) усилитель мощности звука использует лампы выходного каскада, работающие в классе "А" , ультралинейное включение, и собран в виде моноблока - лампового усилителя. В схеме может быть использовано несколько различных ламп, в том числе KT77 / 6L6GC / KT88 с драйвером на 12SL7 . Вне зависимо от того, что за типы ламп используются для выхода - звук получается "бархатный" и изысканный.
Но когда вы ищете действительно большой бас, вам понадобится как минимум 10 или 12 сабвуфер и минимум от 150 до 200 Вт для его работы. Низкие басовые ноты являются голодными, и чем больше мощность вы их кормите, тем лучше они звучат. В общем, чем больше ваш сабвуфер и чем сильнее вы его хотите, тем больше энергии вам понадобится. Здесь находится хорошее правило для большого пальца.
Чем ближе к 100% вы их задействуете, тем сильнее они ударяются и тем лучше они звучат. В отличие от фиксированного значения сопротивления резистора импеданс катушки изменяется с частотой сигнала. «Номинальный» импеданс конкретного громкоговорителя или поднабора - это значение, которое изготовитель приписал ему для полезного расчета и применения мощности. Этот импеданс представляет собой нагрузку, с которой усилитель должен работать против звука.
В драйвере (предварительном усилителе звука) лампа работает в режиме динамической нагрузки - SRPP. Альтернативный драйвер можно сделать с применением 5751
. Не исключаются и другие варианты, такие как 12AU7
, 12AT7
и 12AX7
. Выходная мощность этой схемы может достигать 50 ватт.
Схема совсем простая, как для лампового УМЗЧ, но если вы не знакомы с ламповым оборудованием или не имеете опыта монтажа высоких напряжений, то это не совсем подходящий проект для дебюта . Для полного исключения взаимного влияния отдельных каналов (левого и правого), конструктивно всё выполнено как моноблоки - каждый с собственным блоком питания. С одной стороны такой вариант является более сложным и дорогостоящим, но и имеет свои преимущества.
Чем ниже нагрузка на усилитель, тем больше мощности он может погасить. К сожалению, существуют ограничения на то, насколько низкий импеданс громкоговорителя может быть до того, как усилитель попытается выпустить больше мощности, чем он может, чрезмерно напрягает и, вероятно, отключается. Минимальное сопротивление большинства автомобильных усилителей стабильно для 2 - ом нагрузки на каждый канал или 4-омную нагрузку на мостовые каналы.
Почти все полнодиапазонные автомобильные динамики имеют сопротивление 4 Ом. Сабвуферы имеют множество импедансов и даже количество звуковых катушек. Это значит, что вы можете объединить несколько поддонов вместе, в различных конфигурациях и достичь полного сопротивления, которое может обрабатывать ваш усилитель.
На нижнем рисунке показан простейший . В блоке питания может быть использован обычный трансформатор, выпрямитель, фильтр. Обмотка накаливания 6 вольт и 4 ампера. Используя только 6,3 - вольтовые лампы, на накал соответственно снижается напряжение до вышеуказанного уровня.
Когда громкоговорители или звуковые катушки сабвуфера соединены последовательно - один за другим, плюс один минус другого - вы добавляете их импедансы, чтобы получить полное сопротивление. Две 4-омные звуковые катушки серии составляют 8-омную нагрузку. При параллельном подключении динамиков или вспомогательных катушек - каждый терминал подключается к одному полюсу плюс плюс, минус минус - вы берете значение сопротивления одной катушки и делите ее на количество катушек. Два 4-омных динамика, подключенных параллельно, составляют 2-омную нагрузку.
Более чувствительные цепи схемы размещаются как можно дальше от силовых трансформаторов. Конденсаторы фильтра были приклеены к шасси. Использование земли в виде толстой большой голой медной проволоки хорошо зарекомендовало себя по минимизации гула, шума и возможности оптимизации контуров заземления. При правильном подключении всех элементов схемы, ток равен 1.25 деленное на значение резисторов. Таким образом, 10 Ом приведет к 0.125 амперам текущего тока (при использовании ламп KT88 надо 180 мА).
Но это не оставляет места для будущего расширения. Ключом к максимальной отдаче от ваших инвестиций в аудио - это выбрать механизм, который теперь будет работать для вас, и не будет устаревать по мере роста вашей системы. Большинство усилителей автомобильного звука имеют достаточно гибкий дизайн, чтобы держать их в игре как ваша настройка расширяется. Вопрос: Мой новый автомобильный усилитель «2-ом стабильный».
Усилители, рекламируемые как стабилизируемые 2 Ом, могут безопасно управлять 2-омным динамиком или вспомогательным устройством на каждом из своих каналов. Один из способов воспользоваться этим - объединить два 4-омных динамика параллельно, делая нагрузку 2 Ом на каждый канал вашего усилителя.
Сразу предупреждаем, что есть смертельные напряжения в этой схеме, соблюдайте крайнюю осторожность при проведении каких-либо измерений. Вначале включите питание и проверьте напряжения. Должно быть 12 вольт постоянного тока между накалом 12SL7 и около 475 вольт на блоке конденсаторов фильтра. Вставьте лампы. Следите за возможными проблемами (внутри ламп пластины, светящиеся красным, искры, дым, шум и другие интересные вещи, которые указывают на плохие новости). Проверьте напряжение снова. Они должны быть в надлежащих диапазонах. Если они будут сильно отличаться, значит что-то подключено неправильно.
Вы получите вдвое больше ораторов и, как правило, вдвое больше общей мощности. Вопрос: Что такое рассказ о разных классах «усилителей»? У усилителей класса А всегда есть ток, протекающий через их выходные транзисторы. Это чрезвычайно неэффективный способ повышения мощности, а усилители класса А - большие, тяжелые и очень горячие. Потенциал класса А - его линейность. Усилители класса А обеспечивают самый чистый выход с наилучшей точностью и наименьшим искажением любого другого класса усилителя.
Это создает несколько высокочастотных искажений, превышающих диапазон слышимости, которые легко удаляются с помощью фильтра нижних частот на выходе. В: В чем разница между «параллельной» и «последовательной» проводкой? Если вы параллельно подключаете два 4-омных динамика, усилитель видит 2-омную нагрузку. Эта нижняя омная нагрузка позволяет усилителю подавать больше энергии, но работает более горячее. Усилители, которые могут обрабатывать это дополнительное тепловыделение, считаются стабильными на 2 ома.
Если все ОК, выключите питание и прикрутите динамики на выход. Снова включите питание. Должно быть мало или вообще отсутствовать любых звуков (шум или шум). Если вы можете услышать лёгкое гудение на 10-20 см от АС, то, наверное, есть проблемы с монтажём (экраном, массой...).
Серийная проводка работает так же, как батареи фонарика; положительный конец одного динамика подключен к отрицательному концу другого динамика. Провод от положительной клеммы усилителя к положительной клемме одного динамика. Затем проведите от отрицательной клеммы первого громкоговорителя к положительной клемме второго громкоговорителя. Наконец, запустите провод от отрицательной клеммы второго громкоговорителя к отрицательной клемме усилителя.
Если вы последовательно подключаете два 4-омных динамика, усилитель будет видеть нагрузку 8 Ом. Эта более высокая омная нагрузка тормозит поток тока из усилителя. Вы получаете меньше энергии, но усилитель работает более холодно и стабильнее. Вы можете запускать более одного динамика с одного усилительного канала, проводя громкоговорители последовательно или параллельно. Серийная проводка повысит нагрузку, которую видит ваш усилитель, а параллельная проводка снизит ее. Убедитесь, что ваш усилитель 2-ом стабильный, прежде чем параллельно подключать громкоговорители.
Подайте на вход усилителя сигнал и посмотрите, что получится. Звук должен быть теплым и мягким, без заметных искажений. Теперь самое время сделать баланс тока на выходных лампах - подстроечным резистором на 25 Ом. Разрешите усилителю поработать по крайней мере 20 минут и проверьте настройки еще раз. Они, вероятно, немного изменились - подстройте. После окончательной сборки лучше накрыть горячие и опасные лампы защитной сеточкой (особенно если у вас есть домашние животные или дети). Приятного вам прослушивания!
В: Когда следует использовать моно усилитель вместо многоканального усилителя? Они предназначены для работы с широким диапазоном импедансов, а также имеют регуляторы тембра и фильтры, специально предназначенные для воспроизведения басов. Большинство монофонических усилителей рассчитаны на 2 Ом, хотя некоторые из них даже стабильны на 1 Ом. Многоканальные усилители, с другой стороны, обычно предназначены для работы с 2-омными нагрузками по отдельным каналам, но при соединении с мостом должны иметь минимум 4 Ом.
Это важное различие при использовании вашего усилителя для питания нескольких сабвуферов, потому что вы не сможете подключить свой многоканальный стабилизатор на 4 Ом для питания нескольких подводных аппаратов, которые имеют менее 4-омную нагрузку. Вместо этого используйте моно усилитель для питания 2-омной нагрузки - два 4-омных сабвуфера или два 2-омных сабвуфера с двойной звуковой катушкой, например. Вы сможете подталкивать свои сабвуферы с максимальной мощностью моно-усилителя, не работая при опасно низкий импеданс.
Сразу оговорюсь - данная антология никоим образом не претендует на звание пособия по ламповой схемотехнике. Схемы (в том числе исторические) отбирались по сочетанию технических решений, по возможности с "изюминками". А вкусы у всех разные, так что не взыщите, если не угадал... В старых схемах ряд номиналов приведен к стандартным.
В: Каковы преимущества подключения двух сабвуферов к монофоническому усилителю? Поскольку более низкие частоты менее ориентированы, бас часто передается в моно. Моно здесь относится к одному каналу, а не к одному динамику. Большинство моно-усилителей имеют два набора терминалов динамиков для удобства установки: если вы подключаете два подлокотника к усилителю и используете провод большого калибра, он дает вам место для подключения проводов без необходимости их обрезки, появляясь, как если бы каждый сабвуфер получает свой собственный терминал.
Для повышения выходной мощности усилителей кроме "запараллеливания" ламп еще в 30-е годы применяли двухтактные каскады (push-pull) . Для возбуждения двухтактного каскада необходимы два противофазных напряжения, которые проще всего получить при помощи трансформатора. Так до сих пор и поступают в самых бескомпромиссных конструкциях, но степень влияния междулампового трансформатора на качество сигнала едва ли не больше, чем выходного. Поэтому в подавляющем большинстве двухтактных усилителей для получения противофазных напряжений используется специальный фазоинверсный каскад.
Но на самом деле эти терминалы фактически связаны внутри усилителя - оба позитива идут в одно и то же место внутри усилителя, как и оба негатива. Если вы используете более двух подсистем, то вы просто используете параллельную или последовательную проводку, чтобы максимально приблизить минимальный импеданс усилителя.
В: Что такое «мостик» усилителя? Нет никаких формул для определения того, сколько энергии вы получаете, когда вы соединяете каналы усилителя - каждый усилитель отличается. Большинство 2 - и 4-канальных усилителей имеют возможность подключения к мостам, поэтому их удобно использовать в различных ситуациях и системах.
Каждому из решений свойственны достоинства и недостатки. В пору расцвета высококачественных ламповых усилителей наибольшее распространение получили фазоинверторы с разделенной нагрузкой и катодной связью.
Другим примером может быть использование 4-канального усилителя для управления вашими левыми и правыми громкоговорителями двумя каналами, а также одновременным подключением дополнительного устройства к двум другим каналам, что избавит вас от необходимости покупать отдельный вспомогательный усилитель. В: Существуют ли какие-либо проблемы по подключению усилителя?
Амперы, работающие с нагрузками до 2 Ом на канал, могут безопасно управлять нагрузками только с 4 Ом при мостовом соединении. Опасность вождения усилителя с импедансной нагрузкой, которая слишком низка, заключается в том, что усилитель может перегреться и сгореть.
Фазоинвертор с катодной связью дает некоторое усиление, но идентичность выходных сигналов зависит от степени связи. Глубокую связь можно получить только при использовании большого сопротивления связи (за это схему назвали long tail - "длиннохвостая") или источников тока в цепи катода (а это тогда вообще не приветствовалось). Кроме того, выходные сопротивления плеч такого фазоинвертора значительно различаются (один триод включен по схеме с общим катодом, второй - с общей сеткой).
Всегда проверяйте спецификацию минимального импеданса с мостовым соединением перед подключением мостового усилителя к низкоомной подсистеме или акустической системе. Мостовое соединение означает объединение двух каналов усилителя в один, чтобы получить больше мощности.
Если у вас есть только один канал, вам нечего комбинировать. И когда погода нагревается, еще больше людей говорят нам, что они ищут систему, которая может поставлять объём рулона вниз по окнам. В дополнение к работающей мощности, заземлению и дистанционному включению вы можете подключить усилитель к входным сигналам. Вы хотите получить усилитель с возможностью ввода на высоком или динамическом уровне.
Фазоинвертор с разделенной нагрузкой позволяет получить идентичные сигналы, но несколько ослабляют их. Поэтому приходится увеличивать усиление до фазоинвертора (что чревато его перегрузкой) или использовать двухтактный предоконечный каскад. Однако именно этот тип фазоинвертора получил наибольшее распространение в промышленных конструкциях, поскольку обеспечивает хорошую повторяемость при серийном производстве.
Если вы просто добавили сабвуфер и усилитель сабвуфера к заводской системе, вы подключаетесь к заводской проводке динамиков, как позади радиоприемника, так и от тыловых колонок, и используйте этот сигнал уровня громкоговорителя для входа вашего усилителя. Усилители моно сабвуфера берут два входа, слева и справа, и объединяют их внутри, чтобы сформировать монофонический сигнал, используемый для сабвуферов. Для этих и большинства других видов соединений проверьте проводные разъемы - они делают быстрые, легкие и надежные электрические соединения без обжима, пайки или грязной ленты.
Вопрос экономии в те годы был первоочередным. И радиолюбителей, и конструкторов очень смущала лишняя лампа. Поэтому неудивительно, что в начале 50-х годов на страницах радиотехнических изданий появились схемы двухтактных усилителей, не содержащих отдельного фазоинвертора. Выходной каскад таких усилителей был выполнен по схеме с катодной связью и работал в "чистом" классе А. Предлагались как новые схемы, так и переделка существующих однотактных усилителей в двухтактные. По нашу сторону "железного занавеса" этот тип усилителей не прижился в силу малой экономичности, а по ту сторону они были в ходу еще долго.
Чтобы усилить передние и задние громкоговорители с помощью 4-канального усилителя, вы обрезаете заводские провода динамиков и соедините концы, идущие от радиостанции, к входам вашего усилителя и подключите концы, идущие к громкоговорителям, к выходу вашего усилителя. Удобное место для этих соединений находится за радио, где все провода динамиков автомобиля доступны в одном месте.
В: Как настроить параметры усиления усилителя и усиления баса? Настройка усиления соответствует входному уровню вашего усилителя с выходным уровнем вашего ресивера, что приводит к максимальной музыке без искажений и минимальному фоновому шуму. На вашем усилителе отключите все фильтры, установите усиление баса на ноль и поверните усиление вниз. Прослушивайте какую-то знакомую музыку и поднимите громкость приемника, пока не услышите, как музыка начинает искажаться, а затем немного поверните ее, чтобы Если вы не слышите никаких искажений даже при полной громкости, установите громкость ресивера на ¾ в полноэкранном режиме. Эти низкие ноты, вероятно, будут первыми, кто будет искажать эти громкоговорители, когда вы увеличите громкость позже. Экспериментируйте осторожно, применяя его и слушайте, как он влияет на тон баса и настраивает его так, как вам нравится. Установите усиление усилителя - сначала поверните усиление усилителя вниз, а затем повторите шаги 2 и включите приемника, пока вы не услышите, как музыка начинает искажаться, а затем немного поверните ее, чтобы она играла чистой. Если вы не слышите никаких искажений, даже при полном объеме, установите громкость ресивера на ¾. Вы можете увеличить коэффициент усиления вашего усилителя до тех пор, пока не услышите, как музыка начнет искажаться, а затем немного поверните его, чтобы он воспроизводил снова очистите. Уменьшите громкость ресивера до комфортного уровня прослушивания. . Гитарный усилитель был разработан в 1920-х годах, чтобы музыканты могли слышать, когда играли в шумной обстановке.
Предельно простая схема такого усилителя, предназначенная для повторения любителями, приведена ниже (спасибо Клаусу, приславшему схему - без нее картина была неполной). Обратите внимание на дату...
рис.1. Простой двухтактный усилитель Pвых = 6 Вт. Выходной каскад выполнен по схеме с катодной связью. Приведенное сопротивление нагрузки - 8 кОм. Конструктивные данные трансформатора неизвестны. В источнике питания использован двухполупериодный выпрямитель на прямонакальном кенотроне 5Y3GT и LC-фильтр. / Melvin Leibovitz Hi-Fi Power Amplifier (Electronic World, June 1961)
Интересно включение регулятора громкости на входе оконечного каскада и всего один переходной конденсатор. Степень катодной связи невелика, так что характер звучания, скорее всего, будет как у однотактника (с четными гармониками). Общей ООС нет, поскольку запас усиления невелик.
Однако введение ООС в пентодный усилитель крайне желательно - без нее выходное сопротивление очень велико. Это хорошо только для полосы СЧ (ибо снижает интермодуляционные искажения в динамике), а для всех остальных применений противопоказано. Глубокую ООС в усилитель можно ввести только при непосредственной связи каскадов.
рис.2. Двухтактный усилитель класса А. Усилитель выполнен по схеме с непосредственной связью каскадов и охвачен глубокой ООС (~30 дБ). Двухтактный выходной каскад работает в классе А. Он выполнен по схеме с катодной связью и не требует отдельного фазоинверсного каскада. Сетка VL3 заземлена по переменному току. Часть напряжения с катодов выходных ламп подана на экранирующую сетку VL1, что стабилизирует режим по постоянному току.
Налаживание сводится к подбору R1...R3 так, чтобы напряжение на управляющих сетках ламп составило -12 В относительно их катодов.
Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш-22х50. Первичная обмотка содержит 2х1000 витков провода d=0,18 мм, вторичная - 42 витка провода d=1,25. Обмотки секционированы, вторичная обмотка размещена между слоями первичной. (В. Павлов. Высококачественный усилитель НЧ (Радио, №10/1956, с.44)
Усилители в режиме A обеспечивают высокое качество звучания, однако переход к режиму AB при той же мощности рассеяния на аноде позволяет получить в два-три раза большую выходную мощность. Выходной каскад в режиме AB уже не может работать с катодной связью, поэтому без отдельного фазоинверсного каскада не обойтись.
Желание сократить если не число ламп, то хотя бы число баллонов, привело к появлению схемы усилителя на двух триод-пентодах. Низкочастотные триод-пентоды были в свое время специально разработаны для однотактных усилителей приемников и телевизоров (триодная часть использовалась в драйвере, пентодная - в выходном каскаде). Однако в двухтактном применении они тоже не подкачали. У публикуемой ниже схемы было немало воплощений. Ультралинейный вариант, например, был в самом первом издании книги Гендина "Высококачественные любительские УНЧ" (1968 г.)
рис.3Двухтактный усилитель на триод-пентодах. Pвых = 10 Вт. Фазоинвертор по схеме с разделенной нагрузкой, связь с первым каскадом непосредственная. Выходной каскад пентодный с фиксированным смещением. Известны также варианты этой схемы с ультралинейным включением выходных ламп, с комбинированным и автоматическим смещением. Конструктивные данные трансформатора неизвестны. Цепь R3C2 обеспечивает устойчивость усилителя с замкнутой петлей ООС.
Кстати, об ультралинейном включении выходных пентодов. В двухтактном варианте у них появляется еще один плюс - дополнительная компенсация гармоник, возникающих в выходном каскаде. Поэтому подавляющее большинство любительских конструкций выполнены именно по ультралинейному варианту. В промышленных конструкциях отечественного изготовления ультралинейные усилители опять-таки не прижились из-за сложности выходного трансформатора. Для получения высоких характеристик необходима полная симметричность конструкции, секционирование обмоток, сложная коммутация. При использовании трансформаторов массового изготовления выигрыш от применения ультралинейной схемы незаметен.
Следующая схема стала классикой и послужила основой для бесчисленного множества конструкций.
рис.4. Ультралинейный усилитель Pвых = 12 Вт, Кг< 0,5% Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш 19х30 мм. Первичная обмотка содержит 2х(860+1140) витков проводом d=1,3 мм. Схема практически не нуждается в налаживании, что снискало ей популярность в промышленных и любительских конструкциях. Фазоинвертор выполнен по схеме с разделенной нагрузкой. В. Лабутин - Ультралинейный усилитель (Радио, №11/1958, с.42-44)
Несмотря на высокие характеристики и обычные пентодные, и ультралинейные усилители редко использовались без общей ООС. Применение ООС снижает выходное сопротивление усилителя и улучшает условия работы низкочастотных головок. Но для снижения выходного сопротивления усилителя можно использовать не только отрицательную, но и положительную ОС. В схеме следующего усилителя использована комбинированная обратная связь.
рис.5. Ультралинейный усилитель Основная особенность усилителя - комбинация ООС по напряжению и ПОС по току, улучшающая согласование
усилителя с динамической головкой в области основного механического резонанса Сигнал ПОС снимается с датчика тока (R19), включенного в
"земляной" вывод выходного трансформатора. Глубина обеих обратных связей регулируется синхронно, что исключает самовозбуждение усилителя.
Первый каскад-усилитель напряжения. Фазоинвертор выполнен по схеме с катодной связью. Выходной каскад выполнен по типовой ультралинейной схеме и
дополнен регулятором балансировки RP1 На втором триоде VL1 выполнен микрофонный усилитель Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш25х40
Первичная обмотка содержит 2х(1100+400) витков провода d=0 18мм, вторичная - 82 витка провода d=0,86мм (60м) В. Иванов - Усилитель НЧ (Радио №11/1959 с.47-49)
Триодный выходной каскад обладает низкими искажениями и малым выходным сопротивлением даже без общей ООС. Характеристики каскада слабо зависят от приведенного сопротивления нагрузки. Это позволяет снизить индуктивность выходного трансформатора. Далее приведены два варианта схемы усилителя с выходным каскадом на двойном триоде.
рис.6. Триодный усилитель Рвых=2,5Вт (+250В) Рвых=3,5Вт (+300В) Кг=3% (без ООС)
Первый каскад-усилитель напряжения на пентоде (Kv=280 350). Фазоинвертор с разделенной нагрузкой. Выходной каскад с фиксированным смещением. Для снижения
фона на обмотку накала подан потенциал +40В. Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш12 (окно 12х30мм), толщина набора 20мм. Первичная обмотка 2x2300
витков провода d=0,12мм, вторичная - 74 витка d=0,74мм. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ш16 (окно 16х40мм), толщина набора 32мм. Сетевая обмотка
содержит 2080 витков провода d=0,23мм, анодная - 2040 витков провода d=0,16мм, накальная - 68 витков провода d=0,84мм, обмотка смещения - 97 витков провода d=0,12мм
рис.7. Триодный усилитель Рвых = 2,5 Вт, Кг =0,7...1% В выходном каскаде применено комбинированное смещение (использована накальная обмотка). Выходной
трансформатор выполнен на сердечнике Ш12 (окно 12х26мм), толщина набора 18мм. Первичная обмотка содержит 2x1800 витков провода d=0,1Змм, вторичная -
95 витков провода d=0,59мм (13 Ом)
Е. Зельдин - Триодный усилитель класса В (Радио № 4/1967, с.25-26)
