audiohobby.ru audiohobby.ru

Вариант конструкции Цирклотрона КП903 для низкоомных наушников и не только

В качестве продолжения статьи Два цирклотрона в едином конструктивном исполнении рассматривается вариант реализации маломощного «безоосного» Цирклотрона КП903, собранного полностью на отечественных JFET, который может быть использован в качестве усилителя для изодинамических наушников или для работы на чувствительную акустику. По спектру и по звучанию этот «мини-цирклотрон» аналогичен ламповому триодному однотактнику. Дополнительное обсуждение этого усилителя можно найти здесь и здесь

В данной статье предложен способ каскодного включения мощных выходных транзисторов КП903. Для подключения наушников к мостовому выходу цирклотрона рассмотрена возможность использования выходных трансформаторов.

При сборке этого цирклотрона использовались печатные платы, оставшиеся от Цирклотрона КП1, так как основная схема драйверной части практически не претерпела изменений, и первоначальный вариант получился таким:

Как и прежде, самой большой проблемой было «раздобыть» и подобрать по параметрам транзисторы JFET. Сборки КР504НТ2В и «полевики» КП103М1 остались у меня ещё после сборки Цирклотрона КП1. Из этих остатков удалось отобрать КП103М1 с начальными токами стока 6..7 мА, у которых напряжение между истоком и затвором при токе стока 0,35 мА находится в пределах 2,94..3,02В. В качестве VT1, VT2 нашлись транзисторы КП302БМ и КП303В с начальными токами стока 20..21 мА и 3,5..3,6 мА соответственно. Для VT7..VT12 были отобраны транзисторы КП302Б1 с начальными токами стока 23,5..31,3 мА, причём на места VT9, VT12 можно ставить с меньшими значениями этого параметра. Главное, чтобы напряжение между истоком и затвором у всех этих транзисторов при токах стока около 2 мА находилось в пределах 2..2,5В или около того.

Наверное, в качестве VT7..VT12 можно использовать транзисторы J310 с уменьшением номиналов R7, R8 примерно до 2,2 кОм для получения необходимых падений напряжений между истоком и затвором.

Мощные JFETы КП903В в количестве 14 штук посчастливилось купить совсем недорого на «просторах» Авито, но из них с подходящими начальными токами стока в пределах 0,54..0,61А (и напряжениями отсечки 7,6..8,4V) оказались только 8 штук, остальные со значениями этого параметра от 0,16А до 0,43А (и напряжениями отсечки 2,6..8,2V) «ушли в отбраковку» (измерения начальных токов стока проводились при напряжении между истоком и стоком 7В, при этом транзисторы прикручивались к дюралевой пластине в качестве теплоотвода). Таким образом, подбор всех этих JFETов по параметрам — самая настоящая «лотерея». Расположив транзисторы по возрастанию измеренного начального тока стока, можно последовательно набрать их в пары. Можно предположить, что для этой схемы подойдут транзисторы и с начальными токами стока примерно от 0,4А. 

Спасибо Юрию за «наводку» на очень удобный и простой тестер для измерения начального тока стока и напряжения отсечки. В моей реализации схема этой приставки к мультиметру получилась такой:

А реализация — такой:

На место обычной тактовой кнопки S1 пришлось поставить миниатюрный переключатель с фиксацией, чтобы можно было «массово» измерять начальные токи стока без лишних телодвижений.

Сначала я собрал вариант цирклотрона с одиночными КП903В на выходе (VT13, VT14 без VT13', VT14'), с питанием выходных каскадов (ВК) постоянным напряжением около 12,5В. При токе покоя 0,2А измеренные параметры меня не впечатлили: максимальное выходное напряжение холостого хода составило 7,6V при входном напряжении 0,8V, а при нагрузке 8 Ом оно упало 3,1V, что соответствует максимальной мощности примерно 1,2W, таким образом выходное сопротивление получилось довольно большим — порядка 11 Ом. И этому можно найти объяснение, если взглянуть на усреднённую проходную характеристику транзистора КП903 из справочных данных:

