Search the Community

Начинаем разговор о гитарах статьей Питера Смита из журнала Silicon Chip о эффекте дисторшена для гитары WidgyBox. Рис. 1. Схема использует три недорогих операционных усилителя (IC1-IC3) и работает от 9-вольтовой батареи. Диоды Шоттки D1 и D2 обеспечивают функцию мягкого ограничения, а IC1b обеспечивает жесткое ограничение, в зависимости от настройки VR1. Рис.2: умеренное мягкое отсечение. Верхняя осциллограмма показывает сигнал на операционном усилителе IC1b, а нижняя осциллограмма показывает сигнал на ограничивающих диодах (D1 и D2). Обратите внимание на плавные пики сигнала. Сжатие уже достаточно заметно, приближаясь к соотношению 2:1. Рис. 3: это максимальный сигнал мягкого ограничения, снова полученный через диоды D1 и D2. Обратите внимание, что восходящий и задний фронты теперь почти вертикальны, но у нас все еще есть закругленные пики. Компрессия теперь довольно высока, и это также придает некоторую степень сустейна. Рис.4: максимально жесткое (и мягкое) отсечение. Верхняя осциллограмма показывает жестко ограниченный выходной сигнал операционного усилителя. Внизу мы можем видеть, как это выглядит через диоды. Амплитуда не сильно отличается от рис. 3, но пики «сглажены». Рис. 5: возня с регуляторами тембра дает больший эффект, чем вы могли бы ожидать, потому что он также усиливает или обрезает гармоники. Вот как выглядит выход (нижняя форма волны), когда мы накручиваем усиление басов. На этом крупном плане показана окончательная версия печатной платы. Позаботьтесь о том, чтобы все поляризованные детали были установлены правильно. Рис.6: вот как установить детали на печатную плату. Сначала установите мелкие детали, прежде чем переходить к выходным разъемам, держателю батареи и (наконец) потенциометрам (см. текст). Рис.7: эти полноразмерные изображения можно использовать в качестве шаблонов для сверления передней и задней панелей. Для начала просверлите небольшие направляющие отверстия, затем осторожно увеличьте каждое отверстие до нужного размера с помощью конической развертки. Собранная печатная плата аккуратно помещается в низкопрофильный пластиковый корпус прибора. Обратите внимание, что показанная здесь печатная плата является версией прототипа и немного отличается от окончательной версии, показанной на рис.6. Рис.8: выслушав все рассказы о ламповом перегрузе, мы были поглощены любопытством и должны были сами все это посмотреть. Добрый джентльмен одолжил нам свой ламповый гитарный усилитель, и мы записали этот сигнал, когда он был перегружен. Чувак, это не выглядит слишком мягко, не так ли? На задней панели находятся 6,5-мм стереоразъемы с переключателем и отверстие для доступа к разъему питания постоянного тока. Рис.9: это полноразмерный шаблон травления печатной платы.

Предлагаю в данной теме делиться проверенными схемами и особенностями построения усилителей класса Д. Такие усилители сейчас используются практически везде, но в радиолюбительской практике их как-то обходят стороной.

