Качественный предварительный усилитель своими руками. Собираем ламповый предварительный усилитель


Добрый день.

Хочу продолжить рассказ о ламповом предусилителе для гибридного усилителя.


Полная схема предусилителя:



Схема очень простая. Ничего выдумывать мы не стали. В основе, выбранный в прошлый раз, резистивный каскад. В нем нет ничего необычного.

В схему добавили активные фильтры на транзисторах VT1 и VT2. Они обеспечивают дополнительную очистку питания. Так как основная фильтрация будет выполняться внешним источником, то схемы фильтров упростили - сделали их одноступенчатыми.

Питать накал планируем от внешнего стабилизированного источника. Использование мощной фильтрации всех напряжений обеспечит отсутствие фона.


Пора собирать

С платой прототипа все как обычно: рисуем, печатаем, переводим, травим, сверлим и мелкой шкуркой зачищаем... После этого респиратор на лицо, баллончик с черной термостойкой краской в руки... красим плату в черный цвет. Так ее не будет видно в корпусе собранного усилителя.


Откладываем плату в сторону: пусть сохнет. Пора перетрясти коробки и подобрать детали. Часть компонентов новые, другие - выпаиваем из ранних прототипов (ну не пропадать же хорошим, практически новым компонентам?!).


Все готово к сборке, пора включать паяльник.



Паяльник нагрелся - паяем:

Примечание: паять удобнее, начиная с самых низкопрофильных компонентов и переходить к более высоким. Т.е. первыми паяем диоды, стабилитроны, потом резисторы, панельку под лампу, конденсаторы и т.д... Мы, конечно, нарушили эту последовательность и паяли так как придется:)


Установили конденсаторы. В данном проекте использованы отечественные К73-16. Хорошие конденсаторы. Мы проводили для них серию измерений спектров их нелинейности в разных режимах. Результаты порадовали. Об этом мы обязательно когда-нибудь напишем.



Запаиваем резисторы и прочую мелочь



Ставим панельку и электролитические конденсаторы.

Примечание: При пайке ламповой панельки в нее обязательно надо вставить лампу. Если этого не сделать, то после сборки могут возникнуть проблемы с установкой лампы. В некоторых (самых "тяжелых" случаях) можно даже цоколь лампы повредить.





Все детали на своих местах. Предусилитель готов.



Проверяем

Схема простая, и вероятность ошибки минимальна. Но проверить надо. Подключаем усилитель к источнику питания и включаем:




10 секунд - полет нормальный... 20... 30... все нормально: ничего не взорвалось и не задымилось. Накал спокойно светится, защиты тестового источника питания не срабатывают. Можно облегченно выдохнуть и проверить режимы: все отклонения в допустимых пределах для непрогретой лампы.


После 10-минутного прогрева все параметры установились и вышли к расчетным значениям. Рабочая точка выставлена.

Раз все хорошо, то можно продолжить. На вход подключаем источник тестового сигнала. На выход - резистор имитирующий входное сопротивление усилителя мощности. Включаем и промеряем все основные параметры каскада.




Все в пределах нормы. Искажения и коэффициент усиления совпали с тем, что было получено в предыдущей статье. Фона нет.

Вот и готов наш ламповый предусилитель. Пора переходить к созданию для него мощного выходного буфера на транзисторах. С тем же успехом его можно использовать и в чисто ламповой конструкции. Для этого понадобится сделать для него мощный ламповый выход.

Возможно имеет смысл сделать универсальный ламповый предусилитель (может быть в виде конструктора), для использования в ламповых и гибридных конструкциях?


С уважением, Константин М.

Предусилитель для микрофона , он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона - это такой вид усилителя, назначение которого - усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.

Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.

Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1


микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. можно заменить на отечественный . Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме .

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель - это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного .


С данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант . Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.


Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с , например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. , состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.


(140,5 Kb, скачано: 290)




предусилитель микрофона на 4558

Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.

При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.

Часть 1 . Блоки УКВ аппаратов. Статья 2 . Блоки усилителей НЧ.

Усилители мощности ЗЧ.
Любительские конструкции различнейших вариантов усилителей мощности НЧ можно найти в любом радиолюбительском справочнике и журналах, таких как «Радио», «Радиомир. KB и УКВ», «Радиолюбитель», «Радиоконструктор» и многих других. Так что у радиолюбителя имеется, огромный выбор УНЧ, на любой вкус. , В этой статье я приведу описания тех конструкций, которые сам опробовал и использовал на практике.

Выбирая схему усилителя следует помнить, что для любительских радиостанций совсем не нужны высококачественные УНЧ с огромной полосой пропускания звуковых частот. Для связного приемника необходимая полоса пропускания сигналов НЧ лежит в пределах 300 ... 3000 Герц. Этой полосы вполне достаточно и для качественного приема сигналов человеческими органами слуха и для работы аппаратов цифровой связи.

Все частоты, находящиеся выше или ниже указанного диапазона принесут только вред. Поэтому на входе усилителя непременно должен быть установлен фильтр нижних частот. Кроме того, погасить усиление высоких частот можно подбором корректирующих конденсаторов и резисторов. Можно значительно увеличить чувствительность УНЧ увеличением сопротивления R2 до 120 Ом.

УНЧ на м/сх К174УН7
Микросхемы серии К174 предоставляют радиолюбителю большой выбор различных радиоконструкций. К174УН7 представляет собой усилитель НЧ со следующими параметрами:

Напряжение питания 15 В;

Номинальная выходная мощность 4,5 Вт;

Коэффициент гармоник для выходной мощности 0,05 Вт - 2%, для 4,5 Вт - 10%;

Полоса частот от 40 до 20000 Гц;

Входное сопротивление 50 кОм;

Сопротивление нагрузки 4 Ома;

Коэффициент усиления 40 дБ;

Максимальное амплитудное значение тока в нагрузке 1,75 А;

Максимальное амплитудное значение выходного напряжения 2 В;

Допустимое постоянное напряжение на выводе 7 составляет 15 В;

Допустимое постоянное напряжение на выводе 8 от минус 0,3 до 2 В;

Недопустимо подавать внешнее постоянное напряжение на выводы 5, 6, 12.
Микросхему необходимо ставить на теплоотвод - охладитель.

На рис. 2.1 приведена принципиальная схема УНЧ, выполненного на микросхеме К174УН7.

Этот усилитель имеет широкую полосу пропускания звуковых частот. Поэтому на выходе усилителя непременно должен быть установлен фильтр нижних частот. Кроме того, погасить усиление высоких частот модно подбором корректирующих конденсаторов и резисторов. Можно значительно повысить чувствительность УНЧ увеличением сопротивления R2 до 120 Ом.

Усилитель практически не требует никакой наладки. Впоследствии, после полного изготовления всего радиоприемника с этим УНЧ, можно будет попробовать изменить выходную частотную характеристику подбором величин корректирующих конденсаторов и резисторов (если это будет необходимо!).

В серии К174 есть и другие микросхемы усилителей НЧ, пригодные для связной техники.

УНЧ на транзисторах - вариант 1.
Для любителей работать с транзисторами старых марок привожу испытанную схему простого УНЧ на транзисторах, изображенную на рис. 2.2.


Чувствительность усилителя по входу составляет примерно 0,25В, так что для его нормальной работы в составе радиоприемника требуется между детектором и этим усилителем установить еще один усилитель НЧ, так называемый «предварительный УНЧ», который должен усиливать сигналы, полученные от детектора, до величины 0,25В.
Выходная мощность усилителя примерно 2 Вт, коэффициент гармоник не более 3%, на выходе должен быть громкоговоритель с сопротивлением катушки 5 ... 8 Ом.

Стабилизация режима выходного каскада осуществляется с помощью диода VD1. Диод следует подбирать по критерию получения как можно меньших искажений при малом сигнале на входе. Можно пробовать диоды Д18, Д310 и другие, при этом следует помнить непременное требование: замену диода можно проводить только при выключенном питании.

Усилитель может работать и при более низком напряжении питания. При напряжении питания 9В и сопротивлении громкоговорителя 8 Ом выходная мощность составит примерно 1 Вт, а при напряжении питания 6В - примерно 0.5 Вт

Настройка осуществляется подбором резисторов R1 и R9 таким образом, чтобы величина напряжения на положительном электроде конденсатора С4 была равна половине напряжения питания. При этом величина тока в режиме молчания через транзисторы VT4 и VT5 должна быть в пределах 2...3 мА.

По аналогичной схеме можно сделать УНЧ и на современных транзисторах.

УНЧ на транзисторах - вариант 2.
На рис. 2.3 приведена принципиальная схема еще одного варианта транзисторного УНЧ. Эта схема аналогична схеме УНЧ в разработанной Я. С. Лаповком конструкции базового приемника KB радиостанции. В данной схеме, по сравнению с аналогом, применены другие транзисторы.


Настройка УНЧ заключается в подборе сопротивления R1 до такой величины, чтобы на положительном электроде конденсатора С4 (в общей точке для транзисторов VT3 и VT4) величина напряжения составляла половину от напряжения питания. Также, как и предыдущий УНЧ, этот усилитель нуждается в дополнительном (предварительном) усилителе.

Предварительные усилители НЧ. Предварительный усилитель на транзисторах.

В бытовых радиоприемниках предварительные НЧ усилители обычно дополняют функциями коррекции звуковых частот. В радиоприемниках для связи необходимости в такой коррекции нет, т.к. диапазон воспроизводимых УНЧ связного приемника не должен выходить за пределы диапазона 300 ... 3000 Гц. Поэтому схемы предварительных усилителей могут быть очень простыми. На рис. 2.4 изображена схема простого, но достаточно эффективного в работе транзисторного предварительного усилителя НЧ. Схема представлена в двух исполнениях, которые различаются только структурой примененных транзисторов.


Настройка УНЧ заключается в подборе сопротивления R2 до величины, при которой в режиме молчания величина падения напряжения на резисторе R4 составит ровно половину от величины напряжения питания. Иными словами, напряжение на коллекторе транзистора VT2 должно быть равно половине напряжения питания.

Предварительные УНЧ на микросхемах.
Как правило, разработчик нового радиоприемника стремится так распределить суммарное усиление между его каскадами, чтобы наибольшая доля усиления приходилась на усилители ПЧ и УНЧ. Поэтому понятно стремление радиоконструктора создать УНЧ с максимально возможным усилением. Решить подобную задачу можно с помощью предусилителей НЧ, выполненных на операционных усилителях. На рис. 2.5 изображена одна из возможных схем предусилителя НЧ на операционном усилителе типа К140УД6. Можно использовать также К140УД7, К140УД12 и другие.


Коэффициент усиления изображенного на рис. 2.5 усилителя равен отношению суммы величин (R5+R6) к величине сопротивления резистора R1. Например, если суммарная величина сопротивлений R5 и R6 будет составлять 50 Ом, а величина сопротивления резистора R1 будет равна 10 Ом, то коэффициент усиления будет равен 10.

Настройка усилителя заключается в подборе наиболее удобной величины сопротивления переменного резистора R5. Собственно говоря, переменный резистор здесь не нужен. Подбор можно осуществлять различными постоянными резисторами.

На рис. 2.6 изображена схема предварительного усилителя на микросхеме К548УН1. Эта микросхема представляет собой два одинаковых малошумящих УНЧ.


Параметры усилителя зависят от глубины ООС, которая определяется соотношением сопротивлений резисторов R1 и R3. При значениях сопротивлений, указанных на схеме, усилитель характеризуется следующими параметрами:

Коэффициент усиления напряжения 100 (равен отношению сопротивлений R1/R3),

Входное сопротивление равно 300 кОм,

Выходное - не более 1 Ом,

Высшая рабочая частота не менее 100 кГц.,

Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц при сопротивлении нагрузки 10 кОм не более 0,05 %,

Коэффициент шума (измеренный в полосе частот до 23 кГц при сопротивлении источника сигнала 10 кОм) не более 2.

Если повысить коэффициент усиления напряжения до 1000, наивысшая рабочая частота уменьшается примерно до 20 кГц. а коэффициент гармоник повышается до 0,1 %. Корректирующий конденсатор С, включают, если необходимо ограничить диапазон рабочих частот. Показанные в скобках выводы микросхемы относятся ко второму усилителю, расположенному в этом же корпусе.

