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 II — после сборки обработать напильником

Усилитель мощности звука класса А JLHВ предыдущей части статьи мы познакомили вас с оригинальной схемой усилителя мощности Джона Линсли Худа работающего в классе «А» , которая впервые увидела свет в далёком 1969 году. Конструкция была представлена как альтернатива «уходящим в забвение» (сегодня понятно, что автор погорячился немного) ламповым усилителям.

Благодаря своей простоте и высокому качеству звучания усилитель быстро собрал целую армию поклонников и с некоторыми модификациями и улучшениями успешно дожил до наших дней.

После публикации схемы и конструкции усилителя JLH в 1969 году в редакцию журнала «Wireless World» стали приходить письма читателей. Автор не оставил их без ответа и продолжил работу над своим детищем.

Сегодня мы предлагаем вам перевод ещё двух статей из журнала «Wireless World».

Письма редактору.

Последние измерения усилителя JLH показали, что полоса частот шире, чем было указано в публикации. Спад усиления на частоте 100 кГц был вызван недостатками измерительного оборудования. При использовании более современных приборов выяснилось, что АЧХ по уровню -3 дБ имеет спад на частоте 1,5 МГц, а выходная мощность начинает падать на частотах выше 200 кГц.

Следует обратить внимание на то, что усилитель является неинвертирующим! Поэтому необходимо максимально далеко разнести друг от друга вход и выход усилителя для устранения паразитных связей и наводок, что может снизить устойчивость усилителя.

Если ёмкостная нагрузка подключается к усилителю короткими проводами, это может привести к нарушению стабильности на высоких частотах. Для исключения таких побочных нежелательных явлений достаточно между точкой «Х» (см. оригинальную схему) и выходным конденсатором С2 включить небольшой дроссель: 25 витков толстого медного провода намотать на резисторе номиналом 10 Ом и мощностью 1 Вт. Но это редкий случай — на практике акустические системы чаще всего подключаются к усилителю довольно длинным кабелем и его индуктивности вполне хватает, чтобы предотвратить возбуждение усилителя.

Другой способ повысить устойчивость усилителя это ограничить полосу воспроизводимых частот выше 50 кГц со спадом в 6 дБ. Испытания на макете показали что такая доработка не влияет на коэффициент искажений усилителя и не отражается на качестве звучания.

Доработка заключается в установке дополнительных конденсаторов ёмкостью 1000 пкФ между коллектором транзистора Tr3 и эмиттером TR4, RC-цепи между базой TR3 и землёй, а также цепи Цобеля на выходе усилителя. Схема со всеми дополнительными элементами представлена на рисунке.

JLH усилитель мощности звукаПри такой доработке дроссель на выходе усилителя не нужен.

Также была проведена серия экспериментов с усилителем по оригинальной схеме (без указанных выше доработок). На вход подавались прямоугольные импульсы (меандр). При этом на выходе усилителя, при подключении различных акустических систем, сигнал был такой же как и на чисто резистивной нагрузке на частотах вплоть до 1 МГц (предел применяемого генератора). Сигнал на выходе был идентичен входному, то есть отсутствие выбросов и «звона» говорит о высоком быстродействии и отличной устойчивости усилителя.

Один из читателей сообщил, что успешно построил и испытал усилитель JLH с выходной мощностью 15 Вт на нагрузке 15 Ом, чтобы получить полный эквивалент усилителя Williamson для сравнительных тестов. Он использовал выходные транзисторы 2N3055, напряжение питания пришлось поднять до 43В, при этом ток покоя составил 1,1А на канал. Площадь радиаторов выходных транзисторов он увеличил практически вдвое.

Постскриптум год спустя.

После публикации схемы автор много общался с читателями журнала. Стало ясно, что есть необходимость разъяснить некоторые непонятные моменты, а также поговорить о способах доработки усилителя.

Установка тока покоя и напряжения средней точки.

Как показывает читательская почта, радиолюбителям при повторении усилителя JLH неудобно подбирать номиналы резисторов при настройке и под конкретную нагрузку. Часто под рукой просто не оказывается необходимого сопротивления. Да и настоящий аудиофил в поисках своего «идеального» звучания часто меняет акустические системы, а каждый раз менять ток покоя подбором элементов будет неудобно.

Поэтому Джон доработал свой усилитель, разбив резистор R2 на две части: постоянный (для ограничения максимального тока) и подстроечный (на 2,5 кОм), которым можно оперативно установить требуемое значение тока.

Так же оказалась крайне неудобной установка половины напряжения питания на выходе усилителя путём подбора номинала резистора R5. Значение приходилось подбирать с довольно высокой точностью, но в малом диапазоне. Поэтому было принято решение для облегчения регулировки разбить резисторы смещения, что позволяет сделать регулировку более точной и удобной.

Все доработки (изменённые или добавленные элементы отмечены звёздочками) представлены на схеме:

Усилитель мощности JLH

Теперь ток покоя устанавливается подстроечным резистором, а напряжение в средней точке подбором резистора 12 кОм.

Некоторые неясности возникли и с резистором развязки в питании первого каскада. На схеме было указано, что если используется общее питание первого каскада для двух стерео-каналов, то резистор развязки и сглаживающий конденсатор могут быть в единственном экземпляре. Номинал резистора в таком варианте должен быть 22 кОм. Если вы делаете усилитель в виде моно-блоков с раздельным питанием каждого канала, то элементы развязки нужно установить в каждом канале и значение резистора должно составлять 39 кОм.

При питании от нестабилизированного источника номинал фильтрующего конденсатора развязки следует увеличить до 250 мкФ.

Как отмечает автор, при сопротивлении нагрузки 8-15 Ом усилитель можно питать от нестабилизированного источника. Однако, для достижения наилучших результатов, минимизации фона и шумов в идеале требуется стабилизированное питание. Кроме того, блок питания должен иметь низкое и постоянное выходное сопротивление.  Построение мощного стабилизатора, соответсвующего указанным требованиям, это отдельная тема и в данной статье мы её рассматривать не будем.

Контроль за током покоя.

Многих читателей удивило отсутствие в схеме цепей термостабилизации тока выходного каскада. У автора даже были попытки разработать следящую систему, но... Как показали два года эксплуатации усилителя при нормальной комнатной температуре (22-25 °С) разница в токе покоя сразу после включения и спустя шесть часов после прослушивания музыки была несущественной.

Типы транзисторов.

Судя по письмам читателей, усилитель был многократно повторён с применением различных типов транзисторов против указанных на схеме. И замена транзисторов не вызвала каких-либо проблем в работе усилителя. Один из радиолюбителей даже использовал мостовое включение для удвоения выходной мощности.

Так что как и отмечалось ранее, усилитель достаточно не прихотлив к применяемым транзисторам.

Настоятельно рекомендовать можно замену транзистора TR3. В оригинале использовался 2N1613 или 2N697. Если установить вместо них транзистор 2N1711, у которого коэффициент передачи тока базы в два раза выше, то искажения усилителя уменьшаются вдвое без изменения других его характеристик.

Опять про характеристики.

Как отмечалось выше, характеристики усилителя на самом деле лучше, чем были представлены в публикации.

Во-первых, используемые в тестах измерительные приборы не отвечали современным требованиям. На более качественном оборудовании усилитель показал результаты на порядок выше.

Во-вторых, опубликованные графики (по недосмотру редакции и самого автора) были получены на макете, который позднее был доработан с целью расширения полосы частот. В частности были увеличены ёмкости некоторых конденсаторов. Но в журнал попали старые результаты измерений.

С номиналами, указанными на опубликованной схеме, амплитудно-частотная характеристика усилителя абсолютно линейна в диапазоне частот 10 Гц — 200 кГц. Интермодуляционные искажения при выходной мощности 10 Вт (комбинация частот 70 Гц и 7 кГц) оказались менее 0,1%.

Разное.

Некоторые, особенно начинающие радиолюбители, были удивлены высокой температурой радиаторов транзисторов выходного каскада. А что вы ожидали от класса «А»??? Это нормальный рабочий режим. При повторении данного усилителя надо уделить отдельное внимание некоторым конструктивным особенностям:

  • Радиаторы в идеале должны быть чёрными и иметь достаточную площадь охлаждающей поверхности. В корпусе усилителя должна быть обеспечена нормальная циркуляция воздуха и охлаждение радиаторов.
  • Для устранения самовозбуждения усилителя радиаторы транзисторов выходного каскада должны быть заземлены.
  • Для повышения надёжности конструкции электролитические конденсаторы должны быть размещены как можно дальше от нагревающихся элементов: радиаторов, трансформаторов и т.д.
  • Для обеспечения быстрого разряда выходного конденсатора и предупреждения случайных замыканий на выходе усилителя параллельно выходным клеммам следует подключить резисторы на 1 кОм.

Обратим также внимание читателей, что предложенный в оригинальной статье вариант стабилизированного блока питания НЕ работает на холостом ходу. Для его испытания требуется подключить на выход эквивалент нагрузки!

Продолжение следует...

Понравилась статья? Расскажи друзьям:

0

Похожие статьи:


Следите за новостями портала:


Новое в "РадиоГазете"

Добавить комментарий

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


Поиск по сайту:

Рубрики:

Самое читаемое:

Последние комментарии:

Главный редактор
к посту: Гибридный усилитель мощности MuGen
"При напряжениях 500-600мВ ток покоя сост.."

Олег
к посту: Гибридный усилитель мощности MuGen
"Здравствуйте! Собрал данный усилитель. П.."

vlavr
к посту: Если нет кенотрона. Вариант второй
"Купил на aliexpress маленькую платку зад.."

Green
к посту: Всё об усилителе JLH. Часть I — рождение легенды
"Цитата: Таким образом глубина общей ООС.."

Oleg
к посту: Регулируемые стабилизаторы LM317 и LM337. Особенности применения
"Доброго здоровья, уважаемый редактор! Тр.."

Александр Компромистер
к посту: Усилитель для наушников на TDA2003 в классе А
"В "Усилителе для наушников на TDA2003 в.."

Главный редактор
к посту: Регулируемые стабилизаторы LM317 и LM337. Особенности применения
"Олег, не очень! Так можно схему спалить..."

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: