Möglichkeiten zur Verbesserung des Klangs von Niederfrequenzverstärkern. Schaltungsaufbau von Endstufen von Leistungsverstärkern. Umkehrung der Schaltung auf P-N-P

Auf Habré gab es bereits Veröffentlichungen zum Thema DIY-Röhrenverstärker, die sehr interessant zu lesen waren. Es besteht kein Zweifel, dass ihr Klang wunderbar ist, aber für den täglichen Gebrauch ist es einfacher, ein Gerät mit Transistoren zu verwenden. Transistoren sind praktischer, da sie vor dem Betrieb nicht aufgewärmt werden müssen und langlebiger sind. Und nicht jeder wird das Risiko eingehen, eine Röhrensaga mit Anodenpotentialen von 400 V zu beginnen, aber Transistortransformatoren mit einigen zehn Volt sind viel sicherer und einfach zugänglicher.

Als Schaltung für die Wiedergabe wählte ich eine Schaltung von John Linsley Hood aus dem Jahr 1969, wobei ich die Parameter des Autors anhand der Impedanz meiner 8-Ohm-Lautsprecher übernahm.

Die vor fast 50 Jahren veröffentlichte klassische Schaltung eines britischen Ingenieurs ist immer noch eine der reproduzierbarsten und erhält äußerst positive Kritiken. Dafür gibt es viele Erklärungen:
- Die minimale Anzahl von Elementen vereinfacht die Installation. Es wird auch angenommen, dass der Klang umso besser ist, je einfacher das Design ist.
- trotz der Tatsache, dass zwei Ausgangstransistoren vorhanden sind, müssen diese nicht in komplementäre Paare sortiert werden;
- Eine Leistung von 10 Watt ist für gewöhnliche menschliche Wohnungen ausreichend und eine Eingangsempfindlichkeit von 0,5-1 Volt passt sehr gut zur Leistung der meisten Soundkarten oder Player;
- Klasse A – in Afrika ist es auch Klasse A, wenn es um guten Klang geht. Der Vergleich mit anderen Klassen wird weiter unten besprochen.

Innenarchitektur

Ein Verstärker startet mit Strom. Am besten trennen Sie zwei Kanäle für Stereo mit zwei verschiedenen Transformatoren, ich habe mich jedoch auf einen Transformator mit zwei Sekundärwicklungen beschränkt. Nach diesen Wicklungen existiert jeder Kanal für sich, daher dürfen wir nicht vergessen, alles, was unten erwähnt wird, mit zwei zu multiplizieren. Auf einem Steckbrett bauen wir Brücken mit Schottky-Dioden als Gleichrichter.

Dies ist mit gewöhnlichen Dioden oder sogar vorgefertigten Brücken möglich, diese müssen dann jedoch mit Kondensatoren umgangen werden, und der Spannungsabfall an ihnen ist größer. Nach den Brücken befinden sich CRC-Filter, die aus zwei 33.000-uF-Kondensatoren und einem 0,75-Ohm-Widerstand dazwischen bestehen. Wenn man eine kleinere Kapazität und einen Widerstand nimmt, wird der CRC-Filter billiger und erwärmt sich weniger, aber die Welligkeit nimmt zu, was nicht selbstverständlich ist. Diese Parameter sind meiner Meinung nach aus Preis-Wirkungs-Sicht angemessen. Für den Filter wird ein leistungsstarker Zementwiderstand benötigt; bei einem Ruhestrom von bis zu 2A leitet er 3 W Wärme ab, daher ist es besser, ihn mit einem Spielraum von 5-10 W zu nehmen. Für die restlichen Widerstände im Stromkreis reichen 2 W Leistung völlig aus.

Als nächstes wenden wir uns der Verstärkerplatine selbst zu. Online-Shops verkaufen viele fertige Bausätze, aber es gibt nicht weniger Beschwerden über die Qualität chinesischer Komponenten oder ungebildete Layouts auf Platinen. Daher ist es besser, dies selbst und nach eigenem Ermessen zu tun. Ich habe beide Kanäle auf einem einzigen Steckbrett erstellt, um es später an der Unterseite des Gehäuses befestigen zu können. Ausführen mit Testelementen:

Alles außer den Ausgangstransistoren Tr1/Tr2 befindet sich auf der Platine selbst. Die Ausgangstransistoren sind auf Strahlern montiert, mehr dazu weiter unten. Zum Diagramm des Autors aus dem Originalartikel sind folgende Anmerkungen zu machen:

Es muss nicht alles auf einmal fest verlötet werden. Besser ist es, zunächst die Widerstände R1, R2 und R6 als Trimmer einzurichten, diese nach allen Anpassungen auszulöten, ihren Widerstand zu messen und die endgültigen Konstantwiderstände mit demselben Widerstandswert anzulöten. Die Einrichtung besteht aus den folgenden Vorgängen. Zunächst wird mit R6 so eingestellt, dass die Spannung zwischen X und Null genau die Hälfte der Spannung +V und Null beträgt. In einem der Kanäle hatte ich nicht genug 100 kOhm, daher ist es besser, diese Trimmer mit Reserve zu nehmen. Dann wird mit R1 und R2 (unter Beibehaltung ihres ungefähren Verhältnisses!) der Ruhestrom eingestellt – wir stellen den Tester so ein, dass er Gleichstrom misst, und messen genau diesen Strom am positiven Eingangspunkt der Stromversorgung. Ich musste den Widerstand beider Widerstände deutlich reduzieren, um den erforderlichen Ruhestrom zu erhalten. Der Ruhestrom eines Verstärkers der Klasse A ist maximal und wird bei fehlendem Eingangssignal tatsächlich vollständig in Wärmeenergie umgewandelt. Bei 8-Ohm-Lautsprechern sollte dieser Strom laut Empfehlung des Autors 1,2 A bei einer Spannung von 27 Volt betragen, was 32,4 Watt Wärme pro Kanal bedeutet. Da das Einstellen des Stroms mehrere Minuten dauern kann, müssen die Ausgangstransistoren bereits auf Kühlkörper stehen, da sie sonst schnell überhitzen und absterben. Weil sie größtenteils beheizt sind.

Es ist möglich, dass Sie versuchsweise den Klang verschiedener Transistoren vergleichen möchten, sodass Sie auch die Möglichkeit haben, diese bequem auszutauschen. Am Eingang habe ich 2N3906, KT361 und BC557C ausprobiert, es gab einen leichten Unterschied zugunsten des Letzteren. Am Vorwochenende haben wir KT630, BD139 und KT801 ausprobiert und uns für importierte Modelle entschieden. Obwohl alle oben genannten Transistoren sehr gut sind, kann der Unterschied eher subjektiv sein. Am Ausgang habe ich sofort 2N3055 (ST Microelectronics) installiert, da sie vielen Leuten gefallen.

Beim Anpassen und Verringern des Widerstands des Verstärkers kann sich die Grenzfrequenz bei niedrigen Frequenzen erhöhen. Daher ist es besser, für den Eingangskondensator nicht 0,5 µF, sondern 1 oder sogar 2 µF in einer Polymerfolie zu verwenden. Es gibt immer noch ein russisches Bildschema eines „Ultralinear Class A Amplifier“, das im Internet herumschwirrt, wobei dieser Kondensator allgemein mit 0,1 uF vorgeschlagen wird, was mit einer Abschaltung aller Bässe bei 90 Hz behaftet ist:

Sie schreiben, dass diese Schaltung nicht zur Selbsterregung neigt, aber für alle Fälle wird zwischen Punkt X und Masse eine Zobel-Schaltung platziert: R 10 Ohm + C 0,1 μF.
- Sicherungen, diese können und sollten sowohl am Transformator als auch am Stromeingang des Stromkreises installiert werden.
- Es wäre sehr angebracht, Wärmeleitpaste zu verwenden, um einen maximalen Kontakt zwischen dem Transistor und dem Kühlkörper zu gewährleisten.

Metallverarbeitung und Tischlerei

Nun zum traditionell schwierigsten Teil beim Heimwerken – dem Gehäuse. Die Abmessungen des Gehäuses werden durch Heizkörper bestimmt, und in der Klasse A müssen diese groß sein, denken Sie an etwa 30 Watt Wärme auf jeder Seite. Anfangs habe ich diese Leistung unterschätzt und bin mit durchschnittlichen Strahlern von 800 cm² pro Kanal ausgegangen. Mit einem Ruhestrom von 1,2 A heizten sie sich jedoch in nur 5 Minuten auf 100 °C auf und es wurde klar, dass etwas Stärkeres benötigt wurde. Das heißt, Sie müssen entweder größere Heizkörper installieren oder Kühler verwenden. Ich wollte keinen Quadcopter bauen, also kaufte ich einen riesigen, hübschen HS 135-250 mit einer Fläche von 2500 cm² für jeden Transistor. Wie die Praxis gezeigt hat, erwies sich diese Maßnahme als etwas übertrieben, doch mittlerweile lässt sich der Verstärker gut mit den Händen anfassen – selbst im Ruhemodus beträgt die Temperatur nur 40°C. Das Bohren von Löchern in die Kühler für Halterungen und Transistoren wurde zu einem kleinen Problem – die ursprünglich gekauften chinesischen Metallbohrer waren extrem langsam, jedes Loch hätte mindestens eine halbe Stunde gedauert. Abhilfe schafften Kobaltbohrer mit einem Schärfwinkel von 135° eines namhaften deutschen Herstellers – jedes Loch ist in wenigen Sekunden fertig!

