Riso. 1. Prototipo

Riso. 2. Circuito amplificatore (clicca per ingrandire)

Riso. 3. Circuito di alimentazione (clicca per ingrandire)

Riso. 4. Schema di ritardo di accensione

Riso. 5. Titolare

Perché sto facendo transistor? Ecco un amplificatore a valvole per Tango con Tamura sul ripiano inferiore del rack! Questa è una domanda. Nei miei anni scolastici, agli albori del mio radioamatore nella città in cui allora vivevo, erano disponibili solo lampade da componenti radio. I transistor stavano appena iniziando a entrare nell'uso dei radioamatori come cose alla moda. Anche la rivista "Radio" a quei tempi presentava l'elettronica a transistor come qualcosa di speciale. Allo stesso modo, durante l'assemblaggio di un'altra struttura valvolare da parti sradicate da vecchie radio, ho sognato un giorno di assemblare un amplificatore a transistor con una potenza pazzesca e una banda di frequenza riproducibile per quei tempi. E sebbene da allora siano passati un numero incalcolabile di anni, e negli anni ho assemblato amplificatori con quale potenza, a quanto pare è proprio questo desiderio, poi espresso, che ancora non lascia in pace la mia anima radioamatoriale lampade così ammalianti . Ma basta nostalgia, veniamo al dunque di questa storia.

La caratteristica di questo amplificatore, a differenza di tutti i circuiti sonori a transistor conosciuti oggi, non è affatto astrattismo disegnato cascate di transistor. Il trucco è che in questo amplificatore non c'è l'amplificatore di tensione attivo usuale per circuiti transistor e tube-transistor. La funzione di amplificare la tensione in questo amplificatore è svolta da un componente passivo, un trasformatore elevatore appositamente realizzato. Dirai - guarda i circuiti dei primi amplificatori a transistor - lì non veniva usato nemmeno un trasformatore. Esatto, ma in quei primi amplificatori, i trasformatori adattavano solo l'impedenza degli stadi dell'amplificatore tra loro e il carico. E questi primi amplificatori con trasformatori corrispondenti suonavano, se non ricordi come dirlo più facilmente ... Anche se sono rimasto grato a questi primi amplificatori a transistor, perché mi hanno messo in dubbio che le valvole non fossero promettenti per il suono. Sì, e come potrebbero non esserci dubbi in un confronto diretto, completamente non organizzato in modo speciale: a quei tempi, gli amanti della musica ascoltavano musica sugli amplificatori a valvole.

Non proprio tra l'altro, ma in generale sul tema del suono - in seguito eravamo di nuovo esattamente come allora con i transistor, allevati con sorgenti digitali - il progresso, dove sarebbe:.

Ma torniamo alle patatine. Quindi, la caratteristica principale è uno speciale trasformatore step-up. Per non spaventare con questa parola all'inizio della storia, prenoterò che si tratta di un trasformatore appositamente realizzato per un amplificatore a transistor. Non per lampada. Pertanto, solo una persona pigra non può farcela, sarebbe un acciaio elettrico dal suono più o meno decente con una sezione trasversale di oltre cinque o sei metri quadrati. centimetri. Nel nostro paese, questo era ai vecchi tempi, senza dubbio. Ma su questo in un materiale incluso separato sul calcolo di un tale trasformatore, in cui, se ho tempo, elaborerò anche un programma per calcolare questo trasformatore su qualsiasi materiale e tipo di nucleo dal suono decente. Si tratta di quelli fatti in casa. Il resto, che interrompe l'avvolgimento di eventuali trance, puoi utilizzare quelli già pronti, ad esempio quelli indicati sul circuito dell'amplificatore. Le nostre moderne trance provenienti da tutti i tipi di laboratori, così come dalle restanti industrie viventi di trasformatori coinvolte nei trasformatori del suono, lo sconsiglio vivamente. Dal momento che conosco la situazione con i nostri materiali moderni e, soprattutto, con i cervelli coinvolti in questo campo - secondo l'ultima dichiarazione - il mercato per le nostre apparecchiature audio è quasi zero. Da produttori stranieri puoi trovare, se non trasformatori quasi adatti per questo amplificatore (guarda lo schema elettrico), quindi ordinare con le caratteristiche desiderate. Loro, questi produttori, per quanto ne so, saranno anche felici di questo.

Quindi, le caratteristiche del trasformatore step-up:

• tensione effettiva in ingresso fino a 2 Volt;
• la resistenza data all'avvolgimento primario è di circa 40 ohm;
• rapporto di trasformazione 1: 5: .10, a seconda della potenza di uscita desiderata, da cui, tra l'altro, letteralmente tutto nello stadio del transistor di uscita dipende da questo amplificatore;
• la resistenza resistiva dell'avvolgimento secondario non è superiore a 200 ohm.

Per una prova, seppur con un risultato sonoro poco prevedibile, si può utilizzare un trasformatore di un amplificatore per cuffie a valvole, proposto dall'avvolgimento secondario, come step-up. Allo stesso tempo, vale la pena, ascoltando la risposta in frequenza dell'amplificatore, giocare con un resistore che devia l'avvolgimento step-up. Il cui valore non può essere inferiore a 5 kOhm, parlando disinvolto, senza contare. E durante il calcolo, è necessario iniziare dalla resistenza data all'avvolgimento primario del trasformatore: dovrebbe essere di circa 40 ohm.

Passiamo al dispositivo dei circuiti di amplificazione della corrente a transistor. Durante la mia vita da radioamatore, ho provato tutti i circuiti a transistor possibili, che erano solo conosciuti, per costruire stadi di amplificazione di corrente. E solo due tipi dell'intera varietà dei circuiti di amplificazione attuali mi sembravano musicali. Uno di questi è quello che viene utilizzato nel circuito di questo amplificatore. Questo è un circuito classico elementare con una ridotta (!) Stabilità della corrente di riposo dello stadio di uscita, ridotta dalla fondamentale disorganizzazione del feedback sui transistor di uscita. Puoi trovare una descrizione del funzionamento di un tale circuito in qualsiasi libro di testo sui circuiti dei transistor.

La stabilizzazione termica della corrente di riposo dei transistor di uscita di un tale circuito è resa semplicemente senza pretese e, di conseguenza, non molto efficace - da una connessione termica tra il transistor di uscita e il transistor che si trova sull'accumulo dell'uscita (di seguito - transistor oscillante, driver, ecc.). A causa di un meccanismo di stabilizzazione termica così semplificato, lo stadio di uscita di un amplificatore basato su tale circuito richiede un attento calcolo delle condizioni termiche dei transistor e un approccio un po' più serio alla progettazione dei dissipatori di calore. Ecco perché, per questo tipo di transistor di uscita, indico valori specifici della tensione di alimentazione dello stadio di uscita di amplificazione della corrente di questo amplificatore da diverse impedenze degli altoparlanti collegati. Per quanto riguarda questo amplificatore, noterò immediatamente che il suo primo stadio di amplificazione di corrente sui transistor Q1:Q4 richiede anche la stabilizzazione termica della corrente di riposo dei transistor di uscita dello stadio attraverso l'accoppiamento termico tra di loro - posizionando le corrispondenti coppie di transistor su un radiatore con una potenza termica dissipata di circa due watt.

In pratica, questa stabilizzazione termica può essere eseguita posizionando i transistor necessari su entrambi i lati della piazzola di atterraggio di ciascun dissipatore di calore l'uno verso l'altro, ad es. transistor di atterraggio con fori di montaggio su una vite di serraggio su lati diversi del dissipatore di calore. È anche possibile stabilizzare in modo più efficace la corrente di riposo dei transistor di uscita. Quelli. organizzazione di una più stretta connessione termica tra transistor. È questa soluzione progettuale che utilizzo nello stadio di uscita dell'amplificazione di corrente di questo amplificatore: le corrispondenti coppie di transistor sono poste l'una vicino all'altra su una piastra realizzata con un materiale ad alta conduttività termica, come il rame, che a sua volta è già montato sul dissipatore di calore principale in alluminio. Pertanto, aumentiamo significativamente l'efficienza del meccanismo per stabilizzare la corrente di riposo dei transistor di uscita, mentre la temperatura dei cristalli del transistor diminuisce di circa quindici-venti gradi Celsius rispetto al modo tradizionale di posizionare i transistor su un dissipatore di calore ed è di gran lunga da critico per i semiconduttori.

La piastra di rame sul lato del dissipatore di calore principale deve essere stagnata. Per semplificare la vita, al fine di escludere il disaccoppiamento elettrico dei transistori posti sullo stesso dissipatore, è possibile anche la stabilizzazione termica della corrente di riposo dei transistori di uscita mediante accoppiamento termico dei transistori oscillanti e di uscita dei bracci contrapposti del circuito . Ma la temperatura dei cristalli, alla quale in questo caso si stabilizzerà la corrente di riposo dei transistor di uscita, sarà superiore a quella del metodo che utilizzo. E se il calcolo termico della modalità di funzionamento del transistor non è corretto, questa temperatura può avvicinarsi alla temperatura critica per i cristalli del transistor.

Ora sulla linearità dell'ampiezza del circuito dell'amplificatore di corrente utilizzato in questo amplificatore, viene solitamente eseguito eseguendo il carico di transistor oscillanti sotto forma di sorgenti di corrente, vedere la fig. 1. Ma, al posto delle parole, il circuito dell'amplificatore operazionale AD797, con lo stesso stadio di uscita, e probabilmente la migliore linearità tra gli operazionali, sarebbe più appropriato e indicativo. È stato in questa versione classica che ho utilizzato un circuito di stadio di uscita simile nei miei amplificatori per più di vent'anni fa. Alcuni anni fa ho discusso su questo argomento con un amico che mi ha convinto a provare l'opzione di stabilizzare la corrente del transistor oscillante mediante un boost di tensione, simile al noto circuito dell'87 della rivista Radio o descritto nel mio libro preferito di Tietze e Schenk di 83 sui circuiti dei transistor.

Ma ho fatto questo passo, tenendo conto di qualcosa di completamente diverso, ovvero l'amplificatore Quad 405 dal suono eccezionale, che utilizza anche una soluzione simile. E anche rendersi conto che i condensatori per questi scopi devono avere un'elevata qualità del suono, ad es. impedenza lineare non risonante su un'ampia banda di frequenza. Come potrei ottenere tali condensatori, confrontare il suono della cascata con una sorgente di corrente - e ancora una volta ho confermato la correttezza del mio approccio nella progettazione di amplificatori a transistor - meno semiconduttori ostacolano il suono, più l'amplificatore suona musicale. Ma, per alcuni motivi, fino ad ora ha nascosto attivamente il fatto della superiorità della variante del circuito con un aumento di tensione. Dirò di più, come risultato di questa azione, ho ottenuto i risultati che mi aspettavo.

Passiamo ora al calcolo delle resistenze di carico dei transistor swing, che determinano la corrente sia dei transistor swing che dei transistor di uscita. A riposo, a questi resistori viene applicata la tensione del collettore di base del transistor di uscita dello stadio. Con sufficiente precisione per questo calcolo, possiamo prendere questa tensione uguale alla tensione di alimentazione del braccio dello stadio meno la tensione che cade alla base-emettitore del transistor di uscita, che è approssimativamente uguale a 0.5:0.7 Volt. Successivamente, è necessario decidere quanta corrente deve fluire attraverso i transistor di uscita. In questa materia, non sono un sadomosista, e ciò che è importante per me non è un'idea elettrica sotto forma di adesione alla classe generalmente accettata di funzionamento del circuito "suonante", ma solo la sufficienza nel trasferimento della musicalità.

Dopo molte sperimentazioni sui dissipatori utilizzati, ho optato per una corrente di riposo di 80:150 mA, a seconda del tipo di transistor utilizzato. I transistor di diversi produttori e modelli, così come le lampade, suonano in modo diverso, anche per ogni modello di transistor hanno un certo valore "suonante" della corrente di riposo per un circuito specifico dello stadio dell'amplificatore e del dissipatore di calore con un valore specifico di resistenza termica . Per quanto riguarda i transistor indicati nello schema e i dissipatori che ho utilizzato, il valore della corrente di riposo dei transistor dello stadio di uscita era di 130 mA. La stessa corrente deve fluire attraverso le resistenze calcolate. Altrimenti, applicando la legge di Ohm, otteniamo il valore della resistenza che carica il transistor oscillante.

Non mi soffermerò sul calcolo dei dettagli del circuito di boost di tensione, a causa dell'elementarità di tale compito, dirò solo che il valore del condensatore indicato sul circuito dell'amplificatore è sufficiente per l'effettivo funzionamento del circuito di boost di tensione in la banda di frequenza richiesta con i valori delle correnti di riposo dei transistor di uscita da me indicati. Inoltre, sconsiglio l'utilizzo di un condensatore di potenza superiore, sulla base di considerazioni elementari per il funzionamento dei condensatori in corrente alternata. Inoltre, per non complicare ancora una volta la vita, prendiamo il valore di ciascun resistore del circuito di boost di tensione pari alla metà del valore della resistenza di carico del transistor oscillante. La domanda successiva riguarda la tensione di alimentazione dell'attuale stadio di uscita dell'amplificazione di questo amplificatore. Questa domanda per questo circuito dello stadio di uscita dell'amplificatore è la più importante. La stabilità della cascata e il suo suono dipendono da questo. Per non addentrarmi in queste difficili giungle, mi concentrerò sul fatto che empiricamente, su transistor con una dissipazione di potenza di circa 0 W, è stata ottenuta la seguente dipendenza per lo stadio di uscita di questo amplificatore:

Sulla base di questi valori otteniamo i valori di ciascuna delle quattro resistenze dei circuiti di boost di tensione per un carico di 4 ohm pari a 100 ohm. Per il secondo carico, offro l'opportunità di esercitarmi a calcolare i resistori da solo.

Successivamente, secondo formule note, è necessario calcolare il valore di potenza di questi resistori. Questo è tutto, il calcolo dell'amplificatore è completato.

Scendiamo al più importante: costruttivo. Prima ancora, un'altra piccola digressione. Credo che il design della tecnologia audio a transistor influisca sul suono dell'amplificatore in misura molto maggiore rispetto alla tecnologia a valvole. Parlando ora di suono, intendo certamente i sottili momenti del suono a disposizione degli audiofili e degli amanti della musica avanzati che ascoltano anche questi momenti, ma li trattano filosoficamente.

Quindi, il design di questo amplificatore. Innanzitutto, niente circuiti stampati. Solo il montaggio a cerniera, i punti di saldatura sono organizzati sui terminali dei transistor o sui petali di montaggio, rivettati su schede separate di materiale isolante. Ancora una volta ripeto: osserva i punti di saldatura e l'ingresso / uscita dei conduttori indicati sullo schema elettrico dell'amplificatore, questo determina in larga misura il suono dell'amplificatore quando si utilizzano componenti sonori. In caso contrario, non recupererai parte del denaro speso per l'acquisto di componenti radio di alta qualità. I conduttori di qualità sono inclusi anche nei componenti sonori di questo amplificatore. Puoi usare i fili di montaggio Cardas, puoi anche usare i nostri vecchi fili in rame morbido rosso scuro non stagnato senza isolamento. Si organizza l'isolamento successivamente, dopo la dissaldatura, ad esempio con carta elettrica, e dove è ragionevolmente necessario.

In secondo luogo, ogni canale dell'amplificatore è assemblato da un design separato, compreso l'alimentatore disaccoppiato, compreso un trasformatore di alimentazione. E strutturalmente, anche gli attuali stadi di amplificazione non sono combinati. Il primo stadio è assemblato su un circuito stampato separato, lo stadio di uscita è realizzato come una struttura tridimensionale separata, la cui parte del corpo portante principale è mostrata in Fig. 5. Questa parte, con un'area più ampia, è collegata allo chassis dell'amplificatore tramite il disaccoppiamento delle vibrazioni. I fori di questa parte del corpo sono progettati per ospitare i condensatori C5 e C6. In cima a questa parte, con un traferro di 1 cm, sono fissati i dissipatori di calore dei transistor di uscita, con i pad di montaggio del transistor uno di fronte all'altro. I dissipatori di calore dei transistor di uscita sono stati progettati appositamente per questo amplificatore e sono dei radiatori ad aria non anneriti con un'area effettiva di 490 cm^2 realizzati in alluminio, con otto alette di 4 mm di spessore e 45 mm di lunghezza su un lato. Il pad di montaggio del transistor ha una larghezza di 80 mm, un'altezza di 50 mm e uno spessore di 10 mm. Tutti i restanti componenti dello stadio di uscita si trovano tra questi dissipatori e, come ho già accennato, sono saldati direttamente sui terminali dei transistor e sulla piastra di montaggio a petali, che è fissata a metà tra i dissipatori sul principale caso dello stadio di uscita.

Ora attenzione! Mi soffermerò più in dettaglio sui condensatori C5 e C6. I fori nella parte di alloggiamento dello stadio di uscita sono progettati per accoglierli, vedere fig. 5. Ti dico come dovrebbe accadere. Prendiamo una sottile lamina di rame (0.05 mm) e avvolgiamo più volte i condensatori con un adattamento di interferenza. Sopra il rame mettiamo in tensione un paio di strati di sottile fibra di vetro. Già su di esso avvolgiamo la quantità di filo calcolata per una potenza di 10 W e una tensione di 15..30 Volt da qualsiasi materiale con alta resistività e organizziamo le conclusioni dell'elemento riscaldante risultante. Dall'alto, mettiamo di nuovo un paio di strati di fibra di vetro sottile nella tenuta e uno strato di sottile lamina di rame anche nella tenuta. Strati di lamina di rame sono collegati elettricamente alla custodia dell'amplificatore. Questo design deve essere eseguito con molta attenzione e, in modo che non abbia le proprie risonanze, deve essere impregnato con qualsiasi liquido di organosilicio viscoso e non essiccante. Successivamente, inseriamo questo assieme nel foro della parte del corpo e riempiamo lo spazio rimanente con sigillante siliconico. Non specifico il design esatto del riscaldatore, perché se non puoi calcolarlo da solo e organizzarne il funzionamento, non ti consiglio affatto di assumere la produzione di questo amplificatore. La temperatura sulla superficie dei condensatori C5 e C6, che questo riscaldatore deve fornire, è di 50-60 gradi Celsius per il primo marchio di produzione ELNA CERAFINE. Per condensatori di altre marche, dovresti selezionare questa temperatura a orecchio. Potrei dare una spiegazione per questo approccio nella progettazione di amplificatori a transistor nella descrizione del mio nuovo amplificatore audio a transistor, che è completamente pieno di tale esoterismo. Se arriva il suo momento. Ma per il riscaldatore. Se non si utilizza il monitoraggio automatico della temperatura, sarebbe meglio alimentare il riscaldatore con corrente alternata, prelevandolo dal trasformatore di alimentazione del canale. Se è presente l'automazione, quindi da un trasformatore di alimentazione separato, sul quale in questo caso è possibile riagganciare l'alimentazione del circuito di ritardo all'accensione dell'altoparlante.

Ora brevemente sul circuito di ritardo: un relè a tempo elettronico convenzionale, il ritardo è dovuto alla costante di tempo del circuito di alimentazione del condensatore situato nella base del transistor composito. Una domanda importante sul relè è che i suoi contatti influenzano il suono dell'amplificatore. Ho poca esperienza in materia, dal momento che ho optato per il relè del marchio TKE52PDU da tempo. Questo relè è utilizzato nei dispositivi di automazione nell'industria nucleare. Sul diagramma del ritardo ho indicato un consolidato relè Fyujitsu, sarà probabilmente più facile da trovare.

