Самодельные усилители звука своими руками. Собираем самодельный усилитель низкой частоты

Усилитель звуковой частоты или усилитель низкой частоты, что бы разобраться как он всё таки работает и зачем там так много всяких транзисторов, резисторов и конденсаторов, нужно понять как работает каждый элемент и попробовать узнать как эти элементы устроены. Для того что бы собрать примитивный усилитель нам понадобятся три вида электронных элементов: резисторы, конденсаторы и конечно транзисторы.

Резистор

Верхний вариант обозначения принят в США, нижний в России и в Европе.

Конденсатор

Транзистор

На контакте базы и эмиттера появится электромагнитное поле, которое буквально вырывает электроны с внешней орбиты атомов базы и переносит их в эмиттер. Свободные электроны оставляют за собой дырки, и занимают вакантные места уже в эмиттере. Это же электромагнитное поле оказывает такое же воздействие на атомы коллектора, а так как база в транзисторе достаточно тонкая относительно эмиттера и коллектора, электроны коллектора достаточно легко проходят сквозь неё в эмиттер, причём в гораздо большем количестве чем из базы.

Если же мы отключим напряжение от базы, то никакого электромагнитного поля не будет, а база будет выполнять роль диэлектрика, и транзистор будет закрыт. Таким образом при подаче на базу достаточно малого напряжения, мы можем контролировать большее поданное напряжение на эмиттер и коллектор.

Рассмотренный нами транзистор pnp -типа, так как у него две p -зоны и одна n -зона. Так же существуют npn -транзисторы, принцип действия в них такой же, но электрический ток течёт в них в противоположную сторону, чем в рассмотренном нами транзисторе. Вот так биполярные транзисторы обозначаются на электрических схемах, стрелка указывает направление тока:

УНЧ

А что бы заработал самый простой 4-х омный 10 ваттный динамик, нам нужно увеличить амплитуду сигнала до 6 вольт, при силе тока I = U / R = 6 / 4 = 1,5 A.

Итак, попробуем подключить наш сигнал к транзистору. Вспомните нашу схему с транзистором и двумя батарейками, теперь вместо 1,5 вольтовой батарейки у нас у нас сигнал линейного выхода. Резистор R1 выполняет роль нагрузки, дабы не было короткого замыкания и наш транзистор не сгорел.

Но тут возникают сразу две проблемы, во-первых наш транзистор npn -типа, и открывается только при положительном значении полуволны, а при отрицательном закрывается.

Во-вторых транзистор, как и любой полупроводниковый прибор имеет нелинейные характеристики в отношении напряжения и тока и чем меньше значения тока и напряжения тем сильнее эти искажения:

Мало того что от нашего сигнала осталась только полуволна, так она ещё и будет искажена:

Это есть так называемое искажение типа ступенька.

Чтобы избавиться от этих проблем, нам нужно сместить наш сигнал в рабочую зону транзистора, где поместится вся синусоида сигнала и нелинейные искажения будут незначительны. Для этого подают на базу напряжение смещения, допустим в 1 вольт, с помощью составленного из двух резисторов R2 и R3 делителя напряжения.

А наш сигнал входящий в транзистор будет выглядеть вот так:

Теперь нам нужно изъять наш полезный сигнал с коллектора транзистора. Для этого установим конденсатор C1:

Как мы помним конденсатор пропускает переменный ток и не пропускает постоянный, поэтому он нам будет служить фильтром пропускающим только наш полезный сигнал - нашу синусоиду. А постоянная составляющая не прошедшая через конденсатор будет рассеиваться на резисторе R1. Переменный же ток, наш полезный сигнал, будет стремиться пройти через конденсатор, так сопротивление конденсатора для него ничтожно мало по сравнению с резистором R1.

Вот и получился первый транзисторный каскад нашего усилителя. Но существуют ещё два маленьких нюанса:

Мы не знаем на 100% какой сигнал входит в усилитель, вдруг всё таки источник сигнала неисправен, всякое бывает, опять же статическое электричество или вместе с полезным сигналом проходит постоянное напряжение. Это может стать причиной не правильной работы транзистора или даже спровоцировать его поломку. Для этого установим конденсатор С2, он подобно конденсатору С1 будет блокировать постоянный электрический ток, а так же ограниченная ёмкость конденсатора не будет пропускать пики большой амплитуды, которые могут испортить транзистор. Такие скачки напряжения обычно происходят при включении или отключении устройства.

И второй нюанс, любому источнику сигнала требуется определённая конкретная нагрузка (сопротивление). По этому для нас важно входное сопротивление каскада. Для регулировки входного сопротивления добавим в цепь эмиттера резистор R4:

Теперь мы знаем назначение каждого резистора и конденсатора в транзисторном каскаде. Давайте теперь попробуем рассчитать какие номиналы элементов нужно использовать для него.

Исходные данные:

• U = 12 В - напряжение питания;
• U бэ ~ 1 В - Напряжение эмиттер-база рабочей точки транзистора;

• P max = 200 мВт - максимальная рассеиваемая мощность;
• I max = 100 мА - максимальный постоянный ток коллектора;
• U max = 18 В - макcимально допустимое напряжение коллектор-база / коллектор-эмиттер (У нас напряжение питания 12 В, так что хватает с запасом);
• U эб = 5 В - макcимально допустимое напряжение эмиттер-база (наше напряжение 1 вольт ± 0,5 вольта);
• h21 = 75-225 - коэффициент усиления тока базы, принимается минимальное значение - 75;

1. Рассчитываем максимальную статическую мощность транзистора, её берут на 20% меньше максимальной рассеиваемой мощности, дабы наш транзистор не работал на пределе своих возможностей:

   P ст.max = 0,8*P max = 0,8 * 200мВт = 160 мВт;

2. Определим ток коллектора в статическом режиме (без сигнала), не смотря на что на базу не подаётся напряжение через транзистор всё равно в малой степени протекает электрический ток.

   I к0 = P ст.max / U кэ , где U кэ - напряжение перехода коллектор-эмиттер. На транзисторе рассеивается половина напряжения питания, вторая половина будет рассеиваться на резисторах:

   U кэ = U / 2;

   I к0 = P ст.max / (U / 2) = 160 мВт / (12В / 2) = 26,7 mA;

3. Теперь рассчитаем сопротивление нагрузки, изначально у нас был один резистор R1, который выполнял эту роль, но так как мы добавили резистор R4 для увеличения входного сопротивления каскада, теперь сопротивление нагрузки будет складываться из R1 и R4:

   R н = R1 + R4 , где R н - общее сопротивление нагрузки;

   Отношение между R1 и R4 обычно принимается 1 к 10:

   R1 = R4 *10;

   Рассчитаем сопротивление нагрузки:

   R1 + R4 = (U / 2) / I к0 = (12В / 2) / 26,7 mA = (12В / 2) / 0,0267 А = 224,7 Ом;

   Ближайшие номиналы резисторов это 200 и 27 Ом. R1 = 200 Ом, а R4 = 27 Ом.

4. Теперь найдем напряжение на коллекторе транзистора без сигнала:

   U к0 = (U кэ0 + I к0 * R4 ) = (U - I к0 * R1 ) = (12В -0,0267 А * 200 Ом) = 6,7 В;

5. Ток базы управления транзистором:

   I б = I к / h21 , где I к - ток коллектора;

   I к = (U / R н );

   I б = (U / R н ) / h21 = (12В / (200 Ом + 27 Ом)) / 75 = 0,0007 А = 0,07 mA;

6. Полный ток базы определяется напряжением смещения на базе, которое устанавливается делителем R2 и R3 . Ток задаваемый делителем должен быть в 5-10 раз больше тока управления базы (I б ), что бы собственно ток управления базы не влиял на напряжение смещения. Таким образом для значения тока делителя (I дел ) принимаем 0,7 mA и рассчитываем R2 и R3 :

   R2 + R3 = U / I дел = 12В / 0,007 = 1714,3 Ом

7. Теперь рассчитаем напряжение на эмиттере в состоянии покоя транзистора (U э ):

   U э = I к0 * R4 = 0,0267 А * 27 Ом = 0,72 В

   Да, I к0 ток покоя коллектора, но этот же ток проходит и через эмиттер, так что I к0 считают током покоя всего транзистора.

8. Рассчитываем полное напряжение на базе (U б ) с учётом напряжения смещения (U см = 1В):

   U б = U э + U см = 0,72 + 1 = 1,72 В

   Теперь с помощью формулы делителя напряжения находим значения резисторов R2 и R3 :

   R3 = (R2 + R3 ) * U б / U = 1714,3 Ом * 1,72 В / 12 В = 245,7 Ом;

   Ближайший номинал резистора 250 Ом;

   R2 = (R2 + R3 ) - R3 = 1714,3 Ом - 250 Ом = 1464,3 Ом;

   Номинал резистора выбираем в сторону уменьшения, ближайший R2 = 1,3 кОм.