Den Körper selbst habe ich aus Plexiglas gefertigt. Wir bestellen sofort ausgeschnittene Rechtecke beim Glaser, bohren darin die nötigen Befestigungslöcher und bemalen sie auf der Rückseite mit schwarzer Farbe.

Das auf der Rückseite bemalte Plexiglas sieht sehr schön aus. Jetzt heißt es nur noch, alles zusammenzubauen und die Musik zu genießen... Ach ja, bei der Endmontage ist es auch wichtig, den Boden richtig zu verteilen, um den Hintergrund zu minimieren. Wie bereits Jahrzehnte vor uns entdeckt wurde, muss C3 mit der Signalmasse verbunden werden, d. h. zum Minus des Eingangseingangs, und alle anderen Minuspunkte können an den „Stern“ in der Nähe der Filterkondensatoren gesendet werden. Wenn alles richtig gemacht ist, können Sie keinen Hintergrund hören, selbst wenn Sie Ihr Ohr bei maximaler Lautstärke an den Lautsprecher halten. Ein weiteres „Masse“-Merkmal, das typisch für Soundkarten ist, die nicht galvanisch vom Computer isoliert sind, sind Störungen vom Motherboard, die über USB und RCA gelangen können. Dem Internet nach zu urteilen, tritt das Problem häufig auf: In den Lautsprechern sind die Geräusche von Festplatte, Drucker, Maus und der Hintergrundstromversorgung der Systemeinheit zu hören. In diesem Fall lässt sich die Masseschleife am einfachsten unterbrechen, indem man den Masseanschluss am Verstärkerstecker mit Isolierband abdeckt. Hier gibt es nichts zu befürchten, denn... Es entsteht eine zweite Masseschleife durch den Computer.

Auf einen Lautstärkeregler am Verstärker habe ich verzichtet, da ich keine hochwertigen ALPS bekommen konnte und mir das Rascheln chinesischer Potis nicht gefiel. Stattdessen wurde zwischen Masse und dem Eingangssignal ein normaler 47-kOhm-Widerstand eingebaut. Darüber hinaus ist der Regler einer externen Soundkarte immer griffbereit und jedes Programm verfügt auch über einen Schieberegler. Lediglich der Vinyl-Player verfügt über keinen Lautstärkeregler, daher habe ich zum Abhören ein externes Potentiometer an das Verbindungskabel angeschlossen.

Ich kann diesen Container in 5 Sekunden erraten ...

Endlich können Sie mit dem Zuhören beginnen. Die Tonquelle ist Foobar2000 → ASIO → extern Asus Xonar U7. Microlab Pro3-Lautsprecher. Der Hauptvorteil dieser Lautsprecher ist ein separater Block eines eigenen Verstärkers auf dem LM4766-Chip, der sofort irgendwo entfernt entfernt werden kann. Ein Verstärker einer Panasonic-Minianlage mit stolzer Hi-Fi-Aufschrift oder ein Verstärker des sowjetischen Vega-109-Players klangen mit dieser Akustik deutlich interessanter. Beide oben genannten Geräte arbeiten in der Klasse AB. JLH, das im Artikel vorgestellt wird, schlug alle oben genannten Kameraden um ein Wicket, wie aus den Ergebnissen eines Blindtests mit drei Personen hervorgeht. Obwohl der Unterschied mit bloßem Ohr und ohne Tests hörbar war, war der Klang deutlich detaillierter und transparenter. Es ist beispielsweise ganz einfach, den Unterschied zwischen MP3 256 kbps und FLAC zu hören. Früher dachte ich, dass der verlustfreie Effekt eher einem Placebo ähnelt, aber jetzt hat sich meine Meinung geändert. Ebenso ist es viel angenehmer geworden, Dateien unkomprimiert aus dem Lautstärkekrieg anzuhören – Dynamikumfang unter 5 dB ist überhaupt kein Eis. Linsley-Hood ist die Investition von Zeit und Geld wert, da ein Verstärker einer ähnlichen Marke viel mehr kosten wird.

Materialkosten

Transformator 2200 Rubel.
Ausgangstransistoren (6 Stk. mit Reserve) 900 Rubel.
Filterkondensatoren (4 Stück) 2700 reiben.
„Rassypukha“ (Widerstände, kleine Kondensatoren und Transistoren, Dioden) ~ 2000 Rubel.
Heizkörper 1800 Rubel.
Plexiglas 650 reiben.
Malen Sie 250 Rubel.
Anschlüsse 600 Rubel.
Platinen, Drähte, Silberlot usw. ~1000 Rubel.
GESAMT ~12100 Rubel.

Die meisten modernen Transistor-Audioverstärker sind nach dem traditionellen Schema aufgebaut: Auf die Eingangsdifferenzstufe folgt ein Spannungsverstärker und eine transformatorlose Gegentakt-Ausgangsstufe mit serieller Gleichstromversorgung aus Transistoren, einer bipolaren Stromversorgung und einem direkten Lastanschluss ohne Übergangskondensator (Abb. 1).

Auf den ersten Blick ist das alles traditionell und bekannt. Allerdings klingt jeder Verstärker anders. Was ist los? Aber es geht um die Schaltungslösungen einzelner Kaskaden, die Qualität der verwendeten Elementarbasis, die Wahl der Modi aktiver Elemente und die Designlösungen der Geräte. Aber alles ist in Ordnung.

Eingangsstufe

Die bekannte Differenzialstufe ist tatsächlich nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Seine Qualität bestimmt maßgeblich Verstärkerparameter wie das Signal-Rausch-Verhältnis und die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung sowie die „Null“-Offset-Spannung und die Temperaturstabilität des Verstärkers.

Daher die erste Schlussfolgerung: Der Übergang von einer nicht invertierenden Verbindung zu einer invertierenden Verbindung verbessert die Klangqualität des Verstärkers erheblich. In der Praxis lässt sich ein solcher Übergang in einem fertigen Gerät recht einfach durchführen. Dazu reicht es aus, ein Signal von den Eingangsanschlüssen an den Kondensator C2 anzulegen, ihn zuvor vom Nullpotentialbus des Verstärkers zu trennen und den Kondensator C1 zu entfernen.

Der Eingangswiderstand des invertierenden Verstärkers entspricht nahezu dem Widerstandswert des Widerstands R2. Dies ist viel kleiner als die Eingangsimpedanz eines nichtinvertierenden Verstärkers, die durch den Widerstand R1 bestimmt wird. Um den Frequenzgang im Niederfrequenzbereich unverändert zu lassen, ist es daher in manchen Fällen erforderlich, die Kapazität des Kondensators C2 zu erhöhen, die um ein Vielfaches größer sein sollte als die Kapazität des Kondensators C1 wie der Widerstandswert des Widerstands R1 ist größer als der Widerstandswert des Widerstands R2. Um die Verstärkung des gesamten Geräts unverändert zu lassen, müssen Sie außerdem den Widerstand R3 in der OOS-Schaltung auswählen, weil Die Verstärkung des invertierenden Verstärkers beträgt K = R3/R2 und die des nichtinvertierenden Verstärkers beträgt K = 1 + R3/R2. Um in diesem Fall die Nullpunktspannung am Ausgang zu minimieren, muss der Widerstand R1 mit dem gleichen Widerstandswert wie der neu installierte Widerstand R3 ausgewählt werden.

Wenn Sie die nichtinvertierende Verbindung der ersten Stufe weiterhin beibehalten und gleichzeitig den Einfluss der Gleichtaktverzerrung beseitigen müssen, sollten Sie den Ausgangswiderstand der Stromquelle erhöhen, indem Sie den Widerstand R7 in den Emitterkreisen der Stromquelle ersetzen Differenzstufe mit einer Transistorquelle für stabilen Strom (Abb. 4). Wenn im Verstärker bereits eine solche Quelle vorhanden ist, kann sein Ausgangswiderstand erhöht werden, indem der Wert des Widerstands R14 im Emitter des Transistors VT8 erhöht wird. Um gleichzeitig einen konstanten Strom durch diesen Transistor aufrechtzuerhalten, sollte die Referenzspannung an seiner Basis erhöht werden, beispielsweise indem die Zenerdiode VD1 durch eine andere mit einer höheren Stabilisierungsspannung ersetzt wird.

Eine sehr effektive Möglichkeit, Verstärkerverzerrungen zu reduzieren, ist die Verwendung von Transistoren des gleichen Typs in der Differenzstufe, die im Hinblick auf statische Verstärkung und Basis-Emitter-Spannung vorgewählt sind.

Diese Methode ist für die Massenproduktion von Verstärkern nicht akzeptabel, eignet sich jedoch durchaus für die Aufrüstung einzelner Exemplare fertiger Geräte. Hervorragende Ergebnisse werden durch die Installation einer Transistoranordnung aus zwei Transistoren in einer Differentialkaskade erzielt, die in einem einzigen technologischen Prozess auf einem Chip hergestellt wird und daher nahe beieinander liegende Werte der oben genannten Parameter aufweist.

Die Reduzierung der Verzerrung wird auch durch die Einführung einer lokalen negativen Stromrückkopplung in die erste Stufe des Verstärkers durch den Einbau von Widerständen mit einem Widerstandswert von bis zu 100 Ohm (R9, R10) in die Emitterkreise der Transistoren VT1, VT2 erleichtert. In diesem Fall ist möglicherweise eine Anpassung des Widerstandswerts von Widerstand R3 im OOS-Schaltkreis erforderlich.

Damit sind natürlich noch nicht alle Möglichkeiten zur Modernisierung der Eingangsdifferenzstufe erschöpft. Es ist auch möglich, anstelle eines Einzeltransistors eine Stromquelle mit zwei Transistoren mit Rekordausgangswiderstandswerten einzubauen, bei Verstärkern mit asymmetrischer Signalaufnahme von der ersten Stufe auf die Spannungsverstärkungsstufe einen sogenannten Stromspiegel einzuführen, umzuschalten an jedem der Transistoren in einer Kaskodenschaltung usw. Solche Änderungen sind jedoch arbeitsintensiv und aufgrund der Konstruktion des Verstärkers nicht immer möglich.

Ausgangsstufe

Die Ausgangsstufe ist die Hauptquelle der Verzerrung in jedem Leistungsverstärker. Seine Aufgabe besteht darin, im Betriebsfrequenzbereich bei niederohmiger Last ein unverzerrtes Signal der erforderlichen Amplitude zu erzeugen.

Betrachten wir eine herkömmliche Kaskade mit komplementären Paaren bipolarer Transistoren, die gemäß einer Push-Pull-Emitter-Folger-Schaltung verbunden sind. Bipolartransistoren haben am Emitter-Basis-pn-Übergang eine Kapazität, die Zehntel und Hundertstel Mikrofarad erreichen kann. Die Größe dieser Kapazität beeinflusst die Grenzfrequenz der Transistoren. Wenn ein positives Halbwellensignal an den Kaskadeneingang angelegt wird, arbeitet der obere Zweig der Gegentaktkaskade (VT4, VT6). Der Transistor VT4 ist nach einer gemeinsamen Kollektorschaltung angeschlossen und hat einen niedrigen Ausgangswiderstand, sodass der durch ihn fließende Strom die Eingangskapazität des Transistors VT6 schnell auflädt und öffnet. Nach dem Ändern der Polarität der Eingangsspannung wird der untere Zweig der Ausgangsstufe eingeschaltet und der obere ausgeschaltet. Transistor VT6 schließt. Um den Transistor jedoch vollständig auszuschalten, ist es notwendig, seine Eingangskapazität zu entladen. Die Entladung erfolgt hauptsächlich über die Widerstände R5 und R6 und zwar relativ langsam. Wenn der untere Zweig der Ausgangsstufe eingeschaltet wird, hat diese Kapazität keine Zeit, sich vollständig zu entladen, sodass der Transistor VT6 nicht vollständig schließt und zusätzlich zu seinem eigenen der Kollektorstrom des Transistors VT6 durchfließt der Transistor VT7. Dadurch steigt aufgrund des Auftretens von Durchgangsströmen bei hohen Frequenzen und hohen Schaltgeschwindigkeiten nicht nur die Verlustleistung der Transistoren und der Wirkungsgrad sinkt, sondern auch die Signalverzerrung nimmt zu. Der einfachste Weg, den beschriebenen Nachteil zu beseitigen, besteht darin, den Widerstandswert der Widerstände R5 und R6 zu verringern. Dies erhöht jedoch die Verlustleistung der Transistoren VT4 und VT5. Eine rationellere Möglichkeit, Verzerrungen zu reduzieren, besteht darin, die Schaltung der Ausgangsstufe des Verstärkers so zu ändern, dass die Resorption überschüssiger Ladung erzwungen wird (Abb. 5). Dies kann erreicht werden, indem der Widerstand R5 mit dem Emitter des Transistors VT5 verbunden wird.

Bei hohem Ausgangswiderstand der Vorklemmenstufe kann sich überschüssige Ladung an den Basen der Transistoren VT4 und VT5 ansammeln. Um dieses Phänomen zu beseitigen, ist es notwendig, die Basen dieser Transistoren über Widerstände R11 und R12 mit Nennwerten von 10...24 kOhm mit dem Nullpotentialpunkt des Verstärkers zu verbinden.

Die beschriebenen Maßnahmen sind durchaus wirksam. Im Vergleich zu einer typischen Verbindung ist die Abfallgeschwindigkeit des Kollektorstroms in der Endstufe nach den beschriebenen Modifikationen etwa viermal größer und die Verzerrung bei einer Frequenz von 20 kHz etwa dreimal geringer.

Unter dem Gesichtspunkt der eingeführten Verzerrungen ist die Grenzgrenzfrequenz der verwendeten Transistoren sowie die Abhängigkeit ihrer statischen Stromverstärkung und Grenzfrequenz vom Emitterstrom von großer Bedeutung. Daher kann eine weitere Verbesserung der Qualitätsleistung von Verstärkern mit einer Ausgangsstufe auf Basis von Bipolartransistoren erreicht werden, indem die Ausgangstransistoren durch solche mit höherer Frequenz ersetzt werden, bei denen die Abhängigkeit der Verstärkung vom Emitterstrom geringer ist. Als solche Transistoren können wir die Komplementärpaare 2SA1302 und 2SC3281 empfehlen; 2SA1215 und 2SC2921; 2SA1216 und 2SC2922. Alle Transistoren werden von Toshiba in TO-247-Gehäusen hergestellt.

Die Klangqualität eines Verstärkers wird zu einem großen Teil von seiner Fähigkeit beeinflusst, mit einer niederohmigen Last zu arbeiten, d. h. liefern den maximalen Signalstrom ohne Verzerrung an die Last.

Es ist bekannt, dass jedes Akustiksystem (abgekürzt AC) durch einen komplexen Z-Ausgangswiderstand gekennzeichnet ist. Typischerweise ist der Wert dieses Widerstands in den Pässen von Serienlautsprechern für den Hausgebrauch angegeben und beträgt 4 oder 8 Ohm. Dies gilt jedoch nur für eine Frequenz, normalerweise 1 kHz. Im Bereich der Betriebsfrequenzen ändert sich der Modul des komplexen Widerstandes mehrfach und kann auf 1...2 Ohm sinken. Mit anderen Worten: Bei nichtperiodischen gepulsten Signalen mit breitem Spektrum, beispielsweise einem Musiksignal, stellt der Lautsprecher eine niederohmige Last für den Verstärker dar, die viele kommerzielle Verstärker einfach nicht bewältigen können.

Daher besteht der effektivste Weg zur Verbesserung der Qualitätsindikatoren der Ausgangsstufe bei der Arbeit mit einer wirklich komplexen Last darin, die Anzahl der Transistoren in den Zweigen eines Gegentaktverstärkers zu erhöhen. Dadurch kann nicht nur die Zuverlässigkeit des Verstärkers erhöht werden, da der Bereich des sicheren Betriebs jedes Transistors erweitert wird, sondern vor allem auch die Verzerrung aufgrund der Umverteilung der Kollektorströme zwischen den Transistoren verringert werden. In diesem Fall wird der Variationsbereich des Kollektorstroms und dementsprechend die Verstärkung verengt, was zu einer Verringerung der Verzerrung bei einer Last mit niedriger Impedanz führt, natürlich vorbehaltlich bestimmter Anforderungen an die Stromquelle.

Eine völlig radikale Möglichkeit, den Klang eines Verstärkers radikal zu verbessern, besteht darin, die Bipolartransistoren in der Ausgangsstufe durch Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (MOSFETs) zu ersetzen.

Im Vergleich zu bipolaren MOSFETs zeichnen sie sich durch eine bessere Linearität der Durchgangseigenschaften und eine deutlich höhere Betriebsgeschwindigkeit aus, d. h. bessere Frequenzeigenschaften. Diese Eigenschaften von Feldeffekttransistoren ermöglichen es, mit relativ einfachen Mitteln die Parameter und Klangqualität des aufgerüsteten Verstärkers auf das höchste Niveau zu bringen, was sich in der Praxis immer wieder bestätigt hat. Die Verbesserung der Linearität der Ausgangsstufe wird auch durch ein Merkmal von Feldeffekttransistoren wie einen hohen Eingangswiderstand erleichtert, der es ermöglicht, auf eine Vorendstufe, die normalerweise in einer Darlington-Schaltung ausgeführt wird, zu verzichten und die Verzerrung weiter zu reduzieren Verkürzung des Signalweges.

Das Fehlen des Phänomens des sekundären thermischen Durchbruchs bei Feldeffekttransistoren erweitert den Bereich des sicheren Betriebs der Ausgangsstufe und ermöglicht dadurch eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des Verstärkers insgesamt und in einigen Fällen auch Vereinfachen Sie die Schaltungen zur Temperaturstabilisierung des Ruhestroms.

Und noch eine letzte Sache. Um die Zuverlässigkeit des Verstärkers zu erhöhen, wäre es nicht überflüssig, im Transistor-Gate-Kreis Schutz-Zenerdioden VD3, VD4 mit einer Stabilisierungsspannung von 10...15 V einzubauen. Diese Zenerdioden schützen das Gate vor einem Durchschlag, dessen Sperrspannung normalerweise 20 V nicht überschreitet.

Bei der Analyse der Schaltkreise zur Einstellung der Anfangsvorspannung der Ausgangsstufe eines Verstärkers sollten Sie zwei Punkte beachten.

Der erste Punkt hängt davon ab, welcher anfängliche Ruhestrom eingestellt ist. Viele ausländische Hersteller stellen ihn auf 20...30 mA ein, was im Hinblick auf eine hohe Klangqualität bei niedrigen Lautstärken eindeutig nicht ausreicht. Obwohl es keine sichtbaren „Stufen“-Verzerrungen im Ausgangssignal gibt, führt ein unzureichender Ruhestrom zu einer Verschlechterung der Frequenzeigenschaften der Transistoren und in der Folge zu einem unverständlichen, „schmutzigen“ Klang bei niedrigen Lautstärken und zu „Unschärfen“. ” von kleinen Details. Der optimale Wert des Ruhestroms sollte 50...100 mA betragen. Wenn der Verstärker mehrere Transistoren im Arm hat, gilt dieser Wert für jeden Transistor. In den allermeisten Fällen ermöglicht der Bereich der Verstärkerstrahler eine langfristige Wärmeabfuhr von den Ausgangstransistoren bei empfohlenem Ruhestromwert.

Der zweite, sehr wichtige Punkt ist, dass der Hochfrequenztransistor, der im klassischen Schema häufig zur Installation und thermischen Stabilisierung des Ruhestroms verwendet wird, mit hohen Frequenzen angeregt wird und seine Anregung sehr schwer zu erkennen ist. Daher ist es ratsam, stattdessen einen Niederfrequenztransistor mit f t zu verwenden. In jedem Fall ist der Austausch dieses Transistors durch einen Niederfrequenztransistor eine Garantie gegen Störungen. Der Einbau eines Kondensators C4 mit einer Kapazität von bis zu 0,1 μF zwischen Kollektor und Basis trägt ebenfalls dazu bei, dynamische Spannungsänderungen zu eliminieren.

Frequenzkorrektur von Leistungsverstärkern

Die wichtigste Voraussetzung für eine hochwertige Klangwiedergabe besteht darin, die dynamischen Verzerrungen des Transistorverstärkers auf ein Minimum zu reduzieren. Bei Verstärkern mit tiefer Rückkopplung kann dies erreicht werden, indem man der Frequenzkorrektur große Aufmerksamkeit schenkt. Wie bekannt ist, ist ein echtes Audiosignal von Natur aus gepulst, daher kann man für praktische Zwecke eine ausreichende Vorstellung von den dynamischen Eigenschaften eines Verstärkers aus seiner Reaktion auf einen Sprung in der Eingangsspannung gewinnen, der wiederum von der Transiente abhängt Antwort. Letzteres kann mit dem Schwächungskoeffizienten beschrieben werden. Die Übergangseigenschaften von Verstärkern für verschiedene Werte dieses Koeffizienten sind in Abb. dargestellt. 7.

Anhand der Größe des ersten Anstiegs der Ausgangsspannung U out = f(t) lässt sich eindeutig auf die relative Stabilität des Verstärkers schließen. Wie aus den dargestellten Figuren ersichtlich ist. 7 Charakteristika, dieser Anstieg ist bei niedrigen Dämpfungskoeffizienten maximal. Ein solcher Verstärker hat einen geringen Stabilitätsspielraum und weist unter sonst gleichen Bedingungen große dynamische Verzerrungen auf, die sich insbesondere bei hohen Frequenzen des hörbaren Schallbereichs in Form eines „schmutzigen“, „undurchsichtigen“ Klangs äußern.

Im Hinblick auf die Minimierung dynamischer Verzerrungen ist der Verstärker am erfolgreichsten, wenn er ein aperiodisches Einschwingverhalten aufweist (Dämpfungskoeffizient kleiner als 1). Allerdings ist es technisch sehr schwierig, einen solchen Verstärker in die Praxis umzusetzen. Daher gehen die meisten Hersteller einen Kompromiss ein, indem sie einen niedrigeren Dämpfungskoeffizienten angeben.

In der Praxis wird die Optimierung der Frequenzkorrektur wie folgt durchgeführt. Durch Anlegen eines Rechtecksignals mit einer Frequenz von 1 kHz vom Impulsgenerator an den Eingang des Verstärkers und Beobachten des Übergangsprozesses am Ausgang mit einem Oszilloskop wird durch Auswahl der Kapazität des Korrekturkondensators eine Form des Ausgangssignals erreicht kommt dem Rechteck am nächsten.

Einfluss des Verstärkerdesigns auf die Klangqualität

Bei gut konzipierten Verstärkern mit sorgfältig konzipierten Schaltkreisen und Betriebsmodi aktiver Elemente werden Designfragen leider nicht immer durchdacht. Dies führt dazu, dass Signalverzerrungen, die durch Installationsstörungen von den Endstufenströmen zu den Eingangskreisen des Verstärkers verursacht werden, einen spürbaren Beitrag zum Gesamtverzerrungspegel des gesamten Geräts leisten. Die Gefahr einer solchen Störung besteht darin, dass die Formen der Ströme, die durch die Stromkreise der Zweige einer im Klasse-AB-Modus arbeitenden Gegentakt-Ausgangsstufe fließen, sich stark von den Formen der Ströme in der Last unterscheiden.

Der zweite Designgrund für eine erhöhte Verstärkerverzerrung ist die schlechte Führung der Massebusse auf der Leiterplatte. Aufgrund des unzureichenden Querschnitts auf den Bussen kommt es zu einem spürbaren Spannungsabfall, der durch Ströme in den Leistungskreisen der Endstufe entsteht. Dadurch unterscheiden sich die Massepotentiale der Eingangsstufe und die Massepotentiale der Ausgangsstufe. Es kommt zu einer sogenannten Verzerrung des „Bezugspotenzials“ des Verstärkers. Diese sich ständig ändernde Potentialdifferenz wird zur Spannung des gewünschten Signals am Eingang addiert und von nachfolgenden Verstärkerstufen verstärkt, was dem Vorhandensein von Störungen gleichkommt und zu einer Zunahme von harmonischen und Intermodulationsverzerrungen führt.

Um solche Störungen im fertigen Verstärker zu bekämpfen, ist es notwendig, die Nullpotentialschienen der Eingangsstufe, das Nulllastpotential und das Nullpotential der Stromversorgung an einem Punkt (Stern) mit Drähten ausreichend großen Querschnitts zu verbinden . Der radikalste Weg, Referenzpotentialverzerrungen zu beseitigen, besteht jedoch darin, die gemeinsame Leitung der Verstärkereingangsstufe galvanisch vom leistungsstarken Strombus zu trennen. Diese Lösung ist in einem Verstärker mit einer Differenzeingangsstufe möglich. Nur die Anschlüsse der Widerstände R1 und R2 sind mit dem gemeinsamen Draht der Signalquelle verbunden (links im Diagramm in der Abbildung). Alle anderen mit dem gemeinsamen Draht verbundenen Leiter sind rechts mit dem leistungsstarken Stromversorgungsbus verbunden Das Diagramm. In diesem Fall kann jedoch die Abschaltung der Signalquelle aus irgendeinem Grund zum Ausfall des Verstärkers führen, da der linke „Masse“-Bus mit nichts verbunden ist und der Zustand der Ausgangsstufe unvorhersehbar wird. Um eine zu vermeiden Im Notfall sind beide „Masse“-Busse durch den Widerstand R4 miteinander verbunden. Sein Widerstandswert sollte einen sehr kleinen Wert nicht überschreiten, damit Störungen von einem leistungsstarken Leistungsbus den Verstärkereingang nicht erreichen können, und gleichzeitig nicht zu groß, um dies zu verhindern beeinflussen die Tiefe der Rückkopplung. In der Praxis beträgt der Widerstandswert des Widerstands R4 etwa 10 Ohm.

Energieverbrauch des Netzteils

Bei den allermeisten Industrieverstärkern reicht die Kapazität der Speicher-(Filter-)Kondensatoren des Netzteils eindeutig nicht aus, was allein aus wirtschaftlichen Gründen erklärt werden kann, denn Elektrische Kondensatoren mit großen Werten (ab 10.000 μF) sind eindeutig nicht die billigsten Komponenten. Eine unzureichende Kapazität der Filterkondensatoren führt zu einer „gequetschten“ Dynamik des Verstärkers und einem Anstieg des Hintergrundpegels, d.h. zu einer Verschlechterung der Klangqualität führen. Die praktische Erfahrung des Autors im Bereich der Aufrüstung einer Vielzahl verschiedener Verstärker zeigt, dass „echter Klang“ bei einer Energieintensität der Stromversorgung von mindestens 75 J pro Kanal beginnt. Um eine solche Energieintensität sicherzustellen, ist eine Gesamtkapazität der Filterkondensatoren von mindestens 45.000 μF bei einer Versorgungsspannung von 40 V pro Arm erforderlich (E = CU 2 /2).

Qualität der Elementbasis

Bei der Gewährleistung einer hohen Klangqualität von Verstärkern spielt nicht zuletzt die Qualität der Elementbasis eine Rolle, hauptsächlich passive Komponenten, d. h. Widerstände und Kondensatoren sowie Installationskabel.

Und wenn die meisten Hersteller in ihren Produkten permanente Kohlenstoff- und Metallschichtwiderstände von ziemlich hoher Qualität verwenden, kann man das von permanenten Kondensatoren nicht behaupten. Der Wunsch, Produktkosten zu sparen, führt oft zu katastrophalen Ergebnissen. In den Schaltkreisen, in denen hochwertige Polystyrol- oder Polypropylenfolienkondensatoren mit geringen dielektrischen Verlusten und einem niedrigen dielektrischen Absorptionskoeffizienten verwendet werden müssen, kommen häufig Penny-Oxid-Kondensatoren oder, etwas besser, Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus Mylar-Folie (Polyethylenterephthalat) zum Einsatz Eingerichtet. Aus diesem Grund klingen selbst gut konzipierte Verstärker „unverständlich“ und „matschig“. Beim Abspielen von Musikfragmenten fehlen Klangdetails, die tonale Balance ist gestört und es fehlt deutlich an Geschwindigkeit, was sich im trägen Anschlag des Klangs von Musikinstrumenten äußert. Auch andere Aspekte des Klangs leiden darunter. Insgesamt lässt der Klang zu wünschen übrig.

Daher ist es bei der Aufrüstung wirklich hochwertiger Verstärkergeräte notwendig, alle minderwertigen Kondensatoren auszutauschen. Gute Ergebnisse werden mit Kondensatoren von Siemens, Philips und Wima erzielt. Bei der Feinabstimmung teurer High-End-Geräte greifen Sie am besten auf Kondensatoren der amerikanischen Firma Reelcup der Typen PPFX, PPFX-S, RTX zurück (Typen sind in aufsteigender Kostenreihenfolge aufgeführt).

Zu guter Letzt sollten Sie auf die Qualität der Gleichrichterdioden und Montagedrähte achten.

Leistungsstarke Gleichrichterdioden und Gleichrichterbrücken, die häufig in Verstärkerstromversorgungen eingesetzt werden, weisen aufgrund der Resorption von Minoritätsladungsträgern im pn-Übergang eine geringe Leistung auf. Infolgedessen schließen sich beim Ändern der Polarität der dem Gleichrichter zugeführten Wechselspannung die im offenen Zustand befindlichen Dioden mit einer gewissen Verzögerung, was wiederum zum Auftreten eines starken Impulsrauschens führt. Störungen dringen über die Stromversorgungskreise in den Audiopfad ein und verschlechtern die Klangqualität. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken, müssen Hochgeschwindigkeits-Impulsdioden und noch besser Schottky-Dioden verwendet werden, bei denen der Effekt der Resorption von Minoritätsladungsträgern fehlt. Von den verfügbaren Dioden können wir Dioden von International Rectifier empfehlen. Was die Installationskabel betrifft, ist es am besten, die vorhandenen herkömmlichen Installationskabel durch sauerstofffreie Kupferkabel mit großem Durchmesser zu ersetzen. Zunächst sollten Sie die Leitungen austauschen, die das verstärkte Signal an die Ausgangsklemmen des Verstärkers übertragen, die Leitungen in den Stromkreisen und bei Bedarf die Leitungen von den Eingangsbuchsen zum Eingang der ersten Verstärkerstufe.

Es ist schwierig, konkrete Empfehlungen zu Kabelmarken zu geben. Es hängt alles vom Geschmack und den finanziellen Möglichkeiten des Verstärkerbesitzers ab. Unter den bekannten und verfügbaren Kabeln auf unserem Markt können wir Kabel von Kimber Kable, XLO, Audioquest empfehlen.

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Vergleich der Größen der originalen (großen) und gefälschten (kleinen) 2n3055-Transistorkristalle

Gemeinsame Platine für zwei JLH2005-Verstärkerkanäle und zwei Spannungsregler-Kanalplatinen

Testen des JLH1969-Verstärkers mit einem Schaltnetzteil

Test des JLH1969-Verstärkers an einem analogen Netzteil mit einem 120-W-Transformator

Auswahl der Transistoren für den JLH-Verstärker

Ausgangstransistoren

• Alte Kopien, die mit der Mesa-Planar-Technologie (2N3055) hergestellt wurden, die durch die moderne Epitaxie-Palar-Technologie (MJE3055) ersetzt wurde, sind sehr musikalische Transistoren.
• Trotz des Frequenzgangs ist der Klang des 2n3055 lauter und transparenter, der Klang des 2sc3281 jedoch eher dumpf und röhrenartig, oder so. Anscheinend beeinflusst die Verteilung der Harmonischen
• Die besten und stabilsten in dieser Einheit waren immer noch MJ15024, MJ15003, 2N2773. Der BAT der Endstufentransistoren bei einer 4-Ohm-Last sollte mindestens 120 betragen.
• Supertransistoren – MJ15026, 15027 für 27 $ pro Stück, in den USA 7 $.

Nun, der Motorola-Klon 2SC3281 ist MJL3281A, er ist im Allgemeinen ein Rekordhalter in Bezug auf die Kus-Linearität. Fast ein gerades „Regal“, und der Beta-Rückgang beginnt bei 5-6 Ampere!!! Klanglich liegen die Spitzenreiter MJL3281A (NPN) und MJL1302A (PNP) als ganzheitlich linear leistungsstärkste Bipolartransistoren für NF vor.

Ein sehr gutes Ergebnis wird durch Parallelschaltung am Ausgang von 2 3 Transistoren mittlerer Leistung 2sc5707 erzielt, die von Betta vorgewählt wurden (sie haben einen sehr hohen Wert - bis zu 560). Wir löten 2-3 Transistoren auf eine gemeinsame Kupferplatte und befestigen sie dann durch eine Dichtung am Kühler; besser ist es, mit niedrigschmelzendem Lot Pos-61 zu löten.

In Kunststoff (TO-247) können Sie MJE21193, 2CS5200, KT8101 einbauen (in der Reihenfolge der Qualitätsverschlechterung); In Metall (TO-3) können Sie MJ15003, MJ15024, 2N3055, KT819VM, GM (in derselben Reihenfolge) verwenden; Von unseren - KT908, KT903, KT808, KT805, KT803 (KT908 ist allen anderen um Längen überlegen, unter den heimischen sind sie die besten).

Verwenden Sie nicht MJL21294, diese Transistoren sind nicht für diesen Verstärker. Vor allem bei einer 4 Ohm Last. Hierhin gehören sie in Igor Semynins Single-Cycle-Repeater oder Verstärker mit Verbundtransistoren am Ausgang. Bei einem Verstärker nach der JLH-Schaltung gilt: Je höher die Spannung der Ausgangstransistoren und des Vorausgangstransistors, desto besser. MJL-21194 ist jetzt am besten für den Klang, aber nicht für die Haube. JLH kann MJ15003 verwenden, aber ihr Körper ist unbequem, wie 2N3055

Ich habe mir die Eigenschaften des Geräts bei diesem Transistorsatz angesehen: Hochfrequenzausgang 2sc5200 + Treiberstufe bei VS550bp, Eingangstransistor bc109b. Die Verzerrung betrug 0,02...0,03 % bei einem hervorragenden Mäander. Unter den gleichen Bedingungen ergeben Niederfrequenz-Motorolas mit niedrigem Beta eine Verzerrung von 0,08–0,1 % mit einer stark blockierten Mäanderfront.

Der Ausgang muss unbedingt gegen Erregung korrigiert werden, indem zwischen Basis und Kollektor des Treibertransistors Kondensatoren in der Größenordnung von 10–15 pF und ein Kondensator mit einer Kapazität von 22–60 pF parallel zum OOS-Widerstand R5 von 2,7 kOhm installiert werden. Wenn der OOS-Kondensator eine Nennleistung von 470–680 μF hat, sollte der OOS-Teiler 2,7 kOhm/240 Ohm besser auf 1,2 kOhm/120 Ohm reduziert werden, was zu weniger Verzerrungen und größerer Stabilität führt.

Moderne Transistoren sind hinsichtlich der Qualität der Basswiedergabe den Vintage-Transistoren unterlegen. Ich finde, dass der 2SA1943, 2SC5200 einen besseren Klang liefert als der MJ15003, 15004 oder MJ15024, 25.

MJL21194 vereinen die Vorteile: ein flaches, einfach zu installierendes Gehäuse und ein schmales Band von 4-6,5 MHz. Sie haben zwar zwei „Minuspunkte“ – hohe Kosten und geringen Gewinn. Es wird nicht empfohlen, leistungsstarke moderne Transistoren mit ft>30 MHz zu installieren – es wird begeistern. Alte Niederfrequenztransistoren verhalten sich besser als neue Hochfrequenztransistoren. In diesem Sinne lohnt es sich, unseren Kt805-Kt819 auszuprobieren

Für Transistoren der Serien: MJ, MJL, MJW - 21193, 21194, 21195, 21196... Auf der Oberfläche des Kristalls wird eine Kupfermetallisierung verwendet, um den Basisanschluss zu bilden, der die Temperatur der Kristalloberfläche ausgleicht und den Strom verbessert Verteilung über die Kristallfläche und erweitert den OBR, insbesondere im Hochspannungsbereich.

Treibertransistor

Ich habe viele Transistoren im Treiber ausprobiert, der 2sc2240 zeigte die besten Ergebnisse, was natürlich ist, weil Er hat 300–700 Batts, eine hervorragende Kollektorstromlinearität im Bereich von 1,0–50 mA und eine kleine Kapazität von 3 pF. Kleben Sie eine Kupferplatte darauf und wir erhalten einen hervorragenden Treiber mittlerer Leistung = Ibuki

Wenn Sie Ausgangstransistoren mit einem großen Betta haben, ist der Strom vom Treibertransistor nicht sehr groß, 15–25 mA, sodass es nicht nötig ist, dort einen dummen Pferdetransistor zu platzieren. Von den sowjetischen ist KT602B nicht schlecht, aber es muss mit Beta bei einem Strom von 20-30 mA von mindestens 200 ausgewählt werden.

Der Vorausgangstransistor mit geringer Leistung zeigt viel bessere Ergebnisse in Bezug auf Mäanderqualität und Verzerrung als der BD139 und die gleichen Transistoren mit mittlerer Leistung aufgrund linearerer Eigenschaften bei Strömen von 10–30 mA, hohem h21e und kleinen Kapazitäten zwischen den Elektroden . Besonders gut ist die Qualitätssteigerung im klassischen 1969er-Schema.

Die beste Treiberkaskade ist: 2sc5706, 2 sc5707 mit Beta 300-400, schlechter als 2sc2120 (diese müssen auf den Kühler geklebt werden), sogar schlechter als 2sc5171, bd139. Versuch es 2sc5707 Für eine leistungsstarke Version des Verstärkers, zwei parallel (meiner Meinung nach das Beste für diese Schaltung), benötigen Sie lediglich eine kompetente Installation, z. B. HF-Geräte und Korrektur. Sie müssen ein JLH-Steckbrett zusammenbauen, den Transistor T2 ohne Kühlkörper belassen, nach einer Weile den Ausgangsstufenstrom messen und dann den Transistor T2 mit einem Lötkolben erhitzen und erneut messen.

Als Treiber gibt es einen kniffligen Supertransistor mit einem Beta von unter 1000 2sd2165.

Anstelle eines Bipolartransistors können Sie versuchen, einen Mosfet mit einer kleinen Eingangskapazität (z. B. irf510) in die Schaltung einzubauen. Jetzt beträgt die Spannung am Kollektor des ersten Transistors weniger als 2 V, bei einem Mosfet beträgt sie jedoch mehr als 5 V, was die Verzerrung verringert. Plus: Die Verstärkung des ersten Transistors erhöht sich aufgrund des höheren Eingangswiderstands des Mosfet. Vergessen Sie jedoch nicht, einen Widerstand mit einem Nennwert von etwa 150 Ohm in das Feldgate einzubauen

Eingangstransistor

Der Eingangstransistor muss einen niedrigen Sperrkollektorstrom, eine hohe Betta und eine niedrige Rauschzahl aufweisen, was den Betrieb mit einem mageren Kollektorstrom von 100–300 µA ermöglicht. In der ersten Stufe schnitten Low-Power-Transistoren mit einer Kollektorkapazität von weniger als 30 pF und einem Beta von mehr als 250 gut ab. Der erste Transistor hat einen kleinen Ruhestrom von 0,3 mA; es sollte einen Transistor mit einem Beta von 500 geben -700 Typen BC560C, 2SA970.

Das Diagramm umdrehenP-N-P

Sowohl in unseren Foren als auch auf ausländischen Ressourcen bin ich mehrmals auf die Aussage gestoßen, dass ein Verstärker auf Basis der JLH-Schaltung mit Ausgangstransistoren der P-N-P-Struktur viel besser klingt als mit n-p-n. Außerdem wurden einige lokale Gurus gesehen, die kurzzeitig PNP-Ausgangstransistoren und mehr lobten. Vor nicht allzu langer Zeit begann ich in den Foren, Fragen zu diesem Thema zu stellen und erreichte Giganten wie A. Nikitin, Lynx und Alex. Klare Antworten wie „Ratet es selbst“ oder „Das weiß schon jeder“, so etwas habe ich aber nicht bekommen. Es stellte sich heraus, dass ausländische Kameraden einfacher waren, aber sie machten sich nicht die Mühe, die Tatsache zu rechtfertigen – sie nahmen es einfach und drehten es um, und es stellte sich heraus, dass es besser war, und das ist alles!

Viele Ausländer berichten in Foren, dass der Ausgangsklang mit PNP-Transistoren viel besser ist. Es ist durchaus möglich, die von fast allen beliebten MJ15003-NPN-Leiter am Ausgang anzubringen und sie mit 15024 zu vergleichen. Dann die Stromversorgung umkehren und PNP MJ21193 am Ausgang und MAT-12 von der AD-Baugruppe am Eingang anbringen, jeweils die Hälfte für jeden Kanal . Oder in vollem Umfang durchführen

Ein umgebauter Lautsprecher vom Typ S-90 stand zu Hause lange Zeit still. Ich hatte schon lange vor, dafür einen leistungsstarken Transistorverstärker zu bauen, aber ich hatte einfach keine Zeit, ihn zusammenzubauen. Und so beschloss ich, mich nicht mit Transistoren zu quälen und auf moderner Basis einen ebenso guten monophonen Ausgang (da es nur einen Lautsprecher gab) zusammenzustellen. Meine Wahl aus zahlreichen Mikrochips fiel auf den bekannten TDA7294. Warum hast du dich für sie entschieden? Ein unbedeutender Preis, wenn man die Ausgangsleistung der Mikroschaltung, sehr gute Klangparameter, hohe Ausgangsleistung, einfache Schaltschaltung, hohes Basspotential und vieles mehr bedenkt.

Besonders gut hat mir gefallen, dass sich dieser Verstärker bei voller Lautstärke und 30-Volt-Stromversorgung großartig anfühlt. Bei Bedarf kann die Stromversorgung aber bis zu 36 Volt betragen; ich habe sogar 40 Volt geliefert und konnte bei voller Lautstärke keine Verzerrungen feststellen. Aber das Risiko ist es nicht wert – man weiß nie. Die Dauerleistung der Mikroschaltung beträgt reine 70 Watt.

Bei dem Gehäuse handelt es sich um ein Autoradio. Entfernen Sie vorher alle Innenseiten und lassen Sie nur den Sockel übrig.

Zuerst wollte ich es nach der Chavilcha-Schaltung mit Ausgangstransistoren zusammenbauen, aber ich habe mich nicht getraut, weil die Bewertungen derjenigen, die es gesammelt haben, alarmierend waren. Dabei fungiert die Mikroschaltung als Vorverstärker und die Hauptlast liegt bei den leistungsstarken Ausgangstransistoren. Wenn jemand diese Option ausprobieren möchte, poste ich das Diagramm, empfehle es aber nicht, da es zwar eine Leistung von ca. 130 Watt hat, bei hoher Lautstärke der Klang jedoch nicht mehr wiederzuerkennen ist.

Der Transformator stammte von einem S/W-Fernseher mit einer Leistung von 200 Watt, es reicht aber auch alles zwischen 150 und 300 Watt. Natürlich ist mehr möglich, aber es hat keinen Sinn, da der Verstärker bei Spitzenverbrauch nicht mehr als 100-120 Watt verbraucht. Der Transformator muss leicht modifiziert werden, da wir +/- 30 Volt Strom benötigen, also 15 Volt pro Arm. Wenn Sie einen Transformator von einem Fernseher haben, befinden sich an jeder Spule 12-Volt-Wicklungen und Sie müssen den Transformator nicht mehr selbst aufwickeln. Wenn Sie Pech haben und der Transformator nicht derselbe ist, müssen Sie die Sekundärwicklung aufwickeln. Dazu zerlegen wir den Transformator, entfernen die Hardware und alle Sekundärwicklungen und lassen nur die Netzwicklung übrig. Dann nehmen wir einen Draht mit einem Durchmesser von 1 mm und wickeln ihn 50 Windungen, machen dann einen Hahn und wickeln ihn noch so viele weitere. Nach dem Wickeln bauen wir den Transformator wieder zusammen.

Wir stellen eine Diodenbrücke aus Dioden vom Typ KD2010 mit beliebigem Buchstaben her, Hauptsache, die Dioden halten einen Strom von mindestens 5 Ampere. Wir stellen die Kondensatoren am Filter auf 35, 40 oder 50 Volt ein. Größere Mikrofarad, beginnend mit mindestens 4700 Mikrofarad. Zur besseren Filterung schalten wir unpolare 0,1-Mikrofarad-Kondensatoren parallel zu den Kondensatoren. Als nächstes bauen wir den Leistungsverstärker selbst nach dem Schaltplan zusammen. Der Eingangskondensator ist nicht kritisch, aber Sie können eine Auswahl treffen, um den besten Klang zu erzielen. Nach dem Zusammenbau habe ich den Verstärkerchip ohne Kühler auf den Kassettenspieler geschraubt und das Produkt mit einem Lüfter aus einem Computer-Netzteil ergänzt.

Das Netzteil wird separat zusammengebaut und über einen dreipoligen Stecker an eine gemeinsame Verstärkereinheit angeschlossen. Die Klangsteuerung befindet sich auf der Rückseite des Gehäuses und die elektronische Steuerung auf dem Panel spielt keine Rolle, sondern ergänzt lediglich das Design des Ausgangsverstärkers. Wenn Sie ein Fan lauter Musik sind, lohnt es sich, eine überbrückte Version aus zwei TDA7294-Mikrochips zusammenzubauen. Dadurch können bis zu 180 Watt reine Leistung erzielt werden. Aber natürlich funktioniert diese Option auch im Mono-Modus, da hier die Gesamtleistung beider Mikroschaltungen genutzt wird.

Beachten Sie beim Zusammenbau einer Brückenversion des Verstärkers, dass die Ausgangslast jedes Mikroschaltkreises 4 Ohm beträgt, das heißt, Sie benötigen einen dynamischen Kopf mit einem Widerstand von 8 Ohm, und diese sind nicht sehr leicht zu finden. Um eine 8-Ohm-Last zu erhalten, können Sie zwar zwei 4-Ohm-Lautsprecher in Reihe schalten.

Wenn Sie eine Stereoversion auf zwei Mikroschaltungen zusammenbauen möchten, ist mein persönlicher Rat, eine höhere Klangqualität zu erzielen, die Mikroschaltungen aus separaten Stromquellen zu versorgen, d. h. einen Transformator mit einer Leistung von 200-300 Watt zu nehmen und für jeden Verstärker einen eigenen zu wickeln eigene unabhängige Wicklung, versorgen Sie sie mit separaten Diodenbrücken und einem Kondensatorfilterblock, und wenn es extreme Leute gibt, die sich dennoch dazu entschließen, den Verstärker mit Ausgangstransistoren nach der Chavilch-Schaltung zu ergänzen, dann platzieren Sie eine zusätzliche Transistorschaltung zwischen den Transistoren und der Mikroschaltung - Dadurch wird die Zuverlässigkeit und Stabilität des Ausgangsverstärkers erhöht. Habe den Artikel gesendet - AKA.

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Ausgangsstufen basierend auf „Zweien“

Als Signalquelle verwenden wir einen Wechselstromgenerator mit einstellbarem Ausgangswiderstand (von 100 Ohm bis 10,1 kOhm) in Schritten von 2 kOhm (Abb. 3). Wenn wir also den VC beim maximalen Ausgangswiderstand des Generators (10,1 kOhm) testen, werden wir den Betriebsmodus des getesteten VC in gewissem Maße näher an einen Stromkreis mit offener Rückkopplungsschleife bringen, und in einem anderen (100 Ohm) - an einen Stromkreis mit geschlossener Rückkopplungsschleife.

Die Haupttypen von zusammengesetzten Bipolartransistoren (BTs) sind in Abb. dargestellt. 4. Am häufigsten wird in VC ein zusammengesetzter Darlington-Transistor verwendet (Abb. 4a), der auf zwei Transistoren gleicher Leitfähigkeit (Darlington „doppelt“) basiert, seltener - ein zusammengesetzter Szyklai-Transistor (Abb. 4b) aus zwei Transistoren unterschiedlicher Leitfähigkeit Leitfähigkeit mit einem aktuellen negativen OS und noch seltener - einem zusammengesetzten Bryston-Transistor (Bryston, Abb. 4 c).
Der „Diamant“-Transistor, eine Art Sziklai-Verbundtransistor, ist in Abb. dargestellt. 4 g. Im Gegensatz zum Szyklai-Transistor ist bei diesem Transistor dank des „Stromspiegels“ der Kollektorstrom beider Transistoren VT 2 und VT 3 nahezu gleich. Manchmal wird der Shiklai-Transistor mit einem Transmissionskoeffizienten größer als 1 verwendet (Abb. 4 d). In diesem Fall ist K P =1+ R 2/ R 1. Ähnliche Schaltungen können mit Feldeffekttransistoren (FETs) erhalten werden.

1.1. Ausgangsstufen basierend auf „Zweiern“. „Deuka“ ist eine Gegentakt-Ausgangsstufe mit Transistoren, die nach einer Darlington-, Szyklai-Schaltung oder einer Kombination davon (Quasi-Komplementärstufe, Bryston usw.) geschaltet sind. Eine typische Push-Pull-Ausgangsstufe basierend auf einem Darlington-Deuce ist in Abb. dargestellt. 5. Wenn die Emitterwiderstände R3, R4 (Abb. 10) der Eingangstransistoren VT 1, VT 2 an entgegengesetzte Leistungsbusse angeschlossen sind, arbeiten diese Transistoren ohne Stromunterbrechung, d. h. im Klasse-A-Modus.

Mal sehen, welche Paarung der Ausgangstransistoren sich für die beiden „Darlingt she“ ergibt (Abb. 13).

In Abb. Abbildung 15 zeigt eine VK-Schaltung, die in einem der professionellen und Onal-Verstärker verwendet wird.

Das Siklai-Schema ist in VK weniger beliebt (Abb. 18). In den frühen Stadien der Entwicklung des Schaltungsdesigns für Transistor-UMZCHs waren quasi-komplementäre Ausgangsstufen beliebt, bei denen der obere Arm nach der Darlington-Schaltung und der untere nach der Sziklai-Schaltung ausgeführt war. Allerdings ist in der Originalversion die Eingangsimpedanz der VC-Arme asymmetrisch, was zu zusätzlichen Verzerrungen führt. Eine modifizierte Version eines solchen VC mit einer Baxandall-Diode, die den Basis-Emitter-Übergang des VT 3-Transistors nutzt, ist in Abb. dargestellt. 20.

Zusätzlich zu den betrachteten „Zweien“ gibt es eine Modifikation des Bryston VC, bei der die Eingangstransistoren Transistoren einer Leitfähigkeit mit dem Emitterstrom steuern und der Kollektorstrom Transistoren einer anderen Leitfähigkeit steuert (Abb. 22). Eine ähnliche Kaskade kann auf Feldeffekttransistoren implementiert werden, beispielsweise auf Lateral-MOSFETs (Abb. 24).

Die Hybrid-Endstufe nach der Sziklai-Schaltung mit Feldeffekttransistoren als Ausgängen ist in Abb. dargestellt. 28. Betrachten wir die Schaltung eines Parallelverstärkers mit Feldeffekttransistoren (Abb. 30).

Als effektive Möglichkeit, den Eingangswiderstand einer „Zwei“ zu erhöhen und zu stabilisieren, wird vorgeschlagen, an ihrem Eingang einen Puffer zu verwenden, beispielsweise einen Emitterfolger mit einem Stromgenerator im Emitterkreis (Abb. 32).

Von den betrachteten „Zweien“ war der Szyklai VK der schlechteste in Bezug auf Phasenabweichung und Bandbreite. Sehen wir uns an, was die Verwendung eines Puffers für eine solche Kaskade bewirken kann. Wenn Sie anstelle eines Puffers zwei parallel geschaltete Transistoren unterschiedlicher Leitfähigkeit verwenden (Abb. 35), können Sie mit einer weiteren Verbesserung der Parameter und einer Erhöhung des Eingangswiderstands rechnen. Von allen betrachteten zweistufigen Schaltungen erwies sich die Szyklai-Schaltung mit Feldeffekttransistoren hinsichtlich der nichtlinearen Verzerrungen als die beste. Sehen wir uns an, was die Installation eines parallelen Puffers an seinem Eingang bewirkt (Abb. 37).

Die Parameter der untersuchten Leistungsstufen sind in der Tabelle zusammengefasst. 1 .

