Высоколинейный усилитель класса "А"

Для начала- примите КПД усилителя 50%-это достаточно реальный случай для долговременной работы. Вот сразу появилась мощность рассеивания на транзисторах. Далее, смотрите, сколько транзистор может рассеивать без радиатора. Если больше, чем получилось по прикидке на 50%, требуется радиатор. Тут уже куча нюансов- тепловое сопротивление перехода между корпусом тоанзистора и радиатором, коэффициент теплоотдачи радиатора, конвективная теплопередача.. Короче, полный расчёт довольно долго делать, не могу тут приводить, нет времени.

MadBear

для меня все эти нюансы не проблема, а вот посчитать токи, напряжение и мощьность на транзисторах проблема, так как я не умею расчитывать многокаскадные уселки

Сообщение As » Ср фев 04, 2009 19:11:41

КПД в 50% от этого усилителя - фантастика... Более реально - 25 %, т.е., при расчётной мощности на выходе 10 ватт съедено будет ватт 40 минимум, причём, большая часть уйдёт на нагрев выходных транзисторов...

Упс! Обмишурился с КПД 50%! Не заметил, что усилитель класса"А"!
У него как раз максимум расссеиваемой мощности будет на холостом ходу, и мощность рассивания- произведение тока на напряжение! Есссно, это для однотактного усилителя. Для двухтактного- половина напряжения питания.

Костя1981

Вот меня мучает вопрос, которого ни водной книжке нет - каким образом начинается моделирование схемы. По идее с конца же? Т.е. вот задался я для себя сделать усилитель класса А 2х канальный с мощностью по 50ват на 8ом. А дальше то как (как угадать какие транзисторы ставить и прочее)?

DInKY

Мощност ь транзисторов можно унать из КПД уся...Для а класса кпд гдето 25 40 %(зависит от схемы)дальше допустим кпд 20% мощность уся 50 ватт значит мощность транзистора должна быть на 80%больше.Тоесть получается пара транзисторов должна быть 250ватт :shock:

а это ой как много!Мощность Транзисторов получается по 125 ват!скорей всего придется использовать в выходе спаралеленые транзисторы.Поэтому можные уси а класса сейчас редкость...Блок питаниия 500ватт для уся 100 ватт это много... и радиаторы будут греться как бытыреи:)))так что думайте
П.С. мож где ошибся господа коты поправьте:)

Сообщение As » Чт фев 05, 2009 19:29:16

DInKY, Вы совершенно правы, греется это "чудо техники" прилично... Но есть одно применение, где усилители класса А незаменимы впринципе: то, что многие называют Hi-End... Искажения, вносимые усилителем класса А, черезвычайно малы на малых сигналах, чего не скажешь об экономном классе Б, или, тем более, D... Это позволяет расслышать все нюансы КАЧЕСТВЕННОЙ записи.

Костя1981

DInKY, т.е. получается, что нужно исходить из последних транзисторов, потом к предпоследним и т.д. Потом уже оптимизация схемы. Правильно?

А в чем разница ИС и дискретных транзисторов в усилителях - почему некотороые делают на схемах,а некоторые на отдельных транзисторах? Качество, чтоли хуже...

Сообщение As » Сб фев 07, 2009 20:32:45

Основная проблема интегральных микросхем - влияние выходного каскада на слаботочные. Это не только электромагнитные влияния, но и быстрые изменения температуры кристалла.

Irbis

Костя1981

Для того, чтобы построить усилитель, надо:

1. Определяем, что мы хотим. Мощность, (допустим, 50 ватт) и искажения (допустим, 0.001% на 1 кГц на максимальной мощности и 0.001% на 20 кГц).

2. После этого начинаем в общих чертах подбирать схемотехнику. Просмотр подобных проектов, анализ их сильных и слабых сторон, анализ возможностей комбинирования разных схем и устранения узких мест. Не надо бояться комбинировать различные узлы различных схем. При этом оригинально построенный выходной каскад в АВ может дать меньшие искажения, чем обычный каскад в А классе.

3. После этого начинаем подбор транзисторов. Общие параметры первого приближения:

1. Напряжение пробоя. Если поставить в плечо с питанием 36 вольт 10 вольтовые транзисторы - будет феерверк.

2. Максимальный ток. Желательна прямой участок ВАХ, при этом требуемый расчетный максимальный ток ни в коем случае выходить из ОБР (область безопасной работы) - ограниченной снизу искажениями (на самом деле работать будет, но все равно туда залезать не стоит), сверху - областью лавинного пробоя, справа - областью токового пробоя и справа-сверху - теплового пробоя. К ним лучше не приближаться, ибо при переходе этих граней развивается вторичный пробой - и транзистор можно выбрасывать.

Опять же при приближении к границам ОБР повышаются искажения и снижается надежность, что не есть хорошо.

Максимальное напряжение - тут все понятно.

Максимальная рассеиваемая мощность. Как раз тот параметр береться в расчетах КПД. Т.е если у нас транзистор 100 вольт 10 ампер, это не значит, что он сможет рассеять киловатт. У него может быть рассеиваемая мощность в сто ватт, и при её превышении мы выходим за рамки ОБР - тепловой пробой. Небольшой феерверк, и транзистор летит в помойку.

Если у нас выходная мощность 50 ватт и КПД 50%, то общая потребляемая будет 100 ватт, и рассеиваться на транзисторах 50 вт. Значит берем транзисторы с рассеиваемой не менее 50 ватт, а лучше - все сто. Это для выходного каскада. Для всех остальных - аналогично.

Дальше подбираем по коэффициенту передачи тока, по динамическим параметрам и по прочим параметрам, спрятанных в густых дебрях радиоэлектроники и физики полупроводников.

Подбираем все остальное примерно по той же схеме - назначение конкретного узла - необходимые параметры - оптимальные режимы - подходящие детали.

Разводим плату, и обсчитываем систему охлаждения, чтоб наши транзисторы не разлетелись от нагрева. Ну и подбираем все оставшиеся компоненты.

Транзисторы подбираются из транзисторов, в ДШ которых стоят "For amplifier", или, что еще лучше - "For audio amplifier application". Что, правда, совсем не является обязательным. Но желательным.

Примерно такой вот алгоритм.

А по поводу ультракриволинейного усилителя из начала темы - схема шлак. Тут и доработать ничего нельзя, и предназначение её непонятное. Схема взята из старых учебников, когда двуполярное питание еще не шагало по планете во всю гладь радиолюбителей, а нормальных комплиментарных транзисторов не было нифига.

Сообщение As » Вс фев 08, 2009 13:03:08

Irbis, Вы зря обхамили неплохую схемку... Вряд ли из самых современных деталей удастся собрать чтото такое же простое... Эти четыре транзистора "сделают" любую интегралку, а если подумать, то и лампе не уступят... Правда, сейчас это неактуально, в связи с исчезновением нормальных записей музыки и повальной МР3-зацией... Когда звукорежисёры выводят динамический диапазон к нулю, и в музыке главной ценностью становится вибрация посуды в шкафу соседа на другой стороне улицы...

Irbis

Искажения тут ниже 0.2% не опустятся никогда, а при указанных на схеме номиналов все, что ниже 150 Гц, будет напрочь отсутствовать:] По всем параметрам схема сливает схеме из даташита на TDA2030 за 20 рублей штука)

Сообщение As » Вс фев 08, 2009 16:41:33

По параметрам - возможно... По звучанию - вряд ли... Если применить чуть более современные детали - вообще трудно сравнивать... Дело в том, что сравнивать звук - дело неблагодарное... Многие предпочитают ламповые усилители, а у них гармоники измеряются, зачастую, единицами процентов.

Thomas

Схема дрянь. По такой схеме в начале 70-х строились усилки для переносной аппаратуры. Оттого, что на "горбатого" прикрутили колёса от "мерина", он от этого ездить лучше не станет.

По-порядку:
- реальные параметры этой схемы: КНИ 0,5-0,7 %, полоса частот не более 100-10000 Гц.
- почему она названа "ультралинейной"? Термин "ультралинейный" относится к конкретной схемотехнике лампового каскада. Что-то ламп и трансформаторов я тут не наблюдаю.

Кстати, R2 включен по-идиотски, на что и было указано примерно в 1970-73 г. при публикации прототипа этой схемы в "Радио". Ну, а кто не верит – соберите схему в одном из симуляторов и погоняйте – может что и увидите.

Кстати, прежде чем повторять многие "современные" схемы, настоятельно рекомендую предварительно гонять их в симуляторе – дешевле обойдётся.

Irbis

As

То есть вы признаете, что наилучшим звуком для вас является звук, порезаный 150-10000 герц, и обогащенный гармониками?

Сообщение As » Вс фев 08, 2009 18:02:08

Ну вот, набросились... Про то, что большой Кг и обрезанная полоса улучшают звук, я не говорил. Если кому это надо - послушайте какой-нибудь 10ГРД... Громкость - аж ухи вянут, и мощности никакой не надо... Не понравился подстроечник R2? Поставьте постоянный, подобрав номинал... Питание, конечно, неплохо бы стабилизировать... Двухполярное питание - тоже вполне возможно, хотя и потребует немного усложнить схему (или сделать, как в советском магнитофоне Комета-212...). Конденсатор на выходе может и УЛУЧШИТЬ частотную характеристику дешевой АС (типа советских 10МАС)...

Thomas

As писал(а):Не понравился подстроечник R2?

На схеме изображён переменный, а не подстроечный резистор. И , насколько я помню, в оригинале он предназначался для регулировки громкости, потому и была редакционная ремарка по его поводу в конце статьи. Номер журнала не помню, а искать неохота – сами найдёте, если захочете. Начало 70-х.

As писал(а):Конденсатор на выходе может и УЛУЧШИТЬ частотную характеристику дешевой АС (типа советских 10МАС)...

Видал чудеса техники, но такое в первый раз слышу. Срочно бегите, патентуйте, пока другие не опередили!

А если серьёзно: неправильная схемотехника, неправильный выбор типа/номинала выходного конденсатора действительно может дать негативный эффект, который при исправлении ошибок будет казаться "значительно лучшим". Он не лучше, он – правильный. Думаю, что если вы вместо 95-го солярку в бак автомобиля, предназначенного для работы на 95-м, зальёте, то лучше от этого ваш автомобиль ездить не будет. Он вообще с места не тронется. Хотя, автомобили с дизельными движками будут проноситься мимо вас, обдавая вас грязью и травя выхлопными газами, на что вы будете примерно так же возмущаться, как возмущаетесь в этой теме. Хотя, в вашем с железным Шихманом случае ситуация как раз обратная: вы дизель решили заставить на 95-м работать. Однако, от перестановки мест слагаемых сумма не меняется – последствия аналогичные.

Сообщение As » Пн фев 09, 2009 06:57:49

Автомобильной аналогии так и не понял... Может, кто из критикующих подскажет схемку на четырёх транзисторах, да ещё вполне себе примитивных, дающую лучшие параметры? Схемы с лучшим качеством - сложнее, и намного... Недостаток схемы лишь один - сильный нагрев, но это легко исправляется хорошим охлаждением (кулер от Пень-4 остудит оба транзистора почти до комнатной температуры!)... Непонравившийся "профи" электролит на выходе легко убрать, применив двуполярное питание, полоса частот усилителя в области высоких частот много больше, чем в более сложных моделях, фазовые сдвиги тоже не велики... Чуть портит впечатление несимметричный входной каскад, так и это лечится (если есть такое желание), хотя и так звук весьма приятный...

Thomas

As писал(а):Автомобильной аналогии так и не понял...

Ну раз вы не поняли выше пояса...

As писал(а):Может, кто из критикующих подскажет схемку на четырёх транзисторах, да ещё вполне себе примитивных, дающую лучшие параметры? Схемы с лучшим качеством - сложнее, и намного...

Именно так оно и есть, догадайтесь, почему? А то, что параметры данной схемы лажовые – слепому видно.

As писал(а): Недостаток схемы лишь один - сильный нагрев, но это легко исправляется хорошим охлаждением (кулер от Пень-4 остудит оба транзистора почти до комнатной температуры!)

А ещё можно использовать бадейку с жидким азотом, но в данном случае к делу это отношения не имеет.

As писал(а):Непонравившийся "профи" электролит на выходе легко убрать, применив двуполярное питание, полоса частот усилителя в области высоких частот много больше, чем в более сложных моделях, фазовые сдвиги тоже не велики... Чуть портит впечатление несимметричный входной каскад, так и это лечится (если есть такое желание), хотя и так звук весьма приятный...

Т.е. вы фактически признали, что надо брать другую схему.

Ненавижу пляски с бубнами вокруг допотопных схем, сводящихся к механической замене радиодеталей. А автору темы: не слушать всю эту брехологию, а просто сделать схему и посмотреть, чего она стоит. И самое главное: последнее слово всегда остаётся за динамиком / АС.

Костя1981

Irbis, и сново большое спасибо, дружище :))

!