Preamp_3xNE5532.lay6.zip

Некоторое время назад успешно повторил усилитель для наушников Lynx HA46. Результат порадовал. Авторскую ПП не заказывал, сделал все в виде отдельных блоков (усилитель+БП+защита) на обычных односторонних платах. Для тех, кто хочет собрать полностью кремниевый вариант, можно перейти в эту тему: https://newaudioportal.com/topic/2721-простой-студийный-усилитель-для-наушников/ Ниже приведу авторское описание и схему. Мне понадобилось только подобрать номиналы резисторов в блоке питания для нужного напряжения и в одном месте заметил перепутанную полярность конденсатора на схеме. Авторское описание: История создания устройства, которому посвящена данная статья, насчитывает уже несколько лет. А началось всё с того, что при разборе старых запасов, я нашел несколько десятков транзисторов ГТ402 и ГТ404, оставшихся еще со школьных лет от периода увлечения конструированием переносных кассетных магнитофонов. Первоначально я хотел их выбросить, но передумал и отдал эти приборы приятелю, вставшему на путь «аудиофилии». Через некоторое время он пригласил меня послушать то, что сделал из этих транзисторов – телефонный усилитель. Схема использовалась очень простая, тоже «из годов нашей молодости» – К237УН2 и пара повторителей МП39+МП40 и ГТ402+ГТ404. Отличия от стандартной схемы, применявшейся в большом количестве радиоприемников в 70...80 годы прошлого века, заключались лишь в дополнительных резисторах между базами и эмиттерами повторителей, что смягчало процесс открывания транзисторов, работавших без начального смещения, и уменьшало искажения типа «ступенька». На удивление, этот усилитель звучал очень неплохо даже при работе на довольно качественные наушники Sennheiser HD 580. Учитывая невысокую стоимость комплектации, такой усилитель вполне мог оказаться удачным решением для работы со многими, в том числе и низкоомными, головными телефонами. Однако, ему были свойственны и многие недостатки. Относительно большой уровень искажений микросхемы К237УН2, работа выходных повторителей в классе В и низкое напряжение питания (+12В), ограниченное свойствами УН2-й, наличие разделительных конденсаторов на входе и выходе усилителя ограничивали потенциальное качество, достижимое для примененных транзисторов. Следует заметить, что германиевые транзисторы ГТ402 и ГТ404 – это довольно линейные приборы, изменение «беты» в диапазоне токов коллектора от 3 до 300мА у них официально нормируется не более, чем в 1.5 раза (уникальный случай для транзисторов советского производства!). Большой допустимый ток коллектора позволяет им успешно работать с низкоомными нагрузками, а весьма высокая для мощных германиевых транзисторов граничная частота в 1МГц определяет и хорошую работу на верхних звуковых частотах. Практически полное отсутствие порогового эффекта для германиевого PN-перехода делает возможным построение работающего в классе B симметричного повторителя на комплиментарных транзисторах с достаточно низкими искажениями по сравнению с аналогичным устройством на кремниевых приборах, но всё-таки, для высококачественного усилителя желательна работа с начальным током покоя. Относительно большой размер корпуса ГТ402/404 способствует хорошему отводу тепла от кристалла, что немаловажно для обеспечения температурной стабильности усилителя. Взяв за основу указанные транзисторы, я решил разработать усилитель, пригодный для любых типов динамических головных телефонов с сопротивлением более 8 Ом и обеспечивающий высокое качество звучания. Кроме того, по опыту работы с разными типами «ушных» усилителей, обязательной является система защиты наушников от постоянного тока на выходе устройства. Выход из строя усилителя не должен приводить к порче дорогостоящих головных телефонов. Для удобства запуска и эксплуатации, «ушной» усилитель желательно объединить в единый конструктив с его источником питания. С целью «выдержать идеологическую линию» применения германиевых приборов, я решил, что выпрямители и стабилизаторы питания устройства также должны быть выполнены на основе таких транзисторов и диодов. Исключение было сделано лишь для входной части, поскольку найти германиевые ОУ не удалось. )) Принципиальная электрическая схема усилителя приведена на рис.1. Основа устройства – усилительный каскад на ОУ AD823AN, отличающимся как достаточно высокими электрическими параметрами, так и великолепным субъективным звучанием. Выход ОУ умощнен симметричным повторителем на германиевых транзисторах VT5, VT6 (VT7, VT8), работающем в классе AB с током покоя около 20мА. При питании +/-15В на каждом из выходных транзисторов рассеивается мощность около 0.3Вт, что существенно ниже предельно допустимой. Ток покоя выходного каскада задается германиевыми диодами VD5, VD6 (VD7, VD8) смещенными в прямом направлении током от ГСТ на транзисторах VT1, VT2 (VT3, VT4). Такое построение повторителя позволяет получить каскад с достаточной термостабильностью и низкими собственным искажениями, а также исключить дополнительную нагрузку выхода ОУ по переменному току цепями питания элементов смещения. Стабилизаторы питания выполнены общими для обоих каналов по типовой схеме компенсационного стабилизатора напряжения. В качестве регулирующих транзисторов применяются соединенные по два в параллель ГТ402 и ГТ404. Нагрузка усилительного каскада – активная, в виде ГСТ на полевом транзисторе с PN-переходом. Питание опорного стабилитрона осуществляется с выхода стабилизатора через свой ГСТ. Это позволяет существенно увеличить коэффициент стабилизации и снизить уровень пульсаций выходного напряжения. Проблем с запуском стабилизатора в данном случае не возникает из-за большого тока утечки германиевых транзисторов. При настройке таких стабилизаторов следует обратить внимание на то, чтобы начальный ток стока транзисторов ГСТ питания стабилитрона был как минимум в 1.5...1.8 раза больше, чем начальный ток стока транзисторов активной нагрузки усилительного каскада. Выпрямители питания устройства выполнены на германиевых диодах типа Д7, шунтированных емкостями поглощения энергии обратного восстановления. Устройство защиты нагрузки от постоянного напряжения на выходе усилителя особенностей не имеет и представляет собой двухпороговые компараторы, управляющие общей цепью реле, коммутирующих нагрузку. Для питания усилителя требуется трансформатор с двумя независимыми обмотками с напряжением 16...20В при токе нагрузки до 200мА. Усилитель собран на двухсторонней печатной плате размерами 80 × 165 мм. Внешний вид смонтированного устройства приведен на рис.2: В усилителе применены пленочные конденсаторы Wima FKP2 и Wima MKS2, керамические группы NP0 типоразмера 1206 на напряжение не ниже 50В (шунты выпрямительных диодов), электролитические конденсаторы Panasonic FK и Nichicon KZ (для цепей питания и сигнальных) и любых типов – для вспомогательных. Все резисторы в сигнальных цепях – Dale RNC55, в цепях компараторов защиты – SMD типоразмера 1206. Транзисторы VT5, VT6 (VT7, VT8) нужно подобрать в пары, кроме того, их «бета» должна быть не ниже 80 (желательно от 100 и выше). Диоды VD5, VD6 (VD7, VD8) подбираются с одинаковой величиной прямого напряжения при токе 1...3мА. Остальные элементы схемы усилителя подбора не требуют. В качестве транзисторов выходного каскада желательно применять транзисторы с буквенным индексом «Г». Возможно применение транзисторов «Б», но при этом нужно будет понизить выходное напряжение стабилизаторов до +/-12В. Диоды выпрямителей можно применить с любым буквенным индексом, либо заменить на диоды Шоттки с обратным напряжением не ниже 50В. На рис.3 показана спектрограмма выходного сигнала усилителя при работе на нагрузку 40 Ом и амплитуде сигнала 4.1В. Измерения производились с помощью АЦП АК5394, обеспечивающем динамический диапазон с учетом программной калибровки около 120дБ (что многократно превышает возможности любых старых аппаратных низкочастотных спектроанализаторов, независимо от количества золота и железа в них )). Авторский экземпляр устройства обладает следующими параметрами: 1) относительный уровень шумов на выходе в полосе 100кГц, дБ ниже -110 2) относительный уровень гармонических искажений и помех в полосе частот 50 кГц при работе на нагрузку 40 Ом и амплитуде выходного напряжения 6В, дБ ниже -100 3) максимальная амплитуда тока нагрузки, мА не менее 500 4) минимально допустимое сопротивление нагрузки, Ом не менее 4 Субъективно, при работе на телефоны Audio-technica ATH-A900, усилитель обеспечивает очень мягкое, комфортное звучание, позволяющее прослушивать музыку в наушниках достаточно длительное время без негативных ощущений. В процессе испытаний в качестве ОУ DA1 были отслушаны несколько типов ОУ: AD823, OP249, LM4562, NE5532, LM6172, OPA2604, OPA2132, M5238. Смена типа ОУ не приводила к принципиальному изменению характера звучания, но несколько изменяла его оттенок. AD823 – спокойный прозрачный звук, немного легковесный. OP249 – более насыщенный по сравнению с AD823. LM4562 – масштабный, «большой» звук, но напряженный, слушать долго было тяжело. LM6172 – легче и светлее по сравнению с LM4562, хорошо воспринимается воспроизведение рок-музыки и экспрессивных классических композиций. OPA2132 – излишне мягкий, «ватный» звук, неплох для малых составов, вокала, но в реальных условиях более 10 минут я слушать не мог. OPA2604 – похож на OPA2132, но грязнее. M5238 – спокойный приятный звук, хорошая детальность, воздух. Очень достойный ОУ. NE5532 – обеспечивает объективно самый низкий уровень искажений среди опробованных типов приборов, но звук резковатый, напряженный. Лучше, чем OPA и LM. В качестве эксперимента рассматриваемый усилитель подключался в качестве усилителя мощности к АС Dynaudio Focus 220. Несмотря на низкое значение импеданса АС, Lynx HA46 и в данном случае показал себя с хорошей стороны, обеспечив хоть и негромкое, но достаточно качественное и приятное звучание. Конечно, он не предназначен для эксплуатации в таком режиме, но подобный эксперимент подтверждает высокую нагрузочную способность выходного каскада усилителя. Дмитрий Андронников, Санкт-Петербург, июль - октябрь 2010 Источник: https://lynxaudio.jimdo.com/полупроводниковые-аналоговые-устройства/усилители-для-наушников/ LYNX_46.pdf

Если есть желание собрать усилитель для наушников, то можно обратиться к известной по разным вариациям простой схеме. Здесь я привожу описание и схему студийного усилителя для наушников Питера Смита из журнала Silicon Chip за ноябрь 2005-го года. Усилитель способен работать на нагрузку от 8 до 600 Ом, обладает ровной АЧХ и малым уровнем шума. Схема усилителя для наушников: Полное описание в пдф: studio_series_headphone_amp.pdf Так же нашел у себя какую-то из промежуточных версий печатной платы для этого усилителя: studio_series_stereo_headphone_amplifier_by_Valinor.lay6.zip

Успешно собирал для транзисторного фонокорректора двуполярный блок питания, решил поделиться, может кому-то пригодиться тоже такой вариант БП. Автор: Владимир Мосягин, источник. Назначение — питание предусилителей, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, RIAA корректоров, усилителей для стереотелефонов в классе А, схем без общей отрицательной обратной связи, схем с токовой обратной связью и других маломощных конструкций, требующих стабилизированных напряжений с малым и сверхмалым уровнем пульсаций. Принципиальная схема: Оксидные конденсаторы лучше брать с низким импедансом и большим импульсным током. Этим требованиям отвечают серии, используемые в материнских платах и блоках питания. Номиналы резисторов, определяющих выходные напряжения стабилизаторов DA1 и DA2, можно изменить, например, поставить R1=R2=2,2 кОм; R3=R4=150 Ом или R1=R2=3,9 кОм; R3=R4=270 Ом. Емкость конденсаторов С1 — С4 подбирается с точностью не хуже 3-5%. Транзисторы BDX53/BDX54 можно заменить соответственно на TIP122/TIP127 или TIP132/TIP137. Требуемые выходные напряжения (±15 В) устанавливаются под нагрузкой подбором сопротивлений резисторов R7 и R9. Печатная плата: Для надежной работы схемы, показанной на рис. 1 необходимо, чтобы падение напряжения между входом и выходом микросхемы DA1, а также между базой и эмиттером транзистора VT1 было больше или равно 4 В. При переменном напряжении на вторичных обмотках трансформатора Т1 ~18 В постоянное напряжение на конденсаторе С5 с учетом падения под нагрузкой: UС5=UII*корень 2*0,95=18*1,41*0,95=24 В. Напряжение на выходе микросхемы DA1: UDA1=Uоп(1+R1/R3)+Iпот*R1=1,25*(1+1600/110)+100*10^-6*1600=19,5 В. Падение напряжения между входом и выходом микросхемы DA1 составит 24-19,5=4,5 В. Падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT1 будет 19,5-15=4,5 В. В вашем случае на вторичных обмотках трансформатора Т1 имеется переменное напряжение ~15 В. UС5=20 В, напряжение на выходе микросхемы DA1 должно быть 16 В (R1=1,3 кОм), напряжение на выходе блока питания 12 В (R7=12 кОм).