Портал для радиолюбителей, меломанов, аудиофилов и сочувствующих последним.

Схемы усилителей, регуляторов громкости и тембра, DAC, блоков питания и стабилизаторов и т.п.

Всё об усилителе JLH. Часть IV — немного эзотерики

Усилитель мощности звука своими руками JLHУсилитель мощности JLH из разряда тех конструкций, в которых качество звучания зависит практически от каждого элемента. Поэтому для получения достойного результата настоящему меломану к этому вопросу стоит отнестись очень серьёзно. Ну а для аудиофилов с последней неизлечимой стадией болезни (когда отслушиваются направления проводов, конденсаторы одного типа, но разных производителей, ставятся позолоченные разъёмы и т.д.) здесь для экспериментов просто поле не паханное.

Между тем, за долгие годы популярности и, благодаря большому количеству повторений этой конструкции, наработались вполне осмысленные и обоснованные рекомендации по выбору элементной базы и улучшению усилителя мощности JLH. Ниже представлены основные рекомендации, хотя даже среди них попадаются советы «холиварного» уровня. Имейте это в виду!

Ниже речь пойдёт о двух вариантах усилителя JLH.

Первый вариант — это оригинальная схема 1969 года. Она до сих пор пользуется популярностью из-за своей простоты и высокого качества звучания:

JLH усилитель мощности звука

Второй вариант — это версия 1996 года. Здесь автор изменил цепи смещения и типы транзисторов для повышения стабильности и облегчения процесса настройки усилителя.

Транзисторный усилитель мощности звука класса "А" с ламповым звучанием

Увеличение по клику

Доработки.

Для расширения полосы частот в области НЧ можно увеличить ёмкость входного конденсатора до 1мкФ...2,2мкФ. И самое место тут полипропиленовому конденсатору. Для аналогичных целей, а также снижения искажений в низкочастотной области следует увеличить ёмкость и в цепи отрицательной обратной связи. Здесь можно поставить конденсатор на 470 мкФ...1000 мкФ. Эксперименты, проведенные с оригинальной схемой 1969 года, показали, что оптимальной является ёмкость в 470 мкФ. При больших значения бас становился жирным, но терялся объём и при этом смазывалась детальность на высоких частотах. Так что всё хорошо в меру!

Как-то стало считаться хорошей практикой шунтирование электролитических конденсаторов плёночными конденсаторами ёмкостью около 100 нФ. Подразумевается, что это улучшает передачу высоких частот и быстродействие таких цепей. Есть и противоположное мнение — хорошая топология не нуждается в каких-либо дополнительных ухищрениях. «Холивары» на эту тему могут вестись бесконечно, но многие, повторившие усилитель мощности JLH, отмечают, что подобное шунтирование в данной конструкции действительно вредно! Качество звучания страдает — снижается «натуральность». Здесь вполне достаточно использовать качественные электролитические конденсаторы.

Были замечания по версии 1996 года: в некоторых случаях наблюдалось возбуждение интегрального стабилизатора 7815, добавленного для организации смещения первого каскада. Скорее всего, это вызвано малой нагрузкой стабилизатора, и появление возбуждения зависит от производителя используемой микросхемы. Для устранения этого явления надо:

  1. увеличить ёмкость на выходе стабилизатора до 100 мкФ.
  2. добавить резистор между выходом стабилизатора и «землёй» для обеспечения минимального рабочего тока микросхемы. Значение резистора может быть в диапазоне 3 кОм — 4,7 кОм.
  3. как показывает практика, микросхемы 78L15 более склонны к самовозбуждению, чем 7815. Хотя первые более миниатюрны и их мощности вполне достаточно для данной схемы, автор настоятельно рекомендует использовать микросхемы 7815 для исключения возможной нестабильности в работе.
  4. можно интегральный стабилизатор заменить активным источником тока (по любой схеме: на двух транзисторах, на полевом транзисторе, транзистор плюс светодиод). Выходной ток должен регулироваться в пределах 0,4-0,5 мА.

Следует обратить внимание на номиналы и мощность рассеивания резисторов токозадающей цепи выходного каскада R1 / R2 (для версии 1969 года) или R1 / RV1 (для версии 1996 года). На схемах указаны значения в случае использования транзисторов с коэффициентом передачи тока базы 100 и более. При пониженных значениях через эти резисторы ток будет протекать больше, соответственно будет выделяться большая мощность. Учитывайте это при повторении конструкции. Кроме того, большая выделяемая мощность может создать трудности при попытке установить в эту цепь подстроечный резистор. Обычные типовые подстроечники чаще всего рассчитаны максимум на 0,5 Вт. При желании можно найти более мощные варианты, но встречаются они довольно редко.

Выбор транзисторов.

В настоящее время довольно проблематично найти транзисторы не только для версии усилителя 1969 года, но и для более поздней — 1996 года. Чтобы помочь радиолюбителям, в таблице ниже представлены различные типы транзисторов, пригодные для использования в усилителе JLH. Как отмечают радиолюбители, повторившие эту конструкцию, тип используемых транзисторов заметно сказывается на звучании усилителя.

усилитель мощности класса "А" JLH

Примечания к таблице:

  • 2N3055 должны иметь граничную частоту не ниже 4 МГц. (Может различаться в зависимости от производителя)
  • 2-х TIP3055 включаются параллельно. При этом в эмиттер каждого транзистора следует включить резисторы по 0,1 Ом.
  • BD139 желательно отобрать с максимальным коэффициентом усиления для минимизации искажений.

Использование более современных транзисторов с пометкой «для аудио» с высокой граничной частотой от 300 МГц и выше вызывает большой фазовый сдвиг, который приводит к снижению стабильности усилителя и требует введения корректирующих цепей.

В такой простой схеме, как усилитель JLH, введение дополнительных цепей приводит чаще всего к росту искажений. Поэтому в данном случае лучше не гнаться за модными тенденциями, а постараться найти пусть не новые, но относительно низкочастотные транзисторы. В этом случае вы получите гарантированный качественный результат.

Конечно, всегда найдут любители экспериментов. Вот что получилось при использовании более современных транзисторов (для версии 1996 года):

  • При установке в выходной каскад транзисторов MJL3281A возбуждение усилителя наблюдалось в звуковом диапазоне, то есть было чётко слышно.
  • Транзисторы MJ21194 дали заметное улучшение качества звучания, но в низкочастотном диапазоне прослушивался довольно заметный гул, причину которого выявить не удалось.
  • Значительное улучшение качества звука, аналогично MJ21194, но без побочных эффектов, дало применение транзисторов MJ15003. Эти транзисторы по сравнению с 2N3055 дали более быстрый и собранный бас, а ВЧ-диапазон при прежней чёткости и детальности стал как бы менее выпяченным.

Экспериментаторы остались очень довольны вариантом усилителя с транзисторами MJ15003, заметив при этом, что резисторы в их варианте были танталовые, конденсаторы бумаго-маслянные, а на входе был установлен конденсатор с медными обкладками. С указанными транзисторами, как заметили многие, даже у акустических систем с металлическими твиттерами пропала жёсткость в звучании (обычная болезнь таких ВЧ-динамиков).

В ходе экспериментов транзисторы 2N3055 менялись на MJ15003 без какой-либо дополнительной настройки или регулировки схемы. И во всех случаях был отмечен существенный прирост качества звучания усилителя.

Найти доступную замену для 2N1711 (ТР3) довольно трудно, но широко распространённый и дешёвый BD139 вполне сюда подходит. Если удастся найти 2N1711 или 2N3019, то следует отдать предпочтение им (против BD139) из-за их более высокого усиления.

В качестве TR4 можно использовать BC212L, BC556, BC557 и 2SA872, но более предпочтительны малошумящие приборы типа BC559 BC560, и 2SA872.

Обращаем ваше внимание, что рекомендованные на замену транзисторы могут иметь другое расположение выводов. Если усилитель собран на печатной плате, при замене транзисторов могут возникнуть проблемы с монтажом!

Следующая таблица показывает напряжения, токи, а также среднюю и максимальную мощности для каждого транзистора усилителя JLH. (Данные снимались на версии 1996 года с двухполярным питанием ±22В и токе покоя 2А):

Усилитель мощности звука класса АЭти данные помогут при необходимости выбрать транзистор на замену или рассчитать необходимые габариты радиаторов охлаждения.

