Редакция сайта “Две Схемы” представляет простой, но качественный усилитель НЧ на транзисторах MOSFET. Его схема должна быть хорошо известна радиолюбителям аудиофилам, так как ей уже лет 20. Схема является разработкой знаменитого Энтони Холтона, поэтому её иногда так и называют – УНЧ Holton. Система усиления звука имеет низкие гармонические искажения, не превышающие 0,1%, при мощности на нагрузку порядка 100 Ватт.
Данный усилитель является альтернативой для популярных усилителей серии TDA и подобных попсовых, ведь при чуть большей стоимости можно получить усилитель с явно лучшими характеристиками.
Большим преимуществом системы является простая конструкция и выходной каскад, состоящий из 2-х недорогих МОП-транзисторов. Усилитель может работать с динамиками сопротивлением как 4, так и 8 Ом. Единственной настройкой, которую необходимо выполнить во время запуска – будет установка значения тока покоя выходных транзисторов.
Печатная плата
Печатная плата УНЧ – готовый видВот архив с PDF файлами печатной платы – .
Охлаждение
Основная часть тепла рассеивается на корпусах полевых транзисторов VT10 и VT11, поэтому их необходимо установить на теплоотвод с площадью поверхности не менее 1000см2, ну или из расчета – минимум 10см2 на 1Вт мощности.
Между корпусами транзисторов и теплоотводом необходимо установить диэлектрическую прокладку, а в отверстие фланца для крепежного винта (касается корпуса TO-220) необходимо установить диэлектрическую втулку.
Очень важно, транзистор VT7 необходимо установить как можно ближе к VT10 и VT11, так как он отвечает за термостабилизацию и не позволяет усилителю уйти в тепловой разгон.
Также важно применение термопроводящей пасты, без нее теплоотдача от компонентов к радиатору будет проходить труднее.
Принцип работы усилителя
Транзисторы Т4 (BC546) и T5 (BC546) работают в конфигурации дифференциального усилителя и рассчитаны на питание от источника тока, построенного на основе транзисторов T7 (BC546), T10 (BC546) и резисторах R18 (22 ком), R20 (680 Ом) и R12 (22 ком). Входной сигнал подается на два фильтра: нижних частот, построенный из элементов R6 (470 Ом) и C6 (1 нф) – он ограничивает ВЧ компоненты сигнала и полосовой фильтр, состоящий из C5 (1 мкф), R6 и R10 (47 ком), ограничивающий составляющие сигнала на инфранизких частотах.
Нагрузкой дифференциального усилителя являются резисторы R2 (4,7 ком) и R3 (4,7 ком). Транзисторы T1 (MJE350) и T2 (MJE350) представляют собой еще один каскад усиления, а его нагрузкой являются транзисторы Т8 (MJE340), T9 (MJE340) и T6 (BD139).
Конденсаторы C3 (33 пф) и C4 (33 пф) противодействуют возбуждению усилителя. Конденсатор C8 (10 нф) включенный параллельно R13 (10 ком/1 В), улучшает переходную характеристику УНЧ, что имеет значение для быстро нарастающих входных сигналов.
Полезное: Схема мощного блока питания на 12 В 50 А
Транзистор T6 вместе с элементами R9 (4,7 ком), R15 (680 Ом), R16 (82 Ом) и PR1 (5 ком) позволяет установить правильную полярность выходных каскадов усилителя в состоянии покоя. С помощью потенциометра необходимо установить ток покоя выходных транзисторов в пределах 90-110 мА, что соответствует падению напряжения на R8 (0,22 Ом/5 Вт) и R17 (0,22 Ом/5 Вт) в пределах 20-25 мВ. Общее потребление тока в режиме покоя усилителя должен быть в районе 130 мА.
Выходными элементами усилителя являются МОП-транзисторы T3 (IRFP240) и T11 (IRFP9240). Транзисторы эти устанавливаются как повторитель напряжения с большим максимальным выходным током, таким образом, первые 2 каскада должны раскачать достаточно большую амплитуду для выходного сигнала.
Резисторы R8 и R17 были применены, в основном, для быстрого измерения тока покоя транзисторов усилителя мощности без вмешательства в схему. Могут они также пригодиться в случае расширения системы на еще одну пару силовых транзисторов, из-за различий в сопротивлении открытых каналов транзисторов.
Резисторы R5 (470 Ом) и R19 (470 Ом) ограничивают скорость зарядки емкости проходных транзисторов, а, следовательно, ограничивают частотный диапазон усилителя. Диоды D1-D2 (BZX85-C12V) защищают мощные транзисторы. С ними напряжение при запуске относительно источников питания у транзисторов не должно быть больше 12 В.
На плате усилителя предусмотрены места для конденсаторов фильтра питания С2 (4700 мкф/50 в) и C13 (4700 мкф/50 в).
Самодельный транзисторный УНЧ на МОСФЕТ
Управление питается через дополнительный RC фильтр, построенный на элементах R1 (100 Ом/1 В), С1 (220 мкф/50 в) и R23 (100 Ом/1 В) и C12 (220 мкф/50 в).
Схема БП УНЧ класса А
Источник питания потребовал некоторых изменений. В выпрямительном мосту использованы диоды BYW 29/100. Конденсаторы 100 нФ расположены вокруг диодов для фильтрации шума при их переключении. Конденсаторы 1 мкФ размещены параллельно конденсаторов 10000 мкФ для фильтрации. Все представлено на схеме блока питания.
После сборки усилитель сразу заработал и весьма впечатляюще. Однако следует отметить, что в его случае используйте хорошую фильтрацию на источнике питания, чтобы устранить гудение. Но в остальном это довольно простой проект, с которым может справиться даже не слишком опытный радиолюбитель.
В качестве нагрузки транзистора выступают четыре не индуктивных проволочных резистора мощностью по 10 Вт. Да, класс А очень неэффективен в плане расхода мощности. Уходит более 60 Вт, чтобы получить только несколько ватт звука из динамика.
Это типичный пример усилителя SE. Резистор действует как источник тока для транзистора. Ток покоя легко рассчитывается как 0,8 А. Потеря мощности составляет около 20 Вт. Теоретическая максимальная мощность составляет 5 Вт.
Источник питания для УМЗЧ
Схема усилителя обеспечивает мощность, которая достигает реальных 100 Вт (эффективное синусоидальная), при входном напряжении в районе 600 мВ и сопротивлением нагрузки 4 Ома.
Усилитель Холтон на плате с деталями
Рекомендуемый трансформатор – тороид 200 Вт с напряжением 2х24 В. После выпрямления и сглаживания должно получиться двух полярное питание усилители мощности в районе +/-33 Вольт. Представленная здесь конструкция является модулем монофонического усилителя с очень хорошими параметрами, построенного на транзисторах MOSFET, который можно использовать как отдельный блок или в составе самодельного домашнего аудиокомплекса.
Схема усилителя класса А – второй вариант
А это несколько модифицированная схема: транзистор T2 заменяет резистор 15 Ом 40 Вт в верхней схеме и является источником тока для T3, T1 и R1 для поддержания тока источника тока равным Ube (0,7 В) / R1 (0,47 Ом) = 1,5 А. Мощность на R1 = Ube (0,7 В) x I (1,5 А) = 1 Вт. Мощность на T2, а также на T3 = Uds (17,5 В) xI (1,5 А) = 26 Вт. Транзисторы Т2 и Т3 в совокупности отводят тепло мощностью 52 Вт. А мощность на динамике около 12 Вт (на 8 Ом). Самым большим преимуществом источника тока является то, что для переменного напряжения он имеет очень высокое сопротивление.
Если требуется УНЧ класс «А» чисто для наушников – смотрите эту схему. В общем попробуйте собрать этот УМЗЧ А-класса и послушать – будете приятно удивлены!
- УНЧ КЛАССА D С РАДИОЛАМПОЙ
- УСИЛИТЕЛЬ НА ТРИОДАХ
- ПРОСТОЙ УНЧ КЛАССА А
- ЗАЩИТА ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ
Обзор усилителей звука в штатных магнитолах
Небольшой обзор звуковых усилителей, используемых в автомагнитолах
При выборе штатной магнитолы на свой автомобиль, покупатели интересуются: почему при почти схожих характеристиках различных моделей магнитол, присутствует существенная разница в их стоимости? Экран одинаковый, GPS навигация есть и там, и там, и Bluetooth, и много другого схоже. НО, ЭТО С ПЕРВОГО ВЗГЛЯДА!
Это все предисловие для большой статьи о штатных магнитолах…
Сейчас мы постараемся разобраться с усилителями звука штатных магнитол.
Одна из статей формирования стоимости автомагнитолы – это именно используемый тип микросхемы Усилителя Низкой Частоты
в выходном каскаде магнитолы (УНЧ). Именно эта микросхема, в основном, будет влиять на качество звучания. Важно знать, на звук так же влияет акустика, проводка, внешний усилитель (если такой имеется), шумоизоляция автомобиля, и многое другое – но
если изначально использовался дешевый УНЧ, то никакого глобального улучшения в звуке добиться будет невозможно!
Покупатель часто сталкивается с такой ситуацией – полное отсутствие в описании автомагнитолы используемого типа УНЧ. Указывают только выходную мощность (часто завышенную), реже — диапазон воспроизводимых частот и больше вообще никакой информации по звуку. Часто и на сайте завода изготовителя, в описании магнитолы эта информация отсутствует. Это делается вот почему, производитель ставит в свои магнитолы дешевый УНЧ и, конечно же, не говорит о модели, чтобы не спугнуть покупателя. О дорогом и качественном компоненте в своем изделии, уж точно молчать не будет… Поэтому, если вы любитель качественного звучания, перед покупкой обязательно поинтересуйтесь, какой тип микросхемы используется в магнитоле. Если информация будет закрыта, хотя бывает и так, что продавцы попросту могут этого и вовсе не знать, то скорее всего это бюджетный по звуку вариант штатного головного устройства…
Мощность звука.
Полностью зависит от используемой микросхемы. И чем этот параметр больше, тем в итоге лучше, так как УНЧ воспроизводит без искажений только в начале своей Амплитудно Частотной Характеристики (АЧХ) — линейный режим работы. Именно поэтому акустику сопротивлением 2 Ом любят устанавливать в автомобили бизнес/люкс класса.
MOSFET.
При описании усилителя часто можно увидеть на магнитолах эту надпись. Если производитель не обманывает, то в его изделии используется микросхема УНЧ, которая изготовлена по технологии
MOSFET:
это технология производства составных (биполярных + полевых) на одной подложке, где на входе стоит биполярный с низкоомным входом и раскачивает высокоомный вход полевого, у которого в свою очередь очень малое сопротивление открытого перехода.
Как следствие, согласованность по входу, и выходу, а также меньше рассеиваемая мощность. То есть, меньше уровень паразитных шумов. Такая технология используется в качественных усилителях. MOSFET
— называются полевые транзисторы, характеристики которых очень хорошо подходят для применения в усилителях, так как у них не ВЧ-помех! У них считается самое лучшее соотношение сигнал/шум. Коротко, MOSFET это хорошо!
Ниже мы приводим основные типы микросхем УНЧ, используемые производителями в магнитолах. Это краткое описание поможет вам сделать правильный выбор, исходя из потребностей к качеству звука.
Хотим подчеркнуть, что критерии оценки звука для каждого индивидуальны!
Усилитель TDA 7388
Это бюджетная микросхема без выдающихся характеристик и устанавливает повсеместно во все дешевые магнитолы.
Характеристики:
- 4 канала x 41Вт МАХ при нагрузке 4Ом
- коэффициент нелинейных искажений 4 x 25Вт 4Ом (14,4В, 1КГц) -10%.
Этот усилитель нельзя использовать совместно с акустикой премиум класса, имеющих входное сопротивление 2 Ом. Усилитель воспроизводит звук достаточно посредственно. В звуковой картине явно выражено отсутствие чистых высоких и нет «мягкости низов». Если у Вас хоть немного присутствует «звуковой слух», эта модель УНЧ Вам не понравится.
Усилитель TDA 7850 MOSFET
Характеристики:
- мощность 4 канала x 50Вт/4Oм МАХ. (4х30Вт/4Oм 14.4В, 1КГц, 10 %)
- мощность 4 канала x 80Вт/2Oм МАХ. (4х55Вт/2Oм 14.4В, 1КГц, 10 %)
- изготовлен по технологии MOSFET
Усилитель отлично согласуется с акустикой 2Ом. Имеет низкий уровень паразитных шумов, высокий показатель соотношения сигнал/шум, который соответствует классу HI-FI. Дает насыщенную звуковую картину. Отличное звучание. Устанавливается в такие аппараты, как RedPower
, некоторые модели
Carmedia
,
DayStar
и другие.
Усилитель TDA 7560 MOSFET
Более дешевый аналог модели УНЧ TDA7850. Имеет схожие основные характеристики, но значительно дешевле в стоимости. Разрабатывался специально для использования в автомобиле.
Характеристики:
- мощность 4 канала x 50Вт/4Oм МАХ. (4х30Вт/4Oм 14.4В, 1КГЦ, 10 %)
- мощность 4 канала x 80Вт/2Oм МАХ. (4х55Вт/2Oм 14.4В, 1КГц, 10 %)
Согласуется с акустикой 2Ом. Воспроизводит достаточно достойно, но нет ощущения «прозрачности звука». В целом зарекомендовал себя с положительной стороны.
Усилитель TDA 7851A MOSFET
Дальнейшее развитие усилителя TDA 7850, но адаптированный специально для использования в автомагнитолах. Имеет идентичный характеристики с УНЧ 7850, но незначительно снижена выходная мощность, за счет этого производитель добился меньшего тепловыделения в ограниченном объеме магнитолы.
Характеристики:
- мощность 4 канала x 48Вт/4Oм МАХ. (4х28Вт/4Oм 14.4В, 1КГц, 10 %)
- мощность 4 канала x 72Вт/2Oм МАХ.
- изготовлен по технологии MOSFET
Усилитель отлично согласуется с акустикой 2Ом. Так же имеет наивысший класс АВ звучания, с низким уровнем искажений звука и минимизацией потерь. Встроены различные виды защит, в том числе и тепловые, осуществляется контроль токов смещения между каналами и адаптация под изменения в питающем напряжении. Отличная передача звука, четкие фронты в низком сегменте звука, нет «эффекта замылености звука» и «слипания частот» — все гармоники ярко выраженные. Как и в случае с 7850 отличный звук.
Итог
Подводя итоги, можно выделить несколько важных пунктов:
- Первое, и самое важное, как мы писали выше, критерии оценки звука очень, и очень индивидуальны! Поэтому, как рекомендует .
- Лучший звук в усилителях TDA 7850 / TDA 7851A.
- TDA 7560 тоже, хороший вариант.
- TDA 7388 вам подойдет, если качество звука в магнитоле не так важно.
