Усилитель брагина на импорте

Усилитель брагина на импорте

Предлагаемый вниманию читателей усилитель мощности ЗЧ (УМЗЧ) имеет низкий коэффициент гармоник при сравнительно простом схемном решении, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание нагрузки и не требует термостабилизации тока покоя транзисторов оконечного каскада.

Основные технические характеристики

Номинальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 60 Вт

Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 80 Вт

Номинальный диапазон частот: 20 – 20000 Гц

Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности в номинальном диапазоне частот: 0,03 %

Номинальное входное напряжение: 0,775 В

Выходное сопротивление в номинальном диапазоне частот: не более 0,08 Ом

Скорость нарастания выходного напряжения (без конденсатора С2): 40 В/мкс

Принципиальная схема усилителя показана на рисунке выше. Основное усиление по напряжению обеспечивает каскад на быстродействующем ОУ DA 1. Предоконечный каскад собран на транзисторах VT 1- VT 4. Выходной эмиттерный повторитель выполнен на транзисторах VT 5, VT 6, работающих в режиме В.

При разработке усилителя особое внимание было уделено предоконечному каскаду. С целью снижения нелинейных искажений был выбран режим АВ с относительно большим током покоя (около 20 мА). Температурная стабильность достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT 3, VT 4 резисторов сравнительно большого сопротивления R 19, R 20. Однако из-за отсутствия в предоконечном каскаде 100 %-ной ООС, при изменении его температурного режима возможны колебания тока покоя в пределах 15…25 мА, которые вполне допустимы, поскольку не нарушают эксплуатационную надежность усилителя в целом. Для компенсации возможной нестабильности напряжения база – эмиттер транзисторов VT 1, VT 2 при изменении температуры в их базовые цепи включены диоды VD 3- VD 5. Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT 3, VT 4 и через делители R 11 R 14 и R 12 R 15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT 1, VT 2. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсаторами С10, С11. Резисторы R 13, R 16 и R 19, R 20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT 5, VT 6 не превышает 3,5…4 А, причем в этом случае они не перегреваются, поскольку успевают сгореть предохранители FU 1 и FU 2 и отключить питание усилителя.

Диод VD 6, включенный между базами транзисторов VT 5, VT 6, снижает искажения типа “ступенька”. Падающее на нем напряжение (около 0,75 В) сужает интервал напряжений на эмиттерных переходах транзисторов, при которых они закрыты. Тем самым обеспечивается их открывание при меньшей амплитуде сигнала и в то же время надежное закрывание в его отсутствие. При малых сигналах в нагрузку течет ток предоконечного каскада, поступающий через резистор R 21. К выходу оконечного каскада подключен фильтр нижних частот L 1, C 14 и R 23, уменьшающий амплитуду резких всплесков сигнала (длительностью около 1 мкс) в момент переключения транзисторов выходного каскада и устраняющий колебательные процессы в выходном каскаде. Заметного влияния на скорость нарастания выходного сигнала фильтр не оказывает.

Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой (не менее 70 дБ) общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель C 3- C 5, R 3 и R 4 подается на инвертирующий вход ОУ DA 1. Конденсатор С5 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС.

Жесткая стабилизация постоянного выходного напряжения на уровне не более ±20 мВ достигнута применением в усилителе 100 %-ной ООС по постоянному току. Для снижения этого напряжения до ±1 мВ и менее необходимо сбалансировать ОУ DA 1. подключив к соответствующему выводу (в зависимости от знака напряжения) резистор R 24 или R 25 сопротивлением 200… 820 КОм.

Включенная на входе усилителя цепь R 1 C 1 ограничивает его полосу пропускания частотой 160 кГц. Максимально возможная линеаризация АЧХ УМЗЧ в полосе 10…200 Гц достигнута соответствующим выбором емкости конденсаторов С1, С3 и С4.

Усилитель может питаться как от стабилизированного, так и от нестабилизированного источника питания, причем работоспособность его сохраняется при снижении питающих напряжений до ±25 В (разумеется, с соответствующим уменьшением выходной мощности). При использовании стабилизированного источника питания следует учитывать возможность появления на выходе стабилизаторов больших (до 10 В) пульсации с частотой усиливаемого УМЗЧ сигнала при мощности, близкой к номинальной.

Усилитель собран на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, соединенной с внешними цепями разъемом МРН32-1. Транзисторы VT 3, VT 4 снабжены теплоотводами (рис.2), согнутыми из листового алюминиевого сплава толщиной 1 мм, и установлены на плате. Транзисторы оконечного каскада VT 5, VT 6 закреплены вне платы на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 400 см2 каждый. В усилителе использованы резисторы МЛТ, конденсаторы К73-17 ( C 1), KM ( C 2, C 8- C 11), К53-1 (С3, С4, С6, С7), КД (С5), МБМ (С14) и К73-16В (С12, С13). Катушка L 1 намотана проводом ПЭВ-2 0,8 в три слоя на корпусе резистора R 22 (МТ-1) и содержит 40 витков.

Читайте также:  Совместимость оперативной памяти и видеокарты

Вместо указанных на схеме можно использовать ОУ К574УД1А, К574УД1В и транзисторы тех же типов, но с индексами Г, Д ( VT 1, VT 2) и В ( VT 3- VT 6).

Усилитель, собранный из исправных деталей, почти не требует налаживания. Как указывалось выше, ток покоя транзисторов VT 3, VT 4 устанавливают при необходимости подбором резистора R 6, а минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя – резистора R 24 или R 25.

Коэффициент гармоник измерялся в полосе 20…20 000 Гц компенсационным методом. Первый выброс выходного напряжения (при отключенном конденсаторе С2) не превышал 3 %, что говорит о хорошей устойчивости усилителя.

Автор проекта: Геннадий Брагин, г. Чапаевск, Куйбышевская область

Звук, который выдает «Радиотехника-101У», не понравился мне с первого прослушивания. Приобретенный весьма дешево по случаю этот усилитель валялся у меня без дела более 15 лет. Долго не мог решить, чем заменить встроенный УНЧ-50-8, в итоге остановился на усилителе Брагина. Аргументами «за», стала относительная простота при весьма приличном качестве. Просмотрев различные модификации УМЗЧ Брагина, погоняв их в симуляторе, остановился на следующей схеме:

Схема имеет отличие от стандартного Брагина прежде всего в обвязке предвыходных транзисторов. Применение транзисторов с гарантированным коэффициентом усиления более 100, позволило увеличить сопротивление резисторов, что уменьшило тепловыделение на них, соответственно позволило использовать резисторы меньшей мощности. Еще одним достоинством парочки 2SA1837/2SC4793 является их высокочастотность, что тоже положительно сказывается на качестве усилителя. К тому же пластиковый корпус обеспечивает электроизоляцию от радиатора. Кроме того, как показывает симулятор, изменение параметров обратной связи уменьшает искажения.
Еще одним из важнейших элементов влияющих на качество усилителя является ОУ. Он обязательно должен быть быстродействующим. Из наших отлично подойдут 544УД2А и 574УД1Б. Применение низкоскоростных ОУ типа TL071 не имеет смысла, результат может быть еще хуже, чем у родного УНЧ-50-8.
Так как усиление сигнала по напряжению производится не только ОУ, но и последующими каскадами, нет необходимости задирать для ОУ напряжение питания. Вполне достаточно +/-12…13В.
В некоторых вариациях усилителя в качестве D3 используют выпрямительные диоды типа 1N400Х. Возможно, это не сказывается на качестве, но я установил там ультрабыстрый.
Из обратной связи исключен конденсатор на 2.7 пФ. Симулятор показал сложное влияние данной емкости на поведение усилителя, не точно подобранный номинал дает больше вреда, чем пользы.

Для повышения помехоустойчивости снижены сопротивления резисторов общей обратной связи. Для компенсации снижения нижней частоты среза, конденсаторы в обратной связи применены большой емкости. В этом плане отлично подходят низкоимпедансные емкости с материнских плат (отличаются от обычных золотыми или серебряными надписями) . По напряжению достаточно взять емкости на 6.3В, так как напряжение на них будет в районе нуля. Также по схеме видно, что присоединение обратной связи к массе идет через резистор, а не конденсатор как обычно. Такая перестановка резистора и конденсаторов никак не сказывается на работоспособности или параметрах усилителя, зато упрощает разводку платы.
Настройка усилителя сводится к проверке напряжения на резисторах R20 и R21. На них должно быть 0.2…0.3 вольта. При необходимости подстраивается подбором резисторов R8* и R9*.