В следующих двух таблицах представлены напряжения на выводах транзисторов усилителя. Очень полезная информация для сборки, настройки и поиска неисправностей! В первой таблице приведены значения для схемы 1969 года при напряжении питания 27В и токе покоя 1,2А. Во второй таблице данные для схемы 1996 года с двухполярным питанием ±22В и токе покоя 2А:

Усилитель мощности звука JLH своими руками

В последних трёх колонках таблиц приведены значения или формулы для расчёта под другие напряжения питания усилителя (Vs) и ток покоя (Iq). Vbe при расчётах можно принять равным 0,7В.

Что-то мы увлеклись сухим языком схем и цифр. Надо добавить обещанной аудиофильской эзотерики. Поможет нам в этом профессиональный музыкант, радиолюбитель, меломан и аудиофил Тим Эндрю. Вот что он пишет о своих экспериментах с усилителем JLH:

Входной конденсатор.

Когда я заменил дешёвый конденсатор на входе усилителя на аудиофильский полипропиленовый 470nF MCAP, это привело к улучшению передачи басового регистра — бас стал более собранный и чёткий. Но партии скрипичных инструментов стали звучать менее ярко. Позже я заменил MCAP 470nF на Audio Note бумаго-маслянный тоже на 470nF, и звучание разительно изменилось - стало более тёплым и открытым с лучшей текстурной проработкой, причём качество баса сохранилось. Наблюдается некоторая потеря фокуса по сравнению с лучшими видами полипропилена и позиционирование инструментов не такое точное, как это могло быть. Однако, ни один из типов полипропиленовых конденсаторов, что я пробовал, не дал такой естественности и открытости звучания (особенно на высоких частотах) как бумаго-маслянные конденсаторы. Ну а некоторые их недостатки можно простить на фоне замеченных улучшений.

Это, пожалуй, была самая эффективная модификация в плане качества звучания. Также был испробован полистирольный конденсатор ёмкостью 330nF, который звучал более точно и собрано, чем что-либо другое, но в некоторых случаях придавал звучанию какую-то «скрипучесть». Шунтирование бумаго-маслянным конденсатором небольшой ёмкости значительно снижало этот эффект. Тем не менее, я предпочёл бы такой вариант большинству полипропиленовых конденсаторов, которые придают жёсткость звучанию и размывают сцену.

Резисторы.

В своём усилителе я заменил все металло-плёночные резисторы на танталовые. Это повысило «гладкость и текстуру» звука (прим. редакции «РадиоГазеты»: трактуйте эти аудиофильские термины сами в меру своей испорченности) и устранило характерное «бормотание».

Стабилизатор.

Интегральный стабилизатор 7815 я заменил источником стабильного тока.
Результат ... чистый, гладкий и более взвешенный звук (см. наш комментарий выше). Скорее всего, какие-то детали маскируются собственными шумами интегрального стабилизатора. Стало слышно больше без увеличения громкости. Эта замена дала существенно улучшение звучания во всех отношениях!

Конденсатор цепи ООС.

Конденсатор в цепи отрицательной обратной связи (у меня установлен 470uF OSCON) был заменён... перемычкой. При этом потребовалась небольшая корректировка постоянного напряжения на выходе усилителя. Результат — звук стал более открытым, глубоким и детальным. Существенно возросла естественность скрипичных инструментов. По результатам измерений дрейф напряжения на выходе усилителя вырос до 150 мВ по сравнению с 65mВ, в случае наличия конденсатора в цепи обратной связи.

Замечание редакции «РадиоГазеты» — в наших экспериментах дрейф напряжения на выходе усилителя был гораздо больше. При нагреве усилителя, а этот усилитель греется очень сильно, напряжение уплывало до 0,8В. Конечно, в этой конструкции огромную роль играет размер радиаторов и эффективность охлаждения конструкции. По результатам наших экспериментов мы категорически не рекомендуем удалять конденсатор из цепи обратной связи. Если уж очень хочется обойтись без конденсатора, следует ОБЯЗАТЕЛЬНО использовать систему защиты акустических систем от постоянного напряжения.

Транзистор драйвера.

Транзистор драйвера 2N1711 я заменил на 2SC3421. Звук стал более открытым и прозрачным, каждая отдельная нота стала передавать больше смысла и звучать более чётко по времени. (Прим. редакции «РадиоГазеты» — таблетки тут уже не помогут, даже в эффективности курса уколов мы сомневаемся...)