Die Analyse der Tabelle ermöglicht es uns, folgende Schlussfolgerungen zu ziehen:
- Jeder VC von den „Zweien“ auf dem BT als UN-Last ist für die Arbeit in einem High-Fidelity-UMZCH schlecht geeignet.
- Die Eigenschaften eines VC mit Gleichstrom am Ausgang hängen wenig vom Widerstand der Signalquelle ab;
- Eine Pufferstufe am Eingang einer der „Zwei“ des BT erhöht die Eingangsimpedanz, verringert die induktive Komponente des Ausgangs, erweitert die Bandbreite und macht die Parameter unabhängig von der Ausgangsimpedanz der Signalquelle;
- VK Siklai mit DC-Ausgang und parallelem Puffer am Eingang (Abb. 37) weist die höchsten Eigenschaften auf (minimale Verzerrung, maximale Bandbreite, Null-Phasenabweichung im Audiobereich).

Ausgangsstufen basierend auf „Triples“

In hochwertigen UMZCHs werden häufiger dreistufige Strukturen verwendet: Darlington-Triplets, Shiklai mit Darlington-Ausgangstransistoren, Shiklai mit Bryston-Ausgangstransistoren und andere Kombinationen. Eine der derzeit beliebtesten Ausgangsstufen ist ein VC, der auf einem zusammengesetzten Darlington-Transistor aus drei Transistoren basiert (Abb. 39). In Abb. Abbildung 41 zeigt einen VC mit Kaskadenverzweigung: Die Eingangsverstärker arbeiten gleichzeitig auf zwei Stufen, die wiederum jeweils auf zwei Stufen arbeiten, und die dritte Stufe ist mit dem gemeinsamen Ausgang verbunden. Infolgedessen arbeiten Quad-Transistoren am Ausgang eines solchen VC.

Die VC-Schaltung, in der zusammengesetzte Darlington-Transistoren als Ausgangstransistoren verwendet werden, ist in Abb. dargestellt. 43. Die Parameter des VC in Abb. 43 lassen sich deutlich verbessern, wenn man an seinem Eingang eine parallele Pufferkaskade einbaut, die sich bei „Zweien“ bestens bewährt hat (Abb. 44).

Variante von VK Siklai gemäß dem Diagramm in Abb. 4 g mit zusammengesetzten Bryston-Transistoren ist in Abb. dargestellt. 46. In Abb. Abbildung 48 zeigt eine Variante des VK auf Sziklai-Transistoren (Abb. 4e) mit einem Transmissionskoeffizienten von etwa 5, bei der die Eingangstransistoren in Klasse A arbeiten (Thermostatschaltungen sind nicht dargestellt).

In Abb. Abbildung 51 zeigt die VC gemäß der Struktur der vorherigen Schaltung mit nur einem Einheitsübertragungskoeffizienten. Die Übersicht wird unvollständig sein, wenn wir uns nicht mit der Endstufenschaltung mit Hawksford-Nichtlinearitätskorrektur befassen, die in Abb. 53. Die Transistoren VT 5 und VT 6 sind zusammengesetzte Darlington-Transistoren.

Ersetzen wir die Ausgangstransistoren durch Feldeffekttransistoren vom Typ Lateral (Abb. 57).

Anti-Sättigungsschaltungen von Ausgangstransistoren tragen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Verstärkern bei, indem sie Durchgangsströme eliminieren, die besonders gefährlich sind, wenn Hochfrequenzsignale abgeschnitten werden. Varianten solcher Lösungen sind in Abb. dargestellt. 58. Über die oberen Dioden wird überschüssiger Basisstrom bei Annäherung an die Sättigungsspannung in den Kollektor des Transistors abgeleitet. Die Sättigungsspannung von Leistungstransistoren liegt üblicherweise im Bereich von 0,5...1,5 V, was ungefähr mit dem Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang übereinstimmt. Bei der ersten Variante (Abb. 58 a) erreicht die Emitter-Kollektor-Spannung aufgrund der zusätzlichen Diode im Basiskreis die Sättigungsspannung um ca. 0,6 V nicht (Spannungsabfall an der Diode). Der zweite Stromkreis (Abb. 58b) erfordert die Auswahl der Widerstände R 1 und R 2. Die unteren Dioden in den Stromkreisen sind so ausgelegt, dass sie die Transistoren bei Impulssignalen schnell ausschalten. Ähnliche Lösungen kommen bei Leistungsschaltern zum Einsatz.

Um die Qualität zu verbessern, sind UMZCHs häufig mit einer separaten Stromversorgung ausgestattet, die für die Eingangsstufe und den Spannungsverstärker um 10...15 V erhöht und für die Ausgangsstufe verringert wird. Um einen Ausfall der Ausgangstransistoren zu vermeiden und die Überlastung der Vorausgangstransistoren zu verringern, ist in diesem Fall der Einsatz von Schutzdioden erforderlich. Betrachten wir diese Option am Beispiel der Modifikation der Schaltung in Abb. 39. Wenn die Eingangsspannung über die Versorgungsspannung der Ausgangstransistoren ansteigt, öffnen die zusätzlichen Dioden VD 1, VD 2 (Abb. 59) und der überschüssige Basisstrom der Transistoren VT 1, VT 2 wird auf die Leistungsbusse des übertragen letzte Transistoren. In diesem Fall darf die Eingangsspannung nicht über die Versorgungspegel für die Ausgangsstufe des VC ansteigen und der Kollektorstrom der Transistoren VT 1, VT 2 wird reduziert.

Bias-Schaltungen

Bisher wurde der Einfachheit halber anstelle einer Vorspannungsschaltung im UMZCH eine separate Spannungsquelle verwendet. Viele der betrachteten Schaltungen, insbesondere Ausgangsstufen mit Parallelfolger am Eingang, benötigen keine Vorspannungsschaltungen, was ihr zusätzlicher Vorteil ist. Schauen wir uns nun typische Verschiebungsschemata an, die in Abb. dargestellt sind. 60, 61.

Stabile Stromgeneratoren. In modernen UMZCHs werden häufig eine Reihe von Standardschaltungen verwendet: eine Differentialkaskade (DC), ein Stromreflektor („Stromspiegel“), eine Pegelverschiebungsschaltung, eine Kaskode (mit serieller und paralleler Stromversorgung, letztere wird auch als a bezeichnet). „kaputte Kaskode“), ein stabiler Generatorstrom (GST) usw. Ihr richtiger Einsatz kann die technischen Eigenschaften von UMZCH deutlich verbessern. Wir werden die Parameter der wichtigsten GTS-Schaltkreise (Abb. 62 - 6 6) mithilfe von Modellen abschätzen. Wir gehen davon aus, dass der GTS eine Last der UN ist und parallel zum VC geschaltet ist. Wir untersuchen seine Eigenschaften mit einer Technik, die der Untersuchung von VC ähnelt.

Aktuelle Reflektoren

Die betrachteten GTS-Schaltungen sind eine Variante einer dynamischen Belastung für eine einzyklische UN. In einem UMZCH mit einer Differentialkaskade (DC) nutzen sie zur Organisation einer gegendynamischen Belastung in der UN die Struktur eines „Stromspiegels“ oder, wie er auch genannt wird, eines „Stromreflektors“ (OT). Diese Struktur des UMZCH war charakteristisch für die Verstärker von Holton, Hafler und anderen. Die Hauptschaltungen der Stromreflektoren sind in Abb. dargestellt. 67. Sie können entweder einen Transmissionskoeffizienten von eins (genauer gesagt nahe 1) oder einen größeren oder kleineren Einheitswert (Skalenstromreflektoren) haben. Bei einem Spannungsverstärker liegt der OT-Strom im Bereich von 3...20 mA: Daher werden wir alle OTs bei einem Strom von beispielsweise etwa 10 mA gemäß dem Diagramm in Abb. testen. 68.

Die Testergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt. 3.

Als Beispiel für einen echten Verstärker sei die S. BOCK-Leistungsverstärkerschaltung genannt, veröffentlicht in der Zeitschrift Radiomir, 201 1, Nr. 1, S. 5 - 7; Nr. 2, S. 5 - 7 Radiotechnika Nr. 11, 12/06

Ziel des Autors war es, einen Leistungsverstärker zu bauen, der sowohl für die Beschallung des „Raums“ bei festlichen Veranstaltungen als auch für Discotheken geeignet ist. Natürlich wollte ich, dass es in einen relativ kleinen Koffer passt und leicht zu transportieren ist. Eine weitere Voraussetzung hierfür ist die einfache Verfügbarkeit der Komponenten. Um Hi-Fi-Qualität zu erreichen, habe ich mich für eine komplementär-symmetrische Endstufenschaltung entschieden. Die maximale Ausgangsleistung des Verstärkers wurde auf 300 W (an einer 4-Ohm-Last) eingestellt. Bei dieser Leistung beträgt die Ausgangsspannung ca. 35 V. Daher benötigt der UMZCH eine bipolare Versorgungsspannung innerhalb von 2x60 V. Die Verstärkerschaltung ist in Abb. dargestellt. 1 . Der UMZCH verfügt über einen asymmetrischen Eingang. Die Eingangsstufe wird durch zwei Differenzverstärker gebildet.

A. PETROV, Radiomir, 201 1, Nr. 4 - 12