Усилитель "Эконом-класса" для домашнего аудиоцентра

Особенность этого усилителя в низкой себестоимости при достаточно высоких параметрах. Усилитель построен по комбинированной схеме, в которой есть один мощный низкочастотный канал (40 W ), воспроизводящий частоты до 400 Гц и стереоусилитель, каналы которого выполнены по двухканальной СЧ - ВЧ схеме, в которой СЧ (300-4000 Гц ) и ВЧ (3000-30000 Гц ) обладают мощностью 2 x 18 W. Таким образом, суммарная выходная мощность всего усилителя составляет 106 W. Для каждого канала используются отдельные акустические системы , выполненные в отдельных корпусах. Всего пять акустических систем - одна низкочастотная и по две для средних и высоких частот. Усилитель выполнен на однотипной и недорогой элементной базе - микросхемы TDA2030A ( КР174УН19А ) и два транзистора КТ818ГМ и КТ819ГМ. Питается усилитель от трансформаторного источника питания, выполненного на базе переделанного трансформатора от лампового телевизора Темп -209", мощностью 200 W .

Но главное достоинство этого усилителя в его подробном описании, включая рисунки печатных плат, конструкцию акустических систем, радиаторов, корпуса усилителя.

Принципиальная схема низкочастотного канала показана на рисунке 1. На клеммы Х1, Х2 и ХЗ поступает стереосигнал номинальным уровнем 0,8 V. Резисторы R1 и R3 одновременно входят в состав простейшего микшера стереоканалов ( R1-R2-R3-R4-R 8) и фильтра НЧ, выделяющего частоты ниже 400 Гц ( R1-R3-R8-C1-C2). Который, в свою очередь, входит в состав цепи ООС, охватывающей микросхему, представляющую собой мощный операционный усилитель. Коэффициент усиления, при необходимости, можно установить подбором сопротивления резистора R 9. Микросхема TDA2030 A способна разви­вать выходную мощность до 18 W , для увеличения этого значения выход микросхемы усилен двухтактным каскадом на транзисторах VT1 и VT2, который начинает работать при мощности более 15 W . Фазоинверсные сигналы на базы транзисторов снимаются с резисторов R6 и R7, включенных в цепи питания микросхемы. Напряжение сигнала на этих резисторах достигает уровня, достаточного для возбуждения транзисторов при определенной выходной мощности, поэтому на малой мощности транзисторы в процессе усиления не участвуют . Конденсатор С5 устраняет самовозбуждение выходного каскада. Схема выходного каскада выделяется тем, что коллекторы транзисторов соединены вместе. Учитывая то, что теплоотводящие пластины транзисторов соединены с их коллекторными выводами, это позволяет для выходного каскада использовать один общий радиатор. У микросхемы TDA2030A на радиаторную пластину выведен вывод отрицательного напряжения питания ( вывод 3). Поэтому для микросхемы требуется отдельный радиатор. Плата усилителя (рис.4) сделана так, что микросхема и транзисторы расположены у её противоположных краев. Это позволяет использовать два радиатора, собранных при помощи изо­ ляционных брусков в один блок, "слоеным пирогом", а плата размещается между этими радиаторами .

Конечно, можно использовать и общий радиатор для всего усилителя, но это требует надежного изолирования от радиатора установленных на него деталей.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

1. Низкочастотный канал:

- выходная мощность на нагрузке 4 Om,

при КНИ не более 0,5%...................... 30 W.

при КНИ не более 10%...................... 40 W.

- КНИ при выходной мощности 20 W не более 0,05%.

- чувствительность по входу........... 0,8V.

- частотный диапазон...................... 20-400 Гц .

2. Среднечастотный канал:

- выходная мощность на нагрузке 4 Om,

при КНИ не более 0,5%.................... 15 W.

при КНИ не более 10%..................... 18 W.

- КНИ по выходной мощности 10 W

не более ............. 0,03%.

- чувствительность по входу.............. 0,8V.

- частотный диапазон........................ 300-4000 Гц.

3. Высокочастотный канал :

- выходная мощность на нагрузке 4 Om,

при КНИ не более 0,7%...................... 15 W.

при КНИ не более 10%........................ 18 W.

- КНИ по выходной мощности 10 W

не более .............. 0,2%.

- чувствительность по входу.................0,8 V.

- частотный диапазон .......................... 3000-30000 Гц.

Схема средне-высокочастотного усилителя показана на рисунке 2. Приводится схема только одного стереоканала , - второй точно такой же .

3Ч одного из стереоканалов поступает на клеммы Х1 и Х2. Среднечастотный усилитель выполнен на микросхеме А1. Схема близка типовой, но отличается от ней тем, что на входе включен полосовой RC-фильтр, образованный деталями C1-C2-R2-R1-R3-R4-C3-C4. Фильтр включен на входе и в цепь ООС микросхемы А1, которая представляет co бой мощный операционный усилитель. Полосовой фильтр состоит из двух частей - ФВЧ на элементах C1-C2-R2, ограничивающий частоты ниже 300 Гц и ФНЧ - R3-C3-R4, ограничивающий частоты выше 4000 Гц. В результате усилитель работает в спектре от 300 Гц до 4000 Гц. Высокочастотный усилитель выпол­ нен на микросхеме А2. Схема включения отличатся от среднечастотного канала только схемой фильтра . Здесь есть только ФВЧ, собранный на элементах C 9- R 8- С 10. Как и во всех предыдущих слу­чаях, фильтр включен на входе и в цепи ООС микросхемы , представляющей собой мощный операционный усилитель . У микросхемы TDA 2030 A на радиаторную пластину выведен третий вывод, то есть, вывод отрицательного питания. Это позволяет установить все микросхемы стереоу силителя на один общий радиатор, поэтому, на печатной плате (рис.5) микросхемы расположены у одного её края. Всего в усилителе две такие платы (рис.5), по одной для каждого стереоканала. На платах есть три перемычки, выполненные монтажным проводом. По одной подается сигнал на ВЧ-усилитель (эту перемычку желательно сделать экранированным проводом , а оплетку соединить с общим минусом на плате), а по двум другим –

питание на ВЧ-усилитель . Перемычки расположены со стороны печатных проводников и проложены наикратчайшим путем .

Схема межплатных соединений и источника питания (общая схема) показана на рисунке 3. Источник питания не стабилизированный, он выполнен на силовом трансформаторе, мостовом выпрямителе и батареи сглаживающиих конденсаторов.

Стереосигнал с выхода предварительного усилителя, номинальным уровнем 0,8 V, поступает на входной разъем ХР1. Непосредственно возле разъема расположены подстроечные переменные резисторы R1-R5 с шлицами под отвертку. При помощи этих резисторов можно установить соотношение уровней звучания стереоканалов и низкочастотного канала. Это всегда необходимо делать при установке усилителя и всей аудиосистемы в конкретном помещении, с конкретными акустическими системами. Операция регулировки уровней производится на слух.

Для получения двухполярного напряжения питания плат усилителя вторичная обмотка силового трансформатора состоит из двух частей каждая из которых

намотана на своей катушке (у ТС-200 есть две одинаковые катушки ). Точка соединения этих обмоток является нулевой точкой источника питания (корпус). Для получения раэнополярных напряжений используются два двухполупериодных выпрямителя, - один на VD1 и VD2, а второй на VD3 и VD4. В общем , они образуют диодный мост .

Для сглаживания пульсаций используется батарея из шести оксидных конденсаторов емкостью по 2200 мкФ. Три из них работают в плече отрицательного напряжения (С1, С2, СЗ ), а три других - в плече положительного напряжения ( С4, С5, С6).

Трансформатор сделан из трансформатора ТС -200 от старого лампового черно-белого телевизора " Темп -209". Аналогичные трансформаторы использовались в телевизорах " Крым " и многих других. Все вторичные обмотки удалены и вместо них намотаны две новые, по одной на каждую катушку трансформатора , - по 50 витков ПЭВ 1,06. Обмотки соединить согласно схеме .

Вместо ТС -200 можно использовать и любой другой силовой трансформатор от старого телевизора или другой аппаратуры . Мощность трансформатора не должна быть меньше 160 W. Хорошо, если у трансформатора уже есть две вторичные обмотки на напряжение 15 V и ток не менее 4 А. Обычно таких обмоток нет, поэтому вторичные обмотки трансформатора нужно перемотать. Но сначала включите его в сеть и найдите одну из низковольтных обмоток (например, 6,3 V ), Заметьте эту обмотку, затем отключите трансформатор от сети, разберите его и осторожно размотайте вторичные обмотки . Как доберетесь до замеченной низковольтной, - разматывайте её считая витки. Затем, это число витков разделите на ее номинальное напряжение и полученную величину умножьте на 15. Так вы узнаете сколько витков должна содержать каж­ дая вторичная обмотка. Не исключен вариант использования двух одинаковых трансформаторов меньшей мощности, используя схему раздельных источников питания положительного и отрицательного напряжений.

Вместо диодов КД 213 можно использовать любые другие выпрямительные диоды, рассчитанные на ток не менее 10 А. Диоды КД 226 можно заменить любыми выпрямительными на ток не менее 3А. Транзисторы в низкочастотном усилителе могут быть и с другими буквенными индек­сами, важно чтобы эти индексы были одинаковы.

Электролитические конденсаторы - типа К 50-35. Неполярные конденсаторы могут быть любого типа, важно чтобы они помещались на платах.

Печатные платы крепятся на радиаторы посредством радиаторных пластин микросхем и транзисторов и других крепежных элементов у них нет.

Попцов Г.

Радиоконструктор 04,05 -2005

www.radist.izmuroma.ru