Улучшенный усилитель Василича
В отличие от предыдущей версии усилителя Василича с N-канальным выходным каскадом Никитина в новой схеме я отказался от блока питания с плавающей средней точкой. Это позволило значительно улучшить качество воспроизведения низкочастотного диапазона ЗЧ и исключить возможную генерацию на ультранизких частотах при сложной нагрузке. Также мною был модернизирован усилитель напряжения (я отказаться от токового зеркала Вилсона в пользу схемы с плавающим каскодом), что значительно увеличило скорость нарастания выходного напряжения. В связке с новым усилителем напряжения работает, хорошо себя зарекомендовавший, улучшенный N-канальный выходной каскад Алексея Никитина (Q9-Q14) В качестве выходных транзисторов использован IRLZ34N (N-канальный MOSFET с пороговым напряжением на затворе +1...+2В). Схема нового усилителя мощности звуковой частоты приведена ниже.
Основные технические характеристики усилителя мощности:
Номинальная выходная мощность (Вт) — 45 (при Rn = 4 Ом);
Полоса пропускаемых частот (кГц) - 0,01...100;
Коэффициент гармоник во всем диапазоне частот (%) - 0,001
Номинальное входное напряжение (В ) - 2;
Выходное сопротивление (Ом) — не более 0,1;
Ток покоя выходного каскада (мА ) –75…150.
Ток покоя задается резистором R23, мною был использован многооборотный резистор номиналом 100 Ом. Рекомендую выставлять не менее 75 мА, уже при этом значении искажения оконечника Никитина в текущей реализации не превышают 0.1% и имеют короткий, быстро спадающий спектр гармоник. Усилитель охвачен токовой обратной связью. Коэффициент усиления равен отношению резисторов R2 к R8. Изменяя номинал переменного резистора R7 устанавливаем выходное напряжение равное 0. В одном из вариантов усилителя в качестве транзисторов Q6 и Q7 мной использовались соответственно 2N5401 и 2N5551. В последнем варианте установлены BD140 и BD139. Под последние транзисторы разведена и плата.
В случае каких-либо неисправностей данная схема может быть не безопасна для акустической системы, так как на выходе усилителя может появиться постоянное напряжение, которое выведет из строя АС. В связи с этим рекомендуется все регулировки (установку тока покоя и нулевого напряжения на выходе) производить на подключенную вместо акустической системы активную нагрузку (мощное сопротивление номиналом 4 Ом, 10 – 25 Вт). Данный усилитель желательно использовать вместе с блоком защиты АС (возможные схемные решения этой проблемы будут представлены позже).
Для питания стереофонического усилителя собран блок питания по следующей схеме.
Тороидальный трансформатор, мощностью 120 Вт имеет 4 вторичные обмотки по 18 В. В качестве выпрямительных диодов может использоваться диодный мост, с предельным напряжением 80 – 100 В и током 10 А. Электролитические конденсаторы (С18 – С19) — 10000 мкФ х 35 В. Трансформаторов может быть два, каждый мощностью по 60 — 80 Вт. Электролитические конденсаторы рекомендуется зашунтировать пленочными.
Со временем для данного усилителя был изготовлен более качественный блок питания по новой схеме.
Плата усилителя спроектирована с помощью программы Sprint-Layout. Ее размер 78 х 58 мм. Виды со стороны деталей и дорожек смотри ниже.
Плата усилителя изготовлена по ЛУТ-технологии. SMD компоненты запаяны со стороны дорожек.
Фотографии собранного УМЗЧ.
В качестве Q1, Q2, Q5 в рабочем варианте были примененеы оригинальные транзисторы Toshiba 2SA970 (будьте внимательны, их распинока отличается от BC560). Также в качестве Q1 отлично себя показал мосфет ZVP4424A. С ним можно вообще отказаться от разделительного конденсатора C1 на входе усилителя. В качестве Q6, Q7 можно установить 2SA1208/2SC2910, 2SA1380/2SC3502, BD139/BD140. На место Q11 можно установить BD140. На место Q10/Q12 лучше всего подойдут ZVP2110A или ZVP3110A.
Результаты измерений на резистивную нагрузку в 20 Вт.
Субъективно, при прослушивании усилителя, отмечается более глубокий бас, чистый вокал и очень прозрачный и в тоже время мягкий звук.
Желаю успехов в техническом творчестве!
Усилитель просто супер! Пока собран один канал, но уже сейчас ясно, что JLH будет заменен им! Мягкость звучания подобна усилителю класса А, но блин разрешение невероятное, и все это при халявном тепловыделении.
Кто будет собирать подключайте через лампочики от авто, а то сам затупил, транзиля неправильно впаял, растроился было и забросил, но седня косячки свои поправил и вот оно счастье, усиль завелся, сижу балдею)))
На выходе можно поставить IRL540, даже при этом можно увеличить напряжение питания усилителя до ± 34 В (Q10/Q12 поставить ZVP2110A или ZVP3310A) и соответственно снять большую выходную мощность. Но на мой слух звучание усилителя с ними получается менее прозрачным, все дело в большой входной емкости.
IRLZ34N — Ciss 880p — оптимальны по звуку.
IRLZ24N — Ciss 480p — отличные вч, но есть проблемы с басом на низкоомной нагрузке, и уже не выдерживают малейщего кз на выходе.
К сожалению, с ними приходится ограничивать питание усилителя в пределах ± 25 В.
Я так понимаю на схеме опечатка в названии выходников?
У оригинальных Никитинских выходников Ciss вообще равен 2400 ))
Почему такая высокая входная емкость?
Спасибо за найденную в схеме опечатку. У меня в собранном усилителе стоят IRLZ34N. IRL_I_Z идут с изолированым корпусом.
ZVP2106/10A покупал на farnell, а ZVP3310A брал здесьhttp://www.ebay.com/itm/10x-ZETEX-ZVP3310A-MOSFET-DMOS-100V-P-CH-E-LINE-FET-TO-92-NEW-/230962104294?hash=item35c66a07e6 У этого продавца есть и zvp2110A. Наименьшие искажения были получены с ZVP2110A.
Также в ходе экспериментов пробовал вариант с биполяром (bc560) в качестве Q10 и перемычки вместо Q12. Ток покоя пришлось увеличить до 150мА. Качество звучания получилось на удивление весьма комфортным, уровень искажений усилителя примерно в 4 раза выше, чем в окончательном варианте с двумя ZVP.
Когда собирал тоже чуть не случился казус, так как начал было запаивать транзисторы прямо по фото собранного усилителя из статьи ))), да не тут то было, у автора вперемешку в УН использованы 2N5401/2N555, bc560/bc550, 2sa970 — расположение выводов у них разные. Смотрим лай, распиновка точно совпадает для bc560/bc550 как указано в схеме и будет все ок.
PS усилитель тоже очень понравился.
Да, внешне похожи на оригинал.
Угу, понял, покручу-поверчу транзисторы, по результату отпишусь. По поводу R16, там R20 мешает уйти влево(он 0.5Вт), наверно придётся в одно отверстие и перемычку и ножку R16 :((, что не есть хорошо, хотя — мож что-то придумаю, для себя же любимого делаю.
С мосфетом ZVP4424А на входе в этой схеме меньше проблем, чем с jfet, с ними тоже пробовал и слушал долгое время именно это вариант усилителя с фиксированным 0 (их применение не треубет изменеия схемы, 0 с ними держится более менее нормально, но плывет всеж больше чем с биполяром, емкость входную можно выкинуть вообще, R9 с ними рекомендую увеличить до 820 Ом — 1 кОм, будет более оптимально для них по режимам и гармошки чуть меньше, и r14/r13 лучше увеличить до 68 Ом).
Сейчас после обсуждений на форуме cxem.net был эксперимент применить jfet ( 2sj74 / 2sj103) с попыткорй убрать емкость С5, но замена на них требует некоторых изменеий в схеме и не все гладко получилось с 0, по звуку мне ( 2sj74 / 2sj103) показались поинтереснее, но для них надо менять схему.
С проблемой термостабилизации в этом усилителе не сталкивался, у меня ток покоя наоборот при нагреве совсем немного снижается. А вот 0 на выходе при нагреве слегка уплывает, думаю, интегратор если ставить jfet на вход точно стоит взять на вооружение.
Вопрос интересный, металопленочный при долгом кз успевает обуглиться и сгореть, особеннно если с предохранителем не расчитать (а предохранитель при больших банках нужен с запасом), т.е. после кз надо менять еще и резисторы, транзисторы IRLZ34N выживают, а IRLZ24N как повезет ((. По звуку, конечно, лучше ставить неиндуктивный, лучше поискать неиндуктивные проволочные, они намного более живучие, если нет таких, то можно ставить металопленку, только учитывать, что при кз их вероятно придется менять. По хорошему не помешало бы сгородить в схеме сразу защиту от кз. Сейчас вот думаю собирать очередную версию, с виртуальной 0 точкой и jfet на входе (этакий гибрид между этой и придыдущей версией Василича + с некоторыми своими доработками), в ней защиту добавил, вобщем мысли по схеме пока такие
:
Чтоб над резиками не издеваться, во время КЗ, есть и термо и постоянка и от передоза тока защита тоже тов.Никитина.
Добрый день, Натали не слышал, но была возможность сравнить усилитель в одном сетапе с другими конструкциями.
Расположил субьективно от лучшего к худшему, хочу сразу отмеить, что качество любого усилителя во многом зависит от применяемых компонент, и грамотности исполнения.
1) Линкс 17 в оригинальном исполнении (у себя держу еще другой ТОС-ник похож на Линкс PA72)
2) «Оплеуха микрухам» 2012
3) Усилителем ЭА Лайкова v.6
4) Акулининева с глубокой ООС
Акулиничев порадовал приятными ВЧ, но невнятным НЧ диапазоном, у него баса просто нет.
Лайков дает добротный транзисторный звук (причем звук сильно зависит от применяемого ОУ, слушал с АD845, можно поискать и лучшие варианты, это замечание, думаю, будет справеливо и к Натали — звук сильно определяется выбором ОУ). Имхо без ОУ на входе добротный тосник (типа линкса) звучит интереснее композита. Оплеуха показалась более прозрачной чем Лайковский, но всеравно звучит менее интересно на фоне Линкса и Василича.
Сравнивал правда немного измененную версию Василича, схему выше выкладывал (с полевиком на входе и плавающей средней точкой, емкости по питанию по 30тыс. мкф. поэтому проблем с басом нет никаких). Я б поставил Василича на 1-2 место, все зависит от жандровых предопчтений и снимаемой мощности. Звучит мягко и приятно, особенно нравится в его исполении вокал но все это до мощносить 25 — 30Вт. Линкс более детальный и дает больше драйва, рок в его исполнении бесподобен, но и более колючий что-ли, т.к. очень требователен к источнику звука, все огрехи записи на ВЧ как на ладони.
Для небольшой комнаты, если нужен теплый звук Василич самое то, что нужно.
Я слушаю оба, в спальне поставил Василича, а в гостинной тосник типа Линкса PA72.
Думаю, Натали (да и Линкс 17) намного мощнее, это другая весовая категория. Если иногда возникает желание раскочегарить аккустику на полную, тут главное чтоб соседи не прибежали(((, то тогда лучше собирать их, но это и по деньгам много дороже.
Доброго времени суток.
Подскажите, транзистр Q9(TO-92) на радиатор надо цеплять? Если да, то может его можно заменить на что нибудь в ТО-126 ?
И еще вопрос, можно без замены номиналов обвязки заменить Q1, Q2, Q4, Q5, Q9 на 2sa970. А Q3 и Q8 на 2sc2240 ?
А по поводу Q10, Q12 кто нибудь пробовал ставить аналоги не ZVP ? Их только с и-бея могу заказать, а это время((
Понял.
Спасибо за подробный ответ!
Добрый день!
Возникли несколько вопросов по схеме, если кто ответит буду благодарен.
1. Есть возможность поставить на место Q11 — ZVP2110G(сейчас стоит bd140), на слух разница есть или только при измерении заметна разница?
2. Такой же вопрос по Q1(сейчас стоит — 2sa970) заказывать zvp4424 или разница в звучании минимальна?
3. Какое входное сопротивление усилителя, на сколько ом ставить регулятор громкости? Хочу заказать ALPS.
4. 10000uF в плечо на один канал хватит или нужно больше? Сколько оптимально?
Вроде пока все. Заранее благодарю если кто ответит))
P.S. Собрал 2 канала и защиту от постоянки(по схеме от ivan'а), правда еще не запускал, занимаюсь трансом и БП.
Q11 — замена ZVP на BD140 никак не отражается на качестве и характере звука.
2SA970 дает лучшие результаты при изверениях гармоник, при этом звук более холодный в сравнении с полевиком. С биполяром также лучше повторяемость схемы.
В качестве регулятора громкости оптимально использовать потенциометр номиналом 10 Ком. Также рекомендую R9 увеличить до 820 Ом — 1 кОм, а R14/R13 — до 68 Ом.
В блоке питания 10000 мкФ в плечо вполне достаточно для данной схемы усилителя с фиксированной землей.
Для получения максимального качества выходные транзисторы желательно подобрать близкими по параметрам. Из практики, при покупке транзисторов из одной партии разброс их параметров не превышает 20%, чего вполне достаточно для данного усилителя.
«На вкус и цвет товарищей нет». Мне больше нравятся усилители с полевыми транзисторами в тракте.
Здравствуйте, такой вопрос: стабилитрон D1 на печатной плате верно обозначен? По схеме он включен катодом на землю, анодом через резистор на отрицательное плечо питания, как и должно быть, а на печатной плате ровно наоборот. Получается, в печатной плате ошибка?
По схеме верно, а в шелкографии неправильно.
Добрый день.Собрал оба канала настроилось все идеально.Ток покоя около 130ма, ноль с прогревом тоже устанавливается, но R7 иR23 в одном канале 10к и100ом. а в другом 5.6к и 44ом.Разница в 2раза хотелось бы одинаково.В чём может быть причина или оставить как есть.
А что стоит в качестве Q11 ?
В обеих каналах bd140
Единственное что разных производителей
для R7 такой разбег для этой схемы нормальный, а по R23 с учетом биполярных хоть и разных производителей все же смущает. Какое падение на R23 по каналам, интересно понять какой ток через R23 получился? И что по выходникам, они из одной партии и близки по параметрам или тоже разных производителей?