Bene, l'ultimo. Quello che sembra un fuzz, ma è abbreviato in GA. Questo è il secondo esoterico in questo amplificatore. Mezzi: armonizzatore di corrente anisotropo. Il mio nuovo amplificatore, che ho già menzionato, è completamente esoterico: trasformatori rotanti, sorgenti di corrente coerenti, ecc. In questo mi sono fermato al numero tre. Quindi, come viene eseguito questo armonizzatore? Due capicorda in rame sono fissati rigidamente a una distanza di 8 mm, tra di loro è saldato un conduttore di 0.1 mm di diametro. Uso un filo di rodio esposto a un flusso di neutroni di 10^22. Nel caso più semplice, il conduttore può essere di rame, ma affinché abbia le proprietà necessarie per l'armonizzatore, deve essere formato naturalmente, cioè di età superiore ai 40:50 anni. Un tale conduttore, ad esempio, può essere prelevato dalle bobine RF delle vecchie radio. La fisica di questo processo è piuttosto complicata per una presentazione elementare, forse un modello associativo-simile può essere rappresentato come una specie di ugello che lamina il flusso.

Qual è la qualità del suono di questo amplificatore? Il suono è molto chiaro, valvolare, vivace e molto veloce. Non ho l'abitudine di descrivere momenti sottili a parole. Preferisco raccontarvi le tappe del percorso. La prima versione di questa linea di amplificatori era un amplificatore discreto con uno stadio differenziale all'ingresso e un driver a transistor nell'OE, caricato da una sorgente di corrente - lo stadio di uscita era già lo stesso mostrato in Fig. 1. OOS era presente in quell'amplificatore, nei primi anni ottanta la lotta contro le distorsioni misurate divampò. Dopo questo amplificatore, mi sono imbattuto solo in un libro pubblicato da Tietze e Schenk, e ho messo un amplificatore operazionale per pilotare questo stadio di uscita, ho introdotto resistori antiparassitari in tutte le basi. Ma il feedback, per errore o per provvidenza, è stato introdotto dall'uscita dell'amplificatore operazionale. In risposta a questo, ho sentito un suono così pieno che ho iniziato a capire cosa avevo fatto. E quando l'ho capito, ho iniziato a sperimentare l'accumulo dello stadio di uscita. Lo schema in fig. 1 è proprio di questa serie, più vicino alla metà degli anni '90 e questo si vede dalla foto, che è della stessa età. Ho parlato di questo schema negli anni novanta alla conferenza FIDO. L'ultimo circuito che utilizzava valvole in questa linea di amplificatori era un progetto da UN a 6E5P con un trasformatore 5K: 150 Ohm e oltre lo stesso UT come in fig. 1. Ho parlato di questa, l'ultima versione dell'ibrido, in uno dei forum audio Internet locali circa due anni fa. Bene, allora c'era un amplificatore a cui è dedicata questa storia.

Tutto su questo amplificatore. Volevo anche parlarti della differenza tra ingegneri del suono e ingegneri elettronici che progettano circuiti sonori, ma ho cambiato idea. Sebbene una delle mie osservazioni - quanti ho incontrato tali ingegneri, non ho notato alcun orecchio musicale o profonde preferenze musicali. In quel momento ho capito perché amano così tanto valutare la qualità del suono delle apparecchiature audio con tutti i tipi di distorsioni e perché è così importante per loro misurare queste distorsioni con un dispositivo di misurazione. E il fatto che l'elevata qualità del suono degli amplificatori sia estremamente debolmente legata a qualsiasi distorsione è poco preoccupante per questi ingegneri. Ma non sono un ingegnere elettronico e, in quanto fisico, la verità è la cosa più importante per me. Sì, questo vale anche per la qualità del suono di questo amplificatore.

Ma perché sto facendo i transistor? Certo, è più facile incolpare Freud. Ma no, la risposta è diversa, perché nelle lampade è stato a lungo chiaramente chiaro. E dove allenare il tuo cervello, se non su un suono a transistor? Mi sembra anche di aver capito la tecnologia digitale, ma oh, come non voglio entrare in questioni di vinile - sono quasi soddisfatto del suono dei dischi sovietici con i classici su Micro con Rega 300. Anche se hanno degli svantaggi:

Pertanto, non giurerò su nulla.

Autore: Vladimir Ul'yanov (Vladimir Ulyanov); Pubblicazione: cxem.net

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