amp, zajedno s izlaznim tranzistorima, radi u načinu praćenja napona, osiguravajući konstantnu komponentu izlaznog napona UMZCH od najviše nekoliko milivolti.