Какие транзисторы лучше в усилителях звука

Усилители низкой частоты классов: А, B, AB, D, G, H

Здравствуй, Хабр!

В данной статье мы рассмотрим звуковые усилители классов: А, B, AB, D, G, H

Сначала рассмотрим классы по положению рабочей точки. Каждый транзистор имеет выходную характеристику, которую можно найти в DataSheet.

Пример характеристики на рисунке ниже.

Выходная характеристика транзистора.

Именно с помощью данной характеристики мы сможем выбрать класс усилителя по положению точки покоя.

Выходная характеристика показывает какой ток нам нужно задать базе транзистора, для того чтобы получить определённый класс усилителя, также мы узнаем Iк.

Класс А

Класс А — это такой режим работы усилительного элемента, при котором входные значения, проходя через усилительный элемент не прерывается. То есть точно повторяет входной сигнал.
Усилительный элемент приоткрыт всегда и точно повторяет отрицательную и положительную волну.

Класс B

Элемент, работающий в данном классе способен усиливать только одну полуволну, положительную либо отрицательную.

Такой класс используют в двухтактных усилителях, где положительную полуволну усиливает один транзистор, а отрицательную другой.

Двухтактный усилительный каскад класса В. Но на выходе усилителя работающего в данном классе мы имеем искажение. Данное искажение называется «Ступенькой».

Для устранения данного искажения нужно перейти к классу АВ. На рисунке ниже показаны два класса усилителя В и АВ и их выходные сигналы относительно входным.

Класс D

Принцип действия данного класа. В данном режиме работы, транзистор либо открыт либо полностью заперт. Это достигается с помошью модулятора ШИМ сигнала. Именно это дает такому каскаду кпд свыше 90% (практически на любых мощностях).

Минусом данного каскада являются искажения. Они вознакают из-за способа модуляции так-как существует «мертвый» период который необходим для предотвращения сквозных утечек.

Также сильными источниками искажений являются L и C элементы в фильтре (НЧ).

Усилители класса G и H

Сначала поговорим о питании усилителей. Для получения большой мощности, необходимо иметь большое напряжение питания.

Но сигнал входной и соответственно выходной не всегда обладают большой амплитудой и на маленькой мощности большое напряжение питания не является необходимым, более того КПД данного усилителя на маленькой мощности падает.

Отсюда и вытекают классы усилителей G и H.

Отличие данных усилителей заключается в питании, напряжение которого меняется при необходимости, а в зависимости какой класс G или H оно меняется либо ступенчато, либо плавно.

В усилителе класса H напряжение питания меняется плавно то есть транзисторы находятся в усилительном режиме, а в классе G оно меняется ступенчато, транзисторы в данном классе находятся в ключевом режиме (полностью открыты или полностью заперты).

Усилитель класса H

Усилитель класса G

Вывод: Усилители для комфортного прослушивания звукового тракта в домашних условиях должны работать в классе А, АB или D.

Источник

И снова УМЗЧ JLH. Тест отечественных транзисторов в выходном каскаде.

Продолжение экспериментов с усилителем JLH.
Тест отечественных транзисторов, которые есть почти у каждого радиолюбителя.
В этом обзоре ещё больше занудства.

Часть 1. УМЗЧ JLH 1969. Транзисторы 2SC5200 vs 2N3055 в выходном каскаде.

Транзисторы, которые были установлены на первом этапе экспериментов:
VT1 — 2N5401
VT2 — TIP41C
VT3, VT4 — 2SС5200 (2N3055)

По причине того, что приходится сидеть дома и есть какое-то количество свободного времени, из закромов были извлечены запасы отечественных транзисторов:

— пара кт864 (отбраковка с низким h21э )
— кт819
— кт808 (из усилителя Орбита-002, когда был выкинут аналог Квад-405; без особых причин, просто так захотелось)
— кт838 (высоковольтные; интересно попробовать, а вдруг… )
— кт829 (составные, т.е. мимо)
— кт805
— кт8101 (в далёком приближении аналог 2sc5200)

Сначала была запаяна пара КТ819ВМ (из одной партии 1984 года выпуска).
Сразу же была получена генерация на выходе.
Целый день (20.11.2020) был потрачен, чтобы победить эту генерацию: всё безрезультатно.

Примечание: в попытках убрать генерация транзистор VT1 был заменён на КТ502В.

На следующее утро, освободившись из объятий музы, снова добрался до паяльника.
Включил JLH от 12 В аккумулятора (обычный аккумулятор 7 А*ч от компьютерного бесперебойника.)
И произошло чудо: генерация исчезла!

Далее мне представлялось два пути продолжения замеров:
— от аккумулятора 12 В
— от классического БП (трансформатор, мост, кучка электролитов)

Пока аккумулятор заряжался (на момент волшебного облегчения включения он был почти разряжен), час времени был потрачен на поиск подходящего трансформатора. Им оказался ТН36 на 30 Вт.
Поигрался с соединением обмоток: удалось получить около 11,6 В при токе 1,5 А.
Конденсатор после моста 10000 мкФ. Оказалось мало: пульсации по питанию были неприемлемы.

Начал перебирать в уме, какие БП водятся в доме:
— зверинец разных 12 В 2 А
— сетевой БП от ноутбука asus 19 В 3,15 А (штеккер оказался стандартным ф5,5 мм )

В порядке эксперимента (чисто на авось) подключил БП от ноутбука к УМЗЧ JLH: на выходе нет никакой генерации, всё чисто.
Поэтому продолжил выполнение замеров именно с ним.

Для проведения замеров усилителя был установлен режим 2 А (напряжение питания 19 В ).
Нагрузка 4 Ом. Синусоида 1 кГц на входе УМЗЧ.

1. Транзисторы КТ819ВM.
Выходное напряжение

4 В (4 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,75 %

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,37 %

Фото с места проведения замеров:

На двух радиаторах закреплены кт819 и кт864. Подключена, естественно, только одна пара.

Далее всё рутинно: проводники перепаиваются на следующую пару транзисторов, подстраивается ток на 2 А и 1/2 питающего напряжения (т.е. 9,5 В ) в точке соединения эмиттер VT3 — коллектор VT4 выходных транзисторов.

Обнаружилось, что подстроечный резистор R2 (подстройка 1/2 питающего напряжения) находится почти в крайнем положении (на максимальном значении 100 кОм).
Поэтому резистор R1 был заменён на 100 кОм.

2. Транзисторы КТ864А имели коэффициент передачи по току около 40, поэтому не получилось установить ток 2 А (только 1,2 А). Поэтому замеры с данной парой не проводились (по всей видимости это отбраковка).

3. Транзисторы КТ808АМ.
Выходное напряжение

4 В (4 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,31 %

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,12 %

4. Транзисторы КТ838А.
Ситуация с ними была аналогична, как с КТ864А. Но поскольку очень хотелось увидеть хоть какие-то цифры,
был установлен ток 1,2 А.
Выходное напряжение

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=2,61 %

1 В (0,25 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=1,27 %

5. Транзисторы КТ805Б.
Выходное напряжение

4 В (4 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,46 %

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,11 %

Фото с места событий:

6. Транзисторы КТ8101А.
Выходное напряжение

4 В (4 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,25 %

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,11 %

С последней парой (КТ8101А) были выполнены последующие замеры.

7. Выбор блока питания для УМЗЧ JLH.
По этому вопросу сказано достаточно. Тут я частично позаимствую результаты, чтобы сэкономить своё время. ))
7.1 Питание от классического БП (трансформатор, мост, конденсаторы 30000 мкФ).

«… В идеале нужно добавить конденсаторы после диодного моста или же поставить стабилизатор, чтобы уменьшить шум.» ©
Словом, 30000 мкФ на канал — этого мало.
Стабилизатор — палка о двух концах: неизвестно, каким боком применение стабилизатора повлияет на субъективное качество (восприятие) звука. Да и в поиске оптимального стабилизатора можно заблудиться надолго. «Не наш метод.» ©

7.2 Импульсный блок питания.

«Практически идеальное питание.» ©

7.3 Питание от аккумуляторной батареи.

«Это идеальное питание для аудиофилов.» ©

8. Аккумулятор vs импульсный БП.
В программе SpectraLab есть инструмент «Total Power». Это что-то типа широкополосного суммирующего измерителя RMS.

Шумовая полка УМЗЧ JLH (вход закорочен, питание 19 В от импульсного ноутбучного БП):

Total Power = минус 78,97 дБ

Далее перестройка режима на 12 В, ток 1,25 А.

Шумовая полка УМЗЧ JLH (вход закорочен, питание 12 В от импульсного сетевого БП):

Total Power = минус 78,7 дБ (среднее значение)

Шумовая полка УМЗЧ JLH (вход закорочен, питание 12 В от аккумулятора):

Total Power = минус 79,2 дБ (среднее значение)

Групповое фото по окончанию экспериментов 21.11.2020г.:

Тут плата усилителя и транзисторы, участвующие в «забеге».

9. И снова 2SC5200. (22 ноября 2020)
Вход УМЗЧ закорочен, питание от ноутбучного БП 19 В, ток 2 А, нагрузка 4 Ом.
Осциллограмма по выходу, чтобы убедеться в отсутствии генерации:

Шумовая полка:

Выходное напряжение

4 В (4 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,14 %

2 В (1 Вт на нагрузке):

Коэффициент гармоник Кг=0,05 %
Пруф:

Источник

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Почему транзисторный усилитель лучше лампового

Почему транзисторный усилитель лучше лампового

почему транзисторный усилитель лучше чем ламповый усилитель

Привет всем любителям хорошего качества звука. Недавно я рассказал о том, почему ламповый усилитель лучше транзисторного.
В этой статье расскажу:

Почему транзисторный усилитель лучше лампового

Загляните в любой крупный магазин электроники или салон Hi-Fi и Hi-End техники, и велика вероятность, что все акустические системы и бытовые усилители, которые вы найдете, построены на транзисторах или «микрухе». Тем не менее, среди меломанов и аудиофилов ламповый усилитель Hi-Fi по-прежнему невероятно популярен и желанен.

новый клон Зил 500Вт трансформатор + ВС конденсаторы

Для неподготовленного глаза ламповые усилители — это настоящее чудо — светящиеся лампочки завлекают, они похожи на интересный светильник, чем на Hi-Fi технику.

А ВЫ ЗНАЕТЕ ЧТО.

Научный принцип, лежащий в основе радиоламп, был побочным продуктом несвязанных экспериментов Томаса Эдисона. Как изобрел электрическую лампочку, то Эдисон обнаружил, что они чернеют изнутри, поэтому он экспериментировал с помещением электрода в свои лампочки. Нечаянно он создал принцип лампы, не осознавая его потенциальных применений!

радиолампы фигурные 5Ц4С

Джон Флеминг, британский физик, был человеком, который создал первоначальный диодную лампу в том виде, в каком мы его знаем — и эта конструкция привела к созданию триодных, пентодных и ультралинейных конструкций, которые мы видим сегодня.

Транзисторный усилитель и технологии

Когда транзисторы стали широко использоваться в усилителях, они стали преемником ламп по следующим причинам.

Транзисторный усилитель лучше чем ламповый

1. Сами транзисторы были значительно дешевле в производстве, чем электронные лампы

Что потенциально могло снизить цену для конечного меломана.

ОУ в усилителе для наушников клон Lehmann Fox Lab SH-04

Транзистор был и остается более эффективным, чем радиолампа. Это означает, что транзистор может быть значительно меньше, чем ламповый усилитель с таким же питанием. Полностью ламповый усилитель как минимум в 2 раза дороже транзисторного при прочих равных условиях!

Фонокорректор

2. Транзисторы и ОУ позволяют использовать в сборке крошечные карманные усилители класса D и т.п.

Транзисторы: меньше, экономичнее, прочнее, долговечнее и мощнее звук. Твердотельный усилитель обычно имеет один силовой трансформатор и не имеет выходных трансформаторов.

внутри усилитель для наушников клон Lehmann

3. Транзисторный усилитель мощнее, чем ламповый

В основном ламповые усилители, однотактные, причем малой мощности в среднем от 1 до 4вт. Естественно ламповых ватт, конечно же есть двухтактные, но их мало и не все они достаточно мощные.

усилитель каменный

И опять же ламповикам подходит акустика не вся, а именно на широкополосных, коаксиальных динамиках, а если многополосные, то полочники маломощные. Транзисторный усилитель в свою очередь свободно справится с любой полочной, широкополосной, многополосной, напольной, электростатической и т.п. акустикой. У транзисторных усилителей в среднем мощность от 30 до 150 Вт. В этом плане каменный усилитель намного превосходит ламповик. Меломаны, аудиофилы, которым нравится громкая музыка (очень глубокие басы), предпочтут транзисторный усилитель нежели ламповый.

4. Для транзисторного усилителя подходит вся акустика

А вот для лампового увы только особенные колонки нужны ввиду их малой мощности, ведь многополосные напольные АС обычный ламповик однотактный не сможет раскачать.

вся эта акустика Статик ZM Макси и слева B&W 704 подходит отлично транзисторному

Только полочники, а если напольные, то на коаксиальных, широкополосных динамиках. Полупроводниковые усилители подходят для гораздо более широкого диапазона акустики благодаря своей повышенной мощности, что делает эти усилители более универсальными в плане прослушки жанров.

5. Транзисторы и транзисторные усилители также значительно более долговечны и устойчивы, чем ламповые

Ведь ламповые усилители в некоторой степени хрупки, и любые значительные удары, потрясения и толчки могут привести к треснувшей или сломанной радиолампе. Остерегайтесь жидкостей и влаги!

ламповый усилитель ТОН +Акустические системы ЗМ №5

Как и все электронное оборудование, ламповые усилители также должны быть защищены от случайного проливания жидкостей (воды или веществ), которые могут вызвать немедленное короткое замыкание, если они окажутся внутри. Влажность также является врагом всех ламповых усилителей. С помощью гигрометра проверьте, соответствует ли уровень относительной влажности в помещении, в котором установлен ламповый усилитель. Винодельни и таверны часто имеют слишком высокий уровень влажности, поэтому сделайте необходимые проверки, прежде чем выбирать такую ​​среду.

6. У ламповых усилителей нет глубоких НЧ, чем у транзисторных

И это большой минус ламповых усилителей в плане озвучивания всевозможных жанров.

стерео комплект для качественного звука

И опять же все минусы выше плавно перетекают в этот пункт. Для глубокого баса, глубокой звуковой сцены, темного фона нужно много мощности.

7. Транзисторный усилитель универсальный в плане жанров

Конечно можно слушать на обычном ламповом усилителе Рамштайн, но то что вы услышите это будет сплошная каша, с большим удовольствием вы такое вряд-ли послушаете.

Hi-End

Удел «ламповика» — это небольшой состав исполнителей.

8. У транзисторного усилителя нет замены радиоламп

А это часть расходов. Также учтите цену очень дорогих радиоламп, если будете покупать ламповый усилитель.

Усилитель громкой связи Western Electric 92A

9. Радиолампы, как правило, выделяют довольно много тепла

Это связанно из-за неэффективности работы класса A, тогда как транзисторы обычно выделяют меньше.

прогрев аудиотехники

Твердотельные усилители, как правило, намного мощнее аналогичных ламповых моделей, поэтому крошечные карманные усилители, могут генерировать например, 20 Вт, в то время как ламповый усилитель должен быть как минимум в 10 раз больше!

10. Нельзя постоянно держать ламповые усилители включенными?

Абсолютно нет, потому что помимо чрезмерного потребления тока, особенно в присутствии ламповых усилителей класса A, основная проблема заключается в том, что лампы предусилителя и усилители мощности всегда находятся под напряжением и потребляют без реального использования.

бюджетный ламповый усилитель Тон

Фактически, в этом режиме только громкоговорители останутся неиспользованными, но все схемы внутри лампового усилителя будут работать. Мы советуем включить ламповый усилитель и оставить его включенным за 20 минут до начала сеанса прослушивания музыки. Таким образом, радиолампы можно правильно нагреть и начать стабильную работу, обеспечивая ток, необходимый для оптимального усиления звукового сигнала.

Еще один совет — установить нулевую громкость и подождать одну или две минуты перед выключением лампового усилителя.
Таким образом, электронные радиолампы успеют остыть, не подвергаясь слишком сильным тепловым ударам.

11. Нужна правильная вентиляция для любого лампового усилителя

Очень важным аспектом ухода за ламповыми усилителями является правильная вентиляция. Всегда проверяйте, чтобы ламповый усилитель не размещался в шкафах или на полках без воздуха и не был закрыт. Учитывая большое количество тепла, выделяемого термоэмиссионными лампами, абсолютно необходимо иметь соответствующую рециркуляцию воздуха, чтобы тепло не застаивалось над ними, вызывая их поломку.
Убедитесь, что между термоэлектронными лампами и верхней полкой имеется не менее 30 см воздуха, чтобы облегчить циркуляцию. Также не закрывайте пазы на панели лампового усилителя.

Фонокорректор ламповый задняя панель

Если нет адекватной рециркуляции, мы предлагаем установить рядом с усилителем вентилятор с низкой скоростью вращения (следовательно, бесшумного типа), чтобы отводить избыточное тепло и продлить срок службы термоэмиссионных вакуумных ламп.

12. Убедитесь, что акустика всегда подключена к ламповому усилителю

Всегда проверяйте, чтобы акустика была постоянно подключена к ламповому усилителю. Фактически, без нагрузки акустики выходные трансформаторы ламповых усилителей были бы повреждены за короткое время.

Акустические системы ЗМ №5 +ламповый усилитель ТОН

Их замена стоит особенно дорого, поэтому мы рекомендуем вам внимательно следить за этой ситуацией, чтобы продлить срок службы вашего лампового усилителя.

Итоги

Вкратце, о транзисторных усилителях: меньше, экономичнее, прочнее, мощнее звук. Самая Большая разница между ними заключается в том, что полупроводниковый усилитель управляется током через выходные устройства, а лампа — напряжением.

Ламповый усилитель работает совершенно иначе, чем транзисторный усилитель (также называемый твердотельным усилителем или каменным).

7A Western Electric ламповый усилитель схема

Фактически, ламповые усилители работают при высоком напряжении (несколько сотен вольт по сравнению с несколькими десятками вольт в транзисторных усилителях).

Ламповые отличаются от транзисторных усилителей своим высоким выходным сопротивлением, что требует наличия в лампах выходных трансформаторов, которые адаптируются к импедансу громкоговорителей. Это означает большую способность воспроизводить пики звуковой синусоидальной волны. Во многих случаях впечатление от прослушивания таково, что выходная мощность даже больше, чем у транзисторных усилителей равной мощности.

бюджетный ламповый усилитель купить

Ламповые усилители также имеют тенденцию сильно нагреваться и рассеивать значительное количество энергии в виде тепла. Многие из них фактически работают в классе А.

Таким образом, с возможностью делать усилители меньше, и дешевле с точки зрения комплектующих и обслуживания, неудивительно, что массовый рынок выбрал транзисторные технологии, а не ламповые.

Вы можете спросить, почему же тогда кто-то предпочел бы ламповый усилитель вместо транзисторной конструкции, учитывая все эти недостатки?

Хотя верно то, что срок службы радиолампы меньше, чем у транзистора, радиолампы легко заменяются, и многие производители ламповых усилителей стремятся упростить такую ​​замену с помощью систем автоматического смещения, чтобы переключать лампы можно было по принципу «подключи и работай». Транзисторы можно заменить, но это гораздо более серьезная задача по ремонту и часто требует отправки усилителя специалисту, если только вы не сам специалист!

ламповый усилитель недорогой

Радиолампы менее терпимы к несовпадениям акустики, поэтому, чтобы получить максимальную отдачу от лампового усилителя, его нужно использовать только с правильными колонками. Твердотельные усилители нигде так не заботятся о согласовании акустики и динамиков.

Несмотря на все нюансы владения ламповыми усилителями Hi-Fi и Hi-End уровня, они по-прежнему невероятно популярны среди аудиофилов, которые более чем счастливы мириться с этими компромиссами, чтобы добиться главного преимущества ламповых усилителей — звука. Любой любитель лампового звука будет использовать такие фразы, как «теплый», «насыщенный», «сладкий» и «живой»…

ЦАП Audiophile V2 на 9038 + клон FM711

Усилители FM711 и клон ЗИЛ обладают определенной звуковой магией в своей звуковой презентации, которая в сочетании с правильным комплектом может вывести вашу музыку из обыденности и сделать прослушивание вашей коллекции записей совершенно другим звуковым опытом. Звуковая сцена и изображение могут быть почти осязаемыми — с огромными голографическими проекциями, создающими образ реального оркестра или группы, физически находящегося в вашей гостиной, и все это слышно в отдельном пространстве. Средние частоты и вокал богаты и выразительны, а высокие частоты чисты и приятны – это будет реальная замена любому ламповику, также добавьте сюда очень глубокие НЧ, и вы забудете любой ламповый усилитель как назойливый сон.