Каждое плечо выходного каскада представляет собой JFET повторитель, выходное сопротивление которого есть величина, обратная крутизне S транзистора, которая зависит от положения рабочей точки, т.е. от установленного тока стока, причём для разных экземпляров транзисторов этот параметр может варьироваться. Крутизна становится выше при смещении рабочей точки ближе к начальному току стока — она зависит от напряжения затвор-исток, как это можно увидеть из тех же справочных материалов:

Для используемых в этой конструкции экземпляров выходных транзисторов КП903В напряжение затвор-исток Uзи при рабочем токе 0,2А получились в пределах 3,7..4,3В (напряжения отсечки используемых транзисторов — от 7,6 до 8,4В), и в этой области крутизна составила всего порядка 50, несмотря на то, что вблизи начальных токов стока она может достигать вдвое большей величины и даже выше. Из приведённых данных легко определить, что выходное сопротивление одного плеча должно быть около 20 Ом, а двух плеч мостового ВК — в два раза меньше, т.е. около 10 Ом. Отсюда и такой результат, практически соответствующий действительности.

Я не стал «отслушивать» вариант цирклотрона с одиночными транзисторами на выходе (разумеется, он будет прекрасно работать), и сразу добавил к выходным каскадам в пары ещё 4 транзистора КП903В, как показано на приведённой выше схеме. Так как на используемых мной платах от Цирклотрона КП1 установка дополнительных резисторов R20' и R21' не предусмотрена, пришлось изготовить методом ЛУТ дополнительные платки-переходники с резисторами R20, R21, R20', R21':

Наверное, можно было бы вообще обойтись без этих резисторов, запараллелив выводы затворов  выходных транзисторов напрямую и подключив их через установленные на платах 3-пиновые клеммники, но всё-таки отсоединять такие платки при отстыковке платы усилителя гораздо удобнее — выводы транзисторов уже не могут перепутаться в случае ошибки:

     

Для крепления выходных транзисторов КП903 использованы дюралевые пластины размерами 14x50x100 мм, а для установки собранных плат на пластинах — стойки М3 длиной 20 мм:

Впоследствии удалось найти более удачное решение подключения выводов выходных транзисторов, предусмотрев для этого отдельную плату, прикреплённую к пластине на стойках 6 мм «нижним этажом», с возможностью её быстрой «подстыковки» через угловые клеммники к основной плате (см. фото в галерее изображений в конце статьи).

Готовые и настроенные модули Цирклотрона КП903:

 

Выходное сопротивление цирклотрона при установке в ВК «спаренных» транзисторов ожидаемо уменьшилось в два раза и при суммарном токе покоя 0,4А = 2 x 0,2А составило примерно 5,5 Ом, а выходная мощность на нагрузке 8 Ом возросла примерно до 2,6..2,8 Вт.

Ток покоя транзисторов ВК пришлось увеличить до 0,5А = 2 x 0,25А (он может «дрейфовать» в диапазоне примерно от 0,53А в «холодном» состоянии до 0,48А в «прогретом»), так как звучание Цирклотрона КП903 мне сразу не очень понравилось из-за недостаточной, на мой слух, детальности на ВЧ и СЧ. Удивительно, что такое, казалось бы, небольшое увеличение тока покоя, может дать ощутимый прирост в звуке. Выходное сопротивление снизилось с 5,5 Ом до 4,7 Ом, а мощность на нагрузке 8 Ом достигла значения 3 Вт при входной чувствительности 0,9ВУход «нуля» на выходе цирклотрона не превышает 5 мВ при любом токе покоя, термостабильность получилась очень хорошая. 

Примерная зависимость выходной мощности усилителя от сопротивления нагрузки выглядит так (измерения проводились при питании ВК постоянным напряжением 12,5В):

АЧХ усилителя — практически такая же, как у Цирклотрона КП1 — с небольшим подъёмом от частот выше 8 кГц, поэтому для её «сглаживания» пришлось оставить входной ФНЧ R1, C1 и цепь Цобеля R13, C6:

Отдельно также хотелось бы остановиться на выборе номинала входного резистора R2. Было мнение, что его нужно уменьшить на порядок. Можно уменьшить, но тогда ко входу усилителя нельзя будет подключить высокоомный регулятор громкости (при указанном на схеме номинале можно напрямую подключить потенциометр от 10 до 100 кОм). Номинал резистора R2 не влияет на АЧХ, так как её измерение проводится с помощью генератора, имеющего относительно низкое выходное сопротивление, шунтирующее указанный резистор. 

 

Сборку Цирклотрона нужно начинать с блока питания:

За счёт небольших питающих напряжений на этот раз удалось вместить все выпрямители для каждого канала на одну небольшую плату размерами 100x50мм:

 

Платы изготовлены методом ЛУТ:

Из-за ощутимого нагрева мощных выпрямительных диодов пришлось добавить к ним небольшие медные пластины толщиной 1 мм:

Намотку силового трансформатора удалось недорого и очень быстро заказать через Авито. Он изготовлен на тороидальном сердечнике с габаритной мощностью 75 Вт, и при входном напряжении 230В выдаёт 8 выходных напряжений переменного тока: 

  • 2 x 13Vхх 0,03A (диаметр провода 0,1 мм)
  • 2 x 25Vхх 0,03A (диаметр провода 0,1 мм)
  • 4 x 14Vхх 1,25A  (диаметр провода 0,67 мм)

Размеры трансформатора примерно D=72 мм, H=45мм.

Первоначально усилитель работал с питанием ВК по 12,5В, так как вторичные обмотки силового трансформатора были рассчитаны на выходные напряжения 12В при токе 1,5А. Можно было бы оставить и так, если учесть, что ток стока транзисторов КП903 при напряжениях на стоке выше 5В изменяется незначительно (такой график в справочных данных отсутствует, но приведённая кривая, приближённо построенная по результатам реальных измерений, наглядно иллюстрирует вышесказанное):

Однако, впоследствии, при включении ВК по каскодной схеме, этого оказалось недостаточно, и вторичные обмотки силового трансформатора были домотаны тем же проводом до выходных напряжений примерно 14В. Теперь при токе покоя ВК 0,5А напряжения на выходах выпрямителей проседают примерно до 14В, хотя на холостом ходу превышают 16В. Чтобы не устанавливать в блок питания электролитические  конденсаторы C15..C18, C15'..C18' на бо́льшее рабочее напряжение при  работе без нагрузки можно запаять на плату защитные диоды SMBJ16A вместо неиспользуемых SMD конденсаторов C19, C19', C20, C20'.

«Звучание» Цирклотрона КП903 с 8-омной доработанной акустикой Aleks ID-507F SE «Amati» с чувствительностью 92 дБ получилось очень «комфортное», громкость для комнаты вполне достаточна, и даже при прослушивании на предельной мощности искажений почти незаметно, что напоминает ламповый SE, так как ограничение сигнала наступает очень плавно:

 

А вот с малогабаритными отечественными 4-омными 15АС-315

громкости и «басов» уже немного не хватает (при чистейшем звучании на СЧ и ВЧ) — оно и понятно, так как чувствительность этих АС всего 82 дБ, и НЧ у них реально «начинаются» всего с 63..100 Гц.

На мой слух, детальность «звучания» на ВЧ у Цирклотрона КП903x2 оказалось чуточку хуже, чем у Цирклотрона КП1 с латералами 2SK1058 на выходе, при этом важно отметить, что в питании ВК Цирклотрона КП1 дополнительно установлены электролитические конденсаторы Yamaha Nippon 5600 мкФ — думаю, что они позволили до конца раскрыть потенциал этого усилителя на ВЧ, образно говоря: детальность в звуке стала такой, что при ударе палочки слышен даже шорох от неё. Но самое досадное, что установка указанных конденсаторов в Цирклотрон КП903x2 привела к ухудшению звучания: на ВЧ появилась какая-то «колючесть» или чрезмерная «звонкость» (как говорится, «не все йогурты одинаково полезны» :). Казалось бы, с JFETами в ВК звук должен быть лучше! Но в реальности получается не совсем так, и этому есть объяснение.

Дело в том, что в схемах «одиночных» повторителей на JFET есть недостаток: напряжение сток-исток транзистора меняется вместе с сигналом на входе, что приводит к появлению нелинейности коэффициента передачи, а также к резкому изменению тока затвора, входного импеданса и входной ёмкости. Для избавления от этих явлений в повторителях на JFET применяются каскоды (на них и построена вся драйверная часть цирклотрона), но организация каскодного ВК для этого цирклотрона оказалась не так проста.

Сложность состоит в том, что при каскодном включении JFET транзисторов, в частности КП903, рабочее напряжение сток-исток у «нижнего» транзистора каскода по возможности должно быть не менее 5 В (см. выше выходную характеристику транзистора). Это напряжение, в свою очередь, определяется напряжением затвор-исток «верхнего» транзистора каскода при заданном токе покоя 0,25А через один транзистор ВК, которое в соответствии с проходной характеристикой (см. график в начале статьи) обычно не превышает величину 1,5..3 В.

Для решения этой проблемы предлагается «сместить» напряжение на затворе «верхнего» транзистора каскода с помощью цепочки из нескольких светодиодов (2 шт.), с обеспечением стабильного тока через них (в пределах 1..3 мА или больше) с помощью дополнительных слаботочных JFET транзисторов:

Для получения на «нижнем» транзисторе каскода приемлемого рабочего напряжения сток-исток Uси = 6..8 В (примерно половина напряжения питания ВК), с учётом напряжения затвор-исток «верхнего» транзистора Uзи = 1,5..3 В при заданном токе стока (как отмечалось ранее), требуемое напряжение смещения, формируемое цепочкой светодиодов, должно быть в пределах примерно Uсм = Uси — Uзи = 3..6,5 В. Для конкретных экземпляров «верхних» транзисторов каскодов требуется соответствующим образом подобрать типы (и даже, может быть, количество) светодиодов, причём можно комбинировать различные типы светодиодов в одной цепочке.

Выходные каскады могут быть построены на основе как одного каскода — по два последовательно включённых транзистора КП903В(А) в каждом плече, так и двух параллельно включённых каскодов — по 4 транзистора КП903(А) в каждом плече, при этом в случае «одинарных» каскодов мощность получится примерно в два раза меньшей. Для сдвоенных каскодов потребовалось найти по приемлемой цене ещё 8 штук транзисторов КП903В, чего сделать не получилось, но зато удалось «раздобыть» в нескольких местах транзисторы КП903А и 2П903А с начальными токами стока 0,49..0,54 А и напряжениями отсечки 6,4..7,6 В. Они то и «пошли» в качестве «верхних», а ранее использовавшиеся КП903В остались на основных — «нижних» местах.

Полученная в результате схема Цирклотрона КП903x4К (я назвал её так из-за использования 4транзисторов КП903 в каждом плече с Каскодным включением) выглядит следующим образом:

Первоначально я установил в качестве HL1..HL4 красные светодиоды TO-2013BC-MRE с прямым падением напряжения около 1,8 В при токе 1 мА, но полученного напряжения смещения 3,6 В оказалось недостаточно: при суммарном токе покоя ВК 0,5 А напряжения сток-исток «нижних» транзисторов были в пределах 5,6..6,4 В, и максимальная выходная мощность по сравнению с «обычным» вариантом Цирклотрона КП903x2 снизилась на нагрузке 8 Ом примерно до 2,2..2,3 Вт (при питании ВК постоянным напряжением 12,5 В). После замены светодиодов на китайские (с Алиэкспресс) ультра яркие зелёные с падением напряжения около 2,35 В при токе 1 мА напряжение смещения на них возросло примерно до 4,7 В, рабочие напряжения сток-исток «нижних» транзисторов КП903В достигли уровней 6,3..7,6 В (при этом пришлось также поднять выходные напряжения выпрямителей для питания ВК до 14 В), и выходная мощность на нагрузке 8 Ом составила порядка 2,6..3 Вт:

Величина максимальной мощности может немного отличаться в каналах из-за разности значений параметров транзисторов ВК (а их там много :). Выходное сопротивление Цирклотрона КП903x4К составило около 5,8 Ом.

В качестве VT17, VT18 использованы транзисторы 2SK208-Y, из купленной партии которых отобраны 4 штуки с одинаковыми начальными токами стока (~ 1,2 мА).

Конденсаторы C18, C19, шунтирующие цепочки светодиодов, ставить не надо, так как с ними было зафиксировано возбуждение ВК при некоторых уровнях сигнала. 

Полоса частот Цирклотрона КП903x4К без входного ФНЧ R1,C1 по уровню -3 дБ «простирается» примерно до 0,5 МГц с подъёмом на +2 дБ в области 50..90 кГц:

Установка элементов R1,C1 с указанными номиналами выравнивает АЧХ до ±1 дБ в полосе частот до 100 кГц.

Каскоды представляют собой по сути источники тока, и полученный в результате усилитель удивил меня своим необычным «звучанием» — оно оказалось очень сбалансированным, ровным, спокойным, предельно чистым и детальным, без каких-либо «выпячиваний», немного «пушистым» на ВЧ (не знаю, как ещё подобрать слово для описания «тонкости» и «мягкости» передаваемых звуков). При прослушивании я даже умудрился обнаружить «косяк» в питании ЦАПа своего  плеера (некачественные китайские Low Drop стабилизаторы LT1084-ADJ в питании «выхлопа» ЦАП AH-D7T пришлось заменить на LM2931CDR2G, и звук стал лучше, хотя раньше неприятных ощущений от звука я не замечал).

Было интересно обнаружить, что перестали влиять на звучание шунтирующие конденсаторы в питании ВК — нет реакции на увеличение «плёнки» до 1 мкФ и на установку дополнительных «электролитов» Yamaha Nippon 5600 мкФ. Но существенное влияние на звук оказывают номиналы емкостей в сетевом фильтре питания.

«Звучание» Цирклотрона КП903x4К с током покоя 0,4 А мне понравилось меньше, чем с током 0,5 А, так же, как и с «обычным» вариантом КП903x2 (при этом напряжения сток-исток на «нижних» транзисторах увеличились примерно в 1,06..1,16 раза). 

Этот усилитель прекрасно подходит для низкоомных наушников. Правда, есть обстоятельство, которое не позволяет это сделать в полной мере: усилитель является мостовым, и для подключения наушников нужны 4 провода. Таких готовых наушников я «в природе» не нашёл, но тут можно предложить три варианта решения проблемы:

  1. Первое, что приходит на ум — «распотрошить» наушники, и подвести к ним сигнал 4-жильным проводом, установив в усилителе соответствующее гнездо, например 4-контактный mini DIN. Понятно, что в большинстве случаев такой вариант может быть неприемлем. Хотя, есть мнение, что в большинстве наушников сигнал передаётся до штеккера по четырёхпроводному кабелю, и тогда проблема решается проще.
  2. Можно снимать сигнал на наушники только с одного плеча каждого канала, пожертвовав 4-кратным снижением мощности и 2-кратным увеличением выходного сопротивления. Для тестовых и отладочных нужд это является вполне подходящим вариантом, и я его использую.
  3. Включить на выходе трансформаторы для гальванической развязки, а уж концы их вторичных обмоток можно соединять на землю. Только здесь возникает резонный вопрос, как такие трансформаторы намотать или выбрать из готовых. Никаких немагнитных зазоров в сердечнике трансформатора делать не нужно, так как постоянное напряжение на выходе усилителя отсутствует. Считаю, что правильно выбранные межкаскадные и выходные трансформаторы могут давать субъективно лучшее звучание, чем другие возможные варианты организации входных и выходных цепей, несмотря в целом на «неидеальность» индуктивных элементов. Результаты испытаний Цирклотрона КП903 с выходными трансформаторами подтвердили это, и такой вариант понравился мне по звуку больше всего.

Для выходных трансформаторов подойдёт обычное трансформаторное железо — я использовал тороидальные магнитопроводы ОЛ39/64-20 из ленты толщиной порядка 0,3 мм:

   

Экспериментально установлено, что для нормальной работы в этом усилителе выходного трансформатора магнитопровод должен иметь габаритную мощность не менее 40 Вт и напряжения обмоток порядка 20В при токе 0,5А, исходя из стандартного расчёта для 50-герцового силового трансформатора. Если же подходить к расчёту выходного трансформатора более фундаментально, то при следующих исходных данных: Sc=2,5 см² (площадь сечения магнитопровода), So=11,9 см² (площадь окна), B=1 Тл (индукция), f=20 Гц (нижняя частота сигнала), U=6V (выходное напряжение), I=0,5A (выходной ток), η=0,85 (КПД), J=4 A/мм² (плотность тока в обмотках), Kм=0,2 (коэффициент заполнения меди), Кс=0,85 (коэффициент заполнения стали) получаем для этого магнитопровода габаритную мощность примерно Pгаб ≈ 8,25 Вт >> 3 Вт = U*I, число витков на вольт примерно u=0,02 и отсюда необходимое число витков для обмоток: w=300, проводом диаметром 0,45 мм.

Каждый выходной трансформатор содержит по 4 обмотки из 300 витков, намотанных в 4 провода ПЭТВ-2 0,45:

Индуктивность каждой обмотки получилась около 2,3 Гн (реактивное сопротивление на частоте 10 Гц порядка 144 Ом — это очень даже хорошо), сопротивление постоянному току 3 Ом (чем меньше, тем лучше), межобмоточная ёмкость 2700 пФ (мало на что влияет). Если для намотки выбрать провод большего диаметра, то сопротивление обмоток постоянному току можно уменьшить, что может быть полезным для низкоомных нагрузок. Такого же эффекта можно достичь параллельным включением обмоток.

Можно попробовать намотать трансформаторы на нанокристаллических аудио сердечниках, например, на MSTAN-60S-TH, но срок их изготовления 50 дней, и цена «кусается». Да и особого смысла в этом, наверное, нет, так как трансформаторы и на обычном железе показали просто превосходные результаты! Субъективно «звучание» на акустике этого усилителя с трансформаторами мне понравилось даже больше — оно становится на ВЧ каким-то более «мягким» и «сочным» и напоминает ламповый однотакт, при этом на НЧ какого-либо «спада» не ощущается.

Наличие в трансформаторе 4-х обмоток позволяет подключать к выходу усилителя наушники с разным сопротивлением, включая высокоомные:

Снятая АЧХ цирклотрона с этими трансформаторами получилась очень хорошая: при коммутации в режиме 1:1 она практически повторяет аналогичную кривую для усилителя без трансформаторов, а в режимах 1:2 и 1:3 спад до уровня -1дБ наблюдается на частотах порядка 40 кГц. На низких частотах АЧХ ровная, при этом искажения синусоиды в виде характерных «изломов», вызванных насыщением сердечника, наблюдаются только на частотах ниже 12..15 Гц.

Графики зависимостей максимальной выходной мощности усилителя от сопротивления нагрузки, с выходным трансформатором для разных режимов коммутации вторичных обмоток, приведены ниже:

Красный график: включены по одной первичной и по одной вторичной обмотке, жёлтый график: «запараллелены» по две первичных и по две вторичных обмотки, зелёный график: включены одна первичная обмотка и две вторичных обмотки последовательно, синий график: включена одна первичная обмотка и три вторичных обмотки последовательно. Выходная мощность усилителя по сравнению с бестрансформаторным вариантом снизилась из-за потерь в трансформаторе (КПД) и увеличения выходного сопротивления (к выходному сопротивлению усилителя добавляются активные сопротивления первичной и вторичной обмоток), однако для работы на наушники это особого значения не имеет. 

Для Цирклотрона КП903x4К графики получились примерно такими же, но с небольшим снижением мощности:

Можно предложить упрощённую схему коммутации с исключением режима «1:3», где в качестве первичных всегда используются две параллельно включённые обмотки, а две вторичные обмотки включаются либо параллельно (для варианта «1:1»), либо последовательно (для варианта «1:2»):

Можно поступить ещё проще, отказавшись от переключателя S2 и выбрав только один постоянно включённый режим «1:1» (предпочтительнее всего) или «1:2» под имеющийся тип наушников.

Из приведённых графиков видно, что вариант «1:1» лучше всего подходит для нагрузок с сопротивлением от 4 до 30 Ом, в том числе для акустики (последнее — скорее для тестирования, так как всё-таки лучше подключать акустику напрямую для получения наибольшей мощности), вариант «1:2» будет оптимален для наушников с сопротивлением от 20 до 100 Ом, а вариант «1:3» — для более высокоомных наушников (так, например, с 300-омными наушниками может быть достигнута выходная мощность около 1 Вт). Максимальные выходные напряжения «холостого хода» для указанных вариантов составляют примерно 7, 14 и 21 В соответственно. Можно предположить, что такие большие напряжения и мощности для наушников являются излишними, т.е. усилитель обеспечивает значительный запас по мощности.

В целях защиты подключаемых нагрузок от постоянного напряжения подойдёт простой вариант узла защиты нагрузок на основе двунаправленных оптронов TLP620 с его питанием от одного из выпрямителей для ВК (на платах выпрямителей для этого предусмотрена установка миниатюрных разъёмов ZH-1,5, и специальное отдельное питание для узла защиты не требуется):

Две таких платы были изготовлены методом ЛУТ, и они могут располагаться у выходных гнёзд соответствующих каналов цирклотрона:

 

Чувствительность узла защиты составляет около ±1..2В, задержка подключения выходов при указанных на схеме номиналах R4, C5 — примерно 2 секунды. Особенностью схемы является возможность срабатывания на появление «постоянки» как между выходами плеч ВК, так и между земляным проводом и выходом одного из плеч (Out+), используемого для работы на наушники в «усечённом» режиме.

Питание каждой платы осуществляется через разъём X1 (ZH-1,5) от отдельного выпрямителя ВК (их у нас всего четыре). Выходы цирклотрона (3 провода) подключаются к контактам X2, клеммы динамиков -  к контактам X3, 4-проводный («доработанный») вариант наушников — контактам X4, а 3-проводные наушники -  контактам X5, причём выводы Gnd X5 можно соединять между каналами на общем телефонном разъёме (а можно использовать только один «земляной» провод). При желании отображать состояние выходов (отключены / подключены) в отдельном узле индикации можно задействовать необязательные элементы R10, OC2, J1, J2, X6 (узел индикации в этой конструкции не запланирован, и указанные элементы не устанавливались).

Если выходные трансформаторы для наушников подключить к выходам усилителя на постоянной основе (за счёт относительно высокого реактивного сопротивления обмоток трансформаторов они не оказывают влияние на работу акустики), то можно вообще отказаться от узла защиты, так как при включении и выключении питания никаких щелчков практически не слышно, а возможный бросок «постоянки» на выходе в случае аварии «возьмут на себя» трансформаторы: за счёт низкого активного сопротивления первичных обмоток (1,5 или 3 Ом в зависимости от типа коммутации) просто перегорят предохранители во вторичных цепях обмоток питания ВК, а сами трансформаторы такой «бросок» напряжения выдержат.

За счёт небольших размеров и малого количества узлов, цирклотрон может быть размещён в компактном корпусе (например, BZ2412B), главное, чтобы по его бокам были расположены ребристые радиаторы для надлежащего охлаждения размещённых на них выходных транзисторов, температура которых не должна превышать 40..50 градусов. В случае  перегрева параметры транзисторов будут снижаться, включая предельные режимы эксплуатации.

Хотелось бы отметить, что все испытанные мной 4 варианта цирклотронов (гибридный, мостовой УМЗЧ на КП904А, Цирклотрон КП1, Цирклотрон КП903x4K) звучат «музыкально», «мягко» и, главное, не утомляют, поэтому их можно слушать часами! У каждого из них есть свой «почерк», они обладают разной «аналитичностью» и «плотностью» звука. Да и звуковые тракты, и вкусы у всех слушателей разные! Но самый «музыкальный» из всех — Цирклотрон КП903x4К.

В заключение хотел бы выразить огромную благодарность автору этих замечательных и непревзойдённых по звучанию схем цирклотронов серии «КП» Сергею из Бердянска (Svjatoslav).

Во вложениях приведены принципиальные схемы, рисунки печатных плат в формате Sprint Layout 5,6 и справочные материалы. Специально печатные платы для Цирклотрона КП903 я не заказывал, использовал имеющиеся от Цирклотрона КП1. В прилагаемом архивном файле с рисунками печатных плат присутствуют следующие варианты: КП903+J310 V1.0 — плата с минимальными изменениями по сравнению с КП1 — исправлены только надписи, КП903+КП302 V1.1 — плата с цоколевкой под транзисторы VT7..VT12 типа КП302Б1 (КП302БМ) и без сквозных отверстий для крепления мощных выходных транзисторов, а также плата для монтажа транзисторов ВК для вариантов КП903x4K (сдвоенный каскодный ВК) и КП903x2  (простой сдвоенный ВК). Вариант плат КП903x2+КП302 V1.2 под транзисторы КП302Б1 (КП302БМ) для сдвоенных КП903 с резисторами R20, R21, R20', R21' и с четырьмя клеммниками 3,5 мм использовать нецелесообразно из-за неудобства подключения выходных транзисторов (но в архиве этот вариант остался). 

Следует учитывать, что корпуса транзисторов КП302БМ необходимо изолировать «термоусадкой», включая транзистор VT1 (он расположен рядом с токоведущими частями, непреднамеренные соединения с которыми крайне опасны для «здоровья» усилителя).

Вложение:
shemy.zip 1 Мбскачан 20 раз
Вложение:
platy.zip 375 Кбскачан 21 раз
Вложение:
materialy.zip 10 Мбскачан 24 раза
+55
+1
rucrim rucrim 6 месяцев назад #

Хорошая статья и полезная по ушникам работа много интересного. 

+1
alex3 alex3 6 месяцев назад #

Мне кажется сомнительной идея подключения наушников через выходной трансформатор. Если нет возможности подключения по 4 проводам, то лучше отказаться в пользу более привычной схемотехники.

+1
9pixel 9pixel 6 месяцев назад #

Отличная и интересная статья, и отличная подача материала, Владимир!
Отдельная благодарность за тестер JFETов. Как раз нужно подбирать в пары в двух проектах.

+1
iggus iggus 6 месяцев назад #

Прикольно, у меня тоже тестер для полевиков на базе указанной статьи. Мир тесен.

+1
bavtec bavtec 6 месяцев назад #

Интересная статья получилась.
Отдельное спасибо за схему тестера.

+1
Pushok62 Pushok62 6 месяцев назад #

Дополнил статью измерениями АЧХ и выходной мощности Цирклотрона с выходными трансформаторами, рассчитанными «по правилам». Результат прослушивания очень впечатлил!

+2
Pushok62 Pushok62 6 месяцев назад #

Дополнил статью каскодным вариантом выходного каскада на транзисторах КП903, что позволило получить усилитель с токовым выходом и улучшить качество звука.