Транзистор входного каскада.

Входной транзистор BC212 был заменен на 2SA970. Улучшения звучания оказались аналогичными, как и в предыдущем случае. (Прим. редакции «РадиоГазеты» — не-не-не, уколы тоже  бесполезны!)

Статья подготовлена по материалам Интернета.

Продолжение следует...

Понравилась статья? Расскажи друзьям:

0

Похожие статьи:


Следите за новостями портала:


Новое в "РадиоГазете"

5 комментариев к “Всё об усилителе JLH. Часть IV — немного эзотерики”

  1. 1
    Андрей Зайончковский:

    Здравствуйте! Я новичок в дружбе с паяльником, поэтому подскажите пжлста про замену транзистора MJE371 . И еще про 7815 — на farnell.com есть много стабилизаторов с этими магическими цифрами, но буквы перед ними вводят меня в ступор — что лучше выбрать из предлагаемого farnell.com? Заранее спасибо!

  2. 2
    Главный редактор:

    Доброго времени суток! Хочу сразу предупредить — для новичка эта конструкция не подходит! При кажущейся простоте схемы здесь много конструктивных «подводных камней». При отсутствии опыта повторить конструкцию, так сказать, в достойном исполнении будет проблематично.

    Тем не менее, если есть желание:

    1. транзистор MJE371 без проблем заменяется на 2N5195. Если отобрать экземпляр с большим коэффициентом усиления, то подойдёт и BD436. У них по паспорту до 140 или 170 доходит. Так что, подобрать с Ку>100 проблем вызвать не должно.

    2. «Классическое» обозначение стабилизаторов LM7815. Но каждый производитель хочет выделить свои изделия. Поэтому встречаются обозначения L7815, MC7815 и др. На схемах часто обозначают просто «7815», чтобы не путаться. Так что первые буквы значения не имеют. Буквы после цифр: MC7815BTG, L7815ABV и т.п. у каждого производителя обозначают что-то своё: исполнения (металл, пластик, SMD), точность выходного напряжения и т.д. Для данной схемы важно только выбрать микросхему в удобном конструктивном исполнении. Для этого придёт заглянуть в документацию производителя, если картинка на сайте отсутствует. Остальные буквы неважны.

    Удачного усилителестроения!

  3. 3
    Андрей Зайончковский:

    Спасибо за подробный ответ! Теперь есть ясность. Ваше предостережение услышано, но как было хорошо сказано — «есть желание», ну а сложность для новичка с паяльником — это те самые грабли, которые позволяют расти быстрее и качественнее... Еще раз спасибо за информацию!

  4. 4
    Гена Лагутин:

    жду новых статей по Худу

    интересует поподробнее разбор питания ум

  5. 5
    Главный редактор:

    Ждите, планируется как минимум ещё одна статья.

    А вот про источник питания писать не планировали. Подумаем...

Добавить комментарий

Спамеры, не тратьте своё время - все комментарии модерируются!!!
All comments are moderated!

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Поиск по сайту:

Рубрики:

Самое читаемое:

Последние комментарии:

Главный редактор
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"А в справочник заглянуть религия не позв.."

kagantsov
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"Добрый день. У меня как раз лежит 2 ламп.."

Главный редактор
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"PCL86 очень похожа на нашу 6Ф3П (а этого.."

kemper
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"я использовал лампы 6н2 и 6п43 звук пора.."

Mars_Atlant
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"Доброе утро. Отчасти Вы все правы по дио.."

kagantsov
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"ОК. Но будет не скоро. Времени мало и пр.."

Главный редактор
к посту: Простой ламповый фильтр для ЦАП или СD-проигрывателя
"Упёртость приветствуется! Мы двумя рукам.."

Вход:

Подписаться на новые выпуски РадиоГазеты:


Новое в "РадиоГазете"
Подписаться письмом


Контакты:

Если Вы хотите:
  1. Предложить свои материалы для публикации,
  2. Сообщить о неработающей ссылке,
  3. Поделиться своими впечатлениями или замечаниями по сайту,
пожалуйста, воспользуйтесь для этого
формой для контактов
.

Тираж: