Воскресенье, 25.02.2024

В помощь радиолюбителю
Приветствую Вас Гость
Главная | Регистрация | Вход | RSS
Звуковоспроизведение » Усилители на транзисторах
Простой усилитель класса А


 

Николай Трошин

Простой усилитель класса А.

Данная статья является продолжением работы на тему использования усилителей работающих в А классе для высококачественного звуко-усиления. 
Представляю на Ваше рассмотрение, хорошо отработанную схему усилителя на кремниевых транзисторах.
Неоспоримым преимуществом кремния - является способность работать при гораздо более высоких температурах (по сравнению с германием). При хорошем тепловом контакте транзистора с радиатором, можно считать допустимой температуру радиатора 90…95 град. 

 

КТ818 КТ819

Понятно, что при столь высокой разнице температур радиатора и окружающей среды, теплообмен происходит очень эффективно.
Поэтому при одинаковых площадях радиаторов выходных транзисторов, на кремнии можно получить примерно в 2 раза больше мощности по сравнению с германием. 
Большой ассортимент  кремниевых средне и высокочастотных транзисторов большой мощности, позволяет построить высококачественный усилитель  А класса при совсем простой схеме.

схема усилителя класса А

Данная схема обеспечивает выходную мощность 20 ватт на нагрузке 4 ом. Диапазон рабочих частот усилителя 20…25000 Гц.
В качестве транзистора VT1 здесь можно использовать КТ208Д, КТ209Д, КТ361Г, Е, КТ3107Б, Г, И, К. В качестве транзистора VT2 можно использовать транзисторы КТ815, КТ801, П701, транзистор VT3 КТ814, VT4 - КТ818БМ, ГМ, транзистор VT5 - КТ819БМ, ГМ.
Схема может работать без подбора транзисторов по коэффициенту усиления, однако поскольку она содержит всего 2 каскада усиления, желательно иметь коэффициент усиления транзистора VT1 - не менее 150, транзисторов VT2, VT5 - не менее 50, транзистора VT4 - не менее 80.
Оценить коэффициент усиления транзистора не сложно. Достаточно включить испытуемый транзистор по вот такой схеме (для мощных транзисторов).

схема для подбора транзисторов

Резистор R1 обеспечивает ток в базу примерно 1 ма. Измерительный миллиамперметр измеряет ток коллектора (я использовал стрелочный тестер с пределом измерений 300 ма). Отношение тока коллектора к базовому току - будет коэффициентом усиления транзистора.
Для транзисторов средней мощности, надо уменьшить базовый ток в 10 раз (R1 36k), а для транзистора малой мощности, базовый ток уменьшаем в 100 раз (R1 360k). В качестве источника питания, я использовал 3 щелочные (алкалиновые) батарейки размера АА, которые просто спаял между собой хорошо разогретым паяльником, с использованием не толстого провода (паять надо быстро, чтобы не перегреть батарейку).

При использовании нагрузки 8 ом, напряжение питания нужно увеличить до 39…40 вольт, резистор R10 до 0,25 Ом.
Настройка усилителя сводится к установке половины напряжения питания на коллекторе VT5.
Усилитель потребляет значительную мощность, примерно 100 ватт на каждый канал. Поэтому источник питания должен быть серьезным.
Силовой трансформатор для блока питания, нужно применять мощностью не менее 250 ватт, либо использовать два однотипных трансформатора (на каждый канал) с такой же общей мощностью.
Схема источника питания показана на рисунке ниже.

блок питания усилителя

Вторичная обмотка силового трансформатора должна иметь выходное напряжение ХХ 26 - 27 вольт. Такая схема должна быть на каждый канал усилителя, причем при нагрузке 4 ом, возможно лучше сразу поставить конденсаторы по 22000 мкФ.
Диодный мост с номинальным током не менее 10 А либо 4 диода на 10 А. Большая емкость конденсаторов объясняется значительным током потребления, в том числе и в режиме покоя усилителя, когда пульсации особенно заметны.
Применять электронные фильтры или стабилизаторы я не стал, поскольку они иногда являются причиной самовозбуждения усилителя и источником помех и наводок.

Детали для усилителя:
Резисторы могут быть любой мощности не менее 0.125 ватт за исключением R9 5 ватт, R10 2 ватт. Очень важен номинал резистора R10. От этого зависит правильный режим работы усилителя.
Конденсатор С1 лучше поставить пленочный, С4 пленочный или слюдяной.
Выходные транзисторы КТ818, КТ819 обязательно с буквой "М" в конце (в металлическом корпусе), БМ, ГМ. Радиаторы под них я использовал ребристые размером 120*170, толщиной 35 мм. Если радиаторы будут меньше, то необходим принудительный обдув.
На КТ815 небольшой радиатор-пластинка 2-3 кв. см. На П701 радиатор не нужен.
На резисторе R9 рассеивается значительная мощность. При наличии осциллографа и генератора можно попробовать ее уменьшить. Подаем сигнал на вход,на выход подключаем эквивалент нагрузки и осциллограф. Резистором R4 добиваемся симметричного ограничения максимально возможной амплитуды сигнала. Далее увеличивая резистор R9 добиваемся начала ограничения сигнала сверху. Выпаиваем и измеряем номинал. После этого устанавливаем резистор на 25…30% меньше.
При желании поэкспериментировать можно собрать совсем упрощенную схему.

схема простого усилителя класса А

Транзисторы здесь должны иметь больший К ус. Первый не менее 200, второй не менее 100.
Резистор R7 мощностью не менее 50 ватт. При отсутствии такого можно использовать электрический чайник и утюг по 2000 ватт на220в, соединенные параллельно, либо 2 ТЭН на 2000 ватт. - получается сопротивление около 10 ом. Кстати это можно использовать и как эквивалент нагрузки.
Данная схема позволяет получить 4…5 ватт (потреблять будет все равно около 90 ватт.) На коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт.

Удачи Вам в творчестве и конструировании!



   



Категория: Усилители на транзисторах | Просмотров: 152087 | Добавил: николай9636

Понравилась статья - нажми на кнопку!

 Нравится 

Всего кликов: 192

Назад

Поделись с друзьями:





Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться или войти на сайт под своим именем.


Всего комментариев: 65
1 2 3 4 »
* * 65) Добавил: николай9636 (22.07.2023 17:39) [Материал]

Выходную мощность рассчитываю после измерения максимального неискаженного напряжения на выходе усилителя.  На вход подаю синусоиду и плавно увеличиваю напряжение, на выходе отслеживаю осциллографом начало ограничения сигнала. Измеряю напряжение мультиметром. Уменьшаю напряжение примерно на 5%. Беру квадрат напряжения и делю на сопротивление нагрузки. Можно брать квадрат тока и умножать на сопр. нагрузки. Получается выходная мощность. Т. е. мощность пропорциональна квадрату напряжения или тока.

* * 64) Добавил: Kord (22.07.2023 17:04) [Материал]

Выходную. Вы ранее писали что если уменьшить ток с 4 до 1А то мощность упадёт с 16 раз.

* * 63) Добавил: николай9636 (22.07.2023 14:10) [Материал]

Мощность какую? Выходную или потребляемую?

* * 62) Добавил: Kord (22.07.2023 12:06) [Материал]

Подскажите как правильно считать мощность данного усилителя?

* * 61) Добавил: николай9636 (14.03.2023 12:01) [Материал]

P.S . Лампа накаливания в вашем включении тоже в какой то мере стабилизирует ток.

* * 60) Добавил: николай9636 (14.03.2023 09:31) [Материал]

Интересная информация.

* * 59) Добавил: Kord (13.03.2023 21:56) [Материал]

Николай, спасибоза ваши ответы.
Насчёт выбора
класса усилителя так это для меня спортивный интерес просто. Собирал достаточно
в класса АБ и В и Н. Но сейчас увлёкся именно А классом. Экспериментировал JLH1969,
Чуфоли, ЗенПасс и ваш по «верхней» схеме тоже собирал. Все они на мой слух
звучат примерно одинаково.
Но вот недавно
собрал по нижней с резистивной нагрузкой и звук значительно отличается от того
что ранее приходилось собирать. Он намного мягче, бас есть но он не так
выразительный абсолютно нет бубнежа и гудения в колонках. Начал интересоваться
темой именно резистивной нагрузки. Насколько выяснил что когда используется источник
тока то ток через кристалл один и тот же, напряжение меняется за период 4 раза,
мощность меняется соответственно.
При использовании
же резистора, ток через транзистор совпадает с падением напряжения на нем, по
наклонной нагрузочной прямой. Мощность, высаживаемая на кристалле, постоянна за
все время действия сигнала. Спектр искажений тоже стабилен.
Звук какой-то «ровный»
хоть и с возможно большим коеф.гарм. искажений.

* * 58) Добавил: николай9636 (13.03.2023 12:34) [Материал]

Ошибся. Максимальный ток в нагрузке(положительная полуволна, амплитудное значение) 30/(10+4)=2.14А. Где 4-сопр. нагрузки.

* * 57) Добавил: николай9636 (13.03.2023 09:30) [Материал]

То. что я писал про необходимый ток 4А касалось первой схемы.
По второй схеме.
Ток коллектора VT2 ограничен R7. Напряжение питания делим на R7- при питании 30в получ. 3А максимально возможный (неискаженный) ток в нагрузке (грубо).
Ток покоя (30-12)/10=1.8А. 
Это верно, если достаточны К ус и базовый ток(12/510)=23ма, как вы рассчитали.

Если ваш источник ограничен током 1А, вам , мне думается, лучше подойдет усилитель АВ класса,  например из статьи Простой усилитель на 50вт.
И нагрузку лучше бы 8 ом.

* * 56) Добавил: Kord (12.03.2023 21:44) [Материал]

Подскажите пожалуйстаправильно ли я считаю ток VT1,
VT2(нижняя схема).
Если допустим
напряжение на коллекторе VT2 12В,
ток 4А, то при h21=100 ток
коллектор-база равен 40мА.
С учетом
резистора R5 510Ом максимальный
ток, проходящий через переход база-коллектор
при h21=100 будет равен 12/510=23мА. То есть
при таких условиях максимальный ток на VT2
сможем получить
0.023*100=2,3А.

* * 55) Добавил: николай9636 (11.03.2023 17:40) [Материал]

При токе 1А мощность будет в 16 раз меньше. Ток задает R10.

* * 54) Добавил: Kord (11.03.2023 15:48) [Материал]

Ну я так понимаю что 4А это необязателен
Если мне достаточно меньшей мощности то я могу установить то и в 1А unsure unsure

* * 53) Добавил: николай9636 (11.03.2023 14:13) [Материал]

По поводу первой схемы. Возможно ваш источник не обеспечивает ток 4А?  Попробуйте увеличить R10 в 2 раза.

* * 52) Добавил: николай9636 (11.03.2023 10:59) [Материал]

Резисторы в базовом делителе лучше поставить ближе к схеме-может не хватать базового тока(при малом К ус. транзистора).

* * 51) Добавил: николай9636 (11.03.2023 10:51) [Материал]

Вторая схема работать лучше первой не должна- значит с первой что то не так. Возможно велик уровень входного сигнала или маловато питание.
Если динамик  голый и лежит просто на столе- нормального звука не будет. Необходимо акустическое оформление( ящик, щит приличного размера) 
Выходной каскад при работе на резистивную нагрузку при повышении сигнала входит в режим ограничения не симметрично. Амплитуда  верхней полуволны ограничена коллекторным резистором. Чтобы как то симметрировать  режим ограничения средняя точка сдвинута вниз(12в при питании 30в) . 
 Резистивную нагрузку стоит использовать в режиме малого сигнала. При больших амплитудах без источника тока
( в однотактном усилителе А класса) не обойтись. Соответственно и мощность с ним больше.
P.S. в первой схеме на выходе надо выставлять половину питания.

* * 50) Добавил: Kord (10.03.2023 11:41) [Материал]

Питание - имульсник 24В (экранированый)
Нагрузка - 4Ом, 10ГДШ-36
Нагрузочный резистор - лампа 24В, 40Ватт (эквивалент 15Ом)
Напряжене на коллеторе - 12В
Источник сигнала - телефон.
В делителе на базу первого транзистора установил резисторы по 50кОм.
Кондексатор на входе - неполярный на 2.2мкФ
На выходе конедксатор 6800мкФ.

* * 49) Добавил: николай9636 (10.03.2023 09:40) [Материал]

Что у вас в качестве нагрузки? ( через что слушаете? ) . Какое сопротивление нагрузки?

* * 48) Добавил: Kord Виталий (09.03.2023 23:46) [Материал]

Собирал обесхемы. Нижняя (упрощенная) даже больше понравилась по звуку. В качестве
резистора R7 использовал
лампу накаливания.
Николай, у меня
несколько вопросов:
1)Почему на коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт а не половину напряжения?
2)Если вместо R7 в упрощенно схеме,
использовать источник тока как в верхней схеме как это отразится на мощности
выходного сигнала и качестве звука? Где то читал что при использовании
нелинейного элемента в звуке добавляется некий «окрас» и многие предпочитают
именно резистивную нагрузку вместо ИТ.

* * 47) Добавил: николай9636 (26.02.2023 11:34) [Материал]

Непонятна фраза " звук получше2" . Искажения? Частотная характеристика? Громкость? Или субъективное восприятие звучания? Половина питания на выходе выставляется?

* * 46) Добавил: Kord Виталий (24.02.2023 23:07) [Материал]

Когда подаю сигнал сразу на базу транзистора vt 2 звук получше чем по стандартной схеме. Как это можно объяснить? Доброго

1-20 21-40 41-60 61-65