Nikolaj Trošin

Jednostavno germanijsko pojačalo snage.

U posljednje vrijeme primjetan je porast interesa za pojačala snage bazirana na germanijevim tranzistorima. Postoji mišljenje da je zvuk takvih pojačala mekši, podsjećajući na "zvuk cijevi".
Predstavljam vam dva jednostavna kruga niskofrekventnih pojačala snage pomoću germanijskih tranzistora, koje sam testirao prije nekog vremena.

Ovdje se koriste modernija sklopna rješenja od onih iz 70-ih godina, kada je bio u uporabi "germanij". To je omogućilo postizanje pristojne snage uz dobru kvalitetu zvuka.
Krug na donjoj slici je prerađena verzija niskofrekventnog pojačala za "germanij" iz mog članka u Radio magazinu br. 8, 1989. (str. 51-55).

Izlazna snaga ovog pojačala je 30 W s impedancijom opterećenja zvučnika od 4 ohma, odnosno približno 18 W s impedancijom opterećenja od 8 ohma.
Napon napajanja pojačala (U napajanje) je bipolarni ±25 V;

Nekoliko riječi o detaljima:

Prilikom sastavljanja pojačala preporučljivo je kao konstantne kondenzatore (pored elektrolitskih) koristiti tinjčeve kondenzatore. Na primjer, CSR tip, kao što je dolje na slici.

Tranzistori MP40A mogu se zamijeniti tranzistorima MP21, MP25, MP26. Tranzistori GT402G - na GT402V; GT404G - do GT404V;
Izlaznim tranzistorima GT806 mogu se dodijeliti bilo koji slovni indeksi. Ne preporučujem korištenje nižefrekventnih tranzistora kao što su P210, P216, P217 u ovom krugu, jer na frekvencijama iznad 10 kHz ovdje rade prilično loše (izobličenje je vidljivo), očito zbog nedostatka strujnog pojačanja na visokim frekvencijama.

Površina radijatora za izlazne tranzistore mora biti najmanje 200 cm2, za predterminalne tranzistore - najmanje 10 cm2.
Za tranzistore tipa GT402 prikladno je izraditi radijatore od bakrene (mjedene) ili aluminijske ploče debljine 0,5 mm, veličine 44x26,5 mm.

Ploča se izrezuje duž linija, zatim se ovaj obradak oblikuje u cijev, koristeći u tu svrhu bilo koji odgovarajući cilindrični trn (na primjer, bušilica).
Nakon toga, obradak (1) se čvrsto postavi na tijelo tranzistora (2) i pritisne opružnim prstenom (3), prethodno savijenim bočnim ušima za pričvršćivanje.

Prsten je izrađen od čelične žice promjera 0,5-1,0 mm. Umjesto prstena, možete koristiti zavoj od bakrene žice.
Sada ostaje samo savijati bočne uši odozdo kako bi se radijator pričvrstio na tijelo tranzistora i saviti rezano perje pod željenim kutom.

Sličan radijator može se izraditi i od bakrene cijevi promjera 8 mm. Izrežite komad od 6 ... 7 cm, izrežite cijev duž cijele duljine s jedne strane. Zatim izrežemo cijev na 4 dijela pola dužine i savijemo te dijelove u obliku latica i čvrsto ih postavimo na tranzistor.

Budući da je promjer tijela tranzistora oko 8,2 mm, zbog utora po cijeloj dužini cijevi, ono će čvrsto pristajati na tranzistor te će se zbog svojih opružnih svojstava držati na njegovom tijelu.
Otpornici u emiterima izlaznog stupnja su ili žičani snage 5 W, ili tipa MLT-2 3 Ohma, 3 komada paralelno. Ne preporučujem korištenje uvezenih filmova - oni izgaraju trenutno i neprimjetno, što dovodi do kvara nekoliko tranzistora odjednom.

Postavka:

Postavljanje pojačala ispravno sastavljenog od servisnih elemenata svodi se na podešavanje mirne struje izlaznog stupnja na 100 mA pomoću otpornika za podrezivanje (prikladno je kontrolirati otpornik emitera od 1 Ohma - napon 100 mV).
Preporučljivo je zalijepiti ili pritisnuti VD1 diodu na hladnjak izlaznog tranzistora, što potiče bolju toplinsku stabilizaciju. Međutim, ako se to ne učini, struja mirovanja izlaznog stupnja s hladnih 100 mA na vrućih 300 mA mijenja se, općenito, ne katastrofalno.

Važno: Prije prvog uključivanja morate podesiti otpornik na nulu.
Nakon ugađanja, preporučljivo je ukloniti otpornik za podešavanje iz kruga, izmjeriti njegov stvarni otpor i zamijeniti ga konstantnim.

Najoskudniji dio za sastavljanje pojačala prema gornjem dijagramu su izlazni germanijski tranzistori GT806. Čak ni u svijetlim sovjetskim vremenima nije ih bilo lako nabaviti, a sada je vjerojatno još teže. Mnogo je lakše pronaći germanijeve tranzistore tipa P213-P217, P210.
Ako iz nekog razloga ne možete kupiti tranzistore GT806, nudimo vam drugi krug pojačala, gdje možete koristiti gore spomenute P213-P217, P210 kao izlazne tranzistore.

Ova shema je modernizacija prve sheme. Izlazna snaga ovog pojačala je 50 W u opterećenju od 4 oma i 30 W u opterećenju od 8 oma.
Napon napajanja ovog pojačala (U napajanje) također je bipolaran i iznosi ±27 V;
Raspon radne frekvencije 20Hz…20kHz:

Koje su promjene napravljene u ovoj shemi;
Dodana su dva izvora struje u "naponsko pojačalo" i još jedan stupanj u "strujno pojačalo".
Korištenje drugog stupnja pojačanja na prilično visokofrekventnim P605 tranzistorima omogućilo je donekle rasterećenje GT402-GT404 tranzistora i pojačanje vrlo sporog P210.