Вариант комбинированного УНЧ
На рис. 2.7 изображена принципиальная электрическая схема усилителя НЧ, который включает в себя предварительный усилитель на операционном усилителе К140УД6 и усилитель мощности на 5 транзисторах. Особенностью транзисторного усилителя мощности является то, что этот усилитель предназначен для работы в режиме класса АВ, который характеризуется малыми линейными искажениями.


При указанных на схеме величинах радиодеталей. УНЧ обеспечивает выходную мощность порядка 1 Вт и имеет к.п.д. около 60%. Входное сопротивление - около 300 Ом, выходное - 10...20 Ом. Настройка транзисторного усилителя мощности осуществляется подбором сопротивления R8 до такой величины, при которой напряжение в точке соединения коллекторов транзисторов VT4 и VT5 станет равным (в режиме молчания) ровно половине напряжения питания.
Каскад на операционном усилителе особенностей не имеет.

Фильтры НЧ
Как уже было сказано при рассмотрении блок-схемы приемника, после детектирования нужно очистить полученный сигнал от присутствующих в нем побочных частот, т.е. необходима фильтрация сигнала. После детектирования в сигнале непременно будут как высокие (выше 3000 Гц), так и низкие (ниже 300 Гц) побочные результаты детектирования и различные наводки, например, с частотой 50 Гц от источника питания. Кстати, от источника питания при плохой фильтрации могут наводиться частоты и 100 Гц и 200 Гц - это более высокие гармоники от частоты электрической сети 50 Гц.

Фильтровать сигнал по ходу его преобразования в приемнике приходится несколько раз, но здесь рассматриваются схемы низкочастотных каскадов и рассмотрению подлежат именно конструкции полосовых НЧ фильтров.
Основная фильтрация сигнала после детектирования должна осуществляться фильтрами нижних частот (ФНЧ). Международный стандарт устанавливает верхнюю граничную частоту телефонного канала 3400 Гц, что обеспечивает хорошую разборчивость речи. Улучшая помехоустойчивость и селективность приемников, любители довольствуются более узкой полосой с верхней граничной частотой 2700...3000 Гц.

Простейший ФНЧ, устанавливаемый на выходе детектора или последнего (телеграфного) смесителя приемника или трансивера, целесообразно выполнить на LC элементах по так называемой П-образной схеме рис. 2.8.


По моему мнению, это самый эффективный из подобных фильтров и может с успехом применяться даже в приемниках прямого преобразования. Его потери пренебрежимо малы, селективность составляет 23 дБ на удвоенной частоте сигнала среза, и 32 дБ на утроенной частоте этого сигнала. Для больших расстроек она равна 60 дБ на декаду (десятикратное увеличение частоты). Соотношения между элементами фильтра определяются формулами: С1 = С2 = 1/(2*π*fc*R), L1 = R/(π*fc), где fc - частота среза, п-число пи=3,14. Сопротивлением R1 обычно служит входное сопротивление УНЧ. Значения L и С достаточно выдержать с точностью 10%, поэтому настройки фильтр не требует.

В.Т.Поляков, автор книги «Радиовещательные ЧМ приемники с фазовой автоподстройкой», рекомендует создавать небольшой подъем в области верхних частот звукового спектра. Он считает, что такой подъем полезен для улучшения разборчивости, поэтому целесообразно рассчитывать фильтр на сопротивление в 1,5...2 раза меньше реального нагрузочного. Типовые значения элементов для fc = 3 кГц таковы: С1 = С2 = 0,05 мкФ, L1= 0,1 Гн, R = 1 ...2 кОм.

Катушка наматывается на кольцевом магнитопроводе К16x8x4 из феррита 2000НМ и содержит 260 витков любого подходящего изолированного провода. Тороидальные катушки хороши тем, что мало подвержены посторонним магнитным наводкам и чаще всего не требуют экранировки.

Выполнить расчет любых элементов колебательного контура поможет вам программа INDUKTIW, которую можете взять в Интернете на сайте по адресу: http://r3xb-tga.narod.ru/ или http://r3xb.by.ru .

Индуктивностью фильтра может служить и одна из обмоток миниатюрного трансформатора от портативных преемников, лучше всего подходит первичная обмотка выходного трансформатора.
Фильтровать частоты ниже 300...400 Гц обычно нет необходимости - эту роль выполняют разделительные конденсаторы в УНЧ, емкость которых выбирается из условия С = 1/(2*п*fн*R), где fн - нижняя частота звукового спектра, R - входное сопротивление следующего за разделительным конденсатором каскада.

Если у вас в данный момент нет подходящей катушки индуктивности, можно сделать RC-фильтр, заменив катушку резистором на 300 ... 800 Ом. Фильтрация будет несколько хуже, но работоспособность приемника сохранится. В некоторых случаях величину этого резистора можно увеличить до 3 кОм.

Вместо заключения.
В радиолюбительской практике применяется огромное количество самых разнообразных схем. Каждый из нас использует те схемы, которые для него более удобны по имеющемуся набору деталей, или по каким-то иным, только ему понятным причинам. В этом цикле статей я буду приводить те схемы, которые использую в своей практике. Кому-то они понравятся, кому-то нет. Мне совсем не думается, что выбранные мною схемы являются лучшими. Наверняка есть и более удобные схемы на современных радиокомпонентах. Ищите то, что вам будет по душе.

Статья о том, как можно своими руками собрать усилитель, который имеет звучание на уровне заводских, среднего ценового диапазона. Нижее будет описана сборка полного УНЧ, в состав которого входят предусилитель, усилитель мощности звука, индикатор, защита, два блока питания. Всё это собрано в корпусе от Радиотехники. Для увеличения электросхемы - клик.

Из множества различных схем те, что по моему личному мнению, являются оптимальными по соотношению цена/качество. Никаких изменений кроме описанных в оригинальные схемы не вносил, всё сделано так, как оно есть. Для питания усилителя мощности взял тороидальный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками по 20 В мощностью около 100 Вт и прикрутил его болтом к металлической подложке на дне корпуса усилителя, предварительно просверлив в ней отверстие нужного диаметра. Рядом с этим трансом располагаем выпрямитель усилителя мощности. Собираем блок из 6 конденсаторов по 4700 мкФ х 50В, по 3 в плечо и шунтируем двумя плёночными конденсаторами по 1 мкФ. Предусилитель, индикатор, защита и коммутация будут работать от родного трансформатора.



Предусилитель на трёх ОУ NE5532 – звук отличный! Есть режим линейности АЧХ, коэффициента гормоник на данные опреционники в даташите я почему то не нашёл, но есть данные что 0,007 %. Плохо, что нет тонкомпенсации и её реализация возможна опять же со специальным резистором. Как раз этот темброблок и пойдёт в состав моего полного усилителя. Плату не нашёл, пришлось разрабатывать самому. Можно .



Усилитель мощности при напряжении +/- 27 Вольт и при подаче синусоиды частотой 1 кГц при 4-х омной нагрузке выдал 104 Ватта. Конечно, существует множество других схем усилителей мощности, но я выбрал эту, потому что она простая, дешёвая и качество звучания несравнимо лучше чем у .



Общий провод блока питания усилителя мощности с рамой корпуса непосредственно как предусилитель не соединять! Появляется низкочастотный гул, как раз поэтому проблема с питанием защиты так и осталась нерешённой, т.к. при присоединении общего провода защиты с общим проводом усилителя мощности также появляется небольшой гул. Поэтому схема защиты на данный момент функционирует только как схема задержки включения включения, в таком режиме никаких лишних шумов нет. В качестве катушки в усилителе мощности прекрасно подошла катушка от Холтона - родного мощника Радиотехники.



Испытания. Отличная детализация звука, хорошая стереопанорама. Что касается баса – тут тоже всё в порядке, он чёткий, но не жёсткий. Радиаторы предвыходных транзисторов тёплые, выходных – холодные, так и должно быть. Мощность 100 Ватт на 4 Ома, замерить коэффициент искажений возможности нет, однако думаю он небольшой.

Похожие статьи

© 2019 evently.ru. Все о канализации и водоснабжении.