В. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя
23.3. Усилители звуковой частоты для электрогитары
23.3.1. Усилитель звуковой частоты на транзисторахДля работы с различными источниками, звукоснимателями электрогитар и других ЭМИ может быть использован усилитель звуковой частоты, схема которого представлена на рис. 23.20. Основные технические характеристики представленного УЗЧ указаны в табл. 23.2.
Рис. 23.20. Принципиальная схема усилителя для электрогитары
Питается УЗЧ от двухполярного блока питания, подключаемого к сети переменного тока напряжением 220 В. Блок питания обеспечивает на выходе напряжение ±25 В. Особенностью схемы усилителя является использование в предварительном и оконечном каскадах, двухтактных схем, что позволило добиться оптимального согласования каскадов и тем самым снизить нелинейные искажения. Благодаря симметричности всех каскадов усилителя, без принятия специальных мер в динамиках не слышны щелчки при включении и отключении питания.
Предварительный каскад усилителя выполнен на комплементарных парах транзисторов VT1, VT2 и VT3, VT4. Для стабилизации напряжения питания каскадов используются параметрические стабилизаторы, состоящие из стабилитронов VD1, VD2 и VD3, VD4 и из резисторов R19, R21. Для уменьшения пульсации питающего напряжения в схему включены конденсаторы СП, С12. Оконечный каскад усилителя выполнен также на комплементарных парах транзисторов VT5 и VT6, VT7 и VT8, VT9 и VT10. Для снижения нелинейных искажений в оконечный каскад введена глубокая местная отрицательная обратная связь (ООС). Напряжение ООС поступает с коллекторов выходных транзисторов VT9, VT10 через низкоомные делители напряжения, резисторы R26, R23 и R27, R24, включенные в эмиттеры транзисторов VT5, VT6 соответственно. Для температурной стабилизации тока покоя выходных транзисторов VT9, VT10 используются диоды VD5, VD6. Диод VD6 укреплен на отводящем радиаторе одного из выходных транзисторов.
Весь усилитель мощности охвачен общей ООС глубиной около 50 дБ. Напряжение ООС подается с выхода усилителя через резистор Rl 1 в эмиттерные цепи выходных транзисторов VT1, VT2. Цепочки С5, R9 и С8, R10, а также конденсатор С9 корректируют амплитудно-частотную характеристику каскадов усилителя и тем самым обеспечивают устойчивость его работы при наличии ООС. Резисторы R20, R32, конденсатор С13 и катушка индуктивности L1 являются элементами коррекции АЧХ усилителя в области высших звуковых частот при реактивном характере нагрузки усилителя.
В усилителе можно применять транзисторы без подбора их параметров. Вместо транзисторов КТ3102А можно использовать КТ3102Б, КТ342Г, КТ315В, а вместо КТ3107А — КТ3107Б, КТ361В, КТ3361Д. Транзистор КТ814А можно заменить транзисторами серий КТ502, КТ814, а КТ815А — КТ503, КТ815 с любым буквенным индексом. Транзисторы КТ814Б можно заменить на КТ814В, КТ814Г, а КТ815Б- КТ815В, КТ815Г. Выходные транзисторы КТ818А и КТ819А возможно заменить аналогичными р-n-р и n-p-n мощными транзисторами с любыми буквенными индексами. Постоянные резисторы — R29, R30 типа МЛТ, a R33, R34 типа МОН-0,5. Подстроечный резистор R5 типа СП-16. Резисторы R33 и R34 припаяны непосредственно к базам транзисторов VT9 и VT10 соответственно. Катушка L1 намотана на корпус резистора R32 проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм в один слой по всей его длине. Все электролитические конденсаторы типа К50-6. Конденсатор С9 типа КТ-1, С18 — МБМ на номинальное напряжение не менее 400 В, остальные конденсаторы — КМ.
Для сетевого трансформатора Т1 можно использовать магнитопровод из пластин Ш24, толщиной набора 36 мм. Первичная обмотка содержит 900 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,35, а вторичная — намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 0,9 мм и имеет 156 витков с отводом от середины. Между первичной и вторичной обмотками имеется электростатический экран в виде слоя провода ПЭВ-2 диаметром 0,35.
Все детали усилителя кроме транзисторов VT9, VT10, резисторов R33, R34, конденсаторов C1, С2, С16, С17 и диода VD6 смонтированы на печатной плате из фольгированного гетинакса толщиной 1 мм. Рисунок печатной платы и размещение на ней деталей дан на рис. 23.21.
Рис. 23.21. Печатная плата (а) усилителя для электрогитары и схема размещения на ней деталей (б)
Транзисторы VT9 и VT10 установлены на ребристых радиаторах из алюминия площадью 300 см2. Радиаторы представляют собой прямоугольные алюминиевые пластины с размерами 40x20x2 мм. Для их крепления на печатной плате предусмотрены отверстия диаметром 2 мм. Диод VD6 приклеен к радиатору транзистора VT9 вблизи его корпуса.
Перед настройкой усилителя движок подстроечного резистора R5 устанавливают в среднее положение. Не подсоединяя нагрузку включают питание усилителя и подстроечным резистором R5 устанавливают нулевой потенциал на выходе усилителя. Измеряют ток покоя транзисторов VT3 и VT4, он должен быть 4,5…5,5 мА. В противном случае его устанавливают резистором R7, a R5 — нулевой потенциал на выходе усилителя, если он изменился. Подключив параллельно стабилитронам VD2 и VD3 резисторы сопротивлением по 1,5 кОм мощностью 0,25 Вт и подбором резистора R16, устанавливают ток покоя выходных транзисторов VT9 и VT10 в пределах 150…200 мА. После установки требуемых токов резисторы убирают. При появлении самовозбуждения усилителя на ультразвуковых частотах следует увеличить емкость конденсатора С9. В некоторых случаях самовозбуждение устраняется подключением параллельно резисторам R22 и R25 конденсаторов емкостью 500…5000 пФ.
В заключении подбором резистора R24 симметрируют оконечный каскад, добиваясь минимума четных гармоник на высших звуковых частотах при максимальной громкости. Полярность конденсатора С3 уточняют после подключения предусилителя.
С данным усилителем мощности следует использовать предусилители, обеспечивающие выходное напряжение не менее 1 В на нагрузке 20 кОм. Если для предусилителя требуется однополярный источник питания, то в этом случае напряжение на него следует подавать с конденсатора С16 или С17 через развязывающий фильтр. При этом конденсаторы С1 и С2 следует убрать, а стабилитроны VD1…VD4 заменить на Д814А, сопротивления резисторов R19 и R21 увеличить до 620 Ом. Пары стабилитронов VD1, VD4 и VD2, VD3 необходимо подобрать с одинаковыми напряжениями стабилизации. Разница их напряжений стабилизации при токе 10…20 мА должна быть меньше 5 %.
23.3.2. Усилитель звуковой частоты на микросхемах
Усилитель с большой выходной мощностью и малым коэффициентом нелинейных искажений можно построить, если в его конструкции использовать микросхемы PHILIPS. Так, например, ИМС TDA1514A имеет такие характеристики:
• Напряжение питания… двухполярное, 10…30 В.
• Выходная мощность при Uп = 27 В… не менее 50 Вт.
• Сопротивление нагрузки… 4…8 Ом.
• Коэффициент гармоник… не более 0,01 %.
• Полоса звуковых частот… 20…25000 Гц.
• Относительный уровень шума… 80 дБ.
На рис. 23.22 представлена блок-схема УМЗЧ на микросхемах TDA1514A и TDA1524A. Он состоит из предварительного усилителя-термоблока А1 на микросхеме TDA1524A, двух однотипных оконечных усилителей А2, АЗ на микросхемах TDA1514A, стабилизатора питающего напряжения DA1 и сетевого блока питания, собранного на элементах Tl, VD1, VD2, C1, С2. Переменные резисторы R1…R4 предназначены для следующих целей: R1 — громкость, R2 — тембр НЧ, R3 — тембр ВЧ, a R4 — баланс. Акустические системы подключаются к разъемам XS2 и XS3, а входной сигнал от электродатчика гитары величиной 0,25 мВ… 1,25 В подается на разъем XS1.
На рис. 23.23, 23.24 представлены принципиальные схемы блоков A1, А2 и АЗ.
Рис. 23.22. Блок-схема УМЗЧ на микросхемах фирмы PHILIPS
Рис. 23.23. Принципиальная схема предварительного усилителя термоблока А1
Рис. 23.24. Принципиальная схема оконечного каскада усилителя, блоки А2, А3
Детали
В усилителе использованы постоянные конденсаторы типа КМ, а электролитические конденсаторы типа К50-35, постоянные резисторы типа MЛT с мощностью, указанной на схемах. Силовой трансформатор самодельный и намотан на тороидальном сердечнике из электротехнической стали. Геометрические размеры тора: внешний диаметр 100 мм, внутренний 55 мм и высота 40 мм. Обмотка I содержит 1200 витков провода ПЭВ-2 0,14, а обмотки II и III содержат по 150 витков провода ПЭВ-1 1,2 мм. Сетевой выключатель SA1 импортный, содержащий внутри неоновую лампочку. Микросхемы TDA1514A в блоках А2 и АЗ установлены на радиаторах от мощного диода BЛ-200, распиленного пополам перпендикулярно ребрам. Детали блоков A1, А2 и АЗ смонтированы на печатных платах, вырезанных из листового стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм. На рис. 23.25, 23.26 даны печатные платы блоков A1, А2, АЗ и монтаж их деталей. На печатной плате блока А1 резисторы устанавливаются вертикально.
