Предыстория. Почему автор решил сделать вторую версию ОМ? Потому, что захотелось создать усилитель для себя, хороший и простой, чтобы не «городить огород» и не изобретать что-то сложное, монструозное. Поэтому начались эксперименты со схемой первой оплеухи с целью получения еще большего качества, при минимуме деталей. Сделать сложную схему – просто. Сделать качественную схему и без "ведра транзисторов" и печатной платы размеров метр на метр - куда сложней. Оптимизацией режимов работы каскадов, применением более удачных полупроводников и некоторыми изменениями в схеме - цель была достигнута, получился простой и очень качественный усилитель.
Схема усилителя. Схема представляется собой типичную, трехкаскадную топологию известную еще нашим предкам. Особенность схемы не в ее новизне (которой тут нет), а в современной элементарной базе, правильно подобранных режимах работы каскадов и правильной коррекции. Все перечисленное позволило получить от вполне стандартной схемы очень хорошие технические параметры.
Технические характеристики усилителя (частично получены путем моделирование в Multisim):
Диапазон питающих напряжений = +/- 20 ... +/- 50 В;
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 8 Ом, 1 кГц) = 97 Вт;
Частотный диапазон (-0,1 дБ) = 25 - 40 000 Гц;
Частотный диапазон (-1 дБ) = 8 - 125 000 Гц;
Частотный диапазон (-3 дБ) = 4 - 250 000 Гц;
THD+N (при Pвых <= 60 Вт, 20 кГц) <= 0,0009 %;
THD+N (при максимальной выходной мощности, 1 кГц) = 0,003 %;
THD+N (при максимальной выходной мощности, 20 кГц) = 0,008 %.
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (для диф.каскада) = 225 В/мкс;
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (для КУНа) = 187 В/мкс;
Измерения RMAA:
Элементная база или «из чего собирать?».
Резисторы. Все резисторы, кроме дополнительно указанных на схеме (или в перечне радиоэлементов), должны быть рассчитаны на мощность рассеивания 0,25 Вт. Можно применять как советские, так и китайские резисторы. В качестве R26-R29 лучше не применять проволочные резисторы из-за их относительно высокой паразитной индуктивности, которая может сыграть свою роль в плане снижения устойчивости усилителя. Не нужно стремиться к применению высокоточных резисторов (резисторов с допуском менее 1%). Допускается применение резисторов с допуском 5%. Подстроечные резисторы R3 и R16, следует использовать импортные, многооборотные, типа 3296W (это облегчит настройку усилителя).
Конденсаторы. В роли конденсаторов, которые стоят на пути прохождения сигнала (С1 и С2), лучше не применять керамические конденсаторы, а в качестве С2 лучше применить неполярный электролитический конденсатор. В случае отсутствия такой возможности, допускается установить полярный электролитический конденсатор. Ни при каких обстоятельствах не допускается применение электролитических конденсаторов производства СССР, поскольку они все давно высохли, поэтому не соответствуют своим первоначальным техническим характеристикам. В качестве конденсаторов С7 и С8 предпочтительней использовать пленочные конденсаторы, но допускается применять керамические. Конденсаторы C3, C4, C5 и C6 - керамические. Конденсаторы С9, С10, С12, С13, С15, С16, С21, С22 – электролитические. Их технические характеристики не играют решающей роли, но лучше избегать левых китайских контор, а также высохших советских электролитов. Напряжения конденсаторов, устанавливаемых по шинам питания, должно быть выше, чем питающее напряжение с некоторым запасом. Конденсаторы С11, С14, С17, С18, С19, С20 – пленочные. Их рабочее напряжение так же следует выбирать исходя из напряжения питания.
Транзисторы. Основное правило – применять то, что указано на схеме и сюрпризов не будет. Не рекомендуется применять транзисторы-аналоги, особенно производства СССР, а также категорически не рекомендуется применять транзисторы KSE340/350 (MJE340/350) – это почти со стопроцентной вероятностью приведет к самовозбуждению усилителя. При покупке транзисторов следует опасаться подделок. Фотографии оригинальных транзисторов привожу ниже:
Радиатор. Данный усилитель работает в классе AB, поэтому нуждается в очень серьезном охлаждении. Основной качественной характеристикой радиатора является - площадь его поверхностей. Для отвода 1 Вт тепла необходимо приблизительно 15 см2 площади поверхности радиатора (для радиаторов из алюминия и его сплавов).
Необходимую площадь поверхности радиатора можно рассчитать по формуле:
S=Pвых*(1-КПД)*15
Где, Pвых - выходная мощность усилителя, Вт.
Для одного канала, 100 Вт'ного усилителя мощности, площадь поверхности радиатора должна быть не менее: S=100*(1-0,55)*15=675 см2.
Некоторые важные моменты:
- Допускается нагрев транзисторов VT7 и VT10 до 70 градусов – это нормально;
- Транзисторы VT11, VT12, VT13, VT14, VT9 должны быть установлены на общем радиаторе;
- Силовые дорожки на плате усилителя желательно обильно покрыть припоем (земляную, выходную, дорожки питания и эмиттерные дорожки выходных транзисторов);
- Усилитель необходимо настраивать с закороченным входом и только после десятиминутного прогрева;
- Ток покоя может плавать в пределах +/- 10%;
- При первом включении сопротивление подстроечного резистора R16 должно быть максимальным, а движок подстроечного резистора R3 должен находится в среднем положении;
- Усилитель не имеет защиты от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке, от перегрева и от постоянного напряжения на выходе - это необходимо учитывать при построение и эксплуатации усилителя;
- При эксплуатации усилителя без устройства задержки подключения акустической системы возможен небольшой хлопок при включении и/или выключении питания;
- Усилитель собранный из исправных деталей запускается и начинает работать сразу и без всяких проблем.
Регулировка тока покоя. Процесс регулировки тока покоя происходит следующим образом. Между эмиттерами VT13 и VT14 подключается милливольтметр. Подается питающее напряжение на усилитель. Вход усилителя при этом должен быть замкнут на землю. При первом запуске вольтметр может показать какие-то значения от 0 до 15 мВ. Вращением движка подстроечного резистора R16 выставляем необходимое значение тока покоя. Тока покоя вычисляем по формуле:
Iпок=U/R.
Где, U – показание вольтметра, В (1 В = 1000 мВ);
R – сопротивление между эмиттерами выходных транзисторов (по схеме = 0.47 Ома).
Рекомендуемое значение тока покоя 40 – 80 мА, что соответствует показаниям милливольтметра 19-38 мВ.
Регулировка «нуля» на выходе усилителя. Между выходом усилителя и землей подключается милливольтметр постоянного тока, вращая движок подстроечного резистор R3, добиваемся нулевого значения постоянного напряжения на выходе усилителя. Регулировка проводится при закороченном на землю входе усилителя.
Печатные платы. Существует несколько вариантов печатных плат.
Авторская печатная плата:
Именно с усилителя, построенного на авторской печатной плате снимались технические характеристики.
Альтернативный вариант печатной платы, рассчитанный на заводское изготовление, был разработан человеком под ником «Лепёхин». Позже этот вариант ПП был изменен человеком под ником «Gora». Существует две модификации данной печатной платы: с одной и двумя парами выходных транзисторов.
Еще один альтернативный вариант печатной платы создан человеком под ником "Den_R":
Фотографии авторского усилителя, собранного по схеме "Оплеуха микрухам 2":
Некоторые законченные конструкции усилителей, выполненных на базе схемы "Оплеуха микрухам 2". Далее представлены фотографии усилителей, построенные сторонними авторами на базе схемы ОМ2 от Nem0. Имена, либо ники авторов - указаны в описании соответствующей фотографии.
Перечень радиоэлементов:
Ссылки:
Место первой публикации - сайт "Паяльник" -
https://cxem.net/sound/amps/amp161.php
Версия статьи в сообществе Nem0 в ВК -
https://vk.com/@nem0_audio-om20
Файлы:
Модель усилителя для NI Multisim 14 -
https://disk.yandex.by/d/0mudpHV8QXFx6w
Авторская печатная плата для усилителя -
https://disk.yandex.by/d/5wr7drtNYtVN0g
Альтернативная печатная плата Gora-Лепёхина (1 пара выходных транзисторов) - https://disk.yandex.by/d/VHKxGFTOUZhwbA
Альтернативная печатная плата Gora-Лепёхина (2 пары выходных транзисторов) - https://disk.yandex.by/d/FEdNeW10pSFh_w
Альтернативная печатная плата от Den_R -
https://disk.yandex.by/d/vXghhv4BTt3D2A
Дата первой публикации: 20 апреля 2011
Дата изменения: 24 марта 2022