Меню

Регулятор громкости для ланзара



Регулятор громкости для ланзара

ОБЗОР УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР

Откровенно говоря я был сильно удивлен так сильно набирающему популярность выражению УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА. Насколько мне позволяет мое мировозрение, то под усилителем звука может выступать только один предмет — рупор. Вот он действительно усиливает звук уже не один десяток лет. Причем рупор может усиливать звук в обоих направлениях.

Рупор

Как видно из фотографии рупор ни чего общего с электроникой не имеет, тем не менее поисковые запросы УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ все чаще заменяются на УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА, ну а полное название этого девайса УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ вводится всего 29 раз в месяц против 67000 запросов УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА.
Прям интересно с чем это связано. Но это был пролог, а теперь собственно сама сказка:

Принципиальная схема усилителя мощности ЛАНЗАР приведена на рисунке 1. Это практически типовая симметричная схема, что позволило серьезно уменьшить нелинейные искажения до очень низкого уровня.
Данная схема известна довольно давно, еще в восьмидесятых года Болотников и Атаев приводили аналогичную схему на отечественной элементной базе в книге «Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения». Однако работы с этой схемотехникой начались несколько не с этого усилителя.
Все началось со схемы автмобильного усилителя PPI 4240 которая была с успехом повторена:

Принципиальная схема УМЗЧ PPI 4240
Принципиальная схема автомобильного усилителя PPI 4240

Далее была статья «Вскрываем усилитель -2» от Железного Шихмана (статья к сожалению удалена с авторского сайта). В ней шла речь о схемотехнике автомобильного усилителя Lanzar RK1200C, где в качестве усилителя использовалась все та же симметричнай схемотехника.
Понятно, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, поэтому копаясь в своих сто лет записанных дисках я отыскал оригинла статьи и привожу ее в качестве цитаты:

ВСКРЫВАЕМ УСИЛИТЕЛЬ — 2

Новый подход к конструированию усилителей предполагает создание линейки аппаратов, использующих сходные схемотехнические решения, единые узлы и стилевое оформление. Это позволяет, с одной стороны, сократить расходы на проектирование и изготовление, с другой — расширяет выбор аппаратуры при создании аудиосистемы.
Новая линейка усилителей Lanzar серии RACK выполнена в духе студийной аппаратуры, устанавливаемой в стойку (рэк). На лицевой панели размерами 12,2х2,3 дюйма (310х60мм) установлены органы управления, на задней — все разъемы. При такой компоновке не только улучшается внешний вид системы, но и упрощается работа — кабели не мешают. На передней панели можно смонтировать входящие в комплект крепежные планки и ручки для переноски, тогда аппарат приобретает студийный вид. Кольцевая подсветка регулятора чувствительности только усиливает сходство.
Радиаторы расположены на боковой поверхности усилителя, что позволяет набирать в стойку несколько аппаратов, не нарушая их охлаждение. Это несомненное удобство при создании развернутых аудиосистем. Однако при установке в закрытую стойку необходимо побеспокоиться о циркуляции воздуха — установить приточные и вытяжные вентиляторы, термодатчики. Словом, профессиональная аппаратура во всем требует профессионального подхода.
В линейку входит шесть двухканальных и два четырехканальных усилителя, отличающиеся только выходной мощностью и длиной корпуса.

Минимальное сопротивление нагрузки 2 Ом
Полоса частот 15 Гц-35 кГц
Коэффициент гармоник 0,04%
Чувствительность 100 мВ-4 В
Входное сопротивление 22 кОм
Отношение сигнал/шум > 90 дБ
Разделение стереоканалов > 60 дБ
Частота среза ФНЧ 40-120 гц
Частота среза ФВЧ 150 Гц-1,5 кГц
Бас-бустер 0-18 дБ

Структурная схема кроссовера усилителей Lanzar серии RK приведена на рисунке 1. Подробная схема не приводится, поскольку ничего оригинального в ней нет, и не этот узел определяет основные характеристики усилителя. Такая же или аналогичная структура используется в большинстве современных усилителей средней ценовой категории. Набор функций и характеристики оптимизированы с учетом многих факторов:
С одной стороны, возможности кроссовера должны позволять без дополнительных компонентов строить стандартные варианты аудиосистемы (фронт плюс сабвуфер). С другой стороны, вводить полный набор функций во встроенный кроссовер нет особого смысла: Это заметно увеличит стоимость, но во многих случаях останется невостребованным. Выполнение сложных задач удобнее возложить на внешние кроссоверы и эквалайзеры, а встроенные — отключить.