Печатная плата для каждого канала своя.

Впрочем, различия минимальны, подключение массы сделано с разных сторон. Это позволяет для установленных рядом плат создать «звезду» массы.
Прорезь в нижней дорожке геометрически отделяет силовую массу от сигнальной.

О белых полосах на рисунке платы. Стандартная толщина фольги на стеклотекстолите составляет 0.035 мм. Для уменьшения сопротивления силовых дорожек рекомендую усилить их припайкой сверху медного провода ø0.8…1 мм. Расположение этого провода и обозначено белыми линиями.
Для снижения сопротивления сигнальной массы достаточно утолщить её припоем.

Плата разрабатывалась под КР544УД2А. В случае использования КР574УД1Б, дорожку между ногами 1 и 8 микросхемы следует удалить, а к ногам 5 и 6 припаять конденсатор 5…15 пФ.

Элементы для балансировки ОУ на плате не предусмотрены. В моем усилителе постоянка на выходе составила 5 мВ в одном канале и 12 мВ в другом, что значительно ниже допускаемых 30 мВ. Если же у кого-то возникнет желание подкорректировать, советую сделать это припаиванием постоянных резисторов с обратной стороны платы. Устанавливать для этих целей подстроечник считаю не целесообразным. Подстроечник хорош при массовом производстве, когда важна производительность. В личных же целях, лучше один раз потратить время на подбор постоянных резисторов, зато избавиться от сюрпризов подвижного контакта.

Читайте также:  Синтаксический разбор словосочетания мирный пожар

Не удалось красиво и качественно установить на плату цепочку C17-R26. Припаять её снизу платы оказалось наилучшим решением.

Обычно конденсатор в этой цепочке ставят на 0.1 мкФ или более. Мои платы с установленными емкостями на 0.01 мкФ показали абсолютную устойчивость усилителя, а грузить выход дополнительной бесполезной нагрузкой я не стал.

Плата разрабатывалась под установку отечественных резисторов типа МЛТ. В случае применения импортных резисторов, следует применять резисторы на вдвое большую мощность (касается только тех резисторов, для которых на схеме указана мощность).
Резисторы R24 и R25 конструктивно состоят из 4-х резисторов 1.2 ом на 0.5 ватт. Вначале спаивается по 2 резистора, а потом пары впаиваются в плату. Тут я не стал ничего изобретать, а использовал резисторы с выходников УНЧ-50-8. Оттуда же взята и катушка.

Установка нового усилителя требует переделки блока питания. В «Радиотехнике-101У» установлен трансформатор на 100 Вт, а используется на 80 Вт. Основная силовая вторичная обмотка рассчитана на получение постоянного напряжения +/-31В, и имеет отвод для получения +/-26В. В родной схеме на выходные каскады подается всего +/-26В. На Брагина же лучше подать большее напряжение питания. Поэтому следует поменять местами провода идущие от трансформатора на диодные мосты. Естественно, потребуется перевести на другой мост провода питания с блоков, работающих от напряжения +/-26В.

Коренным образом была переделана разводка массы. Все провода, припаянные в разных местах к корпусу, были убраны. Массы блока защиты и индикатора присоединены к массе на плате блока питания. Массы плат левого и правого канала были соединены тремя перемычками из медного провода ø0.8 мм и спаяны между собой. Эта спайка стала звездой разводки масс.

Провод, идущий вниз от звезды, приходит от массы блока питания. Провод, идущий вверх от звезды, идет на корпус усилителя к гнезду заземления. К этому же гнезду припаивается экран сетевого провода.

Массовые провода от колонок припаяны возле звезды масс с обратной стороны плат, каждая к своему каналу соответственно.

Снизу к звезде масс припаян провод, идущий на массу предусилителя-темброблока. Далее с темброблока масса идет на селектор входов.
Таким образом получаем массу, расходящуюся звездой и не имеющую замкнутых контуров.

Было проведено небольшое приборное тестирование усилителя. Результаты здесь и здесь.

Прослушивание. Усилитель точно повторяет входной сигнал. При качественном источнике звук чистый и прозрачный, хочется слушать и слушать. А вот мп3 с низким битрейтом лучше не включать. Усилитель выдаст все артефакты мп3-кодирования, которые в плохих усилителях теряются на фоне собственных искажений усилителя и не слышны.

Звук, который выдает «Радиотехника-101У», не понравился мне с первого прослушивания. Приобретенный весьма дешево по случаю этот усилитель валялся у меня без дела более 15 лет. Долго не мог решить, чем заменить встроенный УНЧ-50-8, в итоге остановился на усилителе Брагина. Аргументами «за», стала относительная простота при весьма приличном качестве. Просмотрев различные модификации УМЗЧ Брагина, погоняв их в симуляторе, остановился на следующей схеме:

Схема имеет отличие от стандартного Брагина прежде всего в обвязке предвыходных транзисторов. Применение транзисторов с гарантированным коэффициентом усиления более 100, позволило увеличить сопротивление резисторов, что уменьшило тепловыделение на них, соответственно позволило использовать резисторы меньшей мощности. Еще одним достоинством парочки 2SA1837/2SC4793 является их высокочастотность, что тоже положительно сказывается на качестве усилителя. К тому же пластиковый корпус обеспечивает электроизоляцию от радиатора. Кроме того, как показывает симулятор, изменение параметров обратной связи уменьшает искажения.
Еще одним из важнейших элементов влияющих на качество усилителя является ОУ. Он обязательно должен быть быстродействующим. Из наших отлично подойдут 544УД2А и 574УД1Б. Применение низкоскоростных ОУ типа TL071 не имеет смысла, результат может быть еще хуже, чем у родного УНЧ-50-8.
Так как усиление сигнала по напряжению производится не только ОУ, но и последующими каскадами, нет необходимости задирать для ОУ напряжение питания. Вполне достаточно +/-12…13В.
В некоторых вариациях усилителя в качестве D3 используют выпрямительные диоды типа 1N400Х. Возможно, это не сказывается на качестве, но я установил там ультрабыстрый.
Из обратной связи исключен конденсатор на 2.7 пФ. Симулятор показал сложное влияние данной емкости на поведение усилителя, не точно подобранный номинал дает больше вреда, чем пользы.

Для повышения помехоустойчивости снижены сопротивления резисторов общей обратной связи. Для компенсации снижения нижней частоты среза, конденсаторы в обратной связи применены большой емкости. В этом плане отлично подходят низкоимпедансные емкости с материнских плат (отличаются от обычных золотыми или серебряными надписями) . По напряжению достаточно взять емкости на 6.3В, так как напряжение на них будет в районе нуля. Также по схеме видно, что присоединение обратной связи к массе идет через резистор, а не конденсатор как обычно. Такая перестановка резистора и конденсаторов никак не сказывается на работоспособности или параметрах усилителя, зато упрощает разводку платы.
Настройка усилителя сводится к проверке напряжения на резисторах R20 и R21. На них должно быть 0.2…0.3 вольта. При необходимости подстраивается подбором резисторов R8* и R9*.

Читайте также:  Открытие папок в одном окне windows 7

Печатная плата для каждого канала своя.

Впрочем, различия минимальны, подключение массы сделано с разных сторон. Это позволяет для установленных рядом плат создать «звезду» массы.
Прорезь в нижней дорожке геометрически отделяет силовую массу от сигнальной.

О белых полосах на рисунке платы. Стандартная толщина фольги на стеклотекстолите составляет 0.035 мм. Для уменьшения сопротивления силовых дорожек рекомендую усилить их припайкой сверху медного провода ø0.8…1 мм. Расположение этого провода и обозначено белыми линиями.
Для снижения сопротивления сигнальной массы достаточно утолщить её припоем.

Плата разрабатывалась под КР544УД2А. В случае использования КР574УД1Б, дорожку между ногами 1 и 8 микросхемы следует удалить, а к ногам 5 и 6 припаять конденсатор 5…15 пФ.

Элементы для балансировки ОУ на плате не предусмотрены. В моем усилителе постоянка на выходе составила 5 мВ в одном канале и 12 мВ в другом, что значительно ниже допускаемых 30 мВ. Если же у кого-то возникнет желание подкорректировать, советую сделать это припаиванием постоянных резисторов с обратной стороны платы. Устанавливать для этих целей подстроечник считаю не целесообразным. Подстроечник хорош при массовом производстве, когда важна производительность. В личных же целях, лучше один раз потратить время на подбор постоянных резисторов, зато избавиться от сюрпризов подвижного контакта.

Не удалось красиво и качественно установить на плату цепочку C17-R26. Припаять её снизу платы оказалось наилучшим решением.

Обычно конденсатор в этой цепочке ставят на 0.1 мкФ или более. Мои платы с установленными емкостями на 0.01 мкФ показали абсолютную устойчивость усилителя, а грузить выход дополнительной бесполезной нагрузкой я не стал.

Плата разрабатывалась под установку отечественных резисторов типа МЛТ. В случае применения импортных резисторов, следует применять резисторы на вдвое большую мощность (касается только тех резисторов, для которых на схеме указана мощность).
Резисторы R24 и R25 конструктивно состоят из 4-х резисторов 1.2 ом на 0.5 ватт. Вначале спаивается по 2 резистора, а потом пары впаиваются в плату. Тут я не стал ничего изобретать, а использовал резисторы с выходников УНЧ-50-8. Оттуда же взята и катушка.

Установка нового усилителя требует переделки блока питания. В «Радиотехнике-101У» установлен трансформатор на 100 Вт, а используется на 80 Вт. Основная силовая вторичная обмотка рассчитана на получение постоянного напряжения +/-31В, и имеет отвод для получения +/-26В. В родной схеме на выходные каскады подается всего +/-26В. На Брагина же лучше подать большее напряжение питания. Поэтому следует поменять местами провода идущие от трансформатора на диодные мосты. Естественно, потребуется перевести на другой мост провода питания с блоков, работающих от напряжения +/-26В.

Коренным образом была переделана разводка массы. Все провода, припаянные в разных местах к корпусу, были убраны. Массы блока защиты и индикатора присоединены к массе на плате блока питания. Массы плат левого и правого канала были соединены тремя перемычками из медного провода ø0.8 мм и спаяны между собой. Эта спайка стала звездой разводки масс.

Провод, идущий вниз от звезды, приходит от массы блока питания. Провод, идущий вверх от звезды, идет на корпус усилителя к гнезду заземления. К этому же гнезду припаивается экран сетевого провода.

Массовые провода от колонок припаяны возле звезды масс с обратной стороны плат, каждая к своему каналу соответственно.

Снизу к звезде масс припаян провод, идущий на массу предусилителя-темброблока. Далее с темброблока масса идет на селектор входов.
Таким образом получаем массу, расходящуюся звездой и не имеющую замкнутых контуров.

Было проведено небольшое приборное тестирование усилителя. Результаты здесь и здесь.

Прослушивание. Усилитель точно повторяет входной сигнал. При качественном источнике звук чистый и прозрачный, хочется слушать и слушать. А вот мп3 с низким битрейтом лучше не включать. Усилитель выдаст все артефакты мп3-кодирования, которые в плохих усилителях теряются на фоне собственных искажений усилителя и не слышны.

Ссылка на основную публикацию
Усики для автомобильной антенны
Убираясь в бардачке я наткнулся на ремкомплект антенных усиков — лежит наверно уже полгода, всё наклеить не могу, то забываю,...
Телефонный шлюз что это
VoIP-шлюз — это межсетевой шлюз, предназначенный для перевода трафика между сетями различных типов. VoIP-шлюзы можно разделить на многоканальные и одноканальные:...
Телефонная клавиатура на компьютере
Виртуальная клавиатура выручит Вас, когда выйдет из строя основное физическое устройство ввода, полностью или частично ( поломается несколько клавиш )....
Усиление сигнала интернета на даче своими руками
С наступление дачного сезона, я озадачился установкой хорошего скоростного интернет на даче, у нас голосовая связь работает без проблем, а...
Adblock detector