В первых двух частях я рассказал о приёмниках прямого усиления и супергетеродинах. Именно в таком порядке, обычно, начиналось практическое знакомство радиолюбителей с электроникой. Я не исключение. После нескольких собранных приёмников разной сложности захотелось добавить у них громкости, чтобы можно было включить их где-нибудь на природе в кругу друзей. Например, летом на пляже. Чтобы все вокруг слушали и завидовали, даже если и без из согласия. Для этого готовы были нести с собой не очень малогабаритную аппаратуру. Тогда (начало 70-х годов), не было таких компактных комплектующих, как сейчас. А если и были, то не для нас, простых пацанов. Даже динамики вынимали из домашних радиоточек (коробка с динамиком, небольшим трансформатором и переменным резистором для регулировки громкости. Кстати, именно в этой коробочке (корпусе) зачастую и собирали усилитель. Места хватало для пары плоских 4,5 вольтовых батареек и простенькой схемы на 3 - 4 транзисторах и двух трансформаторах. Примерно такой -
Входной сигнал подаётся на предварительный усилитель - вход транзистора V1 через регулятор громкости R2 и развязывающие конденсаторы. Затем на второй транзистор V2, коллекторная цепь которого нагружена первичной обмоткой согласующего трансформатора Т1. Через две его вторичные обмотки сигнал в противофазе поступает на два транзистора V3 и V4, а с них на входы двойной катушки выходного трансформатора Т2. Его вторичная обмотка нагружена динамиком. Это, наверное, самая распространённая схема того времени, подобных было много. Их совершенствовали всякими обратными связями, развязками, составными транзисторами и прочими премудростями. Такие схемы применялись в самих радиоприёмниках и в усилителях мощности, только с более мощными выходными транзисторами. А вот когда появились транзисторы с обратной проводимостью, стали популярны схемы бестрансформаторных усилителей. Это было здорово! Во первых - сразу уменьшилось занимаемое место, во вторых - исчезли проблемы изготовления и ремонта самих трансформаторов. Они часто ломались - обрывались выводы, намотанные о-о-очень тонким проводом 0,08 мм. и менее. А количество витков было очень большим - до 1200 витков, мотали их вручную. Иногда, правда хитрили - мотали сразу в 3-4 провода, потом определяли концы тестером и соединяли последовательно. Вместо спайки использовали сварку - концы скручивали и нагревали огнём от спички. Тонкий провод оплавлялся в шарик и лаком приклеивался к боку катушки. Но это было рискованно - при обрыве приходилось перематывать всё заново. Лично я мотал всё в один провод. Это был своего рода мазохизм, ровно и аккуратно намотать вручную 1200 витков и не оборвать. Хотя, если это случалось, спичкой сваривал.., потом кусочек тонкой вощёной бумаги, лак и продолжаешь мотать. Позднее приспособил для этих целей небольшую ручную дрель. Зажимал её в тисках в горизонтальном положении, а вместо сверла ставил резьбовую шпильку. В ней с помощью гаек и шайб зажимал катушку и, вращая одной рукой ручку, другой направляя провод наматывал его ровненько на катушку. За один поворот ручки дрели, катушка делала четыре оборота. Оставалось только считать сколько раз прокрутил ручку дрели. За триста оборотов наматывалось 1200 витков, качество намотки было гораздо выше. Уже гораздо позже появились специальные станочки для намотки со счётчиками витков и ускоренной намоткой через редуктор...
Транзисторы с обратной полярностью здорово облегчили жизнь радиолюбителей. Большинство совсем отказалось от использования трансформаторов в УНЧ. Вместо них появилась возможность ставить в последний выходной каскад пару транзисторов с разной полярностью, а динамик подключать к общей точке соединения эмиттеров через электролитический конденсатор. Ниже привожу несколько таких схем.
Мощность таких усилителей зависела от применяемых транзисторов и напряжения питания, чем оно выше, тем выше мощность и, соответственно, громкость на выходе. Ещё одним фактором в этом было сопротивление катушки динамика или общего сопротивления звуковой системы (колонки). Чем оно меньше, тем громче звук. Динамики, обычно были 4-х или 8-ми омными. Комбинируя параллельно-последовательное их соединение и дополнительные компоненты - дроссели и конденсаторы, собранные по определенной схеме, добивались нужных параметров. Но в этих схемах был предел по мощности. Например для автомобильного УНЧ с питанием от 12-ти вольт, подобной схемой можно получить всего около 3 Ватт на канал, если это стерео звук. Для увеличения этого показателя есть два способа (я больше не знаю) - это использовать преобразователь напряжения для повышения питания усилителя, который потребляет много энергии из-за невысокого КПД, или использовать мостовую схему включения динамиков. Это очень интересная тема. И реализуется достаточно просто. Требуется только два одинаковых усилителя включённых встречно. То есть динамик (или несколько) подключается двумя выводами к двум УНЧ, работающими в противофазе. То есть один и тот же сигнал подаётся на входы обоих усилителей в обратной полярности друг к другу. Вот на этой картинке хорошо это видно. Сигнал с инверсного выхода первого усилителя У1 передаётся на вход У2. Дополнительными цепями его амплитуда выравнивается до нужного значения, усиливается, и на его выходе он, уже в обратной полярности, подаётся на нагрузку в противофазе.
На схеме видно, что по напряжению получается двукратное увеличение на нагрузке. А мощность всего усилителя пропорциональна квадрату пикового напряжения на его выходе, значит она возрастает аж в 4 раза. То есть мостовая схема выдаёт на динамиках уже не 3, а 12 Ватт. Это гораздо эффективнее, чем повышать напряжение питания преобразователем. На следующей схеме Вы можете видеть одну из практических схем довольно простого мостового УНЧ.
Я собрал подобный усилитель в конце 60-х в школьном радиокружке. Вернее, я собрал его дома и, при проверке, мой динамик порвался, как только я его включил и дотронулся до входа. Обычно, слышится фоновое гудение, а тут он просто "гукнул" и диффузор порвался. Я принёс его на кружок и подключил к "колоколу". Это такой металлический динамик. Они и сейчас используются для вещания на улице и в мегафонах, только меньшего размера. Я отрегулировал напряжения в указанных на схеме контрольных точках, выключил его и подключил микрофон для проверки. Потом включил питание от лабораторного блока питания вольт на 10. Он так громко засвистел от самовозбуждения, что все схватились за уши. Вот это был эффект!
Всё стало ещё проще, компактнее и качественнее с появлением микросхем. Это была революция! Небольшой корпус с удобным креплением на радиатор и немного навесных деталей давали большое преимущество перед достаточно громоздкими обычными усилителями. Ведь для них требовалось много места ещё и потому, что все мощные выходные транзисторы приходилось ставить на радиаторы. А они занимали места так много, что о компактных конструкциях можно было только мечтать. Без них обойтись было невозможно. Транзисторы очень грелись. Каких только радиаторов не придумывали... Главным в них была как можно большая эффективная поверхность охлаждения. Для этого нарезали или отливали из алюминия или дюралюминия многорёберные формы с площадками для крепления транзисторов. Часто радиатор делался, как элемент корпуса устройства и ставился на заднюю его сторону рёбрами наружу. Особенно много неудобства доставляли радиаторы для старых германиевых транзисторов. У них корпус совпадал с коллекторным выводом и его приходилось изолировать от радиатора через прокладки из слюды через дополнительные непроводящие детали - втулки, кембрики, шайбы и винты. Или ставить каждый транзистор на отдельный радиатор внутрь корпуса, чтобы случайно не замкнуть их между собой.
Намного проще проще стало это делать с новыми кремниевыми транзисторами и микросхемами. Достаточно стало одного винта с втулкой и прокладки из слюды, фторопласта или кусочка кухонной плёнки для запекания мяса... В то время ещё про термопасту не знали и использовали вместо её Поморин (Зубную пасту). Зачастую, достаточно было металлического корпуса электронного устройства, прямо на который прикручивались полупроводниковые детали.
Радиолюбители, обычно умели делать всё своими руками, то есть мы, были и остались (кто ещё живой) универсалами, любая работа делается своими руками. Прошло так много лет, а руки-то помнят...
Весь спектр данной темы охватить коротко не получится. Так что, на этом рассказ об усилителях заканчиваю. Очень надеюсь, что Вы, уважаемые ветераны радиолюбительства, дополните мой рассказ своими воспоминаниями. Пишите, не ленитесь. Пусть это останется хотя бы в таком печатно-сетевом виде.
Подписывайтесь, комментируйте и оценивайте. Делитесь в соцсетях. От Вашей активности зависит увеличение показов в ленте и, соответственно, количество читателей. Не думайте, что я пишу ради заработка. За такие статьи тоже начисляется небольшая денежка от рекламы, но исчисляется она парой десятков рублей, не разбогатею... На написание одной статьи уходит 2-3 дня работы.
Спасибо.
С. Андрианов.
