Усилитель для наушников на полевых транзисторах своими руками схема

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 08.10.2024

Давно, еще года два назад, приобрел я старый советский динамик 35ГД-1. Несмотря на его первоначально плохое состояние, я его восстановил, покрасил в красивый синий цвет и даже сделал для него ящик из фанеры. Большая коробка с двумя фазоинверторами сильно улучшила его акустические качества. Осталось дело за хорошим усилителем, который будет качать эту колонку. Решил сделать не так, как делает большинство людей – купить готовый усилитель D–класса из Китая и установить его. Я решил сделать усилитель сам, но не какой-нибудь общепринятый на микросхеме TDA7294, да и вообще не на микросхеме, и даже не легендарный Ланзар, а очень даже редкий усилитель на полевых транзисторах. Да и в сети очень мало информации об усилителях на полевиках, вот и стало интересно, что это такое и как он звучит.

Данный усилитель имеет 4 пары выходных транзисторов. 1 пара – 100 Ватт выходной мощности, 2 пары – 200 Ватт, 3 – 300 Ватт и 4, соответственно, 400 Ватт. Мне все 400 Ватт пока не нужны, но я решил поставить все 4 пары, дабы распределить нагрев и уменьшить рассеиваемую каждым транзистором мощность.

Схема выглядит так:

На схеме подписаны именно те номиналы компонентов, которые установлены у меня, схема проверена и работает исправно. Печатную плату прилагаю. Плата в формате Lay6.

Внимание! Все силовые дорожки обязательно залудить толстым слоем припоя, так как по ним будет течь весьма большой ток. Паяем аккуратно, без соплей, флюс отмываем. Силовые транзисторы необходимо установить на теплоотвод. Плюс данной конструкции в том, что транзисторы можно не изолировать от радиатора, а лепить все на один. Согласитесь, это здорово экономит слюдяные теплопроводящие прокладки, ведь на 8 транзисторов их ушло бы 8 штук (удивительно, но факт)! Радиатор является общим стоком всех 8 транзисторов и звуковым выходом усилителя, поэтому при установке в корпус не забудьте как-нибудь изолировать его от корпуса. Несмотря на отсутствие необходимости установки между фланцами транзисторов и радиатором слюдяных прокладок, это место необходимо промазать термопастой.

Внимание! Лучше сразу всё проверить перед установкой транзисторов на радиатор. Если вы прикрутите транзисторы к радиатору, а на плате будут какие либо сопли или непропаяные контакты, будет неприятно снова откручивать транзисторы и измазываться термопастой. Так что проверяйте всё сразу.

Биполярные транзисторы: T1 – BD139, T2 – BD140. Тоже нужно прикрутить к радиатору. Они греются не сильно, но все таки греются. Их тоже можно не изолировать от теплоотводов.

Итак, приступаем непосредственно к сборке. Детали располагаются на плате следующим образом:

Теперь я прилагаю фото разных этапов сборки усилителя. Для начала вырезаем кусок текстолита по размерам платы.

Затем накладываем изображение платы на текстолит и сверлим отверстия под радиодетали. Зашкуриваем и обезжириваем. Берем перманентный маркер, запасаемся изрядным количеством терпения и рисуем дорожки (ЛУТом делать не умею, вот и мучаюсь).

Далее кидаем плату в раствор хлорного железа и ждём, пока оно сделает своё дело. Затем вынимаем, оттираем маркер щёткой для сковород и плата готова.

Вооружаемся паяльником, берём флюс, припой и лудим.

Отмываем остатки флюса, берём мультиметр и прозваниваем на предмет замыкания между дорожками там, где его быть не должно. Если всё в норме, приступаем к монтажу деталей.
Возможные замены.
Первым делом я прикреплю список деталей:
C1 = 1u
C2, C3 = 820p
C4, C5 = 470u
C6, C7 = 1u
C8, C9 = 1000u
C10, C11 = 220n

D1, D2 = 15V
D3, D4 = 1N4148

R1, R32 = 47k
R2 = 1k
R3 = 2k
R4 = 2k
R5 = 5k
R6, R7 = 33
R8, R9 = 820
R10-R17 = 39
R18, R19 = 220
R20, R21 = 22k
R22, R23 = 2.7k
R24-R31 = 0.22

T1 = BD139
T2 = BD140
T3 = IRFP9240
T4 = IRFP240
T5 = IRFP9240
T6 = IRFP240
T7 = IRFP9240
T8 = IRFP240
T9 = IRFP9240
T10 = IRFP240

Первый запуск и настройка.

Первый запуск усилителя производим через страховочную лампу в разрыв сети 220 В. Обязательно закорачиваем вход на землю и не подключаем нагрузку. В момент включения лампа должна вспыхнуть и погаснуть, причем погаснуть полностью: спираль не должна светиться вообще. Включаем, держим секунд 20, затем выключаем. Проверяем, нет ли нагрева чего-либо (хотя если лампа не горит, вряд ли что-нибудь греется). Если действительно ничего не греется, включаем снова и меряем постоянное напряжение на выходе: оно должно быть в пределах 50 – 70 мВ. У меня, к примеру, 61.5 мВ. Если всё в пределах нормы, подключаем нагрузку, подаём сигнал на вход и слушаем музыку. Не должно быть никаких помех, посторонних гулов и т. п. Если ничего этого нет, переходим к настройке.

Настраивается всё это дело крайне просто. Необходимо лишь выставить ток покоя выходных транзисторов с помощью вращения движка подстроечного резистора. Он должен быть примерно 60 – 70 мА для каждого транзистора. Делается это так же как и на Ланзаре. Ток покоя считается по формуле I = Uпад./R, где Uпад. – падение напряжения на одном из резисторов R24 – R31, а R – сопротивление этого самого резистора. Из этой формулы выводим напряжение падение на резисторе, необходимое для установки такого тока покоя. Uпад. = I*R. Например в моем случае это = 0.07*0.22 = где то 15 мВ. Ток покоя выставляется на “тёплом” усилителе, то есть радиатор должен быть тёплым, усилитель должен поиграть несколько минут. Усилитель прогрелся, отключаем нагрузку, закорачиваем вход на общий, берем мультиметр и проводим ранее описанную операцию.

Характеристики и особенности:

Напряжение питания – 30-80 В
Рабочая температура – до 100-120 град.
Сопротивление нагрузки – 2-8 Ом
Мощность усилителя – 400 Вт/4 Ом
КНИ – 0.02-0.04% при мощности 350-380 Вт
Коэффициент усиления – 30-33
Диапазон воспроизводимых частот – 5-100000 Гц

На последнем пункте стоит остановиться подробнее. Использование этого усилителя с шумящими тембрблоками, такими как TDA1524, может повлечь за собой необоснованное на первый взгляд потребление энергии усилителем. На самом деле это усилитель воспроизводит частоты помех, не слышные нашему уху. Может показаться, что это самовозбуждение, но скорее всего это именно помехи. Тут стоит отличать помехи, не слышимые ухом от реального самовозбуждения. Я сам столкнулся с этой проблемой. Изначально в качестве предварительного усилителя операционник TL071. Это очень хороший высокочастотный импортный ОУ с малошумящим выходом на полевых транзисторах. Он может работать на частотах до 4 МГц – этого с запасом хватает и для воспроизведения частот помех и для самовозбуждения. Что делать? Один хороший человек, спасибо ему огромное, посоветовал мне заменить операционник на другой, менее чувствительный и воспроизводящий меньший диапазон частот, который просто не может работать на частоте самовозбуждения. Поэтому я купил наш отечественный КР544УД1А, поставил и… ничего не поменялось. Это всё натолкнуло меня на мысль, что шумят переменные резисторы тембрблока. Движки резисторов немного “шуршат”, что и вызывает помехи. Убрал тембрблок и шум пропал. Так что это не самовозбуждение. С данным усилителем нужно ставить малошумящий пассивный тембрблок и транзисторный предусилитель дабы избежать вышеперечисленного.