Хотя ламповые удобны и интересны, поскольку они очень линейны без отрицательной обратной связи, они предлагают более широкий динамический диапазон и более плавное ограничение, чем транзисторные усилители, что приводит к более музыкальному звучанию. Перекрестные искажения сводятся к минимуму, поскольку радиолампы работают в классе A или классе AB. ОДНАКО, некоторые транзисторные усилители могут работать в классе A, например усилитель клон Зил, и эти модели известны тем, что предлагают звук, более похожий на ламповую конструкции, чем на типичные транзисторные усилители.

новый клон Зил 500Вт трансформатор + ВС конденсаторы

Это может показаться нелогичным, но способ, которым ламповый усилитель воспроизводит тишину, является одним из благоприятных аспектов его звуковых характеристик. Тишина со многими ламповыми усилителями описывается как «чернильно-черный», а промежутки между нотами подчеркнуты, что придает звуку большую авторитетность и гораздо более реалистичную и голографическую звуковую сцену благодаря более четким нотам за счет акцента.

Ламповый против транзисторного усилителя

Некоторые транзисторные усилители, особенно клон Зил, работают в классе А, как и лампы. В результате получается звук, который больше похож на ламповое усиление, чем на транзисторы — с большой голографической звуковой сценой, но с более лучшей динамикой, быстротой звука и глубокими НЧ. Для некоторых это представляет собой идеальный компромисс между сроком службы, долговечностью и качеством звука, чем у ламповых.

почему транзисторный усилитель лучше чем ламповый усилитель

Можно стремиться к компромиссу, используя гибридные конструкции — комбинацию радиолампы и транзистора. Например, используя лампы для предусилителя и твердотельные транзисторы для выходного каскада в усилителе мощности. В результате получается впечатляющий компромисс между мощностью и звуком.

Может показаться, что транзисторы предпочитают только из практических соображений, но с точки зрения звука они также могут работать, если их правильно и лучшими комплектующими приготовить.

гибридный усилитель

Кстати, на выставках превалируют усилители на базе транзисторов, которые более распространены и больше подходят для типичного потребителя. Транзисторные усилители предлагают гораздо больше, чем может предложить большинство ламповых усилителей с такой же ценой, — музыкальность и реальный контроль над широким спектром акустики. Это рентабельная природа транзисторов, которая делает это возможным в этой ценовой категории, и именно поэтому в ценовых категориях начального и даже среднего уровня преобладают твердотельные усилители, ну а в Hi-End уровне их тоже больше, чем ламповых.

кабель силовой 220 в усилителе клон Зил

Существует ряд минусов, которые делают конструкции транзисторов идеальными и более подходящими для многих пользователей, чем ламповые.

Первый — стоимость. Как уже говорилось, транзисторы более рентабельны, поэтому те, у кого ограниченный бюджет, могут получить больше плюсов, выбрав транзисторный усилитель. Другая причина, по которой люди могут выбрать транзисторный усилитель, заключается в том, что они не хотят повышенного уровня обслуживания, необходимого для владения ламповым усилителем. Те, кто хочет установить Hi-Fi, наслаждаться музыкой и забыть о ней, могут не захотеть хлопот по замене радиоламп (хотя менять их на 5 минут).

Акустика Focal Jmlab 725 для транзисторного

Если ваша система в целом немного жесткая или утомительная + у вас полочные колонки, скорее всего, вам подойдет ламповый усилитель. С другой стороны, если ваша система плоская, с вялым или слишком мягким звучанием, вам лучше всего подойдет качественный твердотельный усилитель.

Другими факторами, имеющими особое значение, являются нагрузка на акустику. Некоторым громкоговорителям (хотя сегодня их не так мало) требуется большая мощность и очень низкий импеданс. В этом случае лучше подойдет транзисторный усилитель. Но если ваши колонки имеют умеренную кривую импеданса и средний КПД, ламповый усилитель может изменить ваше представление о том, как может звучать отличная аудиосистема.

акустика на fostex fe108 для ламповика

Без бюджетных и практических ограничений, и в нашем мире некоторые аудиофилы и меломаны выберут ламповые усилители. Но для многих из нас транзисторный усилитель по-прежнему остается лучшим выбором, лучшим компромиссом между качеством звука и практичностью.

Как и в случае с большинством вещей в Hi-Fi, решение в конечном итоге основывается на том, что вам больше всего подходит, и мы всегда готовы посоветовать хороший, если вы не уверены! Мы всегда рады предложить вам некоторые из ламповых усилителей и твердотельных усилителей и настоятельно рекомендуем вам попробовать оба варианта, чтобы увидеть и услышать, что подходит именно вам!

Усилитель клон NHB-108

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть — наши преданные своему делу люди, а также знания и дружелюбное отношение любят общаться по теме Hi-Fi.

Ламповый фонокорректор дешево

Я надеюсь, что эта статья « Почему транзисторный усилитель лучше лампового » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы мы могли вернуться к вам.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Желаю удачи в поиске своего звука! На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Источник

Какие транзисторы лучше в усилителях звука

УВЕЛИЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ СБОРКЕ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ
ВСЕ РАСЧЕТЫ УПРОЩЕНЫ И ОТ ПРАВИЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ОТЛИЧАЮТСЯ В СТОРОНУ ЗАПАСА НЕ БОЛЕЕ ЧЕМ НА 15%

ОЧЕРЕДНАЯ ИСТЕРИКА НА ТЕМУ У МЕНЯ СГОРЕЛ УСИЛИТЕЛЬ! ПОСЛУЖИЛА
ПОВОДОМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭТОЙ СТРАНИЦЫ

Рисунок 1 Принципиальная схема усилителя постоянного напряжения на базе усилителя ЛАНЗАР.

В качестве нагрузки используется постоянное сопротивление величиной 6 Ом. По мере экспериментов оно будет меняться в ту или иную сторону. Питание усилителя возьмем ±60 В.
Итак, для начала установим необходимый ток покоя и проверим в каких точках каие напряжения.

Рисунок 2 Карта напряжений

Рисунок 3 Карта протекающих токов

Рисунок 4 Карта рассеиваемых мощностей

Как видно из рисунка на транзисторах последнего каскада усилителя напряжения Q5 и Q6 выделяется порядка 1 Вт, следовательно этим транзисторам уже необходим теплоотвод. На предпоследнем каскаде (драйверах Q8 и Q9) даже в режиме молчания выделяется порядка 2 Вт, тут уже однозначно требуется радиатор. Ну а для оконечного каскада радиатор уже просто обязателен, хотя в режиме молчания или без нагрузки размеры корпуса транзистора позволяют рассеивать выделяемое тепло. Тут же следует отметить, что в качестве оконечного каскада используется две пары транзисторов, включенных параллельно для увеличения выходной мощности усилителя, поскольку одна пара не в состоянии справится, но об этом несколько позже.

Поскольку переменное напряжение представляет из себя меняющее полярность постоянное, то рассмотрим происходящие процессы на примере одной положительной полуволны с контрольными точками 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 В (величина входного сигнала, рисунок 5).

Рисунок 5 В качестве примера возьмем положительную полуволну входного сигнала с амплитудой 2,5 В

По мере роста входного сигнала к нагрузке прилагается все большее напряжение, следовательно увеличивается протекающий ток и через нагрузку и через оконечные транзисторы. Поскольку мы используем биполярные транзисторы, то ток коллектора на прямую зависит от тока базы, следовательно чем больший ток требуется пропустить через оконечный транзистор, тем больший ток требуется приложить к его базе. Этим собственно и занимется драйверный каскад усилителя. Как видно из рисунка 6 по мере роста амплитуды входного сигнала протекающий ток через оконечные транзисторы увеличивается, увеличивается и ток, протекающий через транзисторы предпоследенего каскада, а вот мгновенно рассеиваемая мощность сначала увеличивается, а потом уменьшается.
Тут, пожалуй, следует пояснить почему мощность увеличивается, а затем уменьшается, хотя казалось бы она должна не уклонно расти. Дело в том, что выделяемая на элементе мощность зависит от протекающего через элемент тока и падения напряжения на нем. Да, да это школьный курс физики, тот самый закон Ома.

Рисунок 6 Изменение токов и рассеиваемых мощностей в зависимости о велечены входного сигнала

Для большей ясности рассмотрим простенькую схемку, состоящую из источника питания, сопротивления нагрузки и транзистора, через который собственно и подается напряжение на нагрузку. Однако в данном случае транзистор будет выполнять роль переменного резистора в качестве движка которого можно подразумевать ток, протекающий через его базу. Для большей наглядности заменим транзистор резистором R1, сопротивление которого мы и будем менять (рис 7).

Рисунок 7 Принципиальная схема поясняющая рассеиваемые мощности

Рисунок 8

Рисунок 9

Далее приложим к нагрузке 2 В. Падение на регулирующем элементе 8 В, протекающий ток составляет 0,2 А, рассеиваемая мощность 8 В х 0,2 А = 1,6 Вт. (рис 10)

Рисунок 10

Рисунок 11

Теперь активное сопротивление регулирующего элемента меньше сопротивления нагрузки, приложенное к его выводам напряжение равно 4 В, протекающий ток равен 0,6 А, следовательно рассеиваемая мощность равна 4 В х 0,6 А = 2,4 Вт, т.е рассеиваемая мощность начинает уменьшаться, не смотря на то, что протекающий через регулирующий элемент ток продолжает увеличиваться (рис 12).

Рисунок 12

Рисунок 13

Из всего выше сказанного следует, что рассеиваемая на регулирующем элементе связана не только с протекающим через неее током, падением напряжения, но и с сопротивлением нагрузки и максимальное тепловыделение происходит в тот момент, когда активное сопротивление регулирующего элемента равно сопротивлению нагрузки.

Ну теперь вернемся к усилителю постоянного напряжения, к рисунку 6. Как видно макисмальный ток через транзисторы драйвера и оконечные транзисторы протекает как раз в момент когда входное напряжени составляет 2,5 В при нагрузке 3 Ома. Следовательно транзисторы драйвера должен быть расчитан на ток не менее 310 мА, а транзисторы оконечного каскада на ток не менее 8,8 А.
Однако не стоит забывать, что реальный усилитель мощности работает на динамическую головку, которая к активному сопротивлению имеет отношение лишь до тех пор, пока дифузор не подвижен. Как только дифузор головки начинает двигаться динамическая головка перестает быть активной нагрузкой, поскольку начинают сказываться и индуктивность катушки и наводимый в этой катушке ток, когда дифузор по энерции продолжает движение. Самый примитивный эквивалент динамической головки представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 Эквивалент динамической головки.

Рисунок 15 Карта напряжений при входном напряжении 2,5 В.

Рисунок 16 Транзисторы расной структуры, но одной партии

Рисунок 17 Стенд для отбраковки силовых транзисторов

Источник

Германий превыше всего.

В конце позапрошлого века немецкий химик К.А. Винклер открыл элемент, существование которого заранее было предсказано Д.И. Менделеевым. А 1 июля 1948 г. в подвале газеты «Нью-Йорк Таймс» появилась короткая заметка под заголовком «Создание транзистора». В ней сообщалось об изобретении «электронного прибора, способного заменить в радиотехнике обычные электровакуумные лампы».

Разумеется, первые транзисторы были германиевыми, и именно этот элемент произвел настоящий переворот в радиотехнике. Не будем спорить, выиграли ли ценители музыки при переходе от ламп к транзисторам— дискуссии эти уже успели порядком поднадоесть. Давайте лучше зададим себе другой, не менее актуальный вопрос: пошел ли на пользу звуку следующий виток эволюции, когда кремниевые приборы пришли на смену германиевым?

Век последних был недолог, и они не оставили после себя, подобно лампам, ощутимого звукового наследия. Сейчас германиевые транзисторы не выпускаются ни в одной стране, и о них уже вспоминают крайне редко. А зря. Я считаю, что любой кремниевый транзистор, будь он биполярный или полевой, высокочастотный или низкочастотный, мало сигнальный или мощный, менее пригоден для высококачественного звуковоспроизведения, чем германиевый. Для начала давайте рассмотрим физические свойства обоих элементов.*

Из таблицы видно, что подвижность электронов и дырок, продолжительность жизни электронов, а также длина свободного пробега электронов и дырок значительно выше у германия, а ширина запрещенной зоны ниже, чем у кремния. Известно также, что падение напряжения на переходе p-n составляет 0,1 — 0,3 В, а на n-p — 0, 6 — 0,7 В,из чего можно сделать вывод, что германий является гораздо лучшим «проводником», чем кремний, а следовательно, и каскад усиления на транзисторе p-n-p имеет значительно меньшие потери звуковой энергии, чем аналогичный на n-p-n. Возникает вопрос: почему же выпуск германиевых полупроводников был прекращен? Прежде всего потому, что по некоторым критериям Si намного предпочтительнее,поскольку может работать при температуре до 150 град. (Ge — 85), да и частотные свойства у него несравненно лучше. Вторая причина чисто экономическая. Запасы кремния на планете практически безграничны, в то время как германий — довольно редкий элемент,технология получения и очистки которого значительно дороже.

Между тем, для применения в домашней аудиотехнике упомянутые преимущества кремния абсолютно не очевидны, а свойства германия,наоборот, крайне привлекательны. Кроме того, в нашей стране германиевых транзисторов хоть завались, да и цены на них просто смешные.**

Итак, приступим к рассмотрению схем усилителей на германиевых полупроводниках. Но сначала несколько принципов, соблюдение которых исключительно важно для получения действительно высокого качества звучания.

1. В схеме усилителя не должно быть ни одного кремниевого полупроводника.

2. Монтаж производится объемным навесным способом, с максимальным использованием выводов самих деталей. Печатные платы значительно ухудшают звучание.

3. Количество транзисторов в усилителе должно быть минимально возможным.

4. Транзисторы следует отбирать попарно не только для верхнего и нижнего плеча выходного каскада,но и для обоих каналов.Стало быть, придется отобрать по 4 экземпляра с возможно близкими значениямиh21э (не менее 100) и минимальным Iко.

5. Сердечник силового трансформатора изготавливается из пластин Ш с сечением не менее 15 см2. Очень желательно предусмотреть экранную обмотку, которую следует заземлить.

Принцип не нов, такая схемотехника была весьма популярна в шестидесятые годы. На мой взгляд, это чуть ли не единственная конфигурация бестрансформаторного усилителя, соответствующая аудио-фильским канонам. Благодаря своей простоте позволяет добиться высокого качества звучания при минимальных затратах. Автором она была лишь адаптирована к современным требованиям High End Audio.

Настройка усилителя весьма проста. Сначала устанавливаем резистором R2 половину напряжения питания на «минусе» конденсатораС7. Затем подбираем R13 так, чтобы миллиамперметр, включенный в коллекторную цепь выходных транзисторов, показал ток покоя 40 — 50 мА,не больше. При подаче сигнала на вход следует убедиться в отсутствии самовозбуждения, хотя оно и маловероятно. Если все же на экране осциллографа заметны признаки ВЧ-генерации, попробуйте увеличить емкость конденсатора С5. Для устойчивой работы усилителя при изменении температуры диоды VD1, 2, должны быть смазаны теплопроводной пастой и прижаты к одному из выходных транзисторов. Последние устанавливаются на теплоотводах площадью не менее 200 см2.

В первой схеме был квази-комплементарный выходной каскад, поскольку промышленность 40 лет назад не выпускала мощных германиевых транзисторов со структурой n-p-n. Комплементарные пары ГТ703(p-n-p) и ГТ705 (n-p-n) появились лишь в 70-х, что позволило усовершенствовать схему выходного каскада. Но мир далек от совершенства — у перечисленных выше типов максимальный ток коллектора всего 3,5 А (у П217В Iк max = 7,5 A). Поэтом уприменить их в схеме можно, лишь поставив по два в плечо. Этим,собственно,и отличается №2, разве что полярность блока питания противоположна.И усилитель напряжения (VT1), соответственно, реализован на транзисторе другой проводимости.

Настраивается схема точно так же, даже ток покоя выходного каскада такой же.

Коротко о блоке питания

Для получения высокого качества звучания придется поискать в закромах 4 германиевых диода Д305. Другие категорически не рекомендуются. Соединяем их мостом, шунтируем слюдой КСОпо 0,01 мкФ, а затем ставим 8 конденсаторов 1000 мкФ X 63 В (теже К50-29 или Philips), которые тоже шунтируем слюдой. Наращивать емкость не надо — тональный баланс уходит вниз, теряется воздух.

Параметры обеих схем примерно одинаковы: выходная мощность20 Вт на нагрузке 4 Ом при искажениях 0,1 — 0,2%. Разумеется,эти цифры мало что говорят о звучании. Уверен в одном — послушав грамотно сделанный по одной из этих схем усилитель, вы вряд ли вернетесь к кремниевым транзисторам.

Мы послушали у Жана прототип первого варианта усилителя. Первое впечатление — необычно. Звучание отчасти транзисторное (хороший контроль нагрузки, четкий бас, убедительный драйв), отчасти ламповое (отсутствие жесткости, воздух, деликатность, если хотите). Усилитель заводит, но не раздражает назойливостью.Мощности хватает, чтобы без малейших признаков клиппинга раскачать до невыносимой громкости напольную акустику с чувствительностью90 дБ. Что интересно — тональный баланс на разных уровнях, почти не меняется.

Это результат продуманной конструкции и тщательно подобранных деталей. Учитывая, что комплект транзисторов обойдется рублей в пятьдесят (хотя, если не очень повезет, для подбора пар, может потребоваться несколько десятков, смотря какая партия попадется),не экономьте на других элементах, особенно конденсаторах.

Буквально за пару часов на макетной плате был собран один канал усилителя для анализа схемы. На выходе устанавливались американские германиевые транзисторы Altec AU108 с граничной частотой 3 МГц. При этом полоса пропускания по уровню 0,5 дБ была10 Гц— 27 кГц, искажения на мощности 15 Вт примерно 0,2%. Доминировала3-я гармоника, но наблюдались выбросы и более высоких порядков,вплоть до 11-го. С транзисторами ГТ-705Д (Fгр. = 10 кГц)ситуация была несколько иной: полоса сузилась до 18 кГц,зато гармоник выше 5-й на экране анализатора вообще не было видно. Изменилось и звучание — оно как-то потеплело, смягчилось, но искрящееся прежде «серебро» поблекло. Так что первый вариант можно рекомендовать для акустики с «мягкими» пищалками, а второй — с титановыми или пьезо излучателями. Характер искажений зависит от качества конденсаторов С7 и С6 на схемах 1 и 2 соответственно. А вот их шунтирование слюдой и пленкой не очень заметно на слух.

К недостаткам схемы следует отнести малое входное сопротивление(около 2 кОм в верхнем положении регулятора громкости),которое может перегрузить выходной буфер источника сигнала.Второй момент — уровень искажений сильно зависит от характеристики режима первого транзистора. Чтобы повысить линейность входного каскада, имеет смысл ввести две вольт-добавки для питания коллекторной и эмиттерной цепи T1 [1]. Для этого делаются два дополнительных независимых стабилизатора с выходным напряжением 3 В.«Плюс» одного соединяется с шиной питания — 40 В (все пояснения даются для схемы 1, для другой схемы полярность меняется на противоположную),а «минус» подается на верхний вывод R4. Резистор R7 и конденсатор C6 из схемы исключаются. Второй источник включается так:«минус» на землю, а «плюс» — на нижние выводы резисторовR3 и R6. КонденсаторC4 при этом остается между эмиттером и землей. Возможно,стоит поэкспериментировать со стабилизированным питанием.Любые изменения в питании и самой схеме усилителя радикально влияют на звук, что открывает широкие возможности для твикинга.

[1]. Г.Левинзон, А.Логинов, «Высококачественный усилитель низкой частоты». М., «Энергия», 1977.

* Публикуется по H.J.Fisher, Transistortechnik fur Den Funkamateur.Перевод А.В. Безрукова, М., МРБ, 1966.

** Предвижу, что после выхода этой статьи цены на радио рынках могут подскочить, как это уже произошло с некоторыми типами ламп и микросхем — Прим. ред.

Источник