9. Конденсаторы С1 и С2 обычно устанавливают не менее 5 мкФ. Ёмкость выбирается такой что бы конденсатор не успевал перезаряжаться.

Заключение

Рассмотренный расчёт довольно поверхностный и такая схема усиления конечно же не используется в строении усилителей, мы не должны забывать о диапазоне пропускаемых частот, искажениях и многом другом.

После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.

Начнем с более мощной схемы.

Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.

Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.

Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.

Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.

Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.

Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.

Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.

Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.

Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.

Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.

Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.

В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.

Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.

И наконец – третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.

Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.

Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.

Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.

Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.

Усилительный блок любительского радиокомплекса
Основные технические характеристики усилителя мощности:
Номинальная выходная мощность, Вт, ..........................2x25 (2x60)
Полоса мощности, кГц........................................... 0,02...150(100)
Номинальное входное напряжение, В.................................... 1(1)
Коэффициент гармоник, %, на частоте, кГц:
1 .............................................................................. 0,1(0,1)
2 ............................................................................ 0,14(0,55)
10 ............................................................................ 0,2(0,9)
20 ............................................................................. 0,35(1,58)
Коэффициент интермодуляционных искажений, %,......... 0,3(0,47)
Входное сопротивление, кОм............................................... 150
Ток покоя выходного каскада, мА......................................... 50(50)
Каскад усиления напряжения сигнала выполнен на ОУ А1. Как видно из схемы, в цепь его питания подается часть выходного сигнала через цепь R6C3C4R4R5 (вместе со стабилитронами V6, V7 элементы этой цепи, кроме резистора R6, обеспечивают стабилизацию и фильтрацию питающих напряжений). В результате напряжения на выводах питания ОУ при максимальном сигнале смещаются (относительно общего провода) в соответствующую сторону и размах выходного сигнала ОУ значительно увеличивается. Возникающие при этом на входах ОУ большие синфазные сигналы не представляют собой опасности, так как ОУ их хорошо подавляет (типичное значение коэффициента ослабления 70...90 дБ). При подаче сигнала на инвертирующий вход стабилизированные напряжения питания не должны превышать +-28 В, на инвертирующих - значения, равного (11вх+28 В), где 11вх -амплитуда входного сигнала. Неиспользуемый вход в любом случае необходимо соединить с общим проводом. ОУ К140УД8А в усилители мощности можно заменить на К140УД8Б, К140УД6, К140УД10, К140УД11, К544УД1. Худшие результаты дает применение ОУ К140УД7. Вовсе не рекомендуется использовать ОУ К140УД1Б, К140УД2А, К140УД2Б, К153УД1. Вместо стабилитронов КС518А можно применить соединенные последовательно стабилитроны Д814А, Д814Б с общим напряжением стабилизации около 18В.

Высококачественный УНЧ

Описываемый ниже усилитель пригоден для усиления мощных звуковых сигналов в составе звуковоспроизводящих установок высокого класса, а также для использования в качестве мощного широкополосного операционного усилителя.
Основные технические характеристики усилителя:
Номинальная выходная мощность, Вт, при сопротивлении нагрузки,
Ом: 8..........................................................................................48
4..........................................................................................60
Диапазон воспроизводимых частот при неравномерности АЧХ не более 0,5 дБ и выходной мощности 2 Вт, Гц..................10...200000
Коэффициент нелинейных искажений при номинальной мощности
в диапазоне 20...20000 Гц, %....................................................0,05
Номинальное входное напряжение, В.................................. 0,8
Входное сопротивление, кОм......................................................47
Выходное сопротивление, Ом..................................................0,02
Входной каскад усилителя представляет собой два дифференциальных усилителя (включенных параллельно), выполненных на транзисторах VT1, VT3 и VT2, VT4 противоположной структуры. Генераторы тока на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают стабильность значений (около 1 мА) суммарных эмиттерных токов дифференциальных пар, а также развязку по цепям питания. Сигнал на выходной усилитель подается с управляемых генераторов тока (VT7, VT7), которые работают противофазно. Такое включение увиличило ток "раскачки" в два раза, снизило нелинейные искажения и улучшило частотные свойства усилителя в целом. Каждое из плеч симметричного выходного усилителя выполнено по схеме Дарлингтона, и представляет собой трехкаскадный усилитель (в двух каскадах транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и в одном - с общим коллектором). Усилитель охвачен частотно - зависимой ООС, определяющей его коэффициент передачи по напряжению, который в звуковом диапазоне близок к трем. Так как сигнал обратной связи, снимаемый с резистора R39 (R40), пропорционален изменениям тока выходного транзистора, то дополнительно осуществляется довольно жесткая стабилизация рабочей точки этого транзистора. Напряжение смещения выходной ступени определяется сопротивлением перехода коллектор - эмиттер транзистора VT9 и регулируется резистором R24. Напряжение смещения термостабилизировано диодом VD4, который закреплен на теплоотводе одного из мощных транзисторов.
Элементы коррекции R16, С4, С6 - С11 обеспечивают устойчивость усилителя и выравнивают его АЧХ. Пассивный фильтр низких частот R2C1 предотвращает попадание на вход радиочастотных сигналов. Цепочка C12R45L1R47 компенсирует реактивную составляющую сопротивления нагрузки. На транзисторах VT12 и VT13 собран узел защиты выходных транзисторов от перегрузок по току и напряжению. Резистор R1 позволяет при необходимости ограничить выходную мощность в соответствии с уровнем сигнала от предварительного усилителя и возможностями применяемого громкоговорителя.
В усилителе можно использовать и другие маломощные высокочастотные кремниевые транзисторы, например КТ342А, КТ342Б и КТ313Б, КТ315 и КТ361 (с индексами от В до Е). Транзисторы VT14 и VT15 (возможная замена - КТ816В, КТ816Г и КТ817В, КТ817Г или КТ626В и КТ904А) снабжены ребристыми теплоотводами размерами 23x25x12 мм. В качестве выходных можно применить транзисторы КТ818ГМ и КТ819ГМ, которые позволяют при повышении напряжения питания получать мощности свыше 70 Вт. Стабилитрон VD1 может быть также Д816Г или 2С536А, VD2 и VD3 - КС147А (при соответствующей коррекции сопротивлений резисторов R11 и R14).

Усилитель мощности ЗЧ

Номинальная (максимальная) мощность, Вт..................... 60(80)
Номинальный диапазон частот, Гц................................ 20...20000
Коэффициент гармоник в номинальном диапазоне частот, % 0,03
Номинальное входное напряжение, В.....................................0,775
Выходное сопротивление, Ом, не более................................. 0,08
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс............. 40
Основное усиление по напряжению обеспечивает каскад на быстродействующем ОУ DA1. Предоконечный каскад усилителя собран на транзисторах VT1 - VT4. В отличие от прототипа, в описываемый усилитель добавлен выходной эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах VT5, VT6, работающих в режиме «В». Температурная стабильность достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT3, VT4 резисторов сравнительно большего сопротивления R19, R20. Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT3, VT4 и через делители R11R14 и R12R15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT1, VT2. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечивается конденсаторами СЮ, С11. Резисторы R13, R16 и R19, R20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT5, VT6 не превышает 3,5...4 А, причем в этом случае они не перегреваются, поскольку успевают сгореть предохранители FU1 и FU2 и отключить питание усилителя.
Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой (не менее 70 дБ) общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель C3C5R3R4 подается на инвертирующий вход ОУ DA1. Конденсатор С5 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС. Включенная на входе усилителя цепь R1C1 ограничивает его полосу пропускания частотой 160 кГц. Максимально возможная линеаризация АЧХУМЗЧ в полосе 10...200 Гц достигнута соответствующим выбором емкости конденсаторов С1,СЗ, С4.
Вместо указанных на схеме можно использовать ОУ К574УД1А, К574УД1В и транзисторы тех же типов, что и на схеме, но с индексами Г, Д (VT1, VT2) и В (VT3 - VT6).

УМЗЧ с выходным каскадом на полевых транзисторах

Основные технические характеристики:
Номинальная (максимальная) выходная мощность, Вт.. 45(65)
Коэффициент гармоник, %, не более,.................................... 0,01
Номинальное входное напряжение, мВ............................ 775
Номинальные диапазон частот, Гц, ......................... 20...100000
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, ................60
Отношение сигнал/шум, дБ..................................................... 100
Входной каскад усилителя выполнен на ОУ DA1. Для увеличения амплитуды выходного напряжения применено управление выходными транзисторами УМЗЧ по цепям питания ОУ. Выходной сигнал снимается с положительного вывода питания DA1 и через включенный по схеме с ОБ транзистор VT1 подается на один из входов дифференциального каскада на транзисторах VT2, VT4. На второй его вход поступает стабилизированное напряжение с делителя, образованного диодами VD2 - VD5 и резистором R13.
Описываемый усилитель не требует принятия каких - либо специальных мер для защиты выходных транзисторов от коротких замыканий в нагрузке, поскольку максимальное напряжение между истоком и затвором только в два раза превышает это же напряжение в режиме покоя и соответствует току через выходной транзистор примерно 9 А. Такой ток примененные транзисторы надежно выдерживают в течение того времени, которое необходимо для перегорания предохранителей и отключения УМЗЧ от источника питания.
Катушка L1 намотана в один слой на тороидальном каркасе с наружным диаметром 20, внутренним 10 и высотой 10 мм и содержит 28 витков провода ПЭВ-2 1,0.
В УМЗЧ желательно использовать ОУ КР544УД2А, как самый широкополосный отечественный ОУ с внутренней частотной коррекцией. Транзисторы КТ3108А заменимы КТ313А, КТ313Б, а КП912Б - КП912А и КП913, КП920А.

Высококачественный усилитель мощности

При проектировании описываемого ниже усилителя за основу был взят усилитель "Квод - 405", удачно сочетающий в себе высокие технические характеристики и схемную простоту. Структурная схема усилителя в основном осталась неизменной, исключены лишь устройства защиты транзисторов выходного каскада от перегрузки. Практика показала, что устройства такого рода не исключают полностью отказов транзисторов, но нередко вносят нелинейные искажения при максимальной выходной мощности. Ток транзисторов можно ограничить и иначе, например, используя защиту от перегрузки по току в стабилизаторах напряжения. В то же время представляется целесообразной защита громкоговорителей при выходе из строя усилителя или источников питания. Для улучшения симметрии усилителя выходной каскад выполнен на комплементарной паре транзисторов, а для уменьшения нелинейных искажений типа "ступенька" между базами транзисторов VT9, VT10 включены диоды VD5, VD6. При этом обеспечивается достаточно надежное закрывание транзисторов выходного каскада в отсутствие сигнала. Незначительно изменена входная цепь. В качестве сигнального использован неинвертирующий вход ОУ DA1, что позволило увеличить входное сопротивление усилителя (оно определяется сопротивлением резистора R1 и равно 100 кОм.) Следует, однако отметить, что и в неинвертирующем варианте устойчивость усилителя остается высокой. Для предотвращения щелчков в громкоговорителях, обусловленных переходными процессами при включении питания, а также для защиты громкоговорителей от постоянного напряжения при выходе из строя усилителя или источников питания применено простое, хорошо зарекомендовавшее себя устройство (VT6 - VT8), используемое в промышленном усилителе "Бриг - 001". При срабатывании этого устройства загорается одна из ламп HL1, HL2, сигнализируя о наличии на выходе усилителя постоянного напряжения той или иной полярности. В основном схема описываемого усилителя не отличается от схемы усилителя "Квод -405". Катушки намотаны проводом ПЭВ-2 1,0 на каркасах диаметром 10 мм и содержат: L1 и L3 - по 50 витков (индуктивность - 5...7 мкГн), L2 - 30 витков (3 мкГн).
Вместо указанных на схеме в усилителе можно использовать ОУ К574УД1Б, К574УД1В, К544УД2, а также (при некотором ухудшении параметров) К544УД1 и К140УД8А - К140УД8В; транзисторы КТ312В, KT373A(VT2), KT3107B, КТ3107И, КТ313Б, КТ361В, КТ361К (VT1, VT3, VT4), КТ315В (VT6, VT8), КТ801А, КТ801Б (VT7). Каждый из транзисторов КТ825Г можно заменить составными транзисторами КТ814В, КТ814Г+КТ818В, КТ818Г, а КТ827А -составными транзисторами КТ815В, КТ815Г+КТ819В, КТ819Г. Диоды VD3 - VD6, VD11, VD12 - любые кремниевые с максимальным прямым током не менее 100 мА, VD7 - VD10 - то же, но с максимальным током не менее 50 мА. При отсутствии стабилитронов КС515А допустимо использовать соединенные последовательно стабилитроны Д814А, Д814Б или КС175А.

Максимальная выходная мощность, Вт, на нагрузке 4 Ом..... 2x70
Номинальное входное напряжение, В..................................... 0,2
Верхняя граница диапазона частот, кГц.................................... 50
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс..............5,5
Отношение сигнал/шум (невзвешенное), дБ............................... 80
Коэффициент гармоник, %, не более, ........................................0,05

Усилитель с многопетлевой ООС

Основные технические характеристики:
Номинальный диапазон частот, Гц, ............................... 20...20000
Номинальное сопротивление нагрузки, Ом................................... 4
Номинальная (максимальная) вых. мощность, Вт, при сопротивлении нагрузки, Ом:
4 .................................................................................. 70(100)
8 ........................................................................................40(60)
Диапазон частот, Гц, ..................................................... 5...100000
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее... 15 Коэффициент гармоник, %, не более, на частоте, Гц:
20...5000 .................................................................................. 0,001
10000 ................................................................................ 0,003
20000 ................................................................................. 0,01
Коэффициент гармоник, %, не более, ...................................... 0,01
Номинальное входное напряжение, В.......................................... 1
Входное сопротивление, кОм, не менее, ...................................... 47
Первый каскад собран на операционном усилителе (ОУ) DA1, остальные - на транзисторах (второй и третий - соответственно на VT1, VT3, четвертый - на VT8, VT11 и VT10, VT12, пятый - на VT13, VT14). В четвертом (предоконечном) каскаде использованы транзисторы разной структуры, включенные по схеме составного эмиттерного повторителя, что позволило ввести в него местную ООС и таким образом повысить линейность и снизить выходное сопротивление. Для снижения переходных искажений на высоких частотах выходной каскад работает в режиме АВ, а сопротивление резисторов цепей смещения (R30, R33) ограничены величиной 15 Ом. Все транзисторные каскады усилителя охвачены цепью местной ООС глубиной не менее 50 дБ. Напряжение ООС снимается с выхода усилителя и через делитель R10R12 подается в цепь эмиттера транзистора VT1. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсатором С4. Введение местной ООС позволило даже при самых неблагоприятных сочетаниях усилительных свойств транзисторов ограничить коэффициент гармоник этой части усилителя величиной 0,2%. Устройство защиты состоит из триггера на транзисторах VT6, VT7 и порогового элемента на транзисторе VT9. Как только ток через любой из выходных транзисторов превысит 8...9 А, транзистор VT9 открывается, и его коллекторный ток открывает транзисторы триггера VT6, VT7.

Усилитель мощности ЗЧ

Предлагаемый вниманию радиолюбителей усилитель ЗЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке, не требует выносных элементов термостабилизации тока транзисторов выходного каскада.
Основные технические характеристики:
Максимальная мощность на нагрузке 4 Ом, Вт........................... 80
Номинальный диапазон частот, Гц...................................20....20000
Коэффициент гармоник при максимальной выходной мощности 80 Вт, %, на частоте:
1 кГц................................................................................. 0,002
20..................................................................................... 0,004
Коэффициент интермодуляционных искажений, %..................0,0015
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс....................40
Для увеличения входного сопротивления в усилитель ЗЧ введены транзисторы VT1, VT2. Это облегчило работу ОУ DA1 и позволило обеспечить стабильное напряжение база - эмиттер транзисторов VT3, VT4 при изменении температуры.
Резистором R14 устанавливается симметрия плеч выходного каскада усилителя.

Простой усилитель мощности

Основные технические характеристики:
Входное напряжение, В..............................................................1,8
Входное сопротивление, кОм.....................................................10
Номинальная выходная мощность, Вт, ......................................... 90
Номинальный диапазон частот, Гц................................ 10...20000
Коэффициент гармоник, %, на частоте, Гц:
200 .................................................................................... 0,01
2000 ............................................................................ 0,018
20000 ............................................................................... 0,18
Относительный уровень шумов, дБ, не более......................... -90
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс................. 17
Усилитель мощности состоит из каскада усиления напряжения на быстродействующем ОУ DA1 и выходного камскада на транзисторах VT1 - VT4. Транзисторы комплементарной пары предоконечного каскада (VT1 - VT2) включены по схеме с общей базой, а оконечного (VT3 - VT4) - с общим эмиттером. Такое включение мощных составных транзисторов оконечного каскада обеспечивает усиление сигнала не только по току, но и по напряжению. Симметричность плеч выходного каскада способствует снижению вносимых усилителем нелинейных искажений. С этой же целью он охвачен цепью общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через резистор R3 подается на неинвертирующий вход ОУ. Конденсаторы С4, С5, шунтирующие резисторы R6, R7 снижают искажения типа "ступенька". Цепь R12C6 предотвращает самовозбуждение усилителя в области высших звуковых частот и повышает устойчивость его работы при реактивном характере нагрузки. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R2, R3. При указанных на схеме номиналах он равен 10.
Для питания усилителя подойдет любой нестабилизированный двуполярный источник напряжением 25...45 В. Вместо транзисторов КТ503Д можно использовать КТ503Е, вместо КТ502Д - КТ502Е. Транзисторы КТ827Б и КТ825Д можно заменить составными из транзисторов КТ817Г + КТ819ГМ и КТ816Г + КТ818ГМ соответственно.

Усилитель мощности на 200 Вт с блоком питания

Основные технические характеристики:
Номинальный диапазон частот, Гц............................... 20...20000
Максимальная выходная мощность, Вт, на нагрузке 4 Ом........ 200
Коэффициент гармоник, %, при выходной мощности 0,5..150 Вт на частоте, кГц
1 ..........................................................................................0,1
10 .................................................................................... 0,15
20 .................................................................................... 0,2
КПД, %............................................................................................. 68
Номинальное входное напряжение, В............................................ 1
Входное сопротивление, кОм................................................ 10
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс................... 10
Каскад предварительного усиления выполнен на быстродействующем ОУ DA1 (К544УД2Б), который наряду с необходимым усилением по напряжению обеспечивает устойчивую работу усилителя с глубокой ООС. Резистор обратной связи R5 и резистор R1 определяет коэффициент усиления усилителя. Выходной каскад выполнен на транзисторах VT1 - VT8. Стабилитроны VD1, VD2 стабилизируют напряжение питания ОУ, которое одновременно используется для создания необходимого напряжения смещения выходного каскада. Конденсаторы С4, С5 -корректирующие. С увеличением емкости конденсатора С5 растет устойчивость усилителя, но одновременно увиличиваются нелинейные искажения, особенно на высших звуковых частотах. Усилитель сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 25 В.
В качестве источника питания можно использовать обычный двуполярный блок питания, принципиальная схема которого Мощные составные транзисторы VT7 и VT8, включенные по схеме эмиттерных повторителей, обеспечивают достаточно хорошую фильтрацию пульсаций напряжения питания с частотой сети и стабилизацию выходного напряжения благодаря установленным в цепи базы транзисторов стабилитронам VD5 - VD10. Элементы L1, L2, R16, R17, С11, С12 устраняют возможность возникновения высокочастотной генерации. Резисторы R7, R12 блока питания представляют собой отрезок медного провода ПЭЛ, ПЭВ-1 или ПЭЛШО диаметром 0,33 и длиной 150 мм, намотанного на корпусе резистора МЛТ-1. Трансформатор питания выполнен на тороидальном магнитопроводе из электротехнической стали Э320, толщиной 0,35 мм, ширина ленты 40 мм, внутренний диаметр магнитопровода 80, наружный - 130 мм. Сетевая обмотка содержит 700 витков провода ПЭЛШО 0.47, вторичная - 2x130 витков провода ПЭЛШО 1,2 мм.
Вместо ОУ К544УД2Б можно использовать К544УД2А, К140УД11 или К574УД1. Каждый из транзисторов КТ825Г можно заменить составными транзисторами КТ814Г, КТ818Г, а КТ827А-составными транзисторами КТ815Г, КТ819Г. Диоды VD3 - VD6 УМЗЧ можно заменить любыми высокочастотными кремниевыми диодами, VD7, VD8 - любыми кремниевыми с максимальным прямым током не менее 100 мА. Вместо стабилитронов КС515А можно использовать соединенные последовательно стабилитроны Д814А (Б, В, Г, Д) и КС512А.

БП

Усилитель низкой частоты (УНЧ) это такое устройство для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеческим ухом диапазону частот, т.е УНЧ должны усиливать в диапазоне частот от 20 ГЦ до 20 кГц, но некоторые УНЧ могут иметь диапазон и до 200 кГц. УНЧ может быть собран в виде самостоятельного устройства, или использоваться в более сложных устройствах - телевизорах, радиоприёмниках, магнитолах и т.п

Особенность этой схемы в том, что 11 вывод микросхемы TDA1552 управляет режимами работы - Обычным или MUTE.

С1, С2 - проходные блокировочные конденсаторы, используются для отсекания постоянной составляющей синусоидального сигнала. Электролитические конденсаторы лучше не использовать. Микросхему TDA1552 желательно разместить на радиаторе с использованием теплопроводящей пасты.

В принципе представленные схемы является мостовыми, т.к в одном корпусе микросборки TDA1558Q имеется 4 канала усиления, поэтому выводы 1 - 2, и 16 - 17 соединены попарно, и на них поступают входные сигналы обоих каналов через конденсаторы С1 и С2. Но если вам нужен силитель на четыре колонки, тогда можно воспользоваться вариантом схемы ниже, правда мощность при этом будет в 2 раза меньше на канал.

Основа конструкции микросборка TDA1560Q класса H. Максимальная мощность такого УНЧ достигает 40 Вт, при нагрузки в 8 Ом. Такая мощность обеспечивается увеличенным напряжением примерно в два раза, благодаря работе емкостей.

Выходная мощность усилителя в первой схеме собранного на TDA2030- 60Вт при нагрузке 4 Ома и 80Вт при нагрузке 2 Ома; TDA2030А 80Вт при нагрузке 4 Ома и 120Вт при нагрузке 2 Ома. Вторая схема рассмотренного УНЧ уже с выходной мощностью 14 Ватт.

Это типовой двух канальный УНЧ. С небольшой обвязкой из пассивных радиокомпонентов на этой микросхеме можно собрать превосходный стереоусилитель с выходной мощностью на каждом канале 1 Вт.

Микросборка TDA7265 - представляет из себя достаточно мощный двухканальный Hi-Fi усилитель класса АВ в типовом корпусе Multiwatt, микросхема нашла свою нишу в высококачественной стерео технике, Hi-Fi класса. Проста схемы включения и отличные параметры сделали TDA7265 прекрасно сбалансированным и великолепным решением при построении радиолюбительской высококачественной аудио аппаратуры.

Микросборка представляет собой счетверенный усилитель класса AB, разработанный специально для использования в автомобильных аудиоустройствах. На основе этой микросхемы можно построить несколько качественных вариантов УНЧ с задействованием минимума радиокомпонентов. Микросхему можно посоветовать начинающим радиолюбителям, для домашней сборки различных акустических систем.

Основным достоинством схемы усилителя на этой микросборке является наличие в ней четырех независимых друг от друга каналов. Работает данный усилитель мощности в режиме AB. Ее можно применять для усиления различных стерео сигналов. При желании можно подсоединить к акустической системе автомобиля, либо персонального компьютера.

TDA8560Q является всего лишь более мощным аналогом широко известной радиолюбителям микросхемы TDA1557Q. Разработчики только усилили выходной каскад, благодоря чему УНЧ отлично подходит к двух омной нагрузке.

Микросборка LM386, это готовый усилитель мощности, который можно применять в конструкциях с низким питающим напряжением. Например при питании схемы от аккумуляторной батареи. LM386 имеет коэффициент усиления по напряжению около 20. Но подключая внешние сопротивления и емкости можно регулировать усиление до 200, а напряжение на выходе автоматически становится равным половине питающего.

Микросборка LM3886 является усилителем высокого качества с мощностью на выходе 68 ватт при 4 Ом нагрузке или 50 ватт на 8 Ом. В пиковый момент мощность на выходе способна достигать значения в 135 Вт. К микросхеме применим широкий диапазон напряжений от 20 до 94 вольт. Причем можно использовать как двуполярные, так и однополярные блоки питания. Коэффициент гармоник УНЧ составляет 0,03 %. Причем это по всему частотному интервалу от 20 до 20000 Гц.

В схеме используются две ИС в типовом включении - КР548УH1 в качестве микpофонного усилителя (устанавливается в тангенте) и (TDA2005) в мостовомвключении в качестве оконечного усилителя (устанавливается в коpпусе сиpены вместо pодной платы). В качестве акустического излучателся используется доpаботанная сиpена от сигнализации с магнитной головкой (пьезоизлучатели не годятся). Доpаботка заключается в pазбиpании сиpены и выкидывании pодной пищалки с усилителем. Микpофон - электpодинамический. Пpи использовании электpетного микpофона (напpимеp, от китайских телефонных тpубок), точку соединения микpофона с конденсатоpом нужно чеpез pезистоp ~4.7К подключить к +12В (после кнопки!). Резистоp 100К в цепи обpатной связи К548УH1 пpи этом лучше поставить сопpотивлением ~30-47К. Данный pезистоp используется для настpойки гpомкости. Микpосхему TDA2004 лучше установить на небольшой pадиатоp.

Испытывать и эксплуатиpовать - с излучателем под капотом, а тангентой в салоне. Иначе неизбежен визг из-за самовозбуждения. Подстpоечным pезистоpом устанавливается уpовень гpомкости, чтобы не было сильных искажений звука и самовозбуждения. Пpи недостаточной гpомкости (напpимеp, плохой микpофон) и явном запасе мощности излучателя можно повысить усиление микpофонного усилителя, увеличив в несколько pаз номинал подстpоечника в цепи обpатной связи (тот, котоpый по схеме 100К). По-хорошему - нужен бы еще пpимамбас, не дающий схеме самовозбуждаться - фазосдвигающая цепочка какая-нибудь или фильтp на частоту возбуждения. Хотя схема и без усложнений работает отлично