В конструкции использованы сдвоенные операционные усилители KIA4558S. Это малошумящие усилители с низкими собственными искажениями, разработанные с учетом «звукового» применения. Вследствие этого их широко применяют в каскадах предварительного усиления и кросссоверах.
Первый каскад — линейный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Он согласует выходное напряжение источника сигнала с чувствительностью усилителя мощности, поскольку коэффициент передачи всех остальных каскадов равен единице.
Следующий каскад — регулятор басового усиления (bass boost). В усилителях данной серии он позволяет увеличивать уровень сигнала на частоте 50 Гц на 18 дБ. В продукции других фирм подъем обычно меньше (6-12 дБ), а частота настройки может быть в области 35-60 Гц. Кстати, такой регулятор требует хорошего запаса мощности усилителя: увеличение усиления на 3 дБ соответствует удвоению мощности, на 6 дБ — учетверению, и так далее.
Это напоминает легенду про изобретателя шахмат, который попросил у раджи за первую клетку доски одно зерно, а за каждую последующую — в два раза больше зерен, чем за предыдущую. Легкомысленный раджа не смог выполнить обещание: такого количества зерен не было на всей Земле. Мы в более выгодном положении: увеличение уровня на 18 дБ увеличит мощность сигнала «всего» в 64 раза. В нашем случае в наличии 300 Вт, но не каждый усилитель может похвастаться таким запасом.
Далее сигнал можно подать на усилитель мощности непосредственно, или выделить фильтрами необходимую полосу частот. Кроссоверная часть состоит из двух независимых фильтров. ФНЧ перестраивается в диапазоне 40-120 Гц и предназначен для работы исключительно с сабвуфером. Диапазон перестройки ФВЧ заметно шире: от 150 Гц до 1,5 кГц. В таком виде его можно использовать для работы с широкополосным фронтом или для полосы СЧ-ВЧ в системе с поканальным усилением. Пределы перестройки, кстати, выбраны неспроста: в диапазоне от 120 до 150 Гц получается «дырка», в которой можно спрятать акустический резонанс салона. Примечательно и то, что бас-бустер не отключается ни в одном из режимов. Использование этого каскада одновременно с ФВЧ позволяет корректировать АЧХ в области резонанса салона не хуже, чем эквалайзером.
Последний каскад — с секретом. Его задача — инвертировать сигнал в одном из каналов. Это позволит без дополнительных устройств использовать усилитель в мостовом включении.
Конструктивно кроссовер выполнен на отдельной печатной плате, которая стыкуется с платой усилителя при помощи разъема. Такое решение позволяет для всей линейки усилителей использовать всего два варианта кроссовера: двухканальный и четырехканальный. Последний, кстати, является просто «удвоенным» вариантом двухканального и его секции полностью независимы. Основное отличие — изменившаяся разводка печатной платы.

Усилитель мощности

На входе усилителя установлен фильтр R242-R243-C241, устраняющий радиочастотные наводки от блока питания. Конденсатор C240 не попускает на вход усилителя мощности постоянную составляющую сигнала. На АЧХ усилителя в звуковом диапазоне частот эти цепи не влияют.
Чтобы избежать щелчков в моменты включения и выключения, вход усилителя замыкается на общий провод транзисторным ключом (этот узел рассмотрен далее, вместе с блоком питания). Резистор R11A исключает возможность самовозбуждения усилителя при замкнутом входе.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (Q201-Q204) на входе и каскад на транзисторах Q205,Q206 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады — усиление по току. Каскад на транзисторе Q207 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его «несимметричность» на высоких частотах, он зашунтирован майларовым конденсатором C253.
Каскад драйвера на транзисторах Q208,Q209, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена «плавающая» нагрузка — резистор R263, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада.
В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него 300 Вт номинальной мощности и до 600 Вт пиковой. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов. Кроме того, резисторы в цепи эмиттера служат датчиками тока для системы защиты от перегрузок. Она выполнена на транзисторе Q230 и контролирует ток каждого из четырех транзисторов выходного каскада. При увеличении тока через отдельный транзистор до 6 А или тока всего выходного каскада до 20 А транзистор открывается, выдавая команду на схему блокировки преобразователя напряжения питания.
Коэффициент усиления задается цепью отрицательной обратной связи R280-R258-C250 и равен 16. Корректирующие конденсаторы C251, C252, C280 обеспечивают устойчивость усилителя, охваченного ООС. Включенная на выходе цепь R249,C249 компенсирует рост импеданса нагрузки на ультразвуковых частотах и также препятствует самовозбуждению. В звуковых цепях усилителя использованы всего два электролитических неполярных конденсатора: C240 на входе и C250 в цепи ООС. Ввиду большой емкости заменить их конденсаторами других типов крайне сложно.

В каждом преобразователе использовано три пары полевых транзисторов и трансформатор, намотанный на ферритовом кольце. Выходное напряжение преобразователей выпрямляется диодными сборками D511,D512,D514,D515 и сглаживается фильтрующими конденсаторами емкостью 3300 мкФ. Выходное напряжение преобразователя не стабилизировано, поэтому мощность усилителя зависит от напряжения бортовой сети. Из отрицательного напряжения правого и положительного напряжения левого канала параметрические стабилизаторы формируют напряжения +15 и -15 вольт для питания кроссовера и дифференциальных каскадов усилителей мощности.
В задающем генераторе использована микросхема KIA494 (TL494). Транзисторы Q503,Q504 умощняют выход микросхемы и ускоряют закрывание ключевых транзисторов выходного каскада. Напряжение питания подано на задающий генератор постоянно, управление включением производится непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Такое решение упрощает конструкцию, но в выключенном состоянии усилитель потребляет незначительный ток покоя (несколько миллиампер).
Устройство защиты выполнено на микросхеме KIA358S, содержащей два компаратора. Напряжение питяния подается на нее непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Резисторы R518-R519-R520 и термодатчик образуют мост, сигнал с которого подан на один из компараторов. На другой компаратор через формирователь на транзисторе Q501 подается сигнал от датчика перегрузки.
При перегреве усилителя на выводе 2 микросхемы появляется высокий уровень напряжения, такой же уровень возникает выводе 8 при перегрузке усилителя. В любом из аварийных случаев сигналы с выхода компараторов через диодную схему ИЛИ (D505,D506,R603) блокируют работу задающего генератора по выводу 16. Восстановление работы происходит после устранения причин перегрузки или охлаждения усилителя ниже порога срабатывания термодатчика.
Оригинально выполнен индикатор перегрузки: светодиод включен между источником напряжения +15 В и напряжением бортовой сети. При нормальной работе напряжение приложено к светодиоду в обратной полярности и он не светится. При блокировке преобразователя напряжение +15 В пропадает, светодиод индикатора перегрузки оказывается включенным между источником бортового напряжения и общим проводом в прямом направлении и начинает светиться.
На транзисторах Q504,Q93,Q94 выполнено устройство блокировки входа усилителя мощности на время переходных процессов при включении и выключении. При включении усилителя конденсатор C514 медленно заряжается, транзистор Q504 в это время находится в открытом состоянии. Сигнал с коллектора этого транзистора открывает ключи Q94,Q95. После зарядки конденсатора транзистор Q504 закрывается, а напряжение -15 В с выхода блока питания надежно блокирует ключи. При выключении усилителя транзистор Q504 мгновенно открывается через диод D509, конденсатор быстро разряжается и процесс повторяется в обратном порядке.

Читайте также:  Куда ставить регулятор давления до себя

Усилитель смонтирован на двух печатных платах. На одной из них находятся усилитель и преобразователь напряжения, на другой — элементы кроссовера и индикаторы включения и перегрузки (на схемах не показаны). Платы выполнены из высококачественного стеклотекстолита с защитным покрытием дорожек и смонтированы в корпусе из алюминиевого профиля П-образного сечения. Мощные транзисторы усилителя и блока питания прижаты накладками к боковым полкам корпуса. Снаружи к боковинам прикреплены профилированные радиаторы. Передняя и задняя панели усилителя выполнены из анодированного алюминиевого профиля. Вся конструкция крепится винтами-саморезами с головками под шестигранник. Вот, собственно, и все — остальное видно на фотографиях.

Как видно из статьи оригинальный усилитель ЛАНЗАР и сам по себе довольно не дурен, но хотелось лучше.
Полез по форумам, конечно же на Вегалаб, но особой подержки не нашел — отклинулся всего один человек. Возможно оно и к лучшему — нет кучи соавторов. Ну а в общем то днем рожденья Ланзара можно считать именно это обращение — на момент написания комента плата уже была вытравлена и запаяна почти полностью.

Первый и последний вопрос по Ланзару.

Так что Ланзару уже десять лет.
После нескольки месяцев экспериментов на свет появился первый вариант данного усилителя, названного «ЛАНЗАРОМ», хотя конечно было бы справедливей назвать его «ПИПИАЙ» — началось то все именно с него. Однако слово ЛАНЗАР звучит гораздо приятней для уха.
Если кто-то ВДРУГ сочтет название попыткой сыграть на брендовом имени, то смею его заверить — ни чего подобного в мыслях не было и усилитель мог получить абсолютно любое название. Однако ЛАНАЗРОМ он стал в честь фирмы LANZAR, поскольку именно эта автомобильная аппаратура попадает в тот небольшой список, кого лично уважает колектив, трудившийся над доводкой данного усилителя.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 50 до 350 Вт, причем при мощностях до 300 Вт у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% во всем звуковом диапазоне, что позволяет отнести усилитель к разряду Hi-Fi.
На рисунке приведен внешний вид усилителя.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (VT1-VT4) на входе и каскад на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады — усиление по току. Каскад на транзисторе VT7 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его «несимметричность» на высоких частотах, он зашунтирован конденсатором C12.
Каскад драйвера на транзисторах VT8, VT9, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена «плавающая» нагрузка — резистор R21, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада. В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него до 300 Вт номинальной мощности. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов, что позволило отказаться от подбора транзисторов по параметрам.
Напоминаем, что при использовании транзисторов одной партии разброс по параметрам между транзисторами не превышает 2% — это данные завода-изготовителя. Реально крайне редко праметры выходят из трех процентной зоны. В усилителе используются только «одно партийные» оконечные транзисторы, что совместно с балансынми резисторами позволило максимально выровнять режимы работы транзисторов между собой. Однако, если усилитель делается для себя любимого, то будет не бесполезным собрасть проверочный стенд, приведенный в конце ЭТОЙ СТАТЬИ.
Относительно схемотехники остается лишь добавить, что подобное схемотехническое решение дает еще один плюс — полная симметрия избавляет от переходных процессов в оконечном каскаде (!), т.е. в момент включения на выходе усилителя отсутсвуют какие бы то ни было выбросы, характерные большинству дискретных усилителей.

Принципиальная схема усилителя мощности УМ ЛАНЗАР
Рисунок 1 — принципиальная схема усилителя ЛАНЗАР. УВЕЛИЧИТЬ.

Готовая плата УМЗЧ на 300 Вт
Рисунок 2 — внешний вид усилителя ЛАНЗАР V1.

ЛАНЗАР МИНИ - 150 Вт
Рисунок 3- внешний вид усилителя ЛАНЗАР МИНИ

Принципиальная схема мощного эстрадного усилителя мощности 200 Вт 300 Вт 400 Вт умзч на транзисторах высокого качества Hi-Fi УМЗЧ

Техническе характеристики усилителя мощности:

Источник

Усилитель Ланзар

Усилитель Ланзар представляет собой качественный и очень мощный УМЗЧ. Его сборку выполнили тысячи радиолюбителей, об этом свидетельствуют сотни страниц на форумах по радиоэлектронике. Исходя из этого, в сети можно найти ответы на практически любые вопросы, связанные с неисправностями или трудностями сборки схемы усилителя Ланзар. Все разжевано и разложено по полочкам.

Пришло время, и я решил собрать Ланзар, поделиться опытом сборки и впечатлениями.

Усилитель ЛАНЗАР

Основные технические характеристики усилителя Ланзар

Коэффициент усиления ….. 28

Нелинейные искажения (2/3 от макс. мощности) ….. 0.04%

Скор-ть нарастания вых. сигнала ….. >50В/мкс

Вход. сопротивление ….. 27кОм

Отношение сигнал/шум ….. >90дБ

В разных источниках коэффициент усиления или входное сопротивление может иметь другое значение, это зависит от изменения номиналов некоторых элементов.

Выходная мощность усилителя Ланзар

Выходная мощность усилителя Ланзар

Выходная мощность Ланзара во многом зависит от напряжения питания и, конечно же, от сопротивления выходной нагрузки. Исходя из представленной выше таблицы, нужно понимать, что на определенной нагрузке есть предельное значение питающего напряжения, например для нагрузки сопротивлением 2Ома пределом будет ±40В. Лично я не рекомендую питать усилитель предельными значениями, а иметь хороший запас.

УМЗЧ Ланзар

Схема усилителя Ланзар

Усилитель Ланзар схема

Это базовая схема усилителя Ланзар, выполненная на биполярных транзисторах по симметричной схеме. Существует схема с применением (совместно) полевых и биполярных транзисторов, но в этой статье она рассматриваться не будет.

На входе установлена разделительная емкость C1, состоящая из трех конденсаторов. Два из них (C1-2 и C1-3) соединены между собой положительными выводами, образуя неполярный конденсатор большой емкости, который шунтируется пленочным конденсатором C1-1, для восполнения не совсем корректной работы электролитических конденсаторов на высоких частотах. Также емкость C1 вместе с резистором R1 участвует в фильтре верхних частот, чем больше его емкость, тем шире полоса пропускания в области низких частот. Если использовать Ланзар для прослушивания звукового сигнала на широкую полосу, то можно обойтись одним пленочным конденсатором 1?3.3мкФ, а для использования его в качестве усилителя сабвуфера рекомендуется дополнительно установить электролиты C1-2 и C1-3.

В цепи обратной связи установлена аналогичная емкостная сборка (C7-1, C7-2 и C7-3), но с более большими номиналами электролитов, так как через них в нагрузку (R11) протекает ток, намного больший, чем через емкость C1.

От номинала резистора R1 будет зависеть не только граница пропускания нижних частот, но и входное сопротивление усилителя Ланзар.

Элементы R2 и C6 представляют фильтр нижних частот. Он подавляет сигнал выше частоты среза, которая зависит от номиналов этих элементов.

Стабилитроны VD1-VD2 вместе с ограничивающими их ток резисторами R3 и R6 питают дифференциальные каскады, построенные на элементах VT1, VT3 и VT2, VT4.

Коэффициент усиления главным образом изменяется номиналом резистора R14. При увеличении его сопротивления коэффициент усиления увеличивается и наоборот.

Каскад усилителя напряжения (КУН) состоит из элементов VT5-VT6, между их переходами база-коллектор установлены корректирующие конденсаторы C9 и C10, предотвращающие возбуждение усилителя на высоких частотах.

Транзистор VT7, совместно с резисторами R15 и R17 образуют узел регулировки тока покоя, а также является температурным компенсатором в данной схеме. При увеличении сопротивления (R15) между его базой и эмиттером растет напряжение на этом переходе, транзистор открывается и подтягивает базы транзисторов VT8 и VT9 к мнимой средней точке. При этом, VT8 и VT9 закрываются и ток покоя уменьшается. То же самое происходит при нагреве BD139 (при нагреве он открывается), установленном на один радиатор с транзисторами выходного каскада.

Предвыходной каскад, усиливающий сигнал по току построен на биполярных транзисторах VT8 и VT9, а между их эмиттеров установлена плавающая нагрузка R21.

Основой выходного каскада являются транзисторы VT10-VT13 и резисторы R26, R27, R29 и R30, установленные между их эмиттеров.

RC-цепочка R28C15 представляет собой цепь Цобеля, подавляющая влияние паразитных колебаний, наводящихся в проводах акустической системы (АС), а также подавляющая влияние индуктивности АС на выходной тракт усилителя.

Мощный усилитель на транзисторах

Компоненты схемы

Номиналы резисторов, включая их мощность, указаны на схеме.

Сопротивление R3 и R6 зависит от напряжения питания и считается по формуле R(кОм)=(Uплеча-15В)/10мА.

Например, при напряжении питания ±40В, R=(40В-15В)/10мА=2.5кОм. Если выбирать из стандартного номинала, то 2.4кОм или 2.7кОм.

Для ленивых, чтобы не считать:

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

Все конденсаторы кроме электролитических рекомендуется применить пленочного типа, за исключением C6, C9, C10 и C13 – эти емкости керамического типа.

Электролитические емкости C8, C11, C16 и C17 должны быть рассчитаны на напряжение не менее 63В, либо на 25% больше чем напряжение питания усилителя.

Читайте также:  Датчик холла регулятор оборотов

Резистор R15 желательно применить многооборотный (типа 3296), он обеспечит плавную регулировку тока покоя.

Индуктивность L1 мотается медным эмалированным проводом (диаметр 0.8мм) на оправке диаметром 12мм. Необходимо сделать 10 витков. Смазать катушку клеем. После высыхания снять с оправки и вложить внутрь катушки резистор R31.

Ланзар на биполярных транзисторах

Для уменьшения на выходе усилителя «постоянки», необходимо подобрать транзисторы VT1 и VT3, VT2 и VT4 (попарно) по параметру h21 (коэффициент передачи по току) с помощью мультиметра или транзистор-тестера. При разнице коэффициента h21 в 7 единиц у транзисторов 2n5551, на выходе усилителя у меня присутствовала постоянная составляющая со значением 70мВ. После подбора этой пары, на выходе присутствовало всего 2мВ.

Подбор транзисторов по коэффициенту усиления

Подбор по H21

Элементы VT10-VT13 желательно выбрать из одной партии, которая указана на корпусе прибора. На моем Ланзаре партии различаются, вообще это не критично, но например, ток покоя может существенно различаться у них.

BD139 можно заменить на BD135, BD137 или КТ815Г.

VT5 (2SA1837) можно заменить на 2SB649, а VT6 (2SC4793) на 2SD669. При данных заменах необходимо учесть тот факт, что у этих аналогов отличается цоколевка, элементы необходимо развернуть на 180 0 .

VT8 (2SC4793) меняется на 2SC5171, а VT9 (2SA1837) меняется на 2SA1930.

На выходе желательно оставить пару 2SC5200/2SA1943.

Внимание! После установки подстроечного резистора R15, необходимо его выкрутить в такое положение, чтобы он имел максимальное сопротивление. Если смотреть по схеме, то средний вывод подтянуть к верхнему выводу. Если сделать наоборот, то после запуска усилитель может выйти из строя в считанные секунды.

Питание усилителя Ланзар

Напряжение блока питания усилителя должно выбираться исходя из выходной мощности усилителя и сопротивления нагрузки. После определения значения напряжения, необходимо определиться с типом БП. Это может быть как линейный блок питания, так и импульсный источник питания. Тут все принимают решение индивидуально. Я отношусь положительно как к линейным источникам, так и к импульсным источникам.

При выборе линейного БП, необходимо установить в каждое питающее плечо электролитические конденсаторы емкостью 10000-20000мкФ (для одного канала мощностью 100Вт), напряжение этих емкостей должно быть больше на 25% чем выходное напряжение БП.

Линейный блок питания для усилителя Ланзар

Для Ланзара с выходной мощностью 2?100Вт достаточно трансформатора, рассчитанного на выходную мощность 200Вт.

Я все понимаю, что если учесть что КПД усилителя Ланзар 50% (грубо говоря, для класса AB), то усилитель, отдающий в нагрузку 2?100Вт, потребляет от источника 400Вт. Но никто из нас не слушает синусоидальный сигнал. А на пиках компенсируют, установленные на выход БП емкости.

При выборе импульсного источника питания для Ланзара отдающего в нагрузку 2?100Вт, достаточно импульсного источника мощностью 200-300Вт. В таком случае, на выход ИИП можно устанавливать емкости по 820?1000мкФ в каждое плечо.

Высококачественный и мощный усилитель на транзисторах

Охлаждение

Усилитель Ланзар работает в классе АВ, поэтому транзисторы выходного каскада имеют значительный нагрев. Для отвода от них тепла необходимо установить элементы VT7-VT13 на радиатор с площадью поверхности не менее 1000см 2 . При этом, VT7 и VT10-VT13 обязательно устанавливаются через изоляционные прокладки с применением теплопроводной пасты.

После установки теплоотвода проверяем сопротивление между ним и коллекторами VT7, VT10-VT13, сопротивление должно быть бесконечным. Если есть контакт, то нужно проверить целостность изоляционной прокладки, а также чтобы ее поверхность была больше поверхности фланца транзистора.

Первый запуск

Внимание! Перед первым запуском обязательно проверить подстроечный резистор R15, его сопротивление должно быть полным (средний вывод подтянут к верхнему выводу, если смотреть на схему).

Перед первым запуском смыть все, абсолютно все остатки флюса и еще раз проверить печатную плату на правильность монтажа компонентов в соответствии со схемой и расположением выводов компонентов (включая полярность электролитов, расположения диодов, стабилитронов и цоколевки транзисторов), а также осмотреть плату на отсутствие ошибочно закороченных оловом дорожек.

Первый запуск усилителя я рекомендую выполнять через включенную в разрыв сетевого провода блока питания лампу накаливания (

Первый запуск усилителя Ланзар

Можно установить в разрыв питающих проводов блока питания токоограничивающие резисторы. При внештатной ситуации, большая часть мощности будет рассеиваться на лампе накаливания (резисторах), это избавит от искр, взрывов и даст время для действий.

Запуск усилителя через токоограничивающие резисторы

При включении лампа должна вспыхнуть и погаснуть. Нить накала может быть чуть засвечена, это нормально, так как у усилителя есть ток покоя. Если лампа светит ярко или в половину накала, то необходимо искать ошибку в монтаже компонентов.

Убедившись, что запуск прошел успешно, и нет чрезмерного нагрева элементов усилителя, убираем из схемы лампу (резисторы) и запускаем усилитель напрямую.

Далее проверяем уровень постоянного напряжения на выходе усилителя. Если уровень составляет 0?15мВ, то это отлично. Если больше, то выполняем подбор транзисторов (VT1-VT4) дифференциальных каскадов по коэффициенту усиления, как описывалось выше. Если на выходе единицы или десятки вольт, то необходимо искать ошибку в монтаже элементов усилителя. С прогревом Ланзара «постоянка» на выходе увеличивается, будьте к этому готовы.

Термостабильность и установка тока покоя усилителя Ланзар

Усилитель Ланзар – это качественный и мощный усилитель звуковой частоты, который собрали огромнейшее количество радиолюбителей. Но у него есть свой недостаток, который выражается в не очень хорошей термостабильности. С этим столкнулся и я. Я не успевал установить ток покоя, так как он стремительно «полз» вверх со скоростью 1мА/с.

Выходной каскад термостабилизирован транзистором VT7, который установлен на общий радиатор, а усилитель напряжения (УН) VT5-VT6 не имеет термостабилизации. Из-за немалого тока покоя УН транзисторы VT5 и VT6 нагреваются и приоткрываются, увеличивая ток покоя выходного каскада. В этом случае открывается (срабатывает) VT7, уменьшая ток выходного каскада, но в то же время, VT7 шунтирует резисторы R15R17 и ток покоя усилителя напряжения становится еще больше, VT5 и VT6 еще больше нагреваются и так по кругу происходит тепловой разгон.

Для уменьшения теплового разгона можно и нужно установить радиаторы на транзисторы VT5 и VT6. Их площадь – чем больше, тем лучше.

Помимо этого, я увеличил сопротивление резисторов R16 и R18 до 24Ом, тем самым уменьшив ток покоя усилителя напряжения. Качество звучания при этом не пострадало.

После выполнения описанных выше операций мне удалось избежать теплового разгона усилителя Ланзар.

Установка тока покоя усилителя Ланзар

Ток покоя устанавливается после хорошего прогрева усилителя. Установка производится при закороченном входе (IN) на общий провод (GND). Необходимо плавно вращать движок подстроечного резистора R15, периодически проверяя напряжение на одном из эмиттерных резисторов R26, R27, R29 или R30. Полученное напряжение делим на сопротивление резистора (у меня 0.33Ома, по схеме 0.22Ома) и получаем ток покоя. Например, 31мВ/0.33Ома=94мА. Рекомендуется устанавливать 70?100мА.

Печатная плата усилителя Ланзар СКАЧАТЬ

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Мощный усилитель «Lanzar»

Я не являюсь автором схемы, а просто попытался собрать в одном месте информацию, которая, на мой взгляд, поможет собрать данный усилитель тем людям, кто еще меньше, чем я, в этом разбирается.

Повторение одних и тех же вопросов на каждой странице обсуждения этого усилителя побудило меня написать этот небольшой набросок. Все написанное ниже является моим представлением того, что нужно знать начинающему радиолюбителю, решившему сделать этот усилитель, и не претендует на абсолютную истину.

Допустим, вы находитесь в поиске схемы хорошего транзисторного усилителя. Такие схемы, как например «УМ Зуева», «ВП», «Натали», и другие вам кажутся сложными, или мало опыта для их сборки, но хорошего звука хочется. Тогда вы нашли то, что искали! Ланзар представляет собой усилитель, построенный по классической симметричной схеме, свыходным каскадом работающий в классе АВ, и обладает довольно неплохим звучанием, при отсутствии сложной настройки и дефицитных комплектующих.

Я счел нужным внести некоторые незначительные изменения в оригинальную схему: коэффициент усиления немного повышен – до 28 раз (изменен R14), изменены номиналы входного фильтра R1, R2, а также по совету MayBe I’m a Leo номиналы резисторов базового делителя транзистора термостабилизации (R15, R15’) для более плавной настройки тока покоя. Изменения не являются критическими. Нумерация элементов сохранена.

Источник питания усилителя – самое дорогостоящее звено в нем, поэтому начинать следует с него. Ниже несколько слов об ИП.

Исходя из сопротивления нагрузки и желаемой выходной мощности выбирается нужное напряжение питания (Таблица 1). Данная таблица взята с сайта-первоисточника (interlavka.narod.ru), однако, лично я настоятельно не рекомендовал бы эксплуатировать данный усилитель на мощностях более 200-220 Ватт.

ЗАПОМНИТЕ! Это не компьютер, никакое супер-охлаждение не нужно, конструкция не должна работать на пределе своих возможностей, тогда вы получите надежный усилитель, который будет работать долгие годы и радовать вас звуком. Мы ведь решили сделать качественное устройство, а не букет новогодних фейерверков, поэтому всякие «выжиматели» пускай идут лесом.

При напряжениях питания ниже ±45 В/8 Ом и ±35 В/4 Ом вторую пару выходных транзисторов (VT12, VT13) можно не ставить! При таких напряжениях питания получаем выходную мощность порядка 100 Вт, что для дома более чем достаточно. Замечу, что если при таких напряжениях все-таки установить 2 пары, то выходная мощность повысится совсем на незначительную величину порядка 3-5 Вт. Но если «жаба не душит», то с целью увеличения надежности можно и 2 пары поставить.

Мощность трансформатора можно рассчитать, используя программу «PowerSup». Расчет, основанный на том, что примерный КПД усилителя равен 50-55%, а значит, мощность трансформатора равна: Pтранс=(Pвых*Nканалов*100%)/КПД применим только в том случае, если вы хотите долговременно слушать синусоиду. У реального же музыкального сигнала, в отличие от синуса, соотношение пикового и среднего значений гораздо меньше, поэтому нет смысла тратить деньги на лишние мощности трансформатора, которые все равно никогда не будут использованы.

Кому не охота считать: для усилителя 2х100 ватт вполне достаточно трансформатора 100-150 Вт и электролитов по 20000-30000 мкФ в плечо.

В расчете рекомендую выбирать самый «тяжелый» пик-фактор (8 дБ), чтобы ваш БП незагнулся, если вдруг решите послушать музыку с таким п-ф. Кстати, выходную мощность и напряжение питания тоже рекомендую рассчитать с помощью этой программы. Для Ланзара dU можно выбрать порядка 4-7 В.

Читайте также:  Реле регулятора камаз евро

Более подробно о программе «PowerSup» и методике расчета написано на сайте автора (AudioKiller’а).

Все это особенно актуально, если вы решили купить новый трансформатор. Если же у вас в закромах он уже имеется, и вдруг оказался большей мощности, чем расчетная, то можно смело его использовать, запас – вещь хорошая, но фанатизма не нужно. Если же вы решили самостоятельно изготовить трансформатор, то на этой страничке Сергея Комарова есть нормальный метод расчета.

Непосредственно сама схема простейшего двуполярного БП выглядит так:

Сама схема и детали для ее построения хорошо описана Михаилом (D-Evil) в ФАКе по TDA7294.

Повторяться не буду, отмечу только поправку про мощность трансформатора, описанно выше, и про диодный мостик: так как у Ланзара напряжение питания может быть выше, чему TDA729х, то мостик должен «держать» соответственно большее обратное напряжение, не менее:

где 1.2 – коэффициент запаса (20%)

А при больших мощностях трансформатора и емкостях в фильтре с целью защиты трансформатора и мостика от колоссальных пусковых токов следует использовать т.н. схему «мягкого пуска» или «софтстарт».

Список деталей для одного канала приложен в архиве в файле

Некоторые номиналы требуют особых пояснений:

C1 – разделительный конденсатор, должен быть хорошего качества. По типам конденсаторов, используемых в качестве разделительных, существуют разные мнения, поэтому искушенные смогут сами выбрать для себя наилучший вариант оного. Для остальных рекомендую использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы известных брендов типа Рифа PHE426 и т.п., но при отсутствии таковых широкодоступные лавсановые К73-17 вполне подойдут.

От емкости этого конденсатора также зависит нижняя граничная частота, которая будет усиливаться.

В печатной плате от interlavka.narod.ru в качестве С1 предусмотрено посадочное место для неполярного конденсатора, составленного из двух электролитов, включеннях «минусами» друг к другу и «плюсами» в цепь и зашунтированных пленочным конденсатором 1 мкФ:

Лично я бы выкинул электролиты и оставил бы один пленочный конденсатор выше указанных типов, емкостью 1,5-3,3 мкФ – такой емкости достаточно для работы усилителя на «широкую полосу». В случае работы на сабвуфер, емкость требуется по-больше. Тут то и можно было бы добавить электролиты емкостями 22-50 мкФ х 25 В. Однако, печатная плата накладывает свои ограничения, и пленочный конденсатор 2.2-3.3 мкФ туда вряд ли влезет. Поэтому ставим 2х22 мкф 25 В+1 мкФ.

R3, R6 – балластные. Хотя изначально эти резисторы выбраны 2,7 кОм, я бы пересчитал их на нужное напряжение питания усилителя по формуле:

где Iст – ток стабилизации, мА (порядка 8-10 мА)

L1 – 10 витков провода 0,8 мм на 12 мм оправке, все смазывается суперклеем, и после высыхания внутрь вкладывается резистор R31.

Электролитические конденсаторы С8, С11, С16, С17 должны быть рассчитаны нанапряжение не ниже, чем напряжение питания с запасом 15-20%, например, при ±35 В подойдут конденсаторы на 50 В, а при ±50 В уже нужно выбирать на 63 Вольта. Напряжения других электролитических конденсаторов указано на схеме.

Пленочные конденсаторы (неполярные) обычно не делают рассчитанными менее чем на 63 В, так что тут проблем возникнуть не должно.

Подстроечный резистор R15 – многооборотный, тип 3296.

Под эмиттерные резисторы R26, R27, R29 и R30 – на плате предусмотрены посадочные места под проволочные керамические SQP резисторы мощностью 5 Вт. Диапазон приемлемых номиналов – 0,22-0,33 Ом. Хотя SQP – это далеко не самый лучший вариант, зато доступный.

Можно применить и отечественные резисторы C5-16. Я не пробовал, но возможно они даже будут лучше SQP.

Остальные резисторы – C1-4 (углеродистые) или С2-23 (МЛТ) (металлопленочные). Все, кроме указанных отдельно – на 0,25 Вт.

Некоторые возможные замены :

  1. Парные транзисторы меняются на другие пары. Составление пары из транзисторов двух разных пар недопустимо.
  2. VT5/VT6 можно заменить на 2SB649/2SD669. Следует учесть, что цоколевка этих транзисторов зеркальна относительно 2SA1837/2SC4793, и при использовании их нужно развернуть на 180 градусов относительно нарисованных на плате.
  3. VT8/VT9 – на 2SC5171/2SA1930
  4. VT7 – на BD135, BD137
  5. Транзисторы дифкаскадов ( VT 1 и VT3), ( VT 2 и VT4) желательно подобрать попарно с наименьшим разбросом беты (hFE) с помощью тестера. Точности 10-15% вполне достаточно. При сильном разбросе возможен несколько повышенный уровень постоянного напряжения на выходе. Процесс описан Михаилом (D-Evil) в ФАКе по усилителю ВП тут.

Еще одна иллюстрация процесса измерения беты:

Транзисторы 2SC5200/2SA1943 являются самыми дорогостоящими компонентами в данной схеме, их часто подделывают. Похожие на настоящие 2SC5200/2SA1943 фирмы Toshiba имеют сверху два следа отлома и выглядят так:

Одинаковые выходные транзисторы желательно взять из одной партии (на рисунке 512 – номер партии, т.е. скажем оба 2SC5200 с номером 512), тогда ток покоя при установке двух пар будет равномернее распределяться на каждую пару.

Печатная плата взята с interlavka.narod.ru. Исправления с моей стороны носили в основном косметический характер, также исправлены некоторые ошибки в подписанных номиналах, вроде перепутанных резисторов у транзистора термостабилизации и др. мелочи. Плата нарисована со стороны деталей. Зеркалить для изготовления ЛУТ’ом не нужно!

Несколько рекомендаций при сборке

  1. ВАЖНО! Перед впаиванием каждая деталь должна быть проверена на исправность, сопротивление резисторов измерено во избежание ошибки в номинале, транзисторы проверены прозвонкой тестером, и так далее. Искать подобные ошибки потом на собранной плате гораздо сложнее, так что лучше не торопиться и все проверить. Cэкономите КУЧУ времени и нервов.
  2. ВАЖНО! Перед впаиванием подстроечного резистора R15, он должен быть «выкручен» так, чтобы в разрыв дорожки впаивалось его полное сопротивление, т.е., если смотреть по картинке выше, между правым и средним выводом д.б. все сопротивление подстроечника.
  3. Перемычки во избежание случайного к.з. лучше делать изолированными проводами.
  4. Транзисторы VT7-VT13 устанавливаются на общий радиатор через изолирующие прокладки – слюду с термопастой (например, КПТ-8) или «Номакон». Слюда более предпочтительна. Указанные на схеме VT8,VT9 в изолированном корпусе, поэтому их фланцы достаточно просто смазать термопастой. После установки на радиатор тестером проверяются коллекторы транзисторов (средние ножки) на отсутствие к.з. с радиатором.
  5. Транзисторы VT5, VT6 тоже нужно установить на небольшие радиаторы – например 2 плоские пластинки размерами около 7х3 см, вообще, что найдется в закромах, то и ставьте, незабудьте только термопастой промазать.
  6. Для лучшего теплового контакта транзисторы дифкаскадов ( VT1 и VT3), ( VT2 и VT4) можно тоже смазать термопастой и прижать их друг к другу термоусадкой.

Первый запуск и настройка

Еще раз внимательно все проверяем, если на вид все нормально, нигде нет ошибок, «соплей», коротких замыканий на радиатор и пр., то можно приступить к первому запуску.

ВАЖНО! Первый запуск и настройку любого усилителя нужно проводить с закороченным на землю входом, с ограничением тока источника питания и без нагрузки. Тогда шанс спалить что-то сильно уменьшается. Самое простое решение, которым пользуюсь я – лампа накаливания 60-150 Вт, включенная последовательно первичной обмотке трансформатора:

Запускаем через лампу усилитель, измеряем постоянное напряжение на выходе: нормальные значения – не более ±(50-70) мВ. «Гуляние» постоянки в пределах ±10 мВ считается нормальным. Контролируем наличие напряжений 15 В на обоих стабилитронах. Если все в норме, ничего не взорвалось, не сгорело, то приступаем к настройке.

Лампа при запуске исправного усилителя с током покоя = 0 должна кратковременно вспыхнуть (из-за тока при заряде емкостей в БП), а потом погаснуть. Если лампа ярко горит, значит что-то неисправно, выключаем и ищем ошибку.

Как уже было сказано, усилитель прост в настройке: требуется только установить ток покоя (ТП) выходных транзисторов.

Его следует выставлять на «прогретом» усилителе, т.е. перед установкой пусть поиграет некоторое время, минут 15-20. Во время установки ТП вход должен быть закорочен на землю, а выход висеть в воздухе.

Ток покоя можно узнать, измерив падение напряжения на паре эмиттерных резисторов, например на R26 и R27 (мультиметр установить на предел 200 мВ, щупы – на эмиттеры VT10 и VT11):

Cоответсвенно, Iпок = Uv/(R26+R26).

Далее ПЛАВНО, без рывков крутим подстроечник и смотрим на показания мультиметра. Требуется установить 70-100 мА. Для указанных на рисунке номиналов резисторов это эквивалентно показанию мультиметра (30-44) мВ.

Лампочка при этом может немного начать светиться. Проверяем еще раз уровень постоянного напряжения на выходе, если все в норме, можно подключать акустику и слушать.

Фото собранного усилителя

Другая полезная информация и возможные варианты устранения несправностей

Самовозбуждение усилителя: Косвенно определяется по нагреву резистора в цепи Цобеля – R28. Достоверно определяется с помощью осциллографа. Для устранения попробовать увеличить номиналы корректирующих емкостей C9 и C10.

Большой уровень постоянной составляющей на выходе: подобрать транзисторы дифкаскадов ( VT1 и VT3), ( VT2 и VT4) по «Бетте». Если не помогает, или подобрать точнее нет возможности, то можно попробовать изменять номинал одного из резисторов R4 и R5. Но такое решение – не самое лучшее, лучше все же подобрать транзисторы.

Вариант небольшого повышения чувствительности: Повысить чувствительность усилителя (коэф. усиления) можно, увеличив номинал резистора R14. Коэф. усиления может быть рассчитан по формуле:

Но не стоит слишком увлекаться, так как с увеличением R14, уменьшается глубина ООС и увеличивается неравномерность АЧХ и КНИ. Лучше измерить уровень выходного напряжения источника при полной громкости (амплитуду) и подсчитать, какой Ку необходим для работы усилителя с полным размахом выходного напряжения, взяв его с запасом 3 дБ (до клиппинга).

Для конкретики, пусть максимум, до которого терпимо поднять Ку – 40-50. Если надо больше, то делайте предусилитель.

Если возникли какие-то вопросы, пишите в соответствующую тему на форум. Удачной сборки!

Автор: Ермаков Евгений ( GeniusXZ)

Источник