В результате получается хороший усилитель, который прекрасно воспроизводит как низкие, так и высокие частоты мало греется и работает в широком диапазоне питающих напряжений. Лично мне усилитель очень нравится. Осталось только соорудить для него предварительный усилитель, нормальный тембрблок и корпус, но об этом как-нибудь в другой раз.

Ниже прилагаю несколько фото готового усилителя.

На этом в принципе всё. Если остались какие-либо вопросы, задавайте их либо на форум VIP-CXEMA, либо мне на почту Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Транзисторные усилители мощности низкой частоты (УМЗЧ) для звуковой и аудио-аппаратуры. В разделе собраны принципиальные схемы самодельных усилителей мощности НЧ на биполярных и полевых транзисторах.

Здесь вы найдете схемы транзисторных усилителей разной сложности и с разным классом мощности:

низкой мощности - до 1,5 Ватт;
средней мощности - от 1,5 Ватт до 20 Ватт;
большой мощности - 25 Ватт, 50 Ватт, 100 Ватт, 200 Ватт, 300 Ватт и более.

Для самодельного аудио-комплекса или при ремонте музыкального центра можно изготовить многоканальный усилитель мощности в конфигурациях:

система 2.1 (сабвуфер + 2 сателлита);
система 5.1 (сабвуфер + 5 сателлитов);
стерео - два канала усиления;
квадро - четыре канала усиления.

На транзисторах можно без лишних сложностей собрать небольшой самодельный усилитель для наушников. Присутствуют очень простые и доступные по себестоимости конструкции усилителей, которые прекрасно подойдут для изготовления начинающими радиолюбителями.

Усилитель НЧ с двойной термостабилизацией (LME49860, 2SD2394, 2SB1565)

Схема самодельного усилителя мощности НЧ с двойной термостабилизацией, выполнен на микросхеме LME49860 и транзисторах 2SD2394, 2SB1565 на выходе. В моей практике бывали случаи, когда выходные транзисторы УНЧ с защитой только по температуре перегревались и сгорали. Приходилось добавлять термозащиту еще и по току. Вот такая схема двойной защиты.

Экономичный УМЗЧ на транзисторах 2SC3331V, 2SA1286, 2SA928A, 2SD2058Y (13Вт)

При ремонте современных усилителей мощности низкой частоты, собранных с применением интегральных микросхем, не всегда есть возможность приобрести требуемые микросхемы или найти подходящие в радиолюбительских закромах. В таком случае можно взамен неисправной микросхемы изготовить несложный в сборке .

Схема УМЗЧ на пяти транзисторах и с однополярным питанием (60W)

Простой усилитель ЗЧ на трех транзисторах, схема (КТ3102, КТ816, КТ817)

Гибридный УМЗЧ на лампах ECC88, 6Н23П и микросхемах LM3875 (30Вт)

Схема самодельного гибридного усилителя звука на лампах и микросхемах с выходной мощностью 30 Ватт. Усилитель построен на лампе ECC88 (отечественный аналог - 6Н23П) и мощной микросхеме LM3875.

Схема мощного гитарного усилителя на транзисторах TIP142 и TIP147 (60Вт)

Принципиальная схема гитарного усилителя мощности низкой частоты с предусилителем и темброблоком. УМЗЧ собран на транзисторах TIP142 и TIP147, выходная мощность - 40Вт на 8 Ом, 60 Вт на 4 Ома.

Простые высококачественные усилители мощности НЧ на МДП-транзисторах

Несколько принципиальных схем высококачественных УМЗЧ на полевых транзисторах, привлекающие своей простотой и техническими характеристиками. Применение полевых транзисторов в усилителе мощности позволяет значительно повысить качество звучания при общем упрощении схемы.

Стерео усилитель звуковой частоты на MOSFET транзисторах (200Вт)

Схема электрическая принципиальная усилителя приведена на рисунке (в скобках приведены замененные элементы). Данная конструкция является модернизациейразработки [1]. Принципиальная схема УМЗЧ на MOSFET транзисторах (200Вт). Все основные части усилителя - трансформатор, радиаторы .

Усилитель мощности звука со стабилизированным источником питания (200Вт на 4Ом)

При разработке усилителей ЗЧ с максимальной выходной мощностью более 100 Вт первостепенноезначение приобретает необходимость получения возможно большего КПД усилителя при достаточно малых нелинейных искажениях. Вопрос о допустимом проценте нелинейных искажений усилителя ЗЧ не раз обсуждался на .

Несколько схем транзисторных УМЗЧ, хронология радиолюбителя

Свое знакомство с мощными усилителями я начал в 1958 году, когда учился в энергетическомтехникуме, и мне поручили обслуживать радиоузел. Он состоял из трех частей: малогабаритной радиотрансляционной установки “ТУ-100", магнитофона “Днепр 9” и ЛАТРа на .

Всем доброго времени суток! Я, Вячеслав Юрьевич, или просто В.Ю. приглашаю Вас в свой блог. Почему блог так называется? Я дедушка и, как все деды, люблю поговорить о былом и поучить молодёжь. Читайте мои посты с советами обо всём, а особенно о здоровье. До новых встреч!

Статьи по темам

четверг, 26 октября 2017 г.

Самодельный усилитель на полевых транзисторах для наушников.

Вдоволь насытившись работой лампового усилителя, я решил продлить и расширить тему высококачественного звуковоспроизведения и собрал по аналогичной схеме усилитель на полевых транзисторах с целью сравнить характеристики обоих. Считается, что звук усилителя на полевиках не отличается от лампового звучания. Схемы получились не только одинаковыми по количеству усилительных каскадов, но и с одинаковыми характеристиками. Высокая динамика, отсутствие шумов, линейная частотная характеристика, отсутствие нелинейных искажений, чего ещё надо желать. Только я вот уже целый день перетыкаю телефонный штекер из одного телефонного гнезда в другое, в попытке определить победителя конкурса.

Качество работы усилителей удобно определить с помощью наушников. Высококачественные наушники обойдутся дешевле высококачественной акустической системы, для которой необходима ещё и специальная комната соответствующих размеров с поглощающим звук материалом, например устланная и облепленная коврами. В качестве первичного источника звука я использовал самодельный тюнер с диапазоном 88 – 108 МГц, имеющий непосредственный выход с частотного детектора. Можно использовать обычный радиоприёмник с диапазоном FM , а входной сигнал снять с регулятора громкости.

Рис. 1. Усилитель на полевых транзисторах.

Рис. 2. Аналогичный усилитель на лампе

Схема этого усилителя действительно не отличается от лампового экземпляра, по крайней мере, они обладают одинаковыми характеристиками, даже имеют одинаковую фазу выходного сигнала (фото 1). Первый полевой транзистор является усилителем звукового сигнала. Два других транзистора, составная пара, истоковый повторитель, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивление, что позволяет не только использовать сравнительно низкоомные наушники с сопротивлением 15 Ом, но даже динамическую головку. Все транзисторы работают в линейном режиме, но основной ток протекает через последний транзистор. Кстати он ключевой, снятый с материнской платы, рассчитан на большие токи, имеет очень маленькие переходные сопротивления, а поэтому не нуждается в радиаторе, хотя в работе нагревается до 50 градусов, но это нормальный для него режим. Такая простая схема не нуждается в кропотливой регулировке, имеет высокую стабильность параметров и хорошую повторяемость. Цепочка R C – отрицательная обратная связь, уменьшает уровень сигнала на 4 дБ, а вместе с ним и уровень нелинейных искажений.

Пожалуй, я выскажу своё мнение. Два бокала с вином, имеющие одинаковый вкус, не всегда имеют одинаковое послевкусие. А впрочем, у каждого человека свой вкус, а значит, будет и разное послевкусие.

Разделительные конденсаторы 10 мкФ неполярные, тип SMD , такой же тип резисторов 10, 20 кОм и 100 Ом (любой удобный типоразмер).

Резисторы 180 Ом 0,5 Ватт для объёмного монтажа я ставил 2 штуки параллельно или 91 Ом 1,0 Ватт – 1 штука.

Ток потребления 65 мА (если использовать наушники с сопротивлением более 30 Ом, то резистор R можно поставить с номиналом 180 Ом; в этом случае ток потребления составит 40 мА).

Максимальное неискажённое среднеквадратичное значение напряжения на нагрузке 15 Ом составляет 750 мВ.

Частотная характеристика в диапазоне частот 20 Гц – 20 кГц имеет неравномерность - 2 дБ – 0 дБ внизу и вверху диапазона относительно частоты 1 кГц.

Усилитель к наушникам был создан не просто как развлечение, а по реальной необходимости, потому что часто приходится путешествовать на общественном транспорте. К сожалению, слушать музыку и аудиокниги на 32-омных наушниках с обычного mp3-плеера было бессмысленно. Он выдавал всего 2 х 5 мВт даже при 16 Ом, поэтому на 32 Омах вместо музыки были слышны окружающие звуки.

Схема УНЧ на транзисторах

Схема усилителя 4х4 на транзисторах к наушникам

Список деталей:

R1 — 100к
R2 — 330
R3 — 100
R4 — 22 (2 — 4,5к)
R4 — 100 (5 — 12к)
C1 — 4,7 мкФ
C2 — 4,7 мкФ
C3 — 100-1000 мкФ
C4 — 220 мкФ
P1 — 100K
D1, D2 — 1N4148
Q1, Q2 — BC549
Q3 — BC559

Выходная мощность усилителя составляет 300 мВт при 32 Ом с напряжением питания 12 В. Источником был плеер SONY Walkman. Наушники — Philips SBC HP840 и Sennheiser HD201. Его питание 4 батарейки AAA 2500 мАч 1,2 В. Схема запустилась практически сразу. Интересно что УНЧ оказался очень устойчив к повреждениям и замыканиям.

Стандартная версия усилителя

После серии испытаний и выбора соответствующих элементов была создана версия для обычных радиодеталей. Размеры платы 28 х 52 мм. Питания 6 В было достаточно, чтобы получить нормальную мощность для наушников на 32 Ом.

Батареи показанные на рисунке позволяли слушать музыку на большой громкости в течение почти месяца по 2 часа в день. Измеренное потребление тока составляет около 30-40 мА. Для включения и выключения питания надо вставить штекер в разъем для наушников (в разъем встроен переключатель). При сборке удалось упаковать весь УНЧ в корпус серии KM.

SMD версия усилителя

И ещё одна версия на планарных деталях. Плата печатная вышла 28 х 38 мм. Сборка на SMD-эквивалентах транзисторов из серии BC5xx. Однако ради повышения качества звука оставлены конденсаторы стандартные.

Заметьте, тут регулировка громкости на двух отдельных потенциометрах, раздельный левый и правый канал. Двойные логарифмические потенциометры конечно можно поставить (по традиции), но каждое ухо имеет свой уровень слуха, да и баланс наушников (деталей) не идеален, так что советуем сделать именно так. Регулировка громкости общая производится на mp3 плеере.

Технические характеристики

Напряжение питания : 3 — 12 В
Потребление энергии: 10 мА / 3 В — 35 мА / 12 В (стерео)
Выходная мощность: 300 мВт

Этот усилитель для наушников построен много лет назад. И время показало, что эта простая схема очень надежна, её трудно сжечь, она обладает большой мощностью, отличным качеством звука, состоит из нескольких простых деталей и что важно, потребляет очень мало энергии. С двумя батарейками АА УНЧ может работать очень и очень долго.

Такой удобный усилитель может найти разнообразное применение. Например его можно использовать в качестве стерео-усилителя общего назначения для таких устройств, как плееры, радиоприемники, проигрыватели компакт-дисков, компьютеры, DVD-плееры, телевизоры и так далее. Или в качестве отличного аудио-усилителя для электрогитары, микрофонов, в качестве аудио тестера.

Звук действительно отличный и нет недостатка в басах. Есть моно вариант и без потенциометра. Цель состояла в том, чтобы получить наименьшую возможную плату без перемычек и элементов SMD.

Схема моно усилителя на транзисторах

Читайте также: