Для расчёта мощности усилителя по номиналу предохранителя нам надо узнать его КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от класса работы усилителя. Ниже приведено описание основных классов усилителей, которые используются в автозвуковой индустрии:
Класс А. Усилители данного класса обладают низким КПД около 20-30%, но дают сигнал очень высокого качества. Усилители А-класса можно встретить лишь в очень дорогих аудиосистемах Hi-End уровня.
Класс АВ. Большинство автомобильных усилителей принадлежат именно к этому классу. Они способны выдавать достаточно качественный сигнал при относительно неплохой эффективности. КПД этих усилителей около 50%. Усилители AB-класса используются в головных устройствах (ГУ).
Класс D. Это самый современный класс усилителей, в котором применяется цифровая обработка сигнала. Усилители D класса очень мощные, компактные и выделяют меньше тепла, однако в данный момент применяются только для работы в НЧ-диапазоне, т.е. с сабвуферами. Большинство 1-канальных усилителей (моноблоков) относится к этому классу. КПД таких усилителей примерно 70-80%.
Зная класс усилителя и номинал его предохранителя можно расчитать примерную мощность, которую он способен выдать. Предохранитель ограничивает потребляемую мощность, т.е. усилитель не может долговременно потреблять ток, сила которого больше, чем номинал предохранителя. Из общего курса физики известно, что потребляемая мощность равняется произведению напряжения на силу тока:
P=U*I (потребляемая мощность)
В нашем случае значение U равняется напряжению бортовой сети автомобиля ~14В при заведённом двигателе, а значение I равняется номиналу предохранителя или их сумме, если предохранителей несколько.
По данной формуле мы можем рассчитать потребляемую усилителем мощность. Умножив это значение на КПД, мы получим мощность, которую усилитель способен отдать. Если обозначить КПД буквой E (effectiveness), то формула примет вид:
P=U*I*E (выдаваемая мощность)
Это значение равно суммарной мощности всех каналов усилителя, и если этих каналов больше, чем 1, то это число необходимо разделить на количество каналов N:
P=(U*I*E)/N (мощность на канал)
Это и есть общая формула для оценки мощности любого усилителя.
Пример 1:
Люди часто спрашивают о мощности усилителей, встроенных в головные устройства. Многие считают, что их магнитолы действительно выдают те самые 4х50W, которые написаны на панели или коробке. Давайте посчитаем, так ли это на самом деле.
В большинстве ГУ стоят предохранители на 10А и используются усилители класса AB с КПД ~50%. Подставляем данные в формулу:
P=(14В*10А*0,5)/4=17,5Вт на канал! Примерно такую мощность способен выдать усилитель ГУ. Самые мощные образцы с предохранителями на 15А выдают порядка 25Вт на канал. Результаты расчёта совпадают с реально замеренными значениями мощности.
При расчёте стоит учитывать, что полученное значение характеризует максимальную долговременную мощность усилителя на минимальную нагрузку (если усилитель способен работать на 2Ома, 1Ом или даже ниже). Это особенно важно при сравнении моноблоков, т.к. их мощность уменьшается при повышении сопротивления акустической системы.
Пример 2:
Расчёт мощности 1-канального усилителя (моноблока) D-класса. Допустим, что моноблок имеет два предохранителя по 30А. КПД возьмём равным 80%:
P=14В*60А*0,8=672Вт
Т.к. усилитель 1-канальный, то переменная N в формуле равна 1 и не изменит результат. Данную мощность усилитель развивает на минимальную нагрузку (эту информацию можно найти в инструкции к усилителю). Допустим это 1Ом. При увеличении нагрузки в 2 раза мощность уменьшится примерно в 1,5 раза. Т.е. для 2Ом это где-то 450Вт, для 4Ом примерно 300Вт. Это очень грубое приближение, но в большинстве случаев эти цифры подтверждаются на практике.
ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ
В превосходстве лампового звука над транзисторным я убедился после первого же собранного и прослушанного усилителя. Несмотря на всё новые микросхемы, транзисторы и прочие "камни", вакуум всё-же предпочтительней для качественного УНЧ. Как не крути, а проходя через пустоту звуковой сигнал имеет меньше искажений, чем проходя через германий и кремний. Причём разница особенно заметна во время поочерёдного прослушивания двух усилителей. Чтоб не покупать дорогущие фирменные ЛУНЧ, можно сделать ламповый усилитель своими руками. Для тех, кто решил убедится в этом сам, предлагается простая классическая схема двухтактного лампового усилителя с мощностью примерно 20 ватт на канал, с сайта radiostation.ru .
Для транса питания, берём старый добрый ТС180-2 от телевизора. Выходные трансформаторы типа ТН, но можно задействовать и ТАНы. Используя все ресурсы военного производства и неоценимую помощь дяди Вадима в создании лампового усилителя , мне удалось сделать такой девайс:
Основой лампового усилителя, является дюралевая пластина 200х160 мм толщиной 4 мм, на которой крепятся детали и лампы. Затем вся конструкция красится в белый цвет (надоели чёрные коробки) и по углам прикручиваются стойки из полированного дюраля Д95. Трансформаторы питания и выходные, помещаются в экраны из жести, для уменьшения фона и наводок.
Ламповый усилитель своими руками
Глядя на внушительные четырёхзначные ценники ламповых усилителей звука можно предположить, что самостоятельная сборка подобного лампового усилителя связана с большими расходами. Однако используя стандартные телевизионные лампы (которые даже новые продают по 1-2 доллара) и унифицированные трансформаторы, можно создать ламповый УНЧ вполне приличного уровня .
Схема устройства:
Самая сложная и трудоёмкая часть конструкции - это металлический корпус . Шасси выгнул из корпуса старого тюнера. Плюс заключался в том, что меньше дырок нужно сверлить. В качестве силового трансформатора использовал ТС-180. Выходные трансформаторы - из двух ТВЗ-1-9 на канал. На другом канале ТВЗ-1-9 и ТВЗ-3Ш. Подробнее про звуковые трансформаторы читайте тут. Играет очень не плохо, по крайней мере намного лучше, чем на недорогих микросхемах или на транзисторах. К сожалению, еще одного фирменного лампового УНЧ нету - сравнить нет с чем.
По расходам усилитель звука получился копеечный - купил только диоды в блок питания, а все остальное нашёл в сарае. В общем неплохой аппарат за такие деньги!
Позже захотелось подключить индикатор звука на 6Е5С. Нашёл вот такую схему:
Спаял этот "кошачий глаз". Работает, причём довольно красиво смотрится.
Сам ламповый усилитель собран на несущем шасси. А корпус изготовил выпилил лобзиком из ДСП. Потом все детали соединил с помощью самонарезных винтов и клея. В местах закрутки самонареза надо было предварительно просверлить отверстие сверлом диаметром 2мм, иначе лопалось ДСП. После высыхания ящика обработал его болгаркой со шлифовальным кругом. Дальше обклеил все шпоном и покрыл лаком.
Очень хотелось сделать зеркальний низ под лампы, но увы не получилось. Резать еще куда не шло, но сверлить дырки... Поэтому просто выпилил его из текстолита и покрасил. Переднюю крышку сделал из жести.
Хорошенько вычистил и покрыл лаком, для того чтоб блестело. Главное, не закрывать сами лампы, ведь именно оранжевое свечение накалов и создаёт ту приятную атмосферу при прослушивании, которая присуща усилителям на лампах.
Доброго всем) Давно просматриваю пикабу в свободное время - все нравится) Даже зарегистрировался, чтобы оценки ставить. Вот решил написать первый пост.
Перед тем, как будут фотографии я немного расскажу об истории этой конструкции: я задумал для себя сконструировать усилитель, усилительный тракт которого содержал бы в себе только лучевые тетроды. Это такой тип 5-ти электродных радиоламп, которые отличаются высокой степенью борьбы с антидинатронным эффектом. Более подробно об этом можно почитать в соответствующей литературе.
Вторым условием для себя я поставил сделать аудиотракт с как можно меньшим количеством усилительных каскадов. Меньше каскадов - короче аудиотракт - меньше искажений.
Ну и третьим условием было то, что усилитель должен был довести мою акустику до состояния насыщения.
Поискав в интернете подобные схематические решения я наткнулся на такую схему.
Меня очень заинтересовала эта конструкция по многим причинам:
Во первых - непосредственная связь каскадов (Лоффтин-Уайт). При этом анод входной лампы и управляющая сетка верхнего плеча выходного каскада - один электрод. Это приводит к тому, что режим работы предварительного каскада непосредственно влияет на режим работы выходного. Кроме того из-за отсутствия фазовых искажений, вносимых переходным конденсатором в усилитель можно внести глубокую (до 30 дБ) обратную связь, которая уменьшит коэффициент нелинейных искажений усилителя и добавит стабильности в работу.
Вот вторых - нетривиальное подключение 2-ой сетки входного каскада. Было интересно это опробовать.
Ну и в третьих - это небольшое количество элементов, используемых в схеме. Я люблю, когда обвеса по минимуму)
Я собрал этот усилитель в стерео варианте. Вот фотографии того, что у меня получилось:
Я уверен найдутся те, которые сразу заметят то, что в усилителе на фотографиях стоят совсем другие лампы!
Не хочу рассказывать как это все началось - слишком долгая история для отдельного поста, но мне очень нравиться двойной лучевой тетрод 6Р3С, или, если быть более точным 6Р3С-1. На самом деле я думаю, что лампы без индекса "1" есть. Я видел сканы документов на такую лампу в интернете.
Собрал уже 3 разных усилителя, где в выходном каскаде стоят лампы 6Р3С-1. На форумах радиолюбителей об этой лампе встречаются диаметрально противоположные мнения. Меня эта лампа заинтересовала сразу и я много экспериментировал с ней. Это тема тоже для отдельного поста и давайте вернемся непосредственно к собранной мною конструкции.
Я собрал этот усилитель на данной выходной лампе (выходной двухтактный каскад по половинке лампы в плечо). На входе решил применить 6Ж5П: как-то наткнулся на интересную статью, где человек собрал усилитель, куда можно ставить разные маленькие лампы серии "Ж" и сказал, что 6Ж5П звучит лучше всего (хотя ему понравились почти все). Так-же 6Ж5П - единственная маленькая лампа и этой серии, лучеобразующие пластины которой выведены на отдельный контакт. Это в схеме... ну не так конечно-же важно, но все-же.
По итогу я собрал эту конструкцию, перестроив режимы работы каскадов усилителя, чтобы все работало как надо. На самом деле усилитель еще нуждается в небольшой наладке, я бы немного снизил параметры режима работы выходного каскада.
Усилитель настраивал на слух, изменяя номиналы анодного и катодного сопротивления входного каскада и постоянно замерял отрицательное напряжение на управляющих сетках выходного каскада. Добился просто впечатляющих результатов! На слух - никаких искажений, даже на очень высокой громкости в дБ. Моя акустическая система (Kenwood LS-G4. Заменены ВЧ излучатели и переделаны разделительные фильтры) - на справляется с мощностью этого усилителя, при заявленной на задней стенке мощности в 60 Вт.
Звук очень сочный и отличные упругие басы. Поток воздуха сквозь фазоинверторное отверстие акустической системы весьма интенсивно и при первых заметных на слух искажениях амплитуда колебаний басового динамика близки к предельным. По косвенным признакам выходная мощность этого усилителя никак не может быть менее 20 Вт на канал, а то и больше, при нелинейных искажениях в районе 1%.
Более точные параметры усилителя по пока привести я не могу - измерения не проводил, но собираюсь этим заняться позже.
Вот мой вариант усилителя В. Павлова:
Особое внимание стоит обратить на резистор, отмеченный восклицательным знаком. Не экономьте на мощности этого сопротивления! И также в этом усилителе должна обязательно присутствовать задержка подачи питающего напряжения приблизительно в 30 сек, в противном случае вы рискуете повредить выходную лампу!
Мой вариант по принципу работы ничем не отличается от первоисточника. Все изменения сделаны были лишь с целью обеспечения режимов работы усилителя в целом. Буду рад, если кому-то понравиться то, что я делаю. Мне как минимум это очень нравиться и этот усилитель с лихвой обеспечил меня прекрасным громким звучанием с непревзойденной детальностью, динамикой и естественностью.
Всем мира и прекрасного звука. Первый пост. Вопросы и мнения в комментариях.
Транзисторный или ламповый? Этот вопрос в конце прошлого века часто рассматривался в различных «аудиофильских» изданиях. В настоящее время он, по сути, уже не актуален, так как оба варианта пользуются спросом на рынке и прочно занимают свои места в различных «нишах» звукотехники.
Например, для домашнего аудиокомплекса в ряду современных стереофонических усилителей класса High End предлагается ламповый усилитель «Houston Mini-1998SE «, собранный на лампах 12АХ7 и EL84 по двухтактной ультралинейной схеме с трансформатором.
Несмотря на ограниченную выходную мощность (около 10 Вт на канал), качество и динамика звучания усилителя с различной акустикой, по оценкам экспертов, не уступает высококачественным транзисторным УЗЧ, развивающим гораздо большую мощность.
Обмотка Т1, предназначенная для получения напряжения смещения, должна обеспечивать переменное напряжение около 32 В лучше не менее 40. Тогда можно ввести регулировку напряжения смещения, заменив резистор R35 подстроенным с сопротивлением несколько десятков килоом. К накальным обмоткам подключены подстроенные резисторы RP5 и RP6, предназначенные для установки минимального уровня фона.
На рис.3 показана схема предварительных каскадов усилителя «АЕХ250». В них используются два двойных триода ЕСС808. Усилитель имеет два идентичных входа с раздельными предварительными усилителями на лампе VL1 и регуляторами уровня RP1 и RP2, после которых сигналы смешиваются и усиливаются общим двухкаскадным усилителем на лампе VL2.
Между его каскадами установлены пассивные регуляторы тембра низких (RP3) и высоких (RP4) частот. Каких-либо иных особенностей схема не имеет Для некоторых конденсаторов указано рабочее напряжение, рекомендуемое производителем. Модель голосового усилителя «АЕХ650», предназначенного для усиления сигналов от 4-х микрофонов, отличается, в основном, построением предварительных каскадов.
При этом в нем имеется раздельная регулировка тембров по низким и высоким частотам для каждого входа. К усилителю можно подключить ревербератор «АКХ200» фирмы BEAG, построенный по принципу магнитной звукозаписи на кольцевую ленту. Данные выходных трансформаторов, подходящих по параметрам для выходного каскада усилителя «АЕХ250», можно найти в указанной литературе.
