UMZCH con transistor ad effetto di campo complementari. diagramma, descrizione

Specifiche
Potenza RMS massima:
a UR = 4 Ohm, W 60
a UR = 8 Ohm, W 32
Gamma di frequenza operativa. Hz 15...100 000
Fattore di distorsione armonica:
a f = 1 kHz, Pout = 60 W, RH = 4 Ohm, % 0,15
a f = 1 kHz, Pout = 32 W, RH = 8 Ohm, % 0,08
Guadagno, dB 25...40
Impedenza di ingresso, kOhm 47

Impostazioni

È improbabile che qualsiasi sperimentatore esperto abbia difficoltà a ottenere risultati soddisfacenti quando costruisce un amplificatore utilizzando questo circuito. I principali problemi da considerare sono l'errata installazione degli elementi e il danneggiamento dei MOSFET dovuti a una manipolazione o eccitazione impropria del circuito. La seguente lista di controllo per la risoluzione dei problemi viene suggerita come guida per lo sperimentatore:
1. Quando si assembla il PCB, installare prima gli elementi passivi e assicurarsi che la polarità dei condensatori elettrolitici sia corretta. Quindi installare i transistor VT1 ... VT4. Infine, installare i MOSFET, evitando la carica statica cortocircuitando contemporaneamente i conduttori a terra e utilizzando un saldatore con messa a terra. Controllare la scheda assemblata per la corretta installazione degli elementi. Per fare ciò sarà utile utilizzare la disposizione degli elementi mostrata in Fig. 2 Controllare le schede dei circuiti per eventuali cortocircuiti di saldatura sui binari e, se presenti, rimuoverli. Controllare visivamente ed elettricamente i giunti di saldatura con un multimetro e ripetere se necessario.
2. Ora è possibile applicare la tensione di alimentazione all'amplificatore e impostare la corrente di riposo dello stadio di uscita (50...100 mA). Il potenziometro R12 viene prima impostato sulla corrente di riposo minima (fino al guasto in senso antiorario sulla topologia della scheda Fig. 2). Un amperometro con limite di misurazione di 1 A viene acceso nel ramo positivo dell'alimentazione Ruotando il cursore del resistore R12, la lettura dell'amperometro è 50...100 mA. L'impostazione della corrente di riposo può essere effettuata senza collegare un carico. Tuttavia, se nel circuito è incluso un altoparlante di carico, questo deve essere protetto da un fusibile da sovraccarico CC. Quando è impostata la corrente di riposo, una tensione di offset di uscita accettabile deve essere inferiore a 100 mV.

Cambiamenti eccessivi o irregolari nella corrente di riposo durante la regolazione di R12 indicano il verificarsi di generazione nel circuito o un collegamento errato degli elementi. È necessario attenersi alle raccomandazioni descritte in precedenza (collegamento in serie dei resistori nel circuito di gate, riduzione al minimo della lunghezza dei conduttori di collegamento, messa a terra comune). Inoltre, i condensatori di disaccoppiamento dell'alimentazione devono essere installati in prossimità dello stadio di uscita dell'amplificatore e del punto di messa a terra del carico. Per evitare il surriscaldamento dei transistor potenti, la regolazione della corrente di riposo dovrebbe essere eseguita con transistor MOS installati sul dissipatore di calore.
3.Dopo aver rilevato la corrente di riposo è necessario rimuovere l'amperometro
dal circuito di alimentazione positivo e all'ingresso dell'amplificatore può esserci
è stato dato un segnale di lavoro. Il livello del segnale in ingresso per ottenere la piena potenza nominale deve essere il seguente:
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).
Il "taglio" dei picchi del segnale di uscita durante il funzionamento alla potenza nominale indica una scarsa regolazione della tensione di alimentazione e può essere corretto riducendo l'ampiezza del segnale di ingresso e riducendo le caratteristiche nominali dell'amplificatore.
La risposta in frequenza dell'amplificatore può essere testata nell'intervallo di frequenza 15 Hz... 100 kHz utilizzando un kit di test audio o un generatore e un oscilloscopio. La distorsione del segnale di uscita alle alte frequenze indica la natura reattiva del carico e per ripristinare la forma del segnale sarà necessario selezionare il valore di induttanza dell'induttore di uscita L1. La risposta in ampiezza-frequenza alle alte frequenze può essere equalizzata utilizzando un condensatore di compensazione collegato in parallelo a R6. La parte a bassa frequenza della caratteristica di ampiezza-frequenza viene corretta dagli elementi R7, C2.
4. È molto probabile che si verifichi la presenza di sottofondo (ronzio) nel circuito
quando il guadagno è impostato troppo alto. Elevata ripresa dell'input
l'impedenza è ridotta al minimo utilizzando la schermatura
cavo collegato a terra direttamente alla sorgente del segnale. Ondulazioni di potenza a bassa frequenza che entrano nello stadio di ingresso con l'alimentatore
amplificatore, può essere eliminato dal condensatore SZ. Ulteriori
l'attenuazione di fondo viene effettuata da una cascata differenziale
sui transistor VT1, VT2 del preamplificatore. Tuttavia, se la sorgente di fondo è la tensione di alimentazione, è possibile selezionare il valore di SZ, R5 per sopprimere l'ampiezza dell'ondulazione.
5. Se i transistor dello stadio di uscita si guastano a causa di un cortocircuito nel carico o della generazione di alta frequenza, è necessario sostituire entrambi i transistor MOS ed è improbabile che altri elementi si guastino. Quando si installa un circuito di nuovi dispositivi è necessario ripetere la procedura di configurazione.

Schema di alimentazione

I migliori design del numero 2 di "Amateur Radio".

Circuito amplificatore con modifiche:

– Il vicino ha smesso di bussare al termosifone. Ho alzato il volume della musica in modo da non poterlo sentire.
(Dal folklore audiofilo).

L'epigrafe è ironica, ma l'audiofilo non è necessariamente “malato di testa” con il volto di Josh Ernest durante un briefing sui rapporti con la Federazione Russa, che è “elettrizzato” perché i suoi vicini sono “felici”. Qualcuno vuole ascoltare musica seria a casa come in sala. A questo scopo è necessaria la qualità dell'attrezzatura, che tra gli amanti del volume dei decibel in quanto tale semplicemente non si adatta dove le persone sane di mente hanno una mente, ma per quest'ultima va oltre la ragione dai prezzi degli amplificatori adatti (UMZCH, frequenza audio amplificatore di potenza). E qualcuno lungo la strada ha il desiderio di unirsi ad aree di attività utili ed entusiasmanti: la tecnologia di riproduzione del suono e l'elettronica in generale. Che nell’era del digitale sono indissolubilmente legate e possono diventare una professione altamente redditizia e prestigiosa. Il primo passo ottimale in questa materia sotto tutti gli aspetti è realizzare un amplificatore con le tue mani: È l'UMZCH che permette, con una formazione iniziale basata sulla fisica scolastica sullo stesso tavolo, di passare dai progetti più semplici per mezza serata (che però “cantano” bene) alle unità più complesse, attraverso le quali una buona la rock band suonerà con piacere. Lo scopo di questa pubblicazione è evidenziare le prime tappe di questo percorso per principianti e, magari, trasmettere qualcosa di nuovo a chi ha esperienza.

Protozoi

Quindi, per prima cosa, proviamo a creare un amplificatore audio che funzioni. Per approfondire a fondo l'ingegneria del suono, dovrai padroneggiare gradualmente molto materiale teorico e non dimenticare di arricchire la tua base di conoscenze man mano che avanzi. Ma qualsiasi “intelligenza” è più facile da assimilare quando vedi e senti come funziona “nell’hardware”. Anche in questo articolo non faremo a meno della teoria: cosa devi sapere prima e cosa può essere spiegato senza formule e grafici. Nel frattempo basterà saper usare un multitester.

Nota: Se non hai ancora saldato i componenti elettronici, tieni presente che i suoi componenti non possono surriscaldarsi! Saldatore - fino a 40 W (preferibilmente 25 W), tempo di saldatura massimo consentito senza interruzione - 10 s. Il perno saldato per il dissipatore di calore viene tenuto a 0,5-3 cm dal punto di saldatura sul lato del corpo del dispositivo con una pinzetta medica. Non è possibile utilizzare acidi e altri flussi attivi! Saldatura - POS-61.

A sinistra nella Fig.- il più semplice UMZCH, "che funziona e basta". Può essere assemblato utilizzando transistor sia al germanio che al silicio.

Su questo bambino è conveniente apprendere le basi per impostare un UMZCH con collegamenti diretti tra cascate che danno il suono più chiaro:

• Prima di accendere l'alimentazione per la prima volta, spegnere il carico (altoparlante);
• Invece di R1, saldiamo una catena di un resistore costante da 33 kOhm e un resistore variabile (potenziometro) da 270 kOhm, ad es. prima nota quattro volte meno, e il secondo ca. il doppio del taglio rispetto all'originale secondo lo schema;
• Forniamo alimentazione e, ruotando il potenziometro, nel punto contrassegnato da una croce, impostiamo la corrente di collettore indicata VT1;
• Togliamo l'alimentazione, dissaldiamo i resistori temporanei e misuriamo la loro resistenza totale;
• Impostiamo come R1 un resistore con valore della serie standard più vicino a quello misurato;
• Sostituiamo R3 con una catena da 470 Ohm costanti + potenziometro da 3,3 kOhm;
• Come secondo i paragrafi. 3-5, V. e impostiamo la tensione pari alla metà della tensione di alimentazione.

Il punto a, da dove viene rimosso il segnale al carico, è il cosiddetto. punto medio dell'amplificatore. In UMZCH con alimentazione unipolare, è impostato sulla metà del suo valore e in UMZCH con alimentazione bipolare - zero rispetto al filo comune. Questa operazione si chiama regolazione del bilanciamento dell'amplificatore. Negli UMZCH unipolari con disaccoppiamento capacitivo del carico, non è necessario spegnerlo durante la configurazione, ma è meglio abituarsi a farlo di riflesso: un amplificatore bipolare sbilanciato con un carico collegato può bruciare la propria potenza e costosi transistor di uscita o anche un potente altoparlante "nuovo, buono" e molto costoso.

Nota: i componenti che richiedono selezione in fase di impostazione del dispositivo nel layout sono indicati negli schemi con un asterisco (*) o con un apostrofo (').

Al centro della stessa fig.- un semplice UMZCH su transistor, che sviluppa già potenza fino a 4-6 W con un carico di 4 ohm. Sebbene funzioni come il precedente, nel cosiddetto. classe AB1, non destinata al suono Hi-Fi, ma se sostituisci un paio di questi amplificatori di classe D (vedi sotto) in altoparlanti per computer cinesi economici, il loro suono migliora notevolmente. Qui impariamo un altro trucco: è necessario posizionare potenti transistor di uscita sui radiatori. I componenti che richiedono un raffreddamento aggiuntivo sono delineati con linee tratteggiate nei diagrammi; tuttavia, non sempre; a volte - indicando l'area dissipativa richiesta del dissipatore di calore. L'impostazione di questo UMZCH sta bilanciando utilizzando R2.

A destra nella Fig.- non ancora un mostro da 350 W (come mostrato all'inizio dell'articolo), ma già una bestia abbastanza solida: un semplice amplificatore con transistor da 100 W. Puoi ascoltare la musica attraverso di esso, ma non l'Hi-Fi, la classe operativa è AB2. Tuttavia, è abbastanza adatto per allestire un'area picnic o una riunione all'aperto, un'aula magna scolastica o un piccolo centro commerciale. Un gruppo rock amatoriale, con un tale UMZCH per strumento, può esibirsi con successo.

