Фото прислал Александр (Allroy), Новороссийск
По случаю достался мне «модернизированный» усилитель мощности «Ода-УМ102С». Модернизация была произведена неизвестным мастером настолько сурово, что в живых остались только хорошие «мясистые» радиаторы. Вот к ним я и решил приспособить свой новый проект, который плавно вытек в связи с желанием опробовать новую идею в железе.
Историческая справка
Стереофонический радиокомплекс «Ода 102 Стерео» с 1986 года выпускал Муромский завод «РИП». Комплекс обеспечивал приём моно и стереопередач в диапазоне УКВ, запись моно и стереофонических программ, с последующим воспроизведением. Комплекс состоял из 5-ти функционально законченных блоков: УКВ тюнера «Ода-102С», кассетного магнитофона-приставки «Ода-302С», усилителя мощности «Ода УМ-102С», предварительного усилителя «Ода УП-102С» и 2-х акустических систем «15АС-213».
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
Как изготовить L1 я , но если кого такой вариант напрягает, то катушку можно намотать на 2-ваттном резисторе 10-33 Ом проводом диаметром 0.8 мм в один слой.
VT5, VT6 снабжены небольшими радиаторами, представляющими из себя алюминиевую пластинку 10×20 мм.
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Спасибо за внимание!
Андрей Зеленин,
Киргизия, г. Бишкек
Итак, все началось в прошлом году, когда захотел собрать мощный усилитель для автомобильного сабвуфера. Проект был начат летом 2012 года и длился 3 долгих и кропотливых месяца, а затянулось все из-за отсутствия финансов и времени.
Со схемой усилителя тоже долго думал, что выбрать? Среди моря схем высококачественных усилителей выбор впал на усилитель по схеме ланзара.
Почему именно ланзар? По сути, ланзар самая простая из всех аналогичных схем, с нее можно получить довольно высокую мощность (до 350 ватт).
Схема имеет относительно простую конструкцию и малое количество комплектующих компонентов, Только после сборки и настройки усилителя было решено приобрести сабвуферную головки. Коробку для сабвуфера делал вручную, получилось очень даже неплохо.
С тех пор прошло чуть больше года и было решено изготовить усилительный комплекс разряда HI-Fi. На общей плате было решено собрать целых 11 высококачественных усилителей!
Со схематикой и платами долго не возился, нужно было только протравить плату и начать сборку.
С реагентами для травления у нас проблема, поэтому раствор был изготовлен из 11 бутылок перекиси водорода, 8-и пакетиков лимонной кислоты и 5 чайных ложек поваренной соли. Все компоненты тщательно нужно смешивать, чтобы до полного растворения соли и лимонной кислоты.
Перекись водорода - был приобретен в аптеке. Они продаются в бутылках по 100мг, 3-х процентный перекись водорода.
Лимонная кислота - приобретена в ближайшем продуктовом магазине.
Поваренная соль - обыкновенная пищевая соль, думаю, найдется у каждого в доме.
Такой раствор травит плату очень быстро, на все про все ушло 35 минут, хотя раствор поставил на солнце.
Откровенно говоря ну ни как не ожидали, что
данная схема вызовет столько затруднений при ее повторении,
а ветка на форуме "Паяльника" перешагнет 100 страничный
порог. Вот и решили поставить точку на этой теме. Разумеется,
что при подготовке материалов будет использоваться материал
из этой ветки, поскольку предусмотреть некоторые вещи просто
не реально - уж слишком они парадоксальные бывают.
Усилитель мощности Ланзар имеет две базовых схемы
- первая полностью на биполярных транранзисторах (рис.1),
вторая с использованием полевых в предпоследнем каскаде (рис.
2). На рисунке 3 приведена схема этого же усилителя, но выполненная
в симмуляторе МС-8. Позиционные номера элементов практически
совпадают, поэтому можно смотреть любую из схем.
Рисунок 1 Схема усилителя мощности ЛАНЗАР полностью на биполярных
транзисторах.
УВЕЛИЧИТЬ
Рисунок 2 Схема усилителя мощности ЛАНЗАР с использованием
полевых транзисторов в предпоследнем каскаде.
УВЕЛИЧИТЬ
Рисунок 3 Схема усилителя мощности ЛАНЗАР из симмулятора МС-8.
УВЕЛИЧИТЬ
ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ УСТАНОВЛЕННЫХ В УСИЛИТЕЛЕ ЛАНЗАР |
|
ДЛЯ БИПОЛЯРНОГО ВАРИАНТА |
ДЛЯ ВАРИАНТА С ПОЛЕВИКАМИ |
C3,C2 = 2 x 22µ0 C4 = 1 x 470p C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V C5,C8 = 2 x 0µ33 C11,C9 = 2 x 47µ0 C12,C13,C18 = 3 x 47p C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0 C21 = 1 x 0µ15 C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V R1 = 1 x 27k VD1,VD2 = 2 x 15V VT2,VT4 = 2 x 2N5401 |
C3,C2 = 2 x 22µ0 C4 = 1 x 470p C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V C5,C8 = 2 x 0µ33 C11,C10 = 2 x 47µ0 C12,C13,C18 = 3 x 47p C15,C17,C1,C9 = 4 x 1µ0 C21 = 1 x 0µ15 C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V R1 = 1 x 27k VD1,VD2 = 2 x 15V VT8 = 1 x IRF640 |
Чертеж печатной платы в формате LAY имеет два вида - один разработан нами и используется для сборки и продажи плат усилителя мощности, а так же альтернативный вариант, разработанный одним из участников форума ПАЯЛЬНИК. Платы отличаются и довольно сильно. На рисунке 4 приведе эскиз нашей платы усилителя мощности, на рисунке 5 - альтернативный вариант.
Рисунок 5 Эскиз печатной платы усилителя мощности ЛАНЗАР.
СКАЧАТЬ
Рисунок 6 Эскиз альтернативной печатной платы усилителя мощности
ЛАНЗАР. СКАЧАТЬ
ВНИМАНИЕ! НА ПЛАТЕ ИМЕЕТСЯ ОШИБКА - ПЕРЕПРОВЕРЬТЕ!
Параметры усилителя мощности сведены в таблицу:
ПАРАМЕТР |
усилитель мощности принципиальная схема усилителя мощности Ланзар описание работы рекомендации по сборке и регулировки | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
НА НАГРУЗКУ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 Ома |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Максимальное напряжение питания, ± В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±30 В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±35 В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±40 В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±45 В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±55 В | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
±65 В |
240 |
Для примера возьмем напряжение питания равным ±60 В. Если монтаж выполнен правильно и нет не исправных деталей то получим карту напряжений, показанную на рисунке 7. Токи, протекающие через элементы усилителя мощности показаны на рисунке 8. Рассеиваемая мощность каждого элемента показана на рисунке 9 (на транзисторах VT5, VT6 рассеивается порядка 990 мВт, следовательно корпусу TO-126 требуется теплоотвод ).
Несколько слов о о деталях и
монтаже:
Поднимался вопрос о целесообразности использования
в эмиттерных цепях оконечных транзисторов керамических резисторов.
Можно использовать и МЛТ-2, по два штуки, включенных параллельно
с номиналом 0,47...0,68 Ома. Однако вносимые керамическими
резисторами искажения слишком малы, а вот тот факт, что они
обрывные - при перегрузке они обрываются, т.е. их сопротивление
становиться бесконечным, что довольно часто приводит к спасению
оконечных транзисторов в критических ситуациях.
Перед монтажом силовых транзисторов, а так же в случае подозрений на их пробой, силовые транзисторы проверяются тестером. Предел на тестере устанавливается на проверку диодов (рис 13).
Стоит ли подбирать транзисторы по коф. усиления? Споров на эту тему довольно много и идея подбора элементов тянеться еще с глубоких семидесятых годов, когда качество элементной базы оставляло желать лучшего. На сегодня завод изготовитель гарантирует разброс параметров между транзисторами одной партии не более 2%, что уже само по себе говорит о хорошем качестве элементов. Кроме этого, учитывая то, что оконечные транзисторы 2SA1943 - 2SC5200 прочно обосновались в звукотехнике завод изготовитель начал выпус парных транзисторов, т.е. транзисторы и прямой, и обратной проводимости уже имеют одинаковые параметры, т.е. разницу не боле 2% (рис 14). К сожалению такие пары не всегда встречаютсяв продаже, тем не менее несколько раз нам доводилось покупать "близнецов". Однако даже имея разборос по коф. усиления между транзисторами прямой и обратной проводимости необходимо лишь следить за тем, чтобы транзисторы одной структуры были одной партии, поскольку включены они параллельно и разброс по h21 может вызывать перегрузку одного из транзисторов (у которого этот параметр выше) и как следствие - перегрев и выход из строя. Ну а разброс между транзисторами для положительной и отрицательной полуволн вполне компенсируется отрицательной обратной связью.
Тоже самое относиться и к транзисторам дифкаскада
- если они одной партии, т.е. куплены одновременно в одном
месте, то шанс на то, что разница в параметрах будет более
5 % ОЧЕНЬ малы. Лично нам больше нравяться транзисторы 2N5551
- 2N5401 фирмы ФАИРЧАЛЬД, однако и ST звучат вполне достойно.
Проходные конденсаторы С1-С3, С9-С11 имеют не
совсем типовое включение, по сравнению с заводскими аналогами
усилителей. Связанно это с тем, что при таком включении получается
не полярный конденсатор довольно большой емкости, а использование
плленочного конденсатора на 1 мкФ компенсирует не совсем корректную
работу электролитов на высоких частотах. Другими словами эта
реализация позволила получить более приятный звук усилителя,
по сравнению с одним элетролитом или одним пленочным конденсатором.
Заменив резисторы на диоды VD3 и VD4 мы получаем
напряжения, представленные на рисунке 17. Как видно из рисунка
амплитуда пульсаций на коллекторах оконечных транзисторах
почти не изменилась, а вот напряжение питания усилителя напряжения
приобрело совсем другой вид. Прежде всего амплитуда уменьшилась
с 1,5 В до 1 В, а так же в тот момент когда проходит пик сигнала
напряжение питания УН проседает лишь до половины амплитуды,
т.е. примерно на 0,5 В, в то время как при использовании резистора
напряжение на пике сигнала проседает 1,2 В. Другими словами
- простой заменой резисторов на диоды удалось уменьшить пульсации
питания в усилителе напряжения в 2 с лишним раза.
Не смотря на то, что на симмуляторе оптимальное
постоянное напряжение получилось лишь при R1 равным 8,2 кОм
в реальных усилителях этот номинал составляет 15 кОм...27
кОм, в зависимости какого производителя используются транзисторы
дифкаскада VT1-VT4.
Другими словами снижение THD заменой полевых
транзисторов приводит к "недополучению" примерно
30 Вт, а уменьшение уровня THD примерно в 2 раза, так что
именно ставить уже решать каждому персонально. Ну а теперь несколько слов о самых популярных
ошибках при сборке усилителя самостоятельно.
Следующей популярной ошибкой является монтаж транзисторов "вверх ногами" , т.е. когда путают коллектор и эмиттер местами. В этом случае так же наблюдается постоянное напряжение, отсутствие каких либо признаков жизни. Правда обратное включение транзисторов дифкаскада может привести к выходу их из строя, ну а дальше как повезет. Карта напряжений при "перевернутом" включении показан на рисунке 21.
Довольно часто транзисторы 2N5551 и 2N5401 путают местами , причем могут попутать так же и эмиттер с коллектором. На рисунке 22 показана карта напряжений усилителя при "правильном" монтаже попутанных местами транзисторов, а на рисунке 23 - транзисторы не только поменяны местами, но и перевернуты.
Если попутаны местами транзисторы, а эмиттер-коллектор
запаяны правильно, то на выходе усилителя наблюдается небольшое
постоянное напряжение, регулируется ток покоя окнечных транзисторов,
но звук либо отсутствует полностью, либо на уровне "кажется
он играет". Перед монтажом на плату запаянных таким образом
тразисторов их следует проверить на работоспособность. Если
транзисторы поменяны местами, да еще и поменяны местами эмиттер-коллектор,
то тут ситуация уже довольно критическая, поскольку в этом
варианте для транзисторов дифкаскада полярность приложенного
напряжения является правильной, а вот рабочие режимы нарушены.
В этом варианте наблюдается сильный нагрев оконечных транзисторов
(протекающий через них ток равен 2-4 А), небольшое постоянное
напряжение на выходе и едва слышный звук.
Иногда путают местами транзисторы последнего каскада усилителя напряжения. В этом случае наблюдается небольшое постоянное напряжение на выходе усилителя, звук если и есть, то очень слабый и с огромными искажениями, ток покоя регулируется только в сторону увеличения. Карта напряжений усилителя с такой ошибкой показана на рисунке 25.
Предпоследний каскад и оконечные транзисторы
в усилителе местами путают слишком редко, поэтому этот вариант
расматриваться не будет.
На рисунке 27 - карта напряжений в ситуации, когда оконечники вышли из строя и имеют максимально низкое сопротивление, т.е. закорочены. Этот вариант неисправности загоняет усилитель в ОЧЕНЬ жесткие условия и дальнейшие горение усилителя ограничивает только источник питания, поскольку потребляемый в этот момент ток может превысить 40 А. Оставшиеся в живых детали мгновенно набирают температуру, в том плече, где транзисторы еще исправны напряжение немного больше, чем в том, где собственно произошло замыкание на шину питания. Однако именно эта ситуация относиться к наиболее легкой диагностике - достаотчно до включения усилителя проверит мультиметром сопротивление переходов между собой, даже не выпаивая их из усилителя. Предел измерения, установленного на мультиметре - ПРОВЕРКА ДИОДОВ или ЗВУКОВАЯ ПРОЗВОНКА. Как правило выгоревшие транзисторы показывают сопротивление между переходами в диапазоне от 3 до 10 Ом.
Усилитель поведет себя точно так же в случае
пробоя предпоследнего каскада - при отгороани выводов будет
воспроизводиться только одна полуволна синусоиды, при коротком
замыкании переходов - огромное потребление и нагрев.
Если же транзистор в последнем каскаде усилителя напряжения VT5 вышел из строя и его переходы замкнулись, то при подключенной нагрузке на выходе будет довольно большое постоянное напряжение и ппротекающий через нагрузку постоянный ток, порядка 2-4 А. Если же нагрузка отключена, то напряжение на выходе усилителя будет почти равно положительной шине питания (рис. 29).
На последок осталось только предложить несколько осцилограмм в наиболее координальных точках усилителя:
Осталось лишь пояснить на счет
блока питания. Прежде всего мощность сетевого трансформатора
для усилителя мощности в 300 Вт должна быть не менее 220-250
Вт и этого будет достаточно для воспроизведения даже очень
жестких композиций.Более подробно о мощности блока питания
усилителей мощности можно . Другими словами, если у вас есть трансформатор
от лампового цветного телевизора, то это ИДЕАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
для одного канала усилителя позволяющего без проблем воспроизводить
музыкальные композиции мощностью до 300-320 Вт. На последок осталось добавить, что далеко не всем требуется мощность 200-300 Вт, поэтому печатная плата была переработана под одну пару оконечных танзисторов. Данный файл выполнен одним из посетителей форума сайта "ПАЯЛЬНИК" в программе СПРИНТ-ЛАЙОУТ-5 (СКАЧАТЬ ПЛАТУ). Подробности о данной программе находяться . |
Это одна из самых качественных схем усилителей низкой частоты , который довелось мне собрать и послушать. Схема Ланзара была создана свыше 30 лет назад, но в последнее время опять стала знаменитой, благодаря своим параметрам. Схему усилителя низких частот сейчас очень легко найти в сети, я же предлагаю свою версию. Признаюсь — в схеме ничего не переделал, только заменил номиналы нескольких компонентов, по той причине, что не нашел нужные мне номиналы.
Усилитель Ланзара полностью симметричный, от входа до выхода. Используемые транзисторы имеют максимально близкие параметры. Вся схема собрана на комплиментарных парах. Выходной каскад усилителя работает в классе АВ , благодаря этому на выходе получаем минимальный уровень нелинейных искажений для усилителей такого класса. В схеме два выходных каскада, которые построены на легендарной комплиментарных парах 2SC5200 + 2SA1943. Эмиттерные резисторы служат дополнительной защитой для выходного каскада, они подбираются с мощностью в 5 Ватт.
Усилитель способен работать на нагрузку 2 Ом, что дает возможность подключать к выходу две стандартных головок по 4 Ом. Максимальная мощность усилителя как всегда, зависит от питания, при +/-75 Вольтах (ни в коем случае не подавайте такое напряжение, я просто экспериментировал) усилитель развивает почти 400 ватт! Это не просто цифры, я лично мучил тот усилитель всеми возможными способами, сейчас он играет в машине у друга, качает головку сони эксплод с максимальной мощностью 1000 ватт.
Ланзар — схема, которая достойна уважения, поскольку я пока не нашел равную ей, которая имела бы такое высокое качество звучания и выходную мощность. Я делал усилитель для автомобильного сабвуфера и для питания использовал мощный преобразователь на пол киловатта (максимальная мощность ПН до 600 ватт, номинал — 350Вт.).
Усилитель Ланзар: схема
- L1 — состоит из 10-12 витков провода 0,8-1мм (эту катушку можно вообще убрать).
- VD1, VD2 стабилитроны на 15 вольт. Они обеспечивают нужное напряжение для питания дифференциальных каскадов усилителя (именно в этом каскаде «образуется звук»).
- R17 — подстроечный резистор, которым регулируют ток покоя выходного каскада.
- Резисторы R4 и R13 обеспечивают токогашение, без них вмиг полетят стабилитроны, а вместе с ними и весь дифференциальный каскад. Номинал этих резисторов нужно подобрать исходя от напряжения питания.
- Питание ±70 В — 3,3 кОм…3,9 кОм
- Питание ±60 В — 2,7 кОм…3,3 кОм
- Питание ±50 В — 2,2 кОм…2,7 кОм
- Питание ±40 В — 1,5 кОм…2,2 кОм
- Питание ±30 В — 1,0 кОм…1,5 кОм
Сборка усилителя низких частот своими руками
Lanzar
После того, как у вас уже куплены все компоненты схемы и готова печатная плата (изготовление печатных плат: ЛУТ, фоторезист), можно приступить к монтажным работам. Печатная плата имеет специальные метки для монтажных отверстий. Сначала нужно просверлить отверстия, затем залудить плату (лужение защитит дорожки от окисления).
Вначале на плате запаиваются резисторы, и стабилитроны. Затем уже конденсаторы и в последнюю очередь — транзисторы. Как видите собрать усилитель своими руками не сложно, главное лишний раз не ленитесь проверять правильность монтажа, я проверял аж 7 раз. Когда усилитель был полностью собран, я поторопился и чуть не спалил его. А над сборкой я работал почти неделю (работы затянулись из-за дефицита компонентов). По неосторожности (толь от радости) я перепутал провода питания и после первого включения услышал хлопок, хотя он был очень тихим. Сразу понял, в чем дело, но найти причину этого хлопка не удалось и по сей день. Ланзар оказался стойким усилителем, после второй попытки он заработал. Удивительно то, что с НЧ головкой усилитель не дает никаких писков без подачи входа, мертвая тишина в динамике. Это лишний раз доказывает качество схемы. Но все меняется, как только на вход подается звуковой сигнал. Схема превращается в зверя, и с хорошим питанием будет реветь как тигр. Да, именно такие впечатления были у меня после запуска.
Схема усилителя низких частот была повторена и ранее, но никогда не использовались указанные компоненты, все крутым образом переделывал, используя только один каскад и то на отечественных-КТ818/19. Лишь после этого случая стало ясно, почему все так любят эту схему. По качеству, ланзар уступает только одному усилителю — ультралинейной схеме класса А по схеме Джона Линсли-Худа. Разумеется, на практике ланзар лучше, ведь он в 40 раз мощнее ультралинейника и качество неплохое, но ультралинейный А класс звучит лучше.
Примечание:
Перед запуском схемы обратите строгое внимание на правильность подключения транзисторов, заранее проверяйте цоколевки по справочникам. Еще одна особенность — подключение стабилитронов. При неправильном подключении последние будут работать как диод. Желательно использовать стабилитроны с мощностью 1ватт.
Схема работает достаточно «спокойно» даже при долговременной работе не наблюдал серьезных перегревов.
Транзисторы предвыходных каскадов (усилители по току и напряжению) нуждаются в теплоотводах. Нужно учесть еще один важный фактор — исключительно все транзисторы (кроме маломощных транзисторов дифференциальных каскадов) прикреплены к теплоотводам только через изолирующие (теплопроводящие) прокладки и шайбы. Выводы транзисторов проверяйте на замыкание с теплоотводом, если никаких замыканий нет, то все нормально и можно включать.
Намотана на сверле 10мм и состоит из 10 витков провода 0,8мм, для жесткой фиксации витков можно на готовую катушку намазывать суперклей.
Эмиттерные резисторы выходных транзисторов подбираются с мощностью 5 ватт, в ходе работы они перегреваются. Номинал этих резисторов не критичен и может быть от 0,22 до 0,39 Ом.
После окончания сборки усилителя преступаем к стадии проверки. Тщательно прозваниваем выводы транзисторов и проверяем наличие замыканий 0 их не должно быть. Дальше еще раз смотрим на монтаж, проверяем плату на глаз - особое внимание уделяем правильности подключения транзисторов и стабилитронов, если некоторые транзисторы заменили аналогичными, то смотрите справочники, поскольку выводы используемых в схеме транзисторов и аналогов могут отличаться.
Сами стабилитроны при неправильном подключении работают как диод и есть вероятность угробить всю схему из-за неправильно подключенного стабилитрона.
Переменный резистор для настройки тока покоя выходных каскадов - желательно использовать (очень даже желательно) многооборотные резисторы с сопротивлением 1кОм, при этом сопротивление во время монтажа должно быть максимальным - 1кОм. Многооборотный резистор позволит с очень большой точностью настроить ток покоя выходного каскада.
Все электролитические конденсаторы желательно брать с рабочим напряжением 63, а еще лучше 100 Вольт.
Перед сборкой усилителя тщательно проверяем все компоненты на исправность, независимо то того, новые они или Б/У.