Ci sono altri 2 trucchi in questo UMZCH: in primo luogo, in amplificatori molto potenti, anche lo stadio di pilotaggio dell'uscita potente deve essere raffreddato, quindi VT3 viene posizionato su un radiatore da 100 kW o più. vedi. Per l'uscita sono necessari radiatori VT4 e VT5 da 400 mq. In secondo luogo, gli UMZCH con alimentazione bipolare non sono affatto bilanciati senza carico. Prima l'uno o l'altro transistor di uscita va in interdizione e quello associato va in saturazione. Quindi, alla massima tensione di alimentazione, i picchi di corrente durante il bilanciamento possono danneggiare i transistor di uscita. Pertanto, per il bilanciamento (R6, avete indovinato?), l'amplificatore è alimentato da +/–24 V e, invece del carico, è accesa una resistenza a filo avvolto da 100...200 Ohm. A proposito, gli scarabocchi in alcuni resistori nel diagramma sono numeri romani, che indicano la potenza di dissipazione del calore richiesta.

Nota: Una fonte di alimentazione per questo UMZCH necessita di una potenza di 600 W o più. Condensatori di filtro anti-aliasing - da 6800 µF a 160 V. Parallelamente ai condensatori elettrolitici dell'IP, sono inclusi condensatori ceramici da 0,01 µF per prevenire l'autoeccitazione alle frequenze ultrasoniche, che possono bruciare istantaneamente i transistor di uscita.

Sul campo

Sul sentiero. riso. - un'altra opzione per un UMZCH abbastanza potente (30 W e con una tensione di alimentazione di 35 V - 60 W) su potenti transistor ad effetto di campo:

Il suono che ne deriva soddisfa già i requisiti per l'Hi-Fi entry-level (a meno che, ovviamente, l'UMZCH funzioni sui corrispondenti sistemi acustici e altoparlanti). I potenti driver da campo non richiedono molta potenza per funzionare, quindi non esiste una cascata di pre-alimentazione. Anche i transistor ad effetto di campo più potenti non bruciano gli altoparlanti in caso di malfunzionamento: si bruciano essi stessi più velocemente. Anche sgradevole, ma comunque più economico rispetto alla sostituzione di una costosa testata per basso (GB). Questo UMZCH non richiede bilanciamento o aggiustamento in generale. Come progetto per principianti, ha un solo inconveniente: i potenti transistor ad effetto di campo sono molto più costosi dei transistor bipolari per un amplificatore con gli stessi parametri. I requisiti per i singoli imprenditori sono simili a quelli precedenti. case, ma la sua potenza necessaria è di 450 W. Radiatori – da 200 mq. cm.

Nota: ad esempio, non è necessario costruire potenti UMZCH su transistor ad effetto di campo per la commutazione degli alimentatori. computer Quando si tenta di "guidarli" nella modalità attiva richiesta per UMZCH, semplicemente si bruciano oppure il suono produce un suono debole e "nessuna qualità". Lo stesso vale, ad esempio, per i potenti transistor bipolari ad alta tensione. dalla scansione di linea dei vecchi televisori.

Dritto

Se hai già mosso i primi passi, allora è del tutto naturale voler costruire Classe Hi-Fi UMZCH, senza addentrarsi troppo nella giungla teorica. Per fare ciò, dovrai espandere la tua strumentazione: avrai bisogno di un oscilloscopio, un generatore di frequenze audio (AFG) e un millivoltmetro CA con la capacità di misurare la componente CC. È meglio prendere come prototipo per la ripetizione l'UMZCH di E. Gumeli, descritto in dettaglio in Radio n. 1, 1989. Per costruirlo avrete bisogno di alcuni componenti disponibili poco costosi, ma la qualità soddisfa requisiti molto elevati: accensione fino a 60 W, banda 20-20.000 Hz, irregolarità della risposta in frequenza 2 dB, fattore di distorsione non lineare (THD) 0,01%, livello di rumore proprio –86 dB. Tuttavia, la configurazione dell'amplificatore Gumeli è piuttosto difficile; se riesci a gestirlo, puoi affrontarne qualsiasi altro. Tuttavia, alcune delle circostanze attualmente note semplificano notevolmente la creazione di questo UMZCH, vedi sotto. Tenuto conto di ciò e del fatto che non tutti riescono ad accedere agli archivi della Radio, è opportuno ripeterne i punti principali.

Schemi di un semplice UMZCH di alta qualità

I circuiti Gumeli UMZCH e le relative specifiche sono mostrati nell'illustrazione. Radiatori di transistor di uscita – da 250 mq. vedere per UMZCH secondo la fig. 1 e da 150 mq. vedere l'opzione secondo la fig. 3 (numerazione originaria). I transistor dello stadio pre-uscita (KT814/KT815) sono installati su radiatori piegati da piastre di alluminio 75x35 mm con uno spessore di 3 mm. Non è necessario sostituire il KT814/KT815 con il KT626/KT961, il suono non migliora sensibilmente, ma la configurazione diventa seriamente difficile;

Questo UMZCH è molto critico per l'alimentazione, la topologia di installazione e in generale, quindi deve essere installato in una forma strutturalmente completa e solo con una fonte di alimentazione standard. Quando si tenta di alimentarlo da un alimentatore stabilizzato, i transistor di uscita si bruciano immediatamente. Pertanto, nella Fig. Vengono forniti i disegni dei circuiti stampati originali e le istruzioni di installazione. A loro possiamo aggiungere che, in primo luogo, se alla prima accensione si avverte "eccitazione", la combattono modificando l'induttanza L1. In secondo luogo, i cavi delle parti installate sulle schede non devono essere più lunghi di 10 mm. In terzo luogo, è estremamente indesiderabile modificare la topologia dell'installazione, ma se è veramente necessario, deve essere presente una schermatura del telaio sul lato dei conduttori (anello di terra, evidenziato a colori nella figura), e i percorsi di alimentazione devono passare fuori di esso.

Nota: interruzioni nei binari a cui sono collegate le basi di potenti transistor - tecnologici, per la regolazione, dopo di che vengono sigillati con gocce di saldatura.

L'impostazione di questo UMZCH è notevolmente semplificata e il rischio di incontrare "eccitazione" durante l'uso è ridotto a zero se:

• Ridurre al minimo l'installazione di interconnessione posizionando le schede su radiatori di transistor potenti.
• Abbandonare completamente i connettori all'interno, eseguendo tutta l'installazione solo tramite saldatura. Quindi non ci sarà bisogno di R12, R13 in versione potente o R10 R11 in versione meno potente (sono punteggiati nei diagrammi).
• Utilizzare cavi audio in rame privi di ossigeno di lunghezza minima per l'installazione interna.

Se queste condizioni sono soddisfatte, non ci sono problemi con l'eccitazione e la configurazione dell'UMZCH si riduce alla procedura di routine descritta in Fig.

Fili per il suono

I cavi audio non sono un'invenzione inutile. La necessità del loro utilizzo attualmente è innegabile. Nel rame con una miscela di ossigeno, sulle facce dei cristalliti metallici si forma una sottile pellicola di ossido. Gli ossidi metallici sono semiconduttori e se la corrente nel filo è debole senza una componente costante, la sua forma risulta distorta. In teoria, le distorsioni su miriadi di cristalliti dovrebbero compensarsi a vicenda, ma rimane molto poco (apparentemente a causa delle incertezze quantistiche). Sufficiente per farsi notare dagli ascoltatori più esigenti sullo sfondo del suono più puro del moderno UMZCH.

Produttori e commercianti sostituiscono spudoratamente il normale rame elettrico al rame privo di ossigeno: è impossibile distinguere a occhio. Esiste tuttavia un campo di applicazione in cui la contraffazione non è chiara: i cavi a doppino intrecciato per reti di computer. Se metti una griglia con segmenti lunghi a sinistra, non si avvierà affatto o si bloccherà costantemente. Dispersione del momento, lo sai.

L'autore, quando si parlava solo di cavi audio, si rese conto che, in linea di principio, non si trattava di chiacchiere inutili, soprattutto perché a quel tempo i cavi privi di ossigeno erano stati a lungo utilizzati in apparecchiature speciali, che conosceva bene da il suo lavoro. Poi ho preso e sostituito il cavo standard delle mie cuffie TDS-7 con uno fatto in casa in "vitukha" con fili multi-core flessibili. Il suono, dal punto di vista uditivo, è costantemente migliorato per le tracce analogiche end-to-end, ad es. nel percorso dal microfono dello studio al disco, mai digitalizzato. Le registrazioni in vinile realizzate utilizzando la tecnologia DMM (Direct Metal Mastering) suonavano particolarmente brillanti. Successivamente, l'installazione di interconnessione di tutto l'audio domestico è stata convertita in "vitushka". Quindi persone del tutto casuali, indifferenti alla musica e non informate in anticipo, hanno iniziato a notare il miglioramento del suono.

Come realizzare cavi di interconnessione da doppini intrecciati, vedere dopo. video.

Video: cavi di interconnessione a doppino intrecciato fai-da-te

Sfortunatamente, il flessibile "Vitha" scomparve presto dalla vendita: non reggeva bene nei connettori crimpati. Tuttavia, per informazione dei lettori, i cavi flessibili “militari” MGTF e MGTFE (schermati) sono realizzati solo in rame privo di ossigeno. Il falso è impossibile, perché Sul rame normale, l'isolamento fluoroplastico del nastro si diffonde abbastanza rapidamente. MGTF è ora ampiamente disponibile e costa molto meno dei cavi audio di marca con garanzia. Ha uno svantaggio: non può essere fatto a colori, ma può essere corretto con i tag. Esistono anche fili di avvolgimento privi di ossigeno, vedere di seguito.

Intermezzo teorico

Come possiamo vedere, già nelle prime fasi della padronanza della tecnologia audio, abbiamo dovuto affrontare il concetto di Hi-Fi (High Fidelity), riproduzione del suono ad alta fedeltà. L'Hi-Fi è disponibile in diversi livelli, classificati in base a quanto segue. parametri principali:

1. Banda di frequenza riproducibile.
2. Gamma dinamica: il rapporto in decibel (dB) tra la potenza di uscita massima (picco) e il livello di rumore.
3. Livello di rumore proprio in dB.
4. Fattore di distorsione non lineare (THD) alla potenza di uscita nominale (a lungo termine). Si presuppone che il SOI alla potenza di picco sia pari all'1% o al 2% a seconda della tecnica di misurazione.
5. Irregolarità della risposta in ampiezza-frequenza (AFC) nella banda di frequenza riproducibile. Per gli altoparlanti: separatamente alle frequenze sonore basse (LF, 20-300 Hz), medie (MF, 300-5000 Hz) e alte (HF, 5000-20.000 Hz).

Nota: il rapporto tra i livelli assoluti di qualsiasi valore di I in (dB) è definito come P(dB) = 20log(I1/I2). Se I1

È necessario conoscere tutte le sottigliezze e le sfumature dell'Hi-Fi durante la progettazione e la costruzione di altoparlanti e, per quanto riguarda un UMZCH Hi-Fi fatto in casa per la casa, prima di passare a questi, è necessario comprendere chiaramente i requisiti per la loro potenza richiesta per suono di una determinata stanza, gamma dinamica (dinamica), livello di rumore e SOI. Non è molto difficile ottenere una banda di frequenza di 20-20.000 Hz dall'UMZCH con un'attenuazione ai bordi di 3 dB e una risposta in frequenza irregolare nella gamma media di 2 dB su una base di elementi moderna.

Volume

La potenza dell'UMZCH non è fine a se stessa; deve fornire il volume ottimale di riproduzione del suono in una determinata stanza. Può essere determinato da curve di uguale volume, vedere fig. Nelle zone residenziali non sono presenti rumori naturali inferiori a 20 dB; 20 dB è la natura selvaggia in completa calma. Un livello di volume di 20 dB rispetto alla soglia di udibilità è la soglia di intelligibilità: si può ancora sentire un sussurro, ma la musica viene percepita solo come il fatto della sua presenza. Un musicista esperto può dire quale strumento viene suonato, ma non cosa esattamente.

40 dB - il rumore normale di un appartamento di città ben isolato in una zona tranquilla o di una casa di campagna - rappresenta la soglia di intelligibilità. La musica dalla soglia dell'intelligibilità alla soglia dell'intelligibilità può essere ascoltata con una profonda correzione della risposta in frequenza, principalmente nei bassi. Per fare ciò, la funzione MUTE (silenziamento, mutazione, non mutazione!) viene introdotta nei moderni UMZCH, inclusi, rispettivamente. circuiti di correzione in UMZCH.

90 dB è il livello del volume di un'orchestra sinfonica in un'ottima sala da concerto. 110 dB possono essere prodotti da un'orchestra estesa in una sala dall'acustica unica, di cui non ce ne sono più di 10 al mondo, questa è la soglia della percezione: i suoni più forti vengono ancora percepiti come distinguibili nel significato con uno sforzo di volontà, ma già rumore fastidioso. La zona del volume nei locali residenziali di 20-110 dB costituisce la zona di completa udibilità, e 40-90 dB è la zona di migliore udibilità, in cui ascoltatori inesperti e inesperti percepiscono pienamente il significato del suono. Se, ovviamente, è presente.

Energia

Calcolare la potenza dell'apparecchiatura a un dato volume nell'area di ascolto è forse il compito principale e più difficile dell'elettroacustica. Per te, in condizioni, è meglio passare dai sistemi acustici (AS): calcola la loro potenza utilizzando un metodo semplificato e prendi la potenza nominale (a lungo termine) dell'UMZCH pari all'altoparlante di picco (musicale). In questo caso l'UMZCH non aggiungerà in modo evidente le sue distorsioni a quelle degli altoparlanti che sono già la principale fonte di nonlinearità nel percorso audio; Ma l'UMZCH non dovrebbe essere reso troppo potente: in questo caso, il livello del proprio rumore potrebbe essere superiore alla soglia di udibilità, perché Viene calcolato in base al livello di tensione del segnale di uscita alla massima potenza. Se lo consideriamo in modo molto semplice, allora per una stanza in un normale appartamento o casa e altoparlanti con sensibilità caratteristica normale (uscita audio) possiamo prendere la traccia. Valori di potenza ottimali UMZCH:

• Fino a 8 mq. m – 15-20 W.
• 8-12 mq. m – 20-30 W.
• 12-26 mq. m – 30-50 W.
• 26-50 mq. m – 50-60 W.
• 50-70 mq. m – 60-100 W.
• 70-100 mq. m – 100-150 W.
• 100-120 mq. m – 150-200 W.
• Più di 120 mq. m – determinato mediante calcolo basato su misurazioni acustiche in loco.

Dinamica

La gamma dinamica dell'UMZCH è determinata da curve di uguale volume e valori di soglia per diversi gradi di percezione:

1. Musica sinfonica e jazz con accompagnamento sinfonico - 90 dB (110 dB - 20 dB) ideale, 70 dB (90 dB - 20 dB) accettabile. Nessun esperto può distinguere un suono con una dinamica di 80-85 dB in un appartamento di città da quello ideale.
2. Altri generi musicali seri – 75 dB eccellenti, 80 dB “alle stelle”.
3. Musica pop di ogni genere e colonne sonore di film: 66 dB sono sufficienti per gli occhi, perché... Queste opere vengono compresse già durante la registrazione a livelli fino a 66 dB e anche fino a 40 dB, in modo da poterle ascoltare su qualsiasi cosa.

La gamma dinamica dell'UMZCH, correttamente selezionata per una determinata stanza, è considerata uguale al proprio livello di rumore, preso con il segno +, questo è il cosiddetto. rapporto segnale-rumore.

COSÌ IO

Le distorsioni non lineari (ND) di UMZCH sono componenti dello spettro del segnale di uscita che non erano presenti nel segnale di ingresso. In teoria, è meglio "spingere" l'NI sotto il livello del proprio rumore, ma tecnicamente è molto difficile da implementare. In pratica, tengono conto del cosiddetto. effetto mascherante: a livelli di volume inferiori a ca. A 30 dB, la gamma di frequenze percepite dall'orecchio umano si restringe, così come la capacità di distinguere i suoni in base alla frequenza. I musicisti sentono le note, ma hanno difficoltà a valutare il timbro del suono. Nelle persone senza orecchio musicale l'effetto di mascheramento si osserva già a 45-40 dB di volume. Pertanto, un UMZCH con un THD dello 0,1% (–60 dB da un livello di volume di 110 dB) verrà valutato come Hi-Fi dall'ascoltatore medio, mentre con un THD dello 0,01% (–80 dB) può essere considerato non distorcendo il suono.

Lampade

L'ultima affermazione probabilmente causerà il rifiuto, persino la furia, tra gli aderenti ai circuiti valvolari: dicono, il suono reale è prodotto solo dai tubi, e non solo da alcuni, ma da certi tipi di ottali. Calmatevi, signori: il suono speciale del tubo non è una finzione. Il motivo è lo spettro di distorsione fondamentalmente diverso dei tubi elettronici e dei transistor. Che, a loro volta, sono dovuti al fatto che nella lampada il flusso di elettroni si muove nel vuoto e in essa non compaiono effetti quantistici. Un transistor è un dispositivo quantistico, in cui i portatori di carica minoritari (elettroni e lacune) si muovono nel cristallo, il che è completamente impossibile senza effetti quantistici. Pertanto, lo spettro delle distorsioni valvolari è breve e pulito: in esso sono chiaramente visibili solo le armoniche fino alla 3a - 4a e ci sono pochissime componenti combinatorie (somme e differenze nelle frequenze del segnale di ingresso e nelle loro armoniche). Pertanto, ai tempi dei circuiti del vuoto, la SOI era chiamata distorsione armonica (CHD). Nei transistor, lo spettro delle distorsioni (se sono misurabili, la prenotazione è casuale, vedi sotto) può essere tracciato fino al quindicesimo e ai componenti superiori, e contiene frequenze di combinazione più che sufficienti.

All'inizio dell'elettronica a stato solido, i progettisti di transistor UMZCH utilizzavano per loro il solito SOI "tubo" dell'1-2%; Il suono con uno spettro di distorsione valvolare di questa portata è percepito dagli ascoltatori ordinari come puro. A proposito, il concetto stesso di Hi-Fi non esisteva ancora. Si è scoperto che suonano noiosi e noiosi. Nel processo di sviluppo della tecnologia a transistor, è stata sviluppata la comprensione di cosa sia l'Hi-Fi e di cosa sia necessario.

Attualmente, i crescenti problemi della tecnologia a transistor sono stati superati con successo e le frequenze laterali all'uscita di un buon UMZCH sono difficili da rilevare utilizzando metodi di misurazione speciali. E si può considerare che i circuiti delle lampade siano diventati un'arte. La sua base può essere qualsiasi cosa, perché l’elettronica non può arrivarci? Qui sarebbe appropriata un’analogia con la fotografia. Nessuno può negare che una moderna fotocamera reflex digitale produca un'immagine incommensurabilmente più chiara, più dettagliata e più profonda nella gamma di luminosità e colore rispetto a una scatola di compensato con una fisarmonica. Ma qualcuno, con la Nikon più bella, “scatta foto” del tipo “questo è il mio gatto grasso, si è ubriacato come un bastardo e dorme con le zampe tese”, e qualcuno, usando Smena-8M, usa la pellicola in bianco e nero di Svemov per scatta una foto davanti alla quale c'è una folla di persone ad una mostra prestigiosa.

Nota: e calmati di nuovo: non tutto è così brutto. Oggi, alle lampade UMZCH a basso consumo è rimasta almeno un'applicazione, e non la meno importante, per la quale sono tecnicamente necessarie.

Stand sperimentale

Molti amanti dell'audio, avendo appena imparato a saldare, "entrano immediatamente nei tubi". Ciò non merita assolutamente alcuna censura, anzi. L'interesse per le origini è sempre giustificato e utile, e l'elettronica lo è diventata con le valvole. I primi computer erano a tubi, e anche l'apparecchiatura elettronica di bordo della prima navicella spaziale era a tubi: allora c'erano già i transistor, ma non potevano resistere alle radiazioni extraterrestri. A proposito, a quel tempo anche i microcircuiti delle lampade venivano creati con la massima segretezza! Su microlampade con catodo freddo. L'unica menzione conosciuta di loro in fonti aperte è nel raro libro di Mitrofanov e Pickersgil "Modern receiver and amplifyingtubes".

Ma basta con i testi, arriviamo al punto. Per coloro a cui piace armeggiare con le lampade in Fig. – schema di una lampada da banco UMZCH, destinata specificamente agli esperimenti: SA1 commuta la modalità operativa della lampada di uscita e SA2 commuta la tensione di alimentazione. Il circuito è ben noto nella Federazione Russa, una piccola modifica ha interessato solo il trasformatore di uscita: ora non solo puoi “guidare” il 6P7S nativo in diverse modalità, ma anche selezionare il fattore di commutazione della griglia dello schermo per altre lampade in modalità ultralineare ; per la stragrande maggioranza dei pentodi di uscita e dei tetrodi a fascio è 0,22-0,25 o 0,42-0,45. Per la fabbricazione del trasformatore di uscita, vedere sotto.

Chitarristi e rocker

Questo è proprio il caso in cui non puoi fare a meno delle lampade. Come sapete, la chitarra elettrica è diventata uno strumento solista a tutti gli effetti dopo che il segnale preamplificato dal pickup ha iniziato a passare attraverso un accessorio speciale - un fusore - che ne ha deliberatamente distorto lo spettro. Senza questo, il suono della corda sarebbe troppo acuto e corto, perché il pickup elettromagnetico reagisce solo ai modi delle sue vibrazioni meccaniche nel piano della tavola armonica dello strumento.

Ben presto è emersa una circostanza spiacevole: il suono di una chitarra elettrica con fusore acquisisce piena forza e brillantezza solo ad alti volumi. Ciò è particolarmente vero per le chitarre con pickup di tipo humbucker, che producono il suono più "arrabbiato". Ma che dire di un principiante costretto a provare a casa? Non puoi andare in sala per esibirti senza sapere esattamente come suonerà lo strumento lì. E i fan del rock vogliono solo ascoltare le loro cose preferite a pieno ritmo, e i rocker sono generalmente persone rispettabili e non conflittuali. Almeno quelli che sono interessati alla musica rock e non ai dintorni scioccanti.

Quindi, si è scoperto che il suono fatale appare a livelli di volume accettabili per i locali residenziali, se l'UMZCH è basato su tubi. Il motivo è l'interazione specifica dello spettro del segnale proveniente dal fusore con lo spettro puro e breve delle armoniche del tubo. Anche in questo caso è opportuna un'analogia: una foto in bianco e nero può essere molto più espressiva di una a colori, perché lascia solo il contorno e la luce per la visione.

Coloro che hanno bisogno di un amplificatore a valvole non per esperimenti, ma per necessità tecniche, non hanno il tempo di padroneggiare a lungo le complessità dell'elettronica a valvole, sono appassionati di qualcos'altro. In questo caso, è meglio rendere UMZCH senza trasformatore. Più precisamente, con un trasformatore di uscita di adattamento single-ended che funziona senza magnetizzazione costante. Questo approccio semplifica e accelera notevolmente la produzione del componente più complesso e critico di una lampada UMZCH.

Stadio di uscita a valvole "transformerless" dell'UMZCH e relativi preamplificatori

A destra nella Fig. viene fornito un diagramma di uno stadio di uscita senza trasformatore di un tubo UMZCH e sulla sinistra ci sono le opzioni del preamplificatore per esso. In alto - con un controllo del tono secondo il classico schema Baxandal, che fornisce una regolazione abbastanza profonda, ma introduce una leggera distorsione di fase nel segnale, che può essere significativa quando si utilizza un UMZCH su un altoparlante a 2 vie. Di seguito è riportato un preamplificatore con controllo del tono più semplice che non distorce il segnale.

Ma torniamo alla fine. In numerose fonti straniere, questo schema è considerato una rivelazione, ma uno identico, ad eccezione della capacità dei condensatori elettrolitici, si trova nel "Manuale del radioamatore" sovietico del 1966. Un grosso libro di 1060 pagine. Allora non esistevano database su Internet e su disco.

Nello stesso punto, a destra nella figura, gli svantaggi di questo schema sono descritti brevemente ma chiaramente. Sul sentiero se ne trova uno migliorato, della stessa fonte. riso. sulla destra. In esso, la griglia schermante L2 è alimentata dal punto medio del raddrizzatore anodico (l'avvolgimento anodico del trasformatore di potenza è simmetrico) e la griglia schermante L1 è alimentata attraverso il carico. Se invece degli altoparlanti ad alta impedenza accendi un trasformatore corrispondente con altoparlanti normali, come nel precedente. circuito, la potenza di uscita è di ca. 12 W, perché la resistenza attiva dell'avvolgimento primario del trasformatore è molto inferiore a 800 Ohm. SOI di questo stadio finale con uscita del trasformatore - ca. 0,5%

Come realizzare un trasformatore?

I principali nemici della qualità di un potente trasformatore di segnale a bassa frequenza (suono) sono il campo di dispersione magnetica, le cui linee di forza sono chiuse, bypassando il circuito magnetico (nucleo), correnti parassite nel circuito magnetico (correnti di Foucault) e, in misura minore, magnetostrizione nel nucleo. A causa di questo fenomeno, un trasformatore assemblato con noncuranza “canta”, ronza o emette un segnale acustico. Le correnti di Foucault vengono combattute riducendo lo spessore delle piastre dei circuiti magnetici e isolandole inoltre con vernice durante il montaggio. Per i trasformatori di uscita, lo spessore ottimale della piastra è 0,15 mm, il massimo consentito è 0,25 mm. Non bisogna prendere piastre più sottili per il trasformatore di uscita: il fattore di riempimento del nucleo (l'asta centrale del circuito magnetico) con l'acciaio diminuirà, la sezione del circuito magnetico dovrà essere aumentata per ottenere una determinata potenza, il che non farà altro che aumentare le distorsioni e le perdite in esso.

Nel nucleo di un trasformatore audio che funziona con polarizzazione costante (ad esempio, la corrente anodica di uno stadio di uscita single-ended) deve esserci un piccolo spazio non magnetico (determinato dal calcolo). La presenza di un traferro non magnetico, da un lato, riduce la distorsione del segnale dovuta alla magnetizzazione costante; in un circuito magnetico convenzionale, invece, aumenta il campo disperso e richiede un nucleo di sezione maggiore. Pertanto, il traferro non magnetico deve essere calcolato in modo ottimale ed eseguito nel modo più accurato possibile.

Per i trasformatori che funzionano con magnetizzazione, il tipo ottimale di nucleo è costituito da piastre Shp (tagliate), pos. 1 nella fig. In essi durante il taglio del nucleo si forma uno spazio non magnetico che è quindi stabile; il suo valore è indicato nel passaporto delle targhe o misurato con un set di sonde. Il campo vagante è minimo, perché i rami laterali attraverso i quali è chiuso il flusso magnetico sono solidi. I nuclei dei trasformatori senza polarizzazione sono spesso assemblati da piastre Shp, perché Le piastre Shp sono realizzate in acciaio per trasformatori di alta qualità. In questo caso il nucleo viene assemblato trasversalmente al tetto (le piastre vengono posate con un taglio in una direzione o nell'altra) e la sua sezione trasversale viene aumentata del 10% rispetto a quella calcolata.

È preferibile avvolgere i trasformatori senza magnetizzazione sui nuclei USH (altezza ridotta con finestre allargate), pos. 2. In essi, una diminuzione del campo disperso si ottiene riducendo la lunghezza del percorso magnetico. Poiché le piastre USh sono più accessibili di Shp, spesso vengono realizzati nuclei di trasformatori con magnetizzazione. Successivamente viene effettuato l'assemblaggio del nucleo tagliato a pezzi: viene assemblato un pacchetto di piastre a W, viene posizionata una striscia di materiale non conduttore non magnetico con uno spessore pari alla dimensione dello spazio non magnetico, coperta con un giogo da un pacchetto di maglioni e uniti con una clip.

Nota: I circuiti magnetici del segnale "suono" del tipo ShLM sono di scarsa utilità per i trasformatori di uscita di amplificatori a valvole di alta qualità hanno un ampio campo disperso;

Alla pos. 3 mostra uno schema delle dimensioni del nucleo per il calcolo del trasformatore, in pos. 4 disegno del telaio di avvolgimento, e in pos. 5 – modelli delle sue parti. Per quanto riguarda il trasformatore per lo stadio di uscita "senza trasformatore", è meglio realizzarlo sullo ShLMm sul tetto, perché la polarizzazione è trascurabile (la corrente di polarizzazione è uguale alla corrente della griglia dello schermo). Il compito principale qui è rendere gli avvolgimenti il ​​più compatti possibile per ridurre il campo disperso; la loro resistenza attiva sarà comunque molto inferiore a 800 Ohm. Maggiore è lo spazio libero rimasto nelle finestre, migliore è il risultato del trasformatore. Pertanto, gli avvolgimenti vengono avvolti giro per giro (se non c'è una macchina avvolgitrice, questo è un compito terribile) dal filo più sottile possibile, il coefficiente di posa dell'avvolgimento anodico per il calcolo meccanico del trasformatore è pari a 0,6; Il filo di avvolgimento è PETV o PEMM, hanno un nucleo privo di ossigeno. Non è necessario prendere PETV-2 o PEMM-2 a causa della doppia verniciatura, hanno un diametro esterno maggiore e un campo di diffusione più ampio; L'avvolgimento primario viene avvolto per primo, perché è il suo campo di diffusione che influenza maggiormente il suono.

Il ferro per questo trasformatore va ricercato con fori agli angoli delle piastre e staffe di fissaggio (vedi figura a destra), perché "per la completa felicità", il circuito magnetico è assemblato come segue. ordine (ovviamente gli avvolgimenti con conduttori e isolamento esterno dovrebbero essere già sul telaio):

1. Preparare la vernice acrilica diluita a metà o, alla vecchia maniera, la gommalacca;
2. Le piastre con ponticelli vengono rapidamente rivestite con vernice su un lato e inserite nel telaio il più rapidamente possibile, senza premere troppo forte. Si mette la prima lastra con la parte verniciata verso l'interno, la successiva con la parte non verniciata alla prima verniciata, ecc.;
3. Quando la finestra del telaio è piena, vengono applicate le graffette e serrate saldamente;
4. Dopo 1-3 minuti, quando apparentemente la spremitura della vernice dagli spazi vuoti si ferma, aggiungere nuovamente le piastre fino a riempire la finestra;
5. Ripeti i paragrafi. 2-4 finché la finestra non sarà ben imballata con l'acciaio;
6. Il nucleo viene nuovamente tirato saldamente e asciugato su una batteria, ecc. 3-5 giorni.

Il nucleo assemblato con questa tecnologia presenta un ottimo isolamento delle piastre e un ottimo riempimento in acciaio. Le perdite di magnetostrizione non vengono rilevate affatto. Ma tieni presente che questa tecnica non è applicabile ai nuclei di permalloy, perché Sotto forti influenze meccaniche, le proprietà magnetiche del permalloy si deteriorano irreversibilmente!

Sui microcircuiti

Gli UMZCH su circuiti integrati (IC) sono spesso realizzati da coloro che sono soddisfatti della qualità del suono fino all'Hi-Fi medio, ma sono più attratti dal basso costo, dalla velocità, dalla facilità di assemblaggio e dalla completa assenza di procedure di installazione che richiedono conoscenze speciali. Semplicemente, un amplificatore su microcircuiti è l'opzione migliore per i manichini. Il classico del genere qui è l'UMZCH sull'IC TDA2004, che è presente nella serie, a Dio piacendo, da circa 20 anni, a sinistra in Fig. Potenza – fino a 12 W per canale, tensione di alimentazione – 3-18 V unipolare. Superficie radiatore – da 200 mq. vedere per la potenza massima. Il vantaggio è la possibilità di lavorare con un carico a bassissima resistenza, fino a 1,6 Ohm, che permette di estrarre tutta la potenza se alimentato da rete di bordo a 12 V, e 7-8 W se alimentato da 6- alimentazione da volt, ad esempio, su una motocicletta. Tuttavia, l'uscita del TDA2004 in classe B non è complementare (su transistor della stessa conduttività), quindi il suono decisamente non è Hi-Fi: THD 1%, dinamica 45 dB.

Il più moderno TDA7261 non produce un suono migliore, ma è più potente, fino a 25 W, perché Il limite superiore della tensione di alimentazione è stato aumentato a 25 V. Il limite inferiore, 4,5 V, consente ancora l'alimentazione da una rete di bordo a 6 V, ovvero Il TDA7261 può essere avviato da quasi tutte le reti di bordo, ad eccezione della 27 V dell'aereo. Utilizzando i componenti allegati (strapping, a destra nella figura), il TDA7261 può funzionare in modalità mutazione e con lo St-By (Stand By ), che commuta l'UMZCH alla modalità di consumo energetico minimo quando non è presente alcun segnale in ingresso per un certo periodo. La comodità costa, quindi per uno stereo avrai bisogno di una coppia di TDA7261 con radiatori da 250 mq. vedere per ciascuno.

Nota: Se sei in qualche modo attratto dagli amplificatori con la funzione St-By, tieni presente che non dovresti aspettarti da loro altoparlanti più larghi di 66 dB.

“Super economico” in termini di alimentatore TDA7482, a sinistra nella figura, funzionante nel cosiddetto. classe D. Tali UMZCH sono talvolta chiamati amplificatori digitali, il che non è corretto. Per la digitalizzazione vera e propria, i campioni di livello vengono prelevati da un segnale analogico con una frequenza di quantizzazione non inferiore al doppio della più alta delle frequenze riprodotte, il valore di ciascun campione viene registrato in un codice resistente al rumore e memorizzato per un ulteriore utilizzo. UMZCH classe D – impulso. In essi, l'analogico viene convertito direttamente in una sequenza di modulazione di larghezza di impulso ad alta frequenza (PWM), che viene alimentata all'altoparlante attraverso un filtro passa-basso (LPF).

Il suono di classe D non ha nulla in comune con l'Hi-Fi: SOI del 2% e dinamica di 55 dB per la classe D UMZCH sono considerati ottimi indicatori. E qui TDA7482, va detto, non è la scelta ottimale: altre aziende specializzate in classe D producono circuiti integrati UMZCH che sono più economici e richiedono meno cablaggio, ad esempio D-UMZCH della serie Paxx, a destra in Fig.

Tra i TDA da segnalare il TDA7385 a 4 canali, vedi figura, sul quale è possibile montare un buon amplificatore per altoparlanti fino all'Hi-Fi medio compreso, con divisione di frequenza in 2 bande o per un sistema con subwoofer. In entrambi i casi, il filtraggio delle frequenze medio-alte e passa-basso viene effettuato all'ingresso su un segnale debole, il che semplifica la progettazione dei filtri e consente una separazione più profonda delle bande. E se l'acustica è un subwoofer, è possibile allocare 2 canali del TDA7385 per il circuito a ponte sub-ULF (vedi sotto) e i restanti 2 possono essere utilizzati per MF-HF.

UMZCH per subwoofer

Un subwoofer, che può essere tradotto come "subwoofer" o, letteralmente, "boomer", riproduce frequenze fino a 150-200 Hz in questa gamma, l'orecchio umano non è praticamente in grado di determinare la direzione della sorgente sonora; Negli altoparlanti con subwoofer, l'altoparlante "sub-bass" è posizionato in una struttura acustica separata, questo è il subwoofer in quanto tale. Il subwoofer è posizionato, in linea di principio, nel modo più comodo possibile, e l'effetto stereo è fornito da canali MF-HF separati con i propri altoparlanti di piccole dimensioni, per la cui progettazione acustica non esistono requisiti particolarmente seri. Gli esperti concordano sul fatto che è meglio ascoltare lo stereo con la separazione completa dei canali, ma i sistemi subwoofer fanno risparmiare significativamente denaro e manodopera sul percorso dei bassi e rendono più facile posizionare l'acustica in stanze piccole, motivo per cui sono popolari tra i consumatori con udito normale e non particolarmente impegnativi.

La "perdita" delle frequenze medio-alte nel subwoofer, e da esso nell'aria, rovina notevolmente lo stereo, ma se si "taglia" bruscamente il sub-basso, il che, tra l'altro, è molto difficile e costoso, si verificherà un effetto di salto sonoro molto sgradevole. Pertanto, i canali nei sistemi subwoofer vengono filtrati due volte. All'ingresso, i filtri elettrici evidenziano le frequenze medio-alte con "code" dei bassi che non sovraccaricano il percorso delle frequenze medie-alte, ma forniscono una transizione graduale ai sub-bassi. I bassi con le "code" dei medi vengono combinati e inviati a un UMZCH separato per il subwoofer. La gamma media viene ulteriormente filtrata in modo che l'impianto stereo non si deteriori; nel subwoofer è già acustico: nella partizione tra le camere di risonanza del subwoofer, ad esempio, è posizionato un altoparlante sub-basso che non lascia uscire la gamma media. , vedere a destra in Fig.

Un UMZCH per un subwoofer è soggetto a una serie di requisiti specifici, di cui i "manichini" considerano il più importante la massima potenza possibile. Questo è completamente sbagliato, se, ad esempio, il calcolo dell'acustica della stanza fornisce una potenza di picco W per un altoparlante, allora la potenza del subwoofer richiede 0,8 (2 W) o 1,6 W. Ad esempio, se gli altoparlanti S-30 sono adatti alla stanza, un subwoofer necessita di 1,6x30 = 48 W.

È molto più importante garantire l'assenza di distorsioni di fase e transitorie: se si verificano, si verificherà sicuramente un salto nel suono. Per quanto riguarda il SOI, è consentito fino all'1%. La distorsione intrinseca dei bassi di questo livello non è udibile (vedere le curve di uguale volume) e le "code" del loro spettro nella regione dei medi più udibili non usciranno dal subwoofer. .

Per evitare distorsioni di fase e transitorie, l'amplificatore per il subwoofer è costruito secondo il cosiddetto. circuito a ponte: le uscite di 2 UMZCH identici vengono attivate una dopo l'altra tramite un altoparlante; i segnali agli ingressi sono forniti in controfase. L'assenza di distorsioni di fase e transitorie nel circuito a ponte è dovuta alla completa simmetria elettrica dei percorsi del segnale di uscita. L'identità degli amplificatori che formano i bracci del ponte è garantita dall'uso di UMZCH accoppiati su circuiti integrati, realizzati sullo stesso chip; Questo è forse l'unico caso in cui un amplificatore su microcircuiti è migliore di uno discreto.

Nota: La potenza di un ponte UMZCH non raddoppia, come alcuni pensano, è determinata dalla tensione di alimentazione.

Un esempio di circuito UMZCH a ponte per un subwoofer in una stanza fino a 20 mq. m (senza filtri di ingresso) sull'IC TDA2030 è riportato in Fig. Sinistra. Un ulteriore filtraggio della gamma media viene effettuato dai circuiti R5C3 e R'5C'3. Superficie radiatore TDA2030 – da 400 mq. vedere. Gli UMZCH a ponte con un'uscita aperta hanno una caratteristica spiacevole: quando il ponte è sbilanciato, nella corrente di carico appare una componente costante, che può danneggiare l'altoparlante, e i circuiti di protezione dei sub-bassi spesso si guastano, spegnendo l'altoparlante in caso contrario. necessario. Pertanto, è meglio proteggere la costosa testata del basso in quercia con batterie non polari di condensatori elettrolitici (evidenziate a colori e lo schema di una batteria è riportato nel riquadro).

Un po' di acustica

La progettazione acustica di un subwoofer è un argomento speciale, ma poiché qui viene fornito un disegno, sono necessarie anche delle spiegazioni. Materiale della custodia: MDF 24 mm. I tubi del risonatore sono realizzati in plastica abbastanza resistente e senza squilli, ad esempio il polietilene. Il diametro interno dei tubi è di 60 mm, le sporgenze verso l'interno sono di 113 mm nella camera grande e 61 nella camera piccola. Per una specifica testata di altoparlante, il subwoofer dovrà essere riconfigurato per ottenere i migliori bassi e, allo stesso tempo, il minimo impatto sull'effetto stereo. Per accordare le canne si prende una canna ovviamente più lunga e, spingendola dentro e fuori, si ottiene il suono richiesto. Le sporgenze dei tubi verso l'esterno non influiscono sul suono; Le impostazioni del tubo sono interdipendenti, quindi dovrai armeggiare.

Amplificatore per cuffie

Un amplificatore per cuffie viene spesso realizzato a mano per due motivi. Il primo è per l'ascolto “in movimento”, cioè fuori casa, quando la potenza dell'uscita audio del lettore o dello smartphone non è sufficiente per azionare “pulsanti” o “bardane”. Il secondo è per le cuffie domestiche di fascia alta. È necessario un UMZCH Hi-Fi per un normale soggiorno con una dinamica fino a 70-75 dB, ma la gamma dinamica delle migliori cuffie stereo moderne supera i 100 dB. Un amplificatore con tale dinamica costa più di alcune auto e la sua potenza sarà di 200 W per canale, che è troppo per un normale appartamento: l'ascolto a una potenza molto inferiore alla potenza nominale rovina il suono, vedi sopra. Pertanto, ha senso realizzare un amplificatore separato a bassa potenza, ma con una buona dinamica, specifico per le cuffie: i prezzi per gli UMZCH domestici con un peso così aggiuntivo sono chiaramente gonfiati in modo assurdo.

Il circuito dell'amplificatore per cuffie più semplice che utilizza transistor è riportato in pos. 1 foto. Il suono è solo per i "pulsanti" cinesi, funziona in classe B. Anche in termini di efficienza non è diverso: le batterie al litio da 13 mm durano 3-4 ore a tutto volume. Alla pos. 2 – Il classico di TDA per le cuffie in movimento. Il suono, tuttavia, è abbastanza decente, fino all'Hi-Fi medio, a seconda dei parametri di digitalizzazione della traccia. Ci sono innumerevoli miglioramenti amatoriali al cablaggio TDA7050, ma nessuno è ancora riuscito a trasferire il suono al livello successivo di classe: il "microfono" stesso non lo consente. TDA7057 (elemento 3) è semplicemente più funzionale: puoi collegare il controllo del volume a un potenziometro normale, non doppio;

L'UMZCH per le cuffie del TDA7350 (articolo 4) è progettato per garantire una buona acustica individuale. È su questo circuito integrato che vengono assemblati gli amplificatori per cuffie nella maggior parte degli UMZCH domestici di classe media e alta. L'UMZCH per cuffie su KA2206B (articolo 5) è già considerato professionale: la sua potenza massima di 2,3 W è sufficiente per pilotare "tazze" isodinamiche serie come TDS-7 e TDS-15.

Recentemente, i progettisti di amplificatori di potenza a bassa frequenza si rivolgono sempre più ai circuiti a valvole, che consentono di ottenere un buon suono con un design relativamente semplice. Ma non dovresti "cancellare" completamente i transistor, poiché in determinate circostanze un transistor UMZCH è ancora in grado di funzionare abbastanza bene, e spesso meglio delle lampade... L'autore di questo articolo ha avuto la possibilità di provare un gran numero di UMZCH . Ai lettori viene offerta una di queste opzioni “bipolari” di maggior successo. L'idea di un buon funzionamento si basa sulla condizione che entrambi i bracci dell'UMZCH siano simmetrici. Quando entrambe le semionde del segnale amplificato subiscono processi di conversione simili, ci si può aspettare un funzionamento soddisfacente dell'UMZCH in senso qualitativo.

Anche nel recente passato, l'introduzione di una profonda protezione ambientale era considerata una condizione indispensabile e sufficiente per il buon funzionamento di qualsiasi UMZCH. Si credeva che fosse impossibile creare UMZCH di alta qualità senza una profonda protezione ambientale generale. Inoltre, gli autori dei progetti hanno assicurato in modo convincente che, dicono, non è necessario selezionare i transistor per lavorare in coppia (bracci), l'OOS compenserà tutto e la diffusione dei transistor nei parametri non influisce sulla qualità del suono riproduzione!

L'era degli UMZCH è assemblata su transistor con la stessa conduttività, ad esempio il popolare KT808. si supponeva che i transistor di uscita dell'UMZCH fossero accesi in modo diseguale, quando un transistor dello stadio di uscita veniva acceso secondo il circuito con OE e il secondo con OK. Tale inclusione asimmetrica non ha contribuito all’amplificazione del segnale di alta qualità. Con l'arrivo di KT818, KT819, KT816. KT817 e altri, sembrerebbe che il problema della linearità UMZCH sia stato risolto. Ma le coppie complementari di transistor elencate “nella vita” sono troppo lontane dalla vera complementarità.

Non approfondiremo i problemi di non complementarità dei transistor di cui sopra, che sono molto utilizzati in vari UMZCH. È solo necessario sottolineare questo fatto. che a parità di condizioni (modalità) di questi transistor è abbastanza difficile garantire il loro funzionamento complementare negli stadi di amplificazione push-pull. Questo è ben detto nel libro di N.E.

Non nego affatto la possibilità di ottenere buoni risultati durante la creazione di UMZCH utilizzando transistor complementari. Ciò richiede un approccio moderno alla progettazione circuitale di tali UMZCH, con l'obbligatoria attenta selezione dei transistor per il funzionamento in coppia (interruttori). Ho anche avuto l'opportunità di progettare tali UMZCH, che sono una sorta di continuazione dell'UMZCH N.E. di alta qualità, ma riguardo a loro - un'altra volta. Per quanto riguarda la simmetria dell'UMZCH, come condizione principale per il suo buon funzionamento, va detto quanto segue. Si è scoperto che l'UMZCH, assemblato secondo un circuito veramente simmetrico e utilizzando sicuramente transistor dello stesso tipo (con una selezione obbligatoria di copie), ha parametri di qualità più elevati. È molto più semplice selezionare i transistor se appartengono allo stesso lotto. In genere, le copie di transistor dello stesso lotto hanno parametri abbastanza vicini rispetto alle copie acquistate "accidentalmente". Per esperienza possiamo dire che su 20 pz. transistor (quantità standard di una confezione), puoi quasi sempre selezionare due coppie di transistor per il complesso stereo UMZCH. Ci sono stati casi di "prese di maggior successo": quattro paia su 20 pezzi. Ti parlerò della selezione dei transistor un po 'più tardi.

Il diagramma schematico dell'UMZCH è mostrato in Fig. 1. Come puoi vedere dal diagramma, è abbastanza semplice. La simmetria di entrambi i bracci dell'amplificatore è assicurata dalla simmetria dei transistor.

È noto che lo stadio differenziale presenta numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali circuiti push-pull. Senza entrare nella teoria, va sottolineato che questo circuito contiene il corretto controllo della “corrente” dei transistor bipolari. I transistor della cascata differenziale hanno una maggiore resistenza di uscita (molto superiore al tradizionale "swing" secondo il circuito OK), quindi possono essere considerati generatori di corrente (sorgenti di corrente). In questo modo viene implementato l'attuale principio di controllo dei transistor di uscita dell'UMZCH. Si dice in modo molto preciso dell'influenza dell'adattamento della resistenza tra gli stadi dei transistor sul livello di distorsione non lineare in: “È noto che la non linearità della caratteristica di ingresso del transistor I b = f (U b e ) si manifesta maggiormente quando l'amplificatore lo stadio funziona da un generatore di tensione, vale a dire . la resistenza di uscita dello stadio precedente è inferiore alla resistenza di ingresso di quello successivo. In questo caso, il segnale di uscita del transistor - la corrente del collettore o dell'emettitore - è approssimato da una funzione esponenziale. della tensione base-emettitore U be, e il coefficiente armonico dell'ordine dell'1% si ottiene con un valore di questa tensione pari a solo 1 mV (!) Questo spiega le ragioni del verificarsi di distorsioni in molti transistor UMZCH It è un peccato che quasi nessuno presti la dovuta attenzione a questo fatto, i transistor "muoiono" negli UMZCH (come i dinosauri?!), come se non ci fosse via d'uscita dalle circostanze attuali su come utilizzare i circuiti a valvole...

Ma prima di iniziare ad avvolgere il laborioso trasformatore di uscita, dovresti comunque armeggiare con il circuito a transistor simmetrico dell'UMZCH. Guardando al futuro, dirò anche che anche gli UMZCH che utilizzano transistor ad effetto di campo sono stati assemblati utilizzando un design circuitale simile, ne parleremo un'altra volta;

Un'altra caratteristica del circuito di Fig. 1 è l'aumento del numero di alimentatori (rispetto al tradizionale UMZCH). Non dovresti aver paura di questo, poiché le capacità dei condensatori del filtro sono semplicemente divise equamente in due canali. E la separazione degli alimentatori nei canali UMZCH non fa che migliorare i parametri del complesso stereo nel suo insieme. Le tensioni delle sorgenti E1 ed E2 non sono stabilizzate e come E3 è necessario utilizzare uno stabilizzatore di tensione (40 volt).

Parlando dei problemi teorici dei circuiti push-pull e del transistor UMZCH in generale, è necessario analizzare un'altra cascata (o più di queste cascate): il bass reflex. Esperimenti a lungo termine confermano il fatto di un significativo deterioramento della qualità della riproduzione del suono dovuto a queste cascate. Avendo assemblato un circuito completamente simmetrico, e anche con parti accuratamente selezionate, bisogna affrontare il problema dei circuiti bass reflex. Si è scoperto che queste cascate sono in grado di introdurre distorsioni molto grandi (la differenza nella forma di un'onda sinusoidale per semionde potrebbe essere osservata sullo schermo dell'oscilloscopio anche senza l'uso di circuiti aggiuntivi). Quanto sopra si applica pienamente ai circuiti semplici delle versioni a tubi degli amplificatori con invertitore di fase. Si selezionano i valori nel circuito in modo da ottenere l'uguaglianza nelle ampiezze di entrambe le semionde (onde sinusoidali) del segnale antifase utilizzando un voltmetro digitale di alta qualità e l'esame soggettivo richiede (a orecchio!) la rotazione del trimmer i cursori del resistore si allontanano da questo metodo “strumentale” di regolazione dei livelli.

Osservando la forma di una sinusoide sullo schermo dell'oscilloscopio, puoi vedere distorsioni "interessanti": su un'uscita del bass reflex sono più larghe (lungo l'asse della frequenza), sull'altra sono "più sottili", cioè L'area della figura sinusoidale è diversa per i segnali diretti e invertiti di fase. L'orecchio lo rileva chiaramente e devi "annullare la regolazione" dell'impostazione. È estremamente indesiderabile livellare la sinusoide nelle cascate a fase invertita con OOS profondo. È necessario eliminare le cause di asimmetria in queste cascate in altri modi circuitali, altrimenti la cascata con fase invertita può introdurre distorsioni "transistor" molto evidenti, il cui livello sarà paragonabile alle distorsioni dello stadio di uscita dell'UMZCH ( !). È così che l'invertitore di fase è l'unità principale di asimmetria per qualsiasi UMZCH push-pull (sia esso transistor, tubo o circuiti UMZCH combinati), se, ovviamente, gli elementi di amplificazione nei bracci sono preselezionati con parametri simili , altrimenti non ha senso aspettarsi nulla da circuiti audio così buoni.

I circuiti di inversione di fase più facili da implementare e che funzionano bene sono le opzioni a tubi. I loro "analoghi" più semplici sono i transistor ad effetto di campo, che (solo!) con un approccio di progettazione circuitale competente sono abbastanza in grado di competere con gli amplificatori a valvole. E se gli audiofili non hanno paura di utilizzare trasformatori corrispondenti negli stadi di uscita, dove questo "hardware" ancora "suona", allora i trasformatori possono essere utilizzati con la coscienza pulita nelle fasi precedenti. Intendo cascate a fase invertita, dove l'ampiezza della corrente (vale a dire, questo componente ha un effetto dannoso sull'hardware) è piccola e l'ampiezza della tensione raggiunge un valore di pochi volt.

Non c'è dubbio che qualsiasi trasformatore sia una sorta di passo indietro nei circuiti nell'era dei Pentium gigahertz, ma ci sono diversi "ma" che è molto opportuno ricordare di tanto in tanto. Innanzitutto, una transizione o un trasformatore di adattamento ben fatto non introdurrà mai tanta distorsione non lineare quanto diversi stadi amplificatori "sbagliati" possono introdurre un'ampia varietà di distorsioni. In secondo luogo, un invertitore di fase del trasformatore consente davvero di ottenere una vera simmetria dei segnali antifase, i segnali provenienti dai suoi avvolgimenti sono veramente vicini l'uno all'altro sia nella forma che nell'ampiezza Inoltre, è passivo e le sue caratteristiche non dipendono dalle tensioni di alimentazione. E se il tuo UMZCH è veramente simmetrico (in questo caso intendiamo le sue impedenze di ingresso), allora l'asimmetria dell'UMZCH. sarà determinato più dalla diffusione dei parametri dei componenti radio nei bracci UMZCH che dalla cascata a fase invertita Pertanto, non è consigliabile utilizzarlo in tale UMZCH ci sono radioelementi con tolleranze superiori al 5%. (fanno eccezione i circuiti del generatore di corrente che alimenta la cascata differenziale). Dovresti essere consapevole che se i parametri dei transistor nei bracci UMZCH variano di oltre il 20%, la precisione dei resistori perde già la sua rilevanza. Al contrario, quando si utilizzano transistor ben selezionati, ha senso utilizzare resistori con una tolleranza dell'1%. Naturalmente possono essere selezionati utilizzando un buon ohmmetro digitale.

Uno dei progetti circuitali di maggior successo di un invertitore di fase è mostrato in Fig. 2. Apparentemente troppo semplice, richiede comunque molta attenzione a se stesso, poiché nasconde diversi “segreti”. La prima è la scelta giusta transistor in base ai parametri. I transistor VT1 e VT2 non dovrebbero presentare perdite significative tra gli elettrodi (ovvero giunzioni gate-source). Inoltre, i transistor devono avere parametri simili, soprattutto per quanto riguarda la corrente di drain iniziale: qui i campioni con I corrente iniziale sono i più adatti. 30-70 mA. Le tensioni di alimentazione devono essere stabilizzate, sebbene il coefficiente di stabilizzazione dell'alimentatore non giochi un ruolo significativo, inoltre la tensione negativa può essere prelevata dallo stabilizzatore UMZCH. Per garantire che i condensatori elettrolitici introducano meno distorsioni, vengono deviati con condensatori non elettrolitici, tipo K73-17.

Diamo un'occhiata più da vicino alle caratteristiche di produzione dell'unità principale in questo circuito: il trasformatore a fase divisa (fase invertita). Sia l'induttanza di dispersione che la gamma di frequenze effettivamente riprodotte, per non parlare del livello di varie distorsioni, dipendono dall'accuratezza della sua fabbricazione. Quindi, i due segreti principali del processo tecnologico di produzione di questo trasformatore sono i seguenti. Il primo è la necessità di abbandonare il semplice avvolgimento degli avvolgimenti. Fornisco due opzioni per avvolgere questo trasformatore che ho usato. Il primo è mostrato in Fig. 3, il secondo in Fig. 4. L'essenza di questo metodo di avvolgimento è la seguente. Ciascuno degli avvolgimenti (I, II o III) è costituito da più avvolgimenti contenenti rigorosamente lo stesso numero di spire. Qualsiasi errore nel numero di giri deve essere evitato, ad es. differenze nelle spire tra gli avvolgimenti. Pertanto, si è deciso di avvolgere il trasformatore utilizzando un metodo collaudato da tempo. Secondo la Fig. 3, vengono utilizzati sei fili (ad esempio PELSHO-0.25). La lunghezza richiesta del filo di avvolgimento viene calcolata in anticipo (non sempre e non tutti i radioamatori avranno a portata di mano sei bobine di filo dello stesso diametro), mettere insieme i sei fili e avvolgere tutti gli avvolgimenti contemporaneamente. Successivamente, devi solo trovare le prese degli avvolgimenti richiesti e collegarli in coppia e in serie. Secondo la Fig. 4 per questa opzione sono stati utilizzati nove conduttori. Eppure, è necessario avvolgere in modo tale che i fili di una spira non divergano in direzioni diverse in lungo e in largo l'uno dall'altro, ma aderiscano insieme in un rotolo comune. L'avvolgimento con fili separati è inaccettabile, il trasformatore letteralmente “suonerà” nell'intera gamma di frequenze audio, l'induttanza di dispersione aumenterà e anche la distorsione dell'UMZCH aumenterà a causa dell'asimmetria dei segnali alle uscite del trasformatore.

Sì, ed è molto facile commettere un errore con determinati metodi di avvolgimento di avvolgimenti simmetrici. E un errore di più giri si fa sentire a causa dell'asimmetria dei segnali antifase. Se continuiamo francamente, è stato prodotto un trasformatore bass reflex (in un unico tipo, copia) con... 15 nuclei. C'è stato un esperimento che è stato incluso nella raccolta di progetti UMZCH dal suono eccezionale. Ancora una volta vorrei dire che non sono i trasformatori ad essere responsabili delle scarse prestazioni di alcuni circuiti, ma i loro progettisti. In tutto il mondo, la produzione di UMZCH a valvole si è notevolmente ampliata, la stragrande maggioranza di essi contiene trasformatori di isolamento (o meglio, adattatori), senza i quali lo stadio a valvole (un tipico circuito dello stadio di uscita push-pull contiene 2-4 tubi); è semplicemente impossibile da abbinare a sistemi di altoparlanti a bassa impedenza. Naturalmente ci sono anche casi di UMZCH “super tubo” che non dispongono di trasformatori di uscita. Il loro posto è stato preso da potenti coppie complementari di transistor ad effetto di campo o... da una batteria di potenti triodi valvolari collegati in parallelo. Ma questo argomento va oltre lo scopo di questo articolo. Nel nostro caso, tutto è molto più semplice. Il transistor VT1 (Fig. 2) di tipo MOS, collegato in un circuito con un drain comune (source follower) funziona su un generatore di corrente (sorgente di corrente) realizzato sul transistor VT2. Non dovresti usare potenti transistor ad effetto di campo come KP904 hanno maggiori capacità di ingresso e di passaggio, che non possono che influenzare il funzionamento di questa cascata;

Un altro ostacolo, un problema serio nella creazione di un trasformatore a banda larga, attende il progettista quando sceglie un nucleo magnetico. Qui è opportuno aggiungere qualcosa a quanto si può trovare nella letteratura a disposizione dei radioamatori. Varie opzioni di progettazione sia per i radioamatori che per i professionisti suggeriscono l'uso di materiali diversi per i nuclei magnetici dei trasformatori, il che non causerebbe problemi sia al momento dell'acquisto che durante l'utilizzo. L'essenza dei metodi è questa.

Se il tuo UMZCH funzionerà a frequenze superiori a 1 kHz, puoi utilizzare in sicurezza i nuclei di ferrite. Ma si dovrebbe dare la preferenza ai campioni di nuclei magnetici con la massima permeabilità magnetica; i nuclei dei trasformatori TV orizzontali funzionano molto bene. I progettisti dovrebbero essere messi in guardia dall'utilizzare nuclei già in funzione da molto tempo. È noto che i prodotti in ferrite perdono i loro parametri con l '"età", compresa la permeabilità magnetica iniziale; la vecchiaia "unica" li uccide non meno, ad esempio, dei magneti degli altoparlanti a lungo termine, che per qualche motivo quasi tutti tacciono. Di.

Successivamente sui nuclei: se UMZCH viene utilizzato come opzione dei bassi, è possibile utilizzare in sicurezza le tradizionali versioni con piastra a forma di W dei nuclei magnetici. Va sottolineato che la schermatura di tutti questi trasformatori era quasi ovunque una necessità e un requisito. Cosa puoi fare, devi pagare tutto. Di solito era sufficiente realizzare un “bozzolo” con una normale lamiera di copertura dello spessore di 0,5 mm.

I nuclei toroidali funzionano bene anche alle basse frequenze. A proposito, il loro utilizzo semplifica la distruzione di tutti i tipi di interferenze provenienti dai trasformatori di rete. Qui viene preservata la "reversibilità" dei vantaggi del nucleo toroidale: nella versione di rete si distingue per un piccolo campo di radiazione esterno, ma nei circuiti di ingresso (segnale) è insensibile ai campi esterni. Per quanto riguarda l'opzione a banda larga (20 - 20.000 Hz), la più corretta sarebbe quella di utilizzare due diversi tipi di nuclei affiancati in una finestra del telaio per avvolgere gli avvolgimenti del trasformatore. Ciò elimina il blocco sia alle alte frequenze (qui funziona il nucleo di ferrite) che alle basse frequenze (qui funziona l'acciaio del trasformatore). Un ulteriore miglioramento nella riproduzione del suono nella regione di 1-15 kHz si ottiene rivestendo le piastre centrali in acciaio con vernice, come avviene nei tubi UMZCH. Inoltre, ogni piastra “funziona individualmente” come parte del nucleo, riducendo così tutti i tipi di perdite dovute alle correnti parassite. La nitrovernice si asciuga rapidamente, uno strato sottile viene applicato semplicemente immergendo la piastra in un contenitore con vernice.

Questa tecnologia per produrre un trasformatore in un bass reflex può sembrare troppo scrupolosa a molti, ma credimi sulla parola: "il gioco vale la candela", perché "ciò che va torna". E per quanto riguarda la complessità, "low-tech", possiamo dire quanto segue: in un giorno libero è stato possibile produrre due di questi trasformatori senza fretta e persino saldare i loro avvolgimenti nell'ordine richiesto, cosa che non si può dire dei trasformatori di uscita per UMZCH a tubi.

Ora qualche parola sul numero di giri. La teoria prevede un aumento dell'induttanza dell'avvolgimento primario (I), con il suo aumento la gamma delle frequenze riprodotte si espande verso frequenze più basse. In tutti i progetti, l'avvolgimento degli avvolgimenti prima del riempimento del telaio era abbastanza sufficiente, il diametro del filo era 0,1 per 15 nuclei, 0,15 per 9 nuclei e 0,2 per la versione a 6 nuclei. In quest'ultimo caso è stato utilizzato anche il PELSHO 0,25 esistente.

Per lo stesso. Per coloro che non sopportano i trasformatori, esiste anche l'opzione senza trasformatore - Fig. 5. Questo è il più semplice. ma una versione completamente valida del circuito a cascata bass reflex, che è stato utilizzato non solo nei circuiti UMZCH simmetrici, ma anche nei potenti UMZCH a ponte. La semplicità spesso inganna, quindi mi limiterò a farlo critica a tali schemi, ma oserei dire che è abbastanza difficile simmetria delle aree dei sinusoidi, spesso è necessario introdurre ulteriori circuiti di polarizzazione e bilanciamento, e la qualità della riproduzione del suono lascia molto a desiderare; Nonostante le distorsioni di fase, ampiezza e frequenza introdotte dai trasformatori, essi consentono di ottenere una risposta in frequenza quasi lineare nella gamma delle frequenze audio, cioè su tutta la gamma da 20 Hz a 20.000 Hz. A partire da 16 kHz la capacità degli avvolgimenti può essere influenzata, ma l'area della sezione trasversale ulteriormente aumentata del nucleo magnetico consente di evitare parzialmente questo problema. La regola è semplice, simile ai trasformatori di rete: aumentando, ad esempio, di due volte l'area della sezione trasversale del circuito magnetico del nucleo del trasformatore. sentitevi liberi di ridurre della metà il numero di giri degli avvolgimenti, ecc.

Ampliare verso il basso la gamma delle frequenze effettivamente riprodotte, ad es. sotto i 20 Hz, potete farlo nel modo seguente. I transistor ad effetto di campo (VT1, VT2 - Fig. 2) vengono utilizzati con grandi valori di I iniziale. e aumentare la capacità del condensatore C4 a 4700 uF. I condensatori elettrolitici funzionano in modo molto più pulito se viene applicata loro una tensione polarizzante diretta di diversi volt. In questo caso è molto conveniente fare quanto segue. Installare nel transistor VT1 superiore (secondo lo schema) un'istanza con una corrente di drenaggio iniziale maggiore di quella del transistor VT2. Puoi farlo in modo ancora più "efficiente" utilizzando un resistore di bilanciamento per il transistor VT2; un frammento di un circuito con tale resistore è mostrato in Fig. 6. Inizialmente, il cursore del resistore di sintonia R2" si trova nella posizione inferiore (secondo lo schema), spostando il suo cursore verso l'alto provoca un aumento della corrente di drenaggio del transistor VT2, il potenziale sulla piastra positiva del condensatore C4 diventa più negativo. Il processo inverso si verifica quando il resistore R2 si muove nella direzione opposta. In questo modo è possibile regolare la cascata secondo le modalità più adatte, soprattutto quando non sono presenti transistor (VT1 e VT2) con valori vicini di I iniziale. , ma devi installare quello che hai a portata di mano...

Mi sono soffermato qualche dettaglio su questo schema apparentemente molto semplice. È semplice, ma non primitivo. Presenta inoltre innegabili vantaggi rispetto ai circuiti inverter di fase dell'amplificatore "passanti" collegati galvanicamente. Il primo di questi vantaggi è la soppressione delle interferenze a frequenza infra-bassa (ad esempio, nelle unità di controllo elettroniche), il secondo è il "taglio" delle interferenze ultrasoniche come potenti stazioni radio, varie installazioni a ultrasuoni, ecc. le proprietà più positive di un tale schema dovrebbero essere particolarmente enfatizzate. Stiamo parlando dell'assenza di problemi nel collegare ottimi circuiti simmetrici con un ingresso asimmetrico. Vale la pena guardare la Fig. 5 e diventa immediatamente chiaro (se una persona se ne è occupata!) che il problema dei potenziali qui semplicemente non è stato risolto in alcun modo. Si risolve parzialmente sostituendo il condensatore elettrolitico con una batteria di non elettrolitici collegati in parallelo, come se un temporaneo ritardo nel collegamento degli altoparlanti risolvesse tutto. Il ritardo nel collegamento dei sistemi acustici all'UMZCH elimina realmente i clic e le sovratensioni all'accensione, ma non può risolvere il problema della distorsione aggiuntiva dovuta ai diversi potenziali e alle diverse impedenze di uscita dell'invertitore di fase. Questo circuito amplificatore con invertitore di fase (Fig. 2) è stato utilizzato con successo con vari UMZCH, compresi quelli a tubi simmetrici.

Recentemente, nei periodici è possibile trovare circuiti UMZCH basati sui potenti KP901 e KP904. Ma gli autori non menzionano il fatto che i transistor ad effetto di campo dovrebbero essere rifiutati per le correnti di dispersione. Se, ad esempio, VT1 e VT2 (nel circuito di Fig. 2) è chiaramente necessario utilizzare copie di alta qualità, quindi in cascate con grandi ampiezze di tensioni e correnti e, soprattutto, dove la resistenza di ingresso del MOS il transistor (la sua riduzione) non ha alcun ruolo, puoi usare esempi anche peggiori. Avendo raggiunto i valori massimi di dispersione, i transistor MOS sono, di norma, stabili in futuro e nel tempo (nella maggior parte dei casi) non si osserva più un ulteriore deterioramento dei loro parametri.

Il numero di transistor con maggiori perdite nel circuito di gate, ad esempio, in una confezione (standard - 50 pezzi) può variare da 10 a 20 pezzi. (o anche di più). Rifiutare transistor potenti non è difficile: basta assemblare una sorta di supporto, ad esempio, secondo la Fig. 6 e includere un amperometro digitale nel circuito di gate (gli strumenti puntatori in questo caso sono troppo sensibili ai sovraccarichi e sono scomodi a causa della necessità di passaggio ripetuto da un intervallo all'altro).

E ora che il bass reflex è già stato realizzato, possiamo procedere allo schema di Fig. 1, cioè tornare direttamente all'UMZCH. I connettori (prese) ampiamente utilizzati SSh-3, SSh-5 e simili non possono essere utilizzati affatto, come fanno molti progettisti e produttori. La resistenza di contatto di tale collegamento è significativa (0,01 - 0,1 Ohm!) e varia anche a seconda della corrente circolante (con l'aumentare della corrente aumenta la resistenza!). Pertanto, è necessario utilizzare connettori potenti (ad esempio, di vecchie apparecchiature radio militari) con una bassa resistenza di contatto. Lo stesso vale per i contatti relè nell'unità di protezione CA contro la possibile comparsa di tensione costante all'uscita dell'UMZCH. E non è necessario coprirli (gruppi di contatto) con alcun feedback per ridurre la distorsione. Credetemi sulla parola, a orecchio (esame soggettivo) sono praticamente impercettibili (con resistenze di contatto sufficientemente basse), il che non si può dire delle distorsioni "elettroniche" introdotte da tutti gli stadi amplificatori, condensatori e altri componenti dell'UMZCH, che certamente portare colori brillanti al quadro generale della riproduzione del suono. Tutti i tipi di distorsione possono essere ridotti al minimo mediante l'uso razionale degli stadi di amplificazione (questo è particolarmente vero per gli amplificatori di tensione: minore è il loro numero, migliore è la qualità del segnale amplificato). In questo UMZCH è presente solo uno stadio di amplificazione della tensione: transistor VT3 (spalla sinistra) e VT4 (spalla destra). La cascata sui transistor VT6 e VT5 corrisponde semplicemente ai follower dell'emettitore (corrente). I transistor VT3 e VT4 sono selezionati con h21 e più di 50, VT6 e VT5 - più di 150. In questo caso, non sorgeranno problemi durante il funzionamento dell'UMZCH a potenze elevate. La tensione di feedback negativo per corrente continua e alternata viene fornita alle basi dei transistor VT6 e VT5 attraverso i resistori R24 e R23. La profondità di questo feedback è solo di circa 20 dB, quindi non c'è distorsione dinamica nell'UMZCH, ma tale feedback è abbastanza sufficiente per mantenere le modalità dei transistor di uscita VT7 e VT8 entro i limiti richiesti. UMZCH è abbastanza resistente all'autoeccitazione HF. La semplicità del circuito ne consente un rapido smontaggio, poiché l'alimentazione (-40 V) del driver e dei transistor finali (2 x 38 V) può essere disattivata indipendentemente. La completa simmetria dell'amplificatore aiuta a ridurre le distorsioni non lineari e a ridurre la sensibilità alle ondulazioni della tensione di alimentazione, oltre a un'ulteriore soppressione delle interferenze di modo comune che arrivano su entrambi gli ingressi dell'UMZCH. Lo svantaggio dell'amplificatore è la significativa dipendenza delle distorsioni non lineari da h21 e dei transistor utilizzati, ma se i transistor hanno h21 out = 70 W) è pari a 1,7 V (valore efficace).

I transistor VT1 e VT2 vengono utilizzati come sorgente (generatore di corrente) che alimenta lo stadio differenziale (driver). Il valore di questa corrente 20...25 mA viene impostato con la resistenza di regolazione R3 (470 Ohm). Poiché anche la corrente di riposo dipende da questa corrente, per la stabilizzazione termica di quest'ultima, il transistor VT1 viene posizionato sul dissipatore di calore di uno dei transistor dello stadio di uscita (VT7 o VT8). L'aumento della temperatura del dissipatore di calore del transistor di uscita viene quindi trasferito al transistor VT1 situato su questo dissipatore di calore e quando quest'ultimo viene riscaldato diminuisce il potenziale negativo alla base del transistor VT2. Questo chiude il transistor VT2, la corrente che lo attraversa diminuisce, il che corrisponde a una diminuzione della corrente di riposo dei transistor di uscita VT7 e VT8. In questo modo la corrente di riposo dei transistor di uscita viene stabilizzata quando i loro dissipatori di calore sono notevolmente riscaldati. Nonostante l'apparente semplicità di implementazione di tale stabilizzazione termica, è abbastanza efficace e non ci sono stati problemi con l'affidabilità dell'UMZCH. È molto conveniente monitorare le correnti dei transistor differenziali (VT3 e VT4) in base alla caduta di tensione sui resistori R7 e R15 o R21 e R26. Il resistore trimmer R11 è un resistore di bilanciamento, utilizzato per impostare il potenziale zero sull'altoparlante (all'uscita dell'UMZCH).

Lo schema dell'unità di protezione dell'altoparlante (Fig. 7) è realizzato secondo lo schema tradizionale. Poiché è stato scelto il progetto di posizionare l'UMZCH in alloggiamenti separati Ogni UMZCH aveva le proprie unità di protezione del sistema acustico. Il circuito di protezione degli altoparlanti è semplice e affidabile; questa opzione è stata sottoposta a test a lungo termine in molti progetti e si è dimostrata valida e affidabile, più di una volta "salvando" la vita di altoparlanti costosi. Il funzionamento soddisfacente del circuito può essere considerato quando il relè K1 viene attivato quando viene applicata una tensione costante di 5 V tra i punti A e B. È molto semplice verificarlo utilizzando un alimentatore regolabile (con tensione di uscita variabile). Diversi tipi di relè sono stati utilizzati in diversi progetti e anche la tensione di alimentazione di questa unità è cambiata entro 30-50 V (per valori più elevati di questa tensione, i transistor VT1 e VT2 dovrebbero essere sostituiti con unità a tensione più elevata, per esempio KT503E, ecc.)

Per l'uso nell'unità di protezione si dovrebbero dare preferenza ai relè con i gruppi di contatti con la corrente più elevata, con un'ampia area di superfici di contatto. Ma i relè RES-9 o RES-10 non dovrebbero essere utilizzati affatto: a potenze di uscita elevate dell'UMZCH, iniziano a introdurre i loro colori "unici" nel segnale amplificato. L'unità di protezione CA è alimentata da un raddrizzatore separato ed è necessario escludere qualsiasi collegamento galvanico di questa unità con l'UMZCH, ad eccezione dei soli sensori della tensione di uscita: i punti A e B sono collegati alle uscite dell'UMZCH.

I driver di entrambi i canali possono essere alimentati da un regolatore di tensione comune. In questo caso, entrambi i canali dell'UMZCH sono combinati in un unico alloggiamento e gli alimentatori sono assemblati in un altro alloggiamento. Naturalmente esiste un ampio campo di scelta per ogni caso specifico, per chi è più adatto nel design. Lo schema di una delle opzioni di stabilizzatore per l'alimentazione dei driver è mostrato in Fig. 8. VT1 è assemblato su transistor il generatore di corrente alimenta il transistor VT2, la tensione richiesta all'uscita dello stabilizzatore viene impostata dal resistore di regolazione R6. Va sottolineato che la potenza di uscita massima dell'UMZCH dipende principalmente dalla tensione di questo stabilizzatore. Ma non è consigliabile aumentare la tensione oltre i 50 V a causa del possibile guasto dei transistor del driver VT3 e VT4. La tensione di stabilizzazione totale dei diodi zener dovrebbe essere compresa tra 27 e 33 V. La corrente attraverso i diodi zener è selezionata dal resistore R4. Il resistore R1 limita (corrente) e impedisce il guasto del transistor di controllo VT2. Quest'ultimo è abbastanza probabile durante il processo di installazione, mentre l'aumento dell'alimentazione del driver potrebbe disabilitare l'intero UMZCH. Dopo aver installato l'UMZCH, il resistore R1 nello stabilizzatore può essere chiuso con un pezzo di filo, oppure non è necessario farlo, poiché i driver consumano una corrente di poco più di 50 mA - l'influenza del resistore R1 su i parametri dello stabilizzatore sono trascurabili a basse correnti di carico.

Con un design a blocchi, dovrai separare completamente gli alimentatori di entrambi gli UMZCH, compresi i driver. Ma in ogni caso, per alimentare il driver è necessario un raddrizzatore separato con il proprio avvolgimento nel trasformatore. Viene mostrato il circuito raddrizzatore nella figura 9. Ciascun canale UMZCH utilizza il proprio trasformatore di alimentazione. Questa opzione di progettazione presenta numerosi vantaggi rispetto all'uso tradizionale di un singolo trasformatore. La prima cosa che è possibile è ridurre l'altezza del blocco nel suo insieme, poiché la dimensione (altezza) del trasformatore di rete è notevolmente ridotta con trasformatori di alimentazione separati per ciascun UMZCH. Inoltre, è più facile da avvolgere, poiché il diametro dei fili di avvolgimento può essere ridotto di 1,4 volte senza compromettere la potenza dell'UMZCH. A questo proposito, gli avvolgimenti di rete possono essere accesi in antifase per ridurre le interferenze di rete (questo aiuta notevolmente a compensare la radiazione dei campi del trasformatore, soprattutto quando altri circuiti dell'amplificatore sono posizionati nello stesso alloggiamento con UMZCH - blocchi di tono, controllo del volume , eccetera.). La separazione dei circuiti di alimentazione dei transistor di uscita UMZCH consente di aumentare la qualità del segnale riprodotto, soprattutto alle basse frequenze (si riducono anche le distorsioni transitorie nei canali a bassa frequenza). Per ridurre il livello di distorsione di intermodulazione causata dall'alimentazione di rete, nei trasformatori vengono introdotti schermi elettrostatici (uno strato di filo avvolto giro per giro).

Tutte le opzioni di progettazione UMZCH utilizzano nuclei magnetici toroidali per trasformatori. L'avvolgimento è stato effettuato manualmente tramite navette. Possiamo anche consigliare una versione semplificata del progetto dell'alimentatore. Per questo, viene utilizzato un LATR prodotto in fabbrica (una copia da nove amp va bene). L'avvolgimento primario, essendo quello più difficile nel processo di avvolgimento, è già pronto, basta solo avvolgere l'avvolgimento dello schermo e tutti gli avvolgimenti secondari e il trasformatore funzioneranno perfettamente. La sua finestra è abbastanza spaziosa da ospitare gli avvolgimenti di entrambi i canali dell'UMZCH. Inoltre, in questo caso, è possibile alimentare i driver e gli amplificatori con invertitore di fase da comuni stabilizzatori, “risparmiando” in questo caso due avvolgimenti. Lo svantaggio di un tale trasformatore è la sua grande altezza (eccetto, ovviamente, le circostanze di cui sopra).

Ora riguardo ai dettagli. Non è necessario installare diodi a bassa frequenza (come D242 e simili) per alimentare l'UMZCH: la distorsione alle alte frequenze (da 10 kHz e oltre) aumenterà, inoltre, nei circuiti del raddrizzatore sono stati introdotti condensatori ceramici per ridurre la distorsione di intermodulazione; causato da cambiamenti nella conduttività dei diodi nel momento della loro commutazione. Ciò riduce l'influenza dell'alimentazione di rete sull'UMZCH quando funziona ad alte frequenze nella gamma audio. La situazione è ancora migliore per quanto riguarda la qualità quando si smistano condensatori elettrolitici in raddrizzatori ad alta corrente (stadi di uscita UMZCH) con condensatori non elettrolitici. Allo stesso tempo, sia la prima che la seconda aggiunta ai circuiti del raddrizzatore sono state percepite abbastanza chiaramente da un esame soggettivo: un test uditivo del funzionamento dell'UMZCH ha notato il suo funzionamento più naturale durante la riproduzione di diversi componenti HF di frequenze diverse;

A proposito di transistor. Non vale la pena sostituire i transistor VT3 e VT4 con copie peggiori in termini di proprietà di frequenza (KT814, ad esempio), poiché il coefficiente armonico aumenta almeno due volte (nella sezione HF, e anche di più). Ciò è molto evidente a orecchio; le frequenze medie vengono riprodotte in modo innaturale. Per semplificare la progettazione dell'UMZCH, nello stadio di uscita vengono utilizzati transistor compositi della serie KT827A. E sebbene, in linea di principio, siano abbastanza affidabili, devono comunque essere controllati per la massima tensione collettore-emettitore sopportabile (ogni istanza ha la propria) (che significa tensione diretta Uke max. per un transistor chiuso). Per fare ciò, la base del transistor è collegata all'emettitore tramite un resistore da 100 Ohm e la tensione viene applicata, aumentando gradualmente: al collettore - più, all'emettitore - meno. Le istanze che rilevano il flusso di corrente (limite dell'amperometro - 100 μA) per Uke = 100 V non sono adatte per questo progetto. Potrebbero funzionare, ma non per molto... Le istanze senza tali "perdite" funzionano in modo affidabile per anni senza creare problemi. Lo schema del banco prova è mostrato in Fig. 10. Naturalmente, i parametri la serie KT827 vuole essere la migliore, soprattutto per quanto riguarda le proprietà di frequenza. Pertanto, sono stati sostituiti con transistor “compositi” assemblati su KT940 e KT872. È solo necessario selezionare KT872 con il valore h21 e più grande possibile, poiché KT940 non ha I to max abbastanza grande. Questo equivalente funziona perfettamente su tutta la gamma audio, e soprattutto alle alte frequenze. Lo schema circuitale per il collegamento di due transistor invece di un tipo composito KT827A è mostrato in Fig. 11. Il transistor VT1 può essere sostituito con KT815G e VT2 con quasi qualsiasi potente (P fino a > 50 W e con U e > 30).

I resistori utilizzati sono del tipo C2-13 (0,25 W), MLT. Condensatori di tipo K73-17, K50-35, ecc. L'impostazione di un UMZCH assemblato correttamente (senza errori) consiste nell'impostare la corrente di riposo dei transistor dello stadio di uscita UMZCH - VT7 e VT8 entro 40-70 mA. È molto conveniente monitorare il valore della corrente di riposo in base alla caduta di tensione sui resistori R27 e R29. La corrente di riposo è impostata dal resistore R3. Una tensione di uscita costante prossima allo zero all'uscita dell'UMZCH viene impostata con un resistore di bilanciamento R11 (si ottiene una differenza potenziale non superiore a 100 mV).

LETTERATURA

1. Sukhov N.E. e altri. Tecnologia di riproduzione del suono di alta qualità - Kiev, "Technique", 1985
2. Sukhov N.E. UMZCH alta fedeltà. - "Radio", 1989 - N. 6, N. 7.
3. Sukhov N.E. Sulla questione della valutazione delle distorsioni non lineari di UMZCH. - "Radio", n. 5. 1989.

Gli amplificatori a bassa frequenza sono molto popolari tra gli appassionati di radioelettronica. A differenza dello schema precedente, questo amplificatore di potenza basato su transistor ad effetto di campoè costituito principalmente da transistor e utilizza uno stadio di uscita che, con una tensione di alimentazione bipolare di 30 volt, può fornire fino a 70 W di potenza in uscita su altoparlanti con una resistenza di 4 Ohm.

Schema schematico di un amplificatore che utilizza transistor ad effetto di campo

L'amplificatore si basa sull'amplificatore operazionale TL071 (IO1) o qualsiasi altro simile, che crea l'amplificazione principale del segnale differenziale. Il segnale amplificato a bassa frequenza dall'uscita dell'amplificatore operazionale, la maggior parte del quale scorre attraverso R3 fino al punto medio. Il resto del segnale è sufficiente per essere amplificato direttamente dai MOSFET IRF9530 (T4) e IRF530 (T6).

I transistor T2, T3 e i componenti circostanti servono a stabilizzare il punto operativo del resistore variabile, poiché deve essere impostato correttamente nella simmetria di ciascuna semionda attraverso il carico dell'amplificatore.

Tutte le parti sono assemblate su un circuito stampato a singola faccia. Si prega di notare che sulla scheda devono essere installati tre ponticelli.

Impostazioni dell'amplificatore

La configurazione migliore dell'amplificatore viene eseguita applicando un segnale sinusoidale al suo ingresso e collegando un resistore di carico con un valore di 4 ohm. Successivamente, il resistore R12 viene installato in modo tale che il segnale all'uscita dell'amplificatore sia simmetrico, ad es. la forma e la dimensione delle semionde positive e negative erano le stesse al volume massimo.