Ispalo je prilično dobro. S ulaznim signalom od 20 kHz i izlaznom snagom od 50 W, izobličenje pri opterećenju praktički nije vidljivo (na ekranu osciloskopa).
Minimalna, jedva primjetna izobličenja oblika izlaznog signala kod tranzistora tipa P210 javljaju se samo na frekvencijama od oko 20 kHz pri snazi ​​od 50 vata. Na frekvencijama ispod 20 kHz i snagama ispod 50 W izobličenje nije zamjetljivo.
U stvarnom glazbenom signalu takve snage na tako visokim frekvencijama obično ne postoje, pa nisam primijetio nikakve razlike u zvuku (na sluh) pojačala s tranzistorima GT806 i tranzistorima P210.
Međutim, s tranzistorima poput GT806, ako ga pogledate osciloskopom, pojačalo ipak radi bolje.

Uz opterećenje od 8 Ohma u ovom pojačalu također je moguće koristiti izlazne tranzistore P216...P217, pa čak i P213...P215. U potonjem slučaju, napon napajanja pojačala morat će se smanjiti na ±23V. Izlazna snaga će, naravno, također pasti.
Povećanje napajanja dovodi do povećanja izlazne snage i mislim da krug pojačala u drugoj opciji ima takav potencijal (rezerva), međutim, nisam iskušavao sudbinu eksperimentima.

Za ovo pojačalo potrebni su sljedeći radijatori - za izlazne tranzistore s površinom rasipanja od najmanje 300 cm2, za predizlaz P605 - najmanje 30 cm2, pa čak i za GT402, GT404 (s otporom opterećenja od 4 Ohma) također su potrebni.
Za tranzistore GT402-404, možete to učiniti lakše;
Uzmite bakrenu žicu (bez izolacije) promjera 0,5-0,8, namotajte žicu da se okrene na okrugli trn (promjera 4-6 mm), savijte dobiveni namot u prsten (s unutarnjim promjerom manjim od promjera tijela tranzistora), spojite krajeve lemljenjem i stavite dobivenu "krafnu" na tijelo tranzistora.

Bit će učinkovitije namotati žicu ne na okrugli, već na pravokutni trn, jer to povećava područje kontakta žice s tijelom tranzistora i, prema tome, povećava učinkovitost uklanjanja topline.
Također, kako biste povećali učinkovitost uklanjanja topline za cijelo pojačalo, možete smanjiti površinu radijatora i koristiti hladnjak od 12 V iz računala za hlađenje, napajajući ga naponom od 7 ... 8 V.

Tranzistori P605 mogu se zamijeniti s P601...P609.
Postavljanje drugog pojačala je slično onome opisanom za prvi krug.
Nekoliko riječi o akustičnim sustavima. Jasno je da za dobar zvuk moraju imati odgovarajuću snagu. Također je preporučljivo, koristeći generator zvuka, proći kroz cijeli raspon frekvencija pri različitim snagama. Zvuk bi trebao biti čist, bez piskanja ili zveckanja. Posebno, kao što je moje iskustvo pokazalo, ovo se posebno odnosi na visokofrekventne zvučnike zvučnika poput S-90.

Ako netko ima bilo kakvih pitanja o dizajnu i montaži pojačala, pitajte, pokušat ću odgovoriti ako je moguće.

Sretno vam svima u stvaralaštvu i sve najbolje!

Nakon što sam se zasitio dizajna baziranih na lampama i modernim komponentama, u zadnje vrijeme se u nostalgijskom porivu poigravam dizajnom baziranim na germanijevim tranzistorima.

Pročitavši na forumima da se, navodno, zbog nesavršene tehnologije proizvodnje, njihovi parametri s vremenom jako pogoršavaju, da provjerim svoje rezerve, čak sam kupio industrijski mjerač L2-54 za parametre tranzistora i dioda male snage.

Testirao sam više od stotinu različitih primjeraka tranzistora i mogu sa zadovoljstvom primijetiti da niti jedan nije odbijen - svi odgovaraju referentnim podacima s najmanje jednom i pol puta (a najčešće s 2-3 puta) marginom. Tako da ih uopće nije grijeh zaposliti, tim više što su u mojoj mladosti mnogi od njih bili koliko poželjni toliko i nedostupni.

I počinjemo tradicionalno - sa ULF konstrukcija.

Brojni popularni amaterski radio prijemnici do danas, na primjer, izrađeni su na germanijskim tranzistorima i dizajnirani su za rad sa slušalicama visoke impedancije, kojih je sada malo. Jednostavni sljedbenici emitera koji se tamo preporučuju za povećanje izlazne snage mogu pružiti više ili manje pristojan zvuk samo na priključene slušalice niske impedancije (100-600 Ohma) ili opterećenje niske impedancije (4-16 Ohma moderne slušalice ili zvučnik), spojene putem transformator s KTP-om od najmanje 1/5 (1/25 u otporu) i dalje, na niskim razinama, stepenasto izobličenje ima jak učinak. Možete, naravno, pokušati instalirati moderne ULF-ove na IC-ove tamo, ali oni zahtijevaju pozitivno napajanje. Možemo ići i dalje i prenijeti nacrte na moderne tranzistore, ali... gubi se “okus”, okus vremena – “nostalgija”, pa to nije naš put.

Pojačalo snage s dubokom povratnom spregom (Slika 1 zaokruženo plavom bojom), spojeno umjesto slušalica visoke impedancije, pomoći će značajno poboljšati kvalitetu zvuka za opterećenje niske impedancije i osigurati glasan prijem.

Kao što vidite, njegova je shema gotovo klasika 60-70-ih. Posebnost je duboka (više od 32 dB) povratna veza na istosmjernu i izmjeničnu struju (kroz otpornik R7), koja osigurava visoku linearnost pojačanja (na prosječnim razinama Kg manje od 0,5%, na niskim (manje od 5 mW) i najveća snaga (0 ,5 W) Kg doseže 2%). Pomalo neobična aktivacija kontrole glasnoće osigurava povećanje dubine povratne sprege kada se glasnoća smanji, zahvaljujući tome pokazalo se da je moguće učiniti ULF ekonomičnijim (struja mirovanja cijelog ULF PPP-a nije veća od 7 mA) praktički bez "koračnog" izobličenja. Kondenzator C6 ograničava propusni pojas na približno 3,5 kHz (bez njega prelazi 40 kHz!), Što također smanjuje razinu vlastitog šuma - ULF je vrlo tih. Razina izlaznog šuma je približno 1,2 mV! (s lijevim pinom C1 uzemljenim). Ukupni Kus s ulaza (s lijevog pina C1) je otprilike 8 tisuća. razina vlastitog šuma koja se odnosi na ulaz je približno 0,15 µV. Kada je spojen na stvarni izvor signala (LPF), zbog komponente struje, razina intrinzične buke koja se odnosi na ulaz povećava se na 0,3-0,4 µV.

Izlazni stupanj koristi jeftin i pouzdan GT403. ULF je sposoban isporučiti veliku snagu (do 2,5 W pri opterećenju od 4 Ohma), ali tada ćete morati instalirati tranzistore na radijatore i/ili koristiti snažnije (P213, P214, itd.), ali u mom mišljenja izgled, 0,5 W i moderna osjetljiva dinamika dovoljni su “za oči” i pri slušanju glazbe. Gotovo svi germanijski niskofrekventni tranzistori odgovarajuće strukture i najmanje 40 N21e tranzistora (T2, T3, T4 - MP13-16, MP39-42 i T5 - MP9-11, MP35-38) prikladni su za nisku frekvenciju pojačalo. Ako planirate koristiti ovaj ULF u PPP-u, tada T1 mora biti tih (P27A, P28, MP39B). Za izlazni stupanj preporučljivo je odabrati parove T4, T5 i T6, T7 s bliskim (ne lošijim od +-10%) vrijednostima H21e.

Zbog dubokog DC OOS-a, ULF modovi se postavljaju automatski. Pri prvom uključivanju provjerite struju mirovanja (5-7 mA) i po potrebi izborom uspješnije diode postignite potrebnu. Ovaj postupak možete pojednostaviti ako koristite kineski multimetar. U načinu testiranja diode, kroz diodu prolazi struja od približno 1 mA. Trebamo uzorak s padom napona od oko 310-320 mV.

Za testiranje je odabran snažan ULF dijagram jednostavnog dvopojasnog PPP-a RA3AAE. Dugo sam ga htjela isprobati, ali nikako nisam stigla, ali evo prilike (bok!).

Odmah sam napravio manje prilagodbe kruga (vidi sliku 3), koje ću ovdje opisati. Sve ostalo, uklj. i postupak postavljanja, pogledajte knjigu.

Kao dvostupanjski niskopropusni filtar, tradicionalno sam koristio univerzalnu glavu trake, koja je osiguravala povećanu selektivnost preko susjednog kanala. Zavojnica niskopropusnog filtra ima prilično veliki vlastiti kapacitet, tako da značajno opterećuje GPA, pogotovo ako nije namotana PELSHO, već jednostavnom žicom kao što je PEV, PEL (uključujući GU za magnetofone). U ovom slučaju, vlastiti kapacitet zavojnice je toliko velik da je vrlo problematično pokrenuti GPA s normalnom amplitudom na diodama - mnogi su se kolege susreli s tim. Zato je bolje ukloniti VFO signal ne s izlaza zavojnice, već iz komunikacijske zavojnice, čime se eliminiraju svi ovi problemi, a ujedno potpuno eliminira kontakt VFO napona s ULF ulazom. Kako se ne bih mučio s namotavanjem, pronašao sam odgovarajuće gotove zavojnice i krenuo s testiranjem PPP-a i neočekivano naišao na ozbiljne "grablje" - pri prelasku na raspon od 40 m smanjuje se amplituda VFO signala na komunikacijskoj zavojnici za 2 puta! Dobro, pomislio sam, možda imam granate, odnosno zavojnice, krivog sistema (bok!). Pronašao sam okvire i premotao ih strogo prema autoru (vidi sliku)

i ovdje moramo odati počast Vladimiru Timofejeviču - bez dodatnih pokreta odmah je pao u naznačene frekvencijske raspone - i ulazne krugove i GPA.

Ali... problem ostaje, što znači da je nemoguće optimalno konfigurirati mikser na oba raspona - ako postavite optimalnu amplitudu na jednom, onda će na drugom diode biti zatvorene ili gotovo stalno otvorene. Moguća je samo određena prosječna, kompromisna opcija za podešavanje amplitude VFO, kada će mikser više ili manje raditi na oba raspona, ali s povećanim gubicima (do 6-10 dB). Pokazalo se da je rješenje problema jednostavno - upotrijebite slobodnu sklopnu grupu u prekidaču za prebacivanje emiterskog otpornika, koji ćemo koristiti za postavljanje optimalne amplitude GPA na svakom rasponu. Za kontrolu i podešavanje optimalne amplitude GPA koristimo istu metodu kao u.

Da biste to učinili, prebacite lijevi (vidi sl. 3) izlaz diode D1 na pomoćni kondenzator 0C1. Rezultat je klasični GPA ispravljač za udvostručenje napona. Ova vrsta "ugrađenog RF voltmetra" daje nam mogućnost stvarnog izravnog mjerenja načina rada određenih dioda iz određenog GPA izravno u radnom krugu. Spajanjem multimetra na 0C1 za nadzor u načinu mjerenja istosmjernog napona, odabirom emiterskih otpornika (počevši od R3 na rasponu od 40 m, zatim R5 na rasponu od 80 m) postižemo napon od +0,8...+1 V - to će biti optimalni napon za diode 1N4148, KD522, 521 itd. Evo cijele postavke. Lemimo diodni vod natrag na mjesto i uklanjamo pomoćni krug. Sada, s optimalnim radnim mikserom, možete optimizirati (povećati) njegovu vezu s ulaznim krugom (slavina se ne sastoji od 5, već od 10 okretaja L2), čime se povećava osjetljivost za 6-10 dB na oba raspona.

Mogući su veliki valovi napona duž strujnog kruga snažnog push-pull ULF-a, osobito kada se napaja baterijama. Stoga je za napajanje GPA korišten ekonomični parametarski stabilizator napona na T4, gdje je obrnuto pristrani emiterski spoj KT315 (koji je bio pri ruci) korišten kao zener dioda. Izlazni napon stabilizatora odabran je reda veličine -6..-6.5V, što osigurava stabilnu frekvenciju podešavanja kada je baterija ispražnjena do 7V. Zbog smanjenog napona napajanja GPA, broj zavoja komunikacijske zavojnice L3 povećan je na 8 zavoja. Ali kod KT315 raspon probojnog napona emiterskog spoja je prilično velik - prvi koji je naišao dao je 7,5 V - malo previše, drugi je dao 7 V (vidi grafikone iz)

– to je već dobro, koristeći silicij KT209v kao T4 dobio sam potrebnih -6.3v. Ako se ne želite gnjaviti s odabirom, možete koristiti KT316 kao T5, tada bi T4 trebao biti germanij (MP39-42). Tada ima smisla ujediniti i instalirati KT316 u GPA (vidi sl. 4), što će imati pozitivan učinak na stabilnost GPA frekvencije. To je upravo opcija koja mi sada pali.

“Prošlo je dosta vremena otkako sam uzeo dame u ruke...” Ili bolje rečeno, htio sam reći da već dugo nisam sastavljao tranzistorska pojačala. Sve lampe, da lampe, znaš. A onda sam, zahvaljujući našem prijateljskom timu i sudjelovanju, nabavio par ploča za montažu. Plaćanja su odvojena.

Uplate su stigle brzo. Igor (Datagor) je promptno poslao dokumentaciju sa shemom, opisom montaže i konfiguracije pojačala. Komplet je dobar za sve, shema je klasična, isprobana. Ali svladala me pohlepa. 4,5 vata po kanalu neće biti dovoljno. Želim barem 10 W, i to ne zato što glasno slušam glazbu (s mojom osjetljivošću akustike od 90 dB i 2 W je dovoljno), nego... tako da bude.

Krug pojačala snage

Ovako izgleda moj završni krug pojačala. Promijenjeni apoeni označeni su crvenom bojom.

Niti jedan odvjetnik još nije uspio zaobići zakone Ohma i Joule-Lenza, a kako bi se povećala izlazna snaga UMZCH-a, potrebno je povećati njegov napon napajanja. Učinimo to barem dva puta, do 30 volti. Nećete to moći učiniti odmah. Tranzistori P416 i MP39B, koji se koriste u izvornom krugu, imaju najveći dopušteni napon od 15 volti.

Morao sam s police skinuti staro izdanje Priručnika za radioamatere iz 1978. i zadubiti se u proučavanje parametara germanijskih tranzistora serije MP i GT, dok sam istovremeno iskopavao kutije s dijelovima.

Tražio sam tranzistore s parametrima bliskim onima koji se koriste u krugu, ali s najvećim dopuštenim naponom od najmanje 30 volti.

Nakon provedbe ovog uzbudljivog istraživačkog rada pronađeni su potrebni kandidati. Za ulaz, umjesto P416, glavni kandidat je bio tranzistor GT321D.
Odlučeno je zamijeniti par MP39B + MP37A sličnim parom MP14A + MP10B. Germanijevi tranzistori serije MP s brojevima od 9 do 16 su "vojna oprema", tranzistori za opremu posebne namjene. Za razliku od svojih analoga s brojevima od 35 do 42, koji su namijenjeni opremi široke primjene.

Na izlazu sam odlučio koristiti visokofrekventne tranzistore GT906A. Bilo je nekoliko razloga za to, a glavni je bio prisutnost zaliha ovih tranzistora u mom noćnom ormariću. Drugi razlog je visok koeficijent prijenosa struje. Tijekom rada, tranzistori pripremnog stupnja manje će se "naprezati" za pogon izlaznih tranzistora, što bi trebalo smanjiti njihovo zagrijavanje i pozitivno utjecati na razinu izobličenja pojačala.

Sljedeći korak, koji je također važan, je izbor tranzistora u paru prema koeficijentu prijenosa struje h21e. Isprva sam pokušao to učiniti pomoću običnog kineskog testera, ali rezultati mjerenja činili su se pomalo čudnim i očito precijenjenim. Osim toga, kineski tester očito se nije mogao nositi s mjerenjem parametara snažnih tranzistora.

Morao sam izvaditi stari dobri PPT uređaj iz sovjetske ere s police.

Uz njegovu pomoć odabran je par tranzistora GT321D s h21e = 120 i dva para MP10B + MP14A s h21e oko 40. Od desetak tranzistora 1T906A uspjeli smo odabrati 3 kom. s betom 76 i par s betom 78. Ipak, serija 1T prošla je kroz ozbiljniju selekciju parametara tijekom proizvodnje.

Nakon odabira tranzistora, sastavljanje tiskanih pločica prema uputama Datagora nije oduzelo puno vremena. Također moramo obratiti pozornost na napon elektrolitskih kondenzatora. Ne smije biti manji od odabranog napona napajanja pojačala.
Koristio sam kondenzatore od 35 volti.

Budući da sam planirao dobiti više snage od pojačala, bilo je potrebno povećati kapacitet izlaznog spojnog kondenzatora za najmanje dva puta. Kondenzator ove snage više nije mogao stati na ploču. Umjesto toga, zalemio sam nekoliko vijčanih stezaljki kako bih na žice mogao spojiti bilo koji kondenzator koji mi se sviđao, bez obzira na njegovu veličinu.

Drugi važan problem bila je organizacija hlađenja izlaznih tranzistora. Našao sam par identičnih, prilično velikih radijatora, ali su dizajnirani za smještaj modernih tranzistora u kućište TO-220.
Rješenje sam našao u starim spaljenim kompjuterskim napajanjima. Par radijatora izrađenih od aluminija debljine 4 mm, na koje sam kroz izolacijske brtve pričvrstio tranzistore GT906, a sami radijatori, širokim krajem, pričvršćeni su kroz termalnu pastu na velike radijatore.

Ploče pojačala također su pričvršćene na iste radijatore pomoću metalnih uglova. Između rebara hladnjaka računala, u blizini izlaznih tranzistora, zgodno je postavljena D310 dioda koja osigurava toplinsku stabilnost pojačala. Bez oklijevanja sam ga napunio kineskim topivim ljepilom.

Prvo uključivanje, postavljanje pojačala

Vrijeme je za prvo paljenje i isprobavanje sastavljenih pojačala. Učinio sam to koristeći laboratorijsko napajanje s ograničenjem struje.

Prvo sam ga postavio na napon napajanja od 15 volti. Namjestio sam struju mirovanja pojačala na 100 mA, balansirao izlaz tako da ima točno polovicu napona napajanja, zatim sam postupno počeo dizati napon napajanja na potrebnih 30 Volti.

Tijekom ove operacije bilo je potrebno malo promijeniti vrijednosti nekih otpornika, jer... Kako se napon napajanja povećavao, struja mirovanja je počela naglo rasti. Bez izvora napajanja koji ograničava struju, vjerojatno bih izgubio više od jednog para izlaznih tranzistora. Ali sve je dobro ispalo.

Neka mjerenja

Nakon postavljanja DC modova, spojio sam generator i osciloskop na pojačalo. Dao je znak. Na izlazu se javlja ograničenje signala (plava boja) pri amplitudi od približno 12 volti pri opterećenju od 4 ohma, a to odgovara izlazna snaga 18 W. hura!!! :yahoo:
Amplituda signala na ulazu (žuto) je približno 1,5 volta. Odnosno, pojačalo ima osjetljivost od oko 1 V RMS.

Frekvencijski pojas I ja sam bio zadovoljan. Skoro bez prevrtanja s 15 Hz na 60 kHz. Kad bismo uklonili kondenzatore od 100 pF iz povratnog kruga i na ulazu, vjerojatno bi bio još širi.

Baš ono što vam treba! To točno odgovara razini izlaznog signala zvučne kartice računala, koja će se koristiti kao glavni izvor signala.

Provjerio sam koju maksimalnu struju troši pojačalo. Kada se pravokutni signal s frekvencijom od 10 kHz i amplitudom od 1,5 V primijeni na ulaz, pojačalo izvlači nešto manje od 2 A struje iz napajanja.

Sada je vrijeme za crash test. Instaliram osigurače od 1,5 A u držače, postavljam najveću moguću granicu struje na napajanju (imam 5 A) i na ulaz primjenjujem sinusni val s frekvencijom od 10 kHz. Pojačam snagu na maksimum kada signal počne ograničiti. Nakon toga, pomoću odvijača napravim kratki spoj u opterećenju. Osigurač pregori. Zamijenim osigurač novim, ponovno uključim pojačalo - izlazni tranzistori su netaknuti! Nakon što sam pregorjela tri osigurača (dva na jednoj ploči pojačala i jedan na drugoj), zaključio sam da je test pouzdanosti prošao i sada mogu pristupiti konačnom sklapanju pojačala u kućište.

Opći sklop pojačala

Izvršavam preliminarna opremanja i započinjem metalne radove kako bih učvrstio sve dijelove u karoseriji.

Energetski transformator je toroidalni. Sa strašnim nazivom BY5.702.010-02, koji je trebao zbuniti potencijalnog neprijatelja. Transformator proizvodi 20 volti na izlazu. Nisam mogao pronaći trenutne parametre ovog namota, ali drži toplinu GM-70 lampe (koja je 3,5 A) bez naprezanja ili pregrijavanja. Dakle za napajanje dva kanala ovog pojačala ima dovoljno snage čak i sa rezervom.

Koristio sam i germanijske D305 ispravljačke diode (10 A, 50 V). Tako je bilo moguće sastaviti pojačalo u kojem nema niti jednog silikonskog dijela. Sve je po Feng Shuiju.

Filterski kondenzatori - 2 kom. 10000 µF svaki. Jedan bi bio dovoljan, ali, kao što sam napisao na početku, pohlepa je uzela maha, a osim toga, bilo je mjesta u zgradi.

Ugradio sam na izlaz paralelno spojena tri kondenzatora od 1000 μF 63 V. Kondenzatori su kvalitetni, japanske Matsushite.

Nakon što su sve komponente sigurno pričvršćene u kućište, ostaje samo da ih spojite žicama, a da pritom ništa ne pomiješate. Instalaciju sam izvršio pomoću bakrene jezgre presjeka od 0,5 kvadratnih mm u silikonskoj izolaciji otpornoj na toplinu. Uzeo sam ovu žicu od kabela koji se koristi za požarne alarme. Preporučam ga za korištenje. Zbog činjenice da je žica kruta, može se ravnomjerno i uredno položiti u kućište bez puno napora.

Krajem pretprošlog stoljeća njemački kemičar K.A. Winkler je otkrio element čije je postojanje unaprijed predvidio D.I. Mendeljejev. A 1. srpnja 1948. u podrumu novina New York Times pojavio se kratak članak pod naslovom "Izrada tranzistora". Izvijestio je o izumu "elektroničkog uređaja koji može zamijeniti konvencionalne vakuumske cijevi u radiotehnici".

Naravno, prvi tranzistori bili su germanij, a upravo je taj element napravio pravu revoluciju u radiotehnici. Nemojmo raspravljati jesu li glazbeni sladokusci imali koristi od prijelaza s cijevi na tranzistore - te su rasprave već postale prilično dosadne. Zapitajmo se još jedno, ne manje goruće pitanje: je li sljedeći krug evolucije koristio zvuku, kada su silikonski uređaji zamijenili germanijske? Prošlo stoljeće bilo je kratkog vijeka, a iza sebe nisu ostavili, poput lampi, opipljivu zvučnu baštinu. Sada se germanijski tranzistori ne proizvode ni u jednoj zemlji i rijetko ih se sjeća. Ali uzalud. Vjerujem da je svaki silikonski tranzistor, bio on bipolarni ili s efektom polja, visokofrekventni ili niskofrekventni, slabog signala ili velike snage, manje prikladan za visokokvalitetnu reprodukciju zvuka od germanija. Prvo, pogledajmo fizička svojstva oba elementa.*

* Izdavač H. J. Fisher, Transistortechnik fur Den Funkamateur. Prijevod A.V. Bezrukova, M., MRB, 1966.

Svojstva	germanij	Silicij
Gustoća, g/cm3	5,323	2,330
Atomska težina	72,60	28,08
Broj atoma u 1 cm3	4,42*10 22	4,96*10 22
Razmak pojasa, EV	0,72	1,1
Dielektrična konstanta	16	12
Talište, °C	937,2	1420
Toplinska vodljivost, cal/cm X sec X deg	0,14	0,20
Pokretljivost elektrona, cm 2 /sec*V	3800	1300
Pokretljivost rupa, cm 2 /sec*V	1800	500
Životni vijek elektrona, μsec	100 - 1000	50 - 500
Srednji slobodni put elektrona, cm	0,3	0,1
Slobodni put rupe, cm	0,07 - 0,02	0,02 - 0,06

Tablica pokazuje da su pokretljivost elektrona i šupljina, životni vijek elektrona, kao i srednji slobodni put elektrona i šupljina znatno veći u germaniju, a zabranjeni pojas manji nego u siliciju. Također je poznato da je pad napona na p-n spoju 0,1 - 0,3 V, a na n-p - 0,6 - 0,7 V, iz čega možemo zaključiti da je germanij puno bolji "vodič" od silicija, pa samim tim i stupanj pojačanja na p-n-p tranzistoru ima značajno manji gubitak zvučne energije od sličnog na n-p-n. Postavlja se pitanje zašto je prekinuta proizvodnja germanijevih poluvodiča? Prije svega, jer je prema nekim kriterijima Si mnogo poželjniji, jer može raditi na temperaturama do 150 stupnjeva. (Ge - 85), a njegova frekvencijska svojstva su neusporedivo bolja. Drugi razlog je čisto ekonomski. Rezerve silicija na planetu su praktički neograničene, dok je germanij prilično rijedak element, tehnologija za njegovo dobivanje i pročišćavanje je mnogo skuplja.

U međuvremenu, za korištenje u kućnoj audio opremi, navedene prednosti silicija su apsolutno neočigledne, dok su svojstva germanija, naprotiv, izuzetno atraktivna. Osim toga, u našoj zemlji ima hrpe germanijevih tranzistora, a cijene su im jednostavno smiješne.**

** Predviđam da bi nakon objave ovog članka cijene na radijskim tržištima mogle skočiti, kao što se već dogodilo s nekim vrstama svjetiljki i mikro krugova - cca. izd.

Dakle, počnimo promatrati krugove pojačala temeljene na germanijevim poluvodičima. Ali prvo, nekoliko načela, čije je poštivanje iznimno važno za dobivanje uistinu visokokvalitetnog zvuka.

1. U krugu pojačala ne smije postojati niti jedan silicijski poluvodič.
2. Instalacija se provodi na volumetrijski zglobni način, uz maksimalnu upotrebu vodiča samih dijelova. Tiskane ploče značajno degradiraju zvuk.
3. Broj tranzistora u pojačalu treba biti što manji.
4. Tranzistore treba birati u paru ne samo za gornji i donji krak izlaznog stupnja, već i za oba kanala. Stoga će biti potrebno odabrati 4 uzorka sa najbližim mogućim vrijednostima h21e (najmanje 100) i minimalnim Iko.
5. Jezgra energetskog transformatora izrađena je od ploča Š presjeka najmanje 15 cm 2. Vrlo je preporučljivo osigurati namot zaslona koji bi trebao biti uzemljen.

Shema broj 1, minimalistički

Princip nije nov; takav je sklop bio vrlo popularan šezdesetih godina. Po mom mišljenju, ovo je gotovo jedina konfiguracija pojačala bez transformatora koja odgovara audiofilskim kanonima. Zahvaljujući svojoj jednostavnosti, omogućuje vam postizanje visoke kvalitete zvuka uz minimalne troškove. Autor ga je samo prilagodio modernim zahtjevima High End Audioa.

Postavljanje pojačala je vrlo jednostavno. Prvo smo postavili otpornik R2 na polovicu napona napajanja na "minus" kondenzatora C7. Zatim odabiremo R13 tako da miliampermetar spojen na kolektorski krug izlaznih tranzistora pokazuje struju mirovanja od 40 - 50 mA, ne više. Prilikom primjene signala na ulazu, trebali biste se uvjeriti da nema samopobude, iako je to malo vjerojatno. Ako su ipak znakovi RF generiranja vidljivi na zaslonu osciloskopa, pokušajte povećati kapacitet kondenzatora C5. Za stabilan rad pojačala pri promjenama temperature, diode VD1, 2 moraju biti podmazane toplinskom vodljivom pastom i pritisnute na jedan od izlaznih tranzistora. Potonji se ugrađuju na hladnjake s površinom od najmanje 200 cm2.

Shema br. 2, poboljšana

Prvi sklop je imao kvazi-komplementarni izlazni stupanj, budući da industrija prije 40 godina nije proizvodila germanijeve tranzistore velike snage s n-p-n strukturom. Komplementarni parovi GT703 (p-n-p) i GT705 (n-p-n) pojavili su se tek 70-ih godina, što je omogućilo poboljšanje kruga izlaznog stupnja. Ali svijet je daleko od savršenog - za gore navedene tipove, maksimalna struja kolektora je samo 3,5 A (za P217V Ik max = 7,5 A). Stoga ih možete koristiti u shemi samo postavljanjem dva po ramenu. To je, zapravo, ono što razlikuje broj 2, osim što je polaritet napajanja suprotan. I pojačalo napona (VT1), prema tome, implementirano je na tranzistoru različite vodljivosti.

Krug je konfiguriran na potpuno isti način, čak je i struja mirovanja izlaznog stupnja ista.

Ukratko o napajanju

Da biste dobili visoku kvalitetu zvuka, morat ćete u spremnicima potražiti 4 germanijeve diode D305. Drugi se strogo ne preporučuju. Spojimo ih mostom, šuntujemo s KSO tinjcem na 0,01 μF, a zatim ugradimo 8 kondenzatora 1000 μF X 63 V (isti K50-29 ili Philips), koje također šuntujemo liskunom. Nema potrebe za povećanjem kapaciteta - tonska ravnoteža pada i gubi se zrak.

Parametri obaju krugova približno su isti: izlazna snaga 20 W na opterećenje od 4 Ohma s izobličenjem od 0,1 - 0,2%. Naravno, ove brojke ne govore puno o zvuku. Siguran sam u jednu stvar - nakon slušanja pojačala dobro napravljenog pomoću jednog od ovih sklopova, malo je vjerojatno da ćete se vratiti silicijskim tranzistorima.

travnja 2003

Od urednika:

Poslušali smo Jeanov prototip prve verzije pojačala. Prvi dojam je neobičan. Zvuk je djelomično tranzistorski (dobra kontrola opterećenja, čist bas, uvjerljiv pogon), djelomično cijevni (nedostatak oštrine, zraka, delikatnosti, ako želite). Pojačalo se uključuje, ali ne iritira nametljivošću. Ima dovoljno snage za pokretanje podnih zvučnika s osjetljivošću od 90 dB na nepodnošljivu glasnoću bez i najmanjeg znaka klipa. Ono što je zanimljivo je da tonski balans na različitim razinama ostaje gotovo nepromijenjen.

Ovo je rezultat promišljenog dizajna i pomno odabranih detalja. Uzimajući u obzir da će set tranzistora koštati pedeset rubalja (iako, ako nemate sreće, odabir parova može zahtijevati nekoliko desetaka, ovisno o seriji na koju naiđete), nemojte štedjeti na drugim elementima, posebno na kondenzatorima.

U samo nekoliko sati, jedan kanal pojačala je sastavljen na matičnoj ploči za analizu sklopova. Na izlazu su instalirani američki germanijski tranzistori Altec AU108 s graničnom frekvencijom od 3 MHz. U isto vrijeme, propusni pojas na razini od 0,5 dB bio je 10 Hz - 27 kHz, izobličenje pri snazi ​​od 15 W bilo je približno 0,2%. Dominirao je 3. harmonik, ali su uočene i emisije viših redova, sve do 11. harmonika. Kod tranzistora GT-705D (Fgr. = 10 kHz) situacija je bila nešto drugačija: pojas se suzio na 18 kHz, ali se harmonici iznad 5. uopće nisu vidjeli na ekranu analizatora. Zvuk se također promijenio - nekako se zagrijao, omekšao, ali prethodno svjetlucavo "srebro" je izblijedilo. Dakle, prva se opcija može preporučiti za akustiku s "mekim" visokotoncima, a druga - s titanovim ili piezo emiterima. Priroda izobličenja ovisi o kvaliteti kondenzatora C7 i C6 u krugovima 1, odnosno 2. Ali njihovo premošćivanje sa tinjcem i filmom nije baš primjetno na uho.

Nedostaci sklopa uključuju mali ulazni otpor (oko 2 kOhm u gornjem položaju kontrole glasnoće), što može preopteretiti izlazni međuspremnik izvora signala. Druga točka je da razina izobličenja jako ovisi o karakteristikama i načinu rada prvog tranzistora. Da bi se povećala linearnost ulaznog stupnja, ima smisla uvesti dva voltna pojačivača za napajanje krugova kolektora i emitera T1. Za to su napravljena dva dodatna neovisna stabilizatora s izlaznim naponom od 3 V. "Plus" jednog je spojen na sabirnicu napajanja - 40 V (sva su objašnjenja dana za krug 1, za drugi krug polaritet je obrnut) , a "minus" se dovodi na gornji pin R4 . Otpornik R7 i kondenzator C6 isključeni su iz kruga. Drugi izvor je uključen ovako: "minus" na masu, a "plus" na donje priključke otpornika R3 i R6. Kondenzator C4 ostaje između emitera i mase. Možda bi se isplatilo eksperimentirati sa stabiliziranom prehranom. Sve promjene u napajanju i samom krugu pojačala radikalno utječu na zvuk, što otvara široke mogućnosti za podešavanje.

Tablica 1. Dijelovi pojačala
Otpornost
R1	10 tisuća	varijabilni, ALPS tip A
R2	68k	ugađanje SP4-1
R3	3k9	1/4 w	prije Krista, S1-4
R4	200	1/4 w	-//-
R5	2k	1/4 w	-//-
R6	100	1/4 w	-//-
R7	47	1w	-//-
R8, R9	39	1w	-//-
R10, R11	1	5 w	žica, C5 - 16MV
R12	10 tisuća	1/4 w	prije Krista, S1-4
R13	20	1/4 w	-//- odabrano tijekom postavljanja
Kondenzatori
C1		47 uF x 16 V	K50-29, Philips
C2		100 µF x 63 V	-//-
C3		1000 pF	DOP, SGM
C4		220 uF x 16 V	K50-29, Philips
C5		330 pF
C6		1000 uF x 63 V	K50-29, Philips
C7		4 x 1000 uF x 63 V	-//-
Poluvodiči
VD1, VD2		D311
VT1, VT2		GT402G
VT3		GT404G
VT4, VT5		P214V

Tablica 2. Dijelovi pojačala
Otpornost
R1	10 tisuća	varijabilni, ALPS tip A
R2	68k	ugađanje, SP4-1
R3	3k9	1/4 w	prije Krista, S1-4
R4	200	1/4 w	-//-
R5	2k	1/4 w	-//-
R6	100	1/4 w	-//-
R7	47	1w	-//-
R8	20	1/4 w	-//-, odabrano tijekom postavljanja
R9	82	1w	-//-
R10 - R13	2	5 w	žica, C5 - 16MV
R14	10 tisuća	1/4 w	prije Krista, S1-4
Kondenzatori
C1		47 uF x 16 V	K50-29, Philips
C2		100 µF x 63 V	-//-
C3		1000 uF x 63 V	K50-29, Philips
C4		1000 pF	DOP, SGM
C5		220 uF x 16 V	K50-29, Philips
C6		4 x 1000 uF x 63 V	-//-
C7		330 pF	CSR, SGM, odabrano tijekom postavljanja
Poluvodiči
VD1, VD2		D311
VT1, VT2		GT404G
VT3		GT402G
VT4, VT6		GT705D
VT5, VT7		GT703D

Izrađujemo audio pojačalo koristeći germanijeve tranzistore vlastitim rukama.

Gledajući publikacije na Internetu, kao i videozapise na YouTubeu, može se primijetiti stalni interes za sastavljanje relativno jednostavnih dizajna radio prijemnika raznih vrsta (izravna pretvorba, regenerativni i drugi) i audio pojačala pomoću tranzistora, uključujući germanijeve.

Sastavljanje struktura na bazi germanijskih tranzistora svojevrsna je nostalgija, jer era germanijskih tranzistora završila je prije 30 godina, zapravo, kao i njihova proizvodnja. Iako se audiofili i dalje svađaju do promuklosti, što je bolje za reprodukciju zvuka visoke vjernosti - germanij ili silicij?

Ostavimo uzvišene stvari i prijeđimo na praksu...

U planu je ponoviti nekoliko dizajna jednostavnih radio prijamnika (izravne konverzije i regeneracije) za prijam u kratkovalnom području. Kao što znate, AF pojačalo bitna je komponenta svakog radio prijemnika. Stoga je odlučeno da se prvo proizvede ultrazvučna sonda.

Niskofrekventno (ili audio, kako želite) pojačalo će biti proizvedeno kao zasebna cjelina, takoreći za sve prilike...

Sastavit ćemo ultrazvučne tranzistore pomoću germanijskih tranzistora proizvedenih u SSSR-u, srećom imam ih vjerojatno stotine različitih vrsta. Očito je došlo vrijeme da im se da drugi život.

Za radio prijemnik nije potrebna velika ULF izlazna snaga, dovoljno je do nekoliko stotina milivata. Potraga za odgovarajućim sklopom dovela je do ovog dizajna.

Ova shema dobro dođe. Izlazna snaga -0,5 W, svi tranzistori su germanijski, a također su dostupni, frekvencijski odziv je optimiziran za radio prijemnike (ograničen iznad frekvencijom od 3,5 kHz), prilično visok dobitak.

Shematski dijagram pojačala.

Svi dijelovi potrebni za sastavljanje pojačala nisu deficitarni. Tranzistori MP37, MP39, MP41 uzeli su prve koji su došli pri ruci. Preporuča se odabrati izlazne tranzistore GT403 prema njihovom dobitku, ali ja to nisam učinio - imao sam nekoliko novih iz iste serije, pa sam ih uzeo. Pokazalo se da je ulaz MP28 jedan primjerak, ali upotrebljiv.

Svi tranzistori su provjereni ohmmetrom radi ispravnosti. Kako se pokazalo, ovo nije jamstvo protiv kvarova, ali više o tome u nastavku ... Koristio sam uvezene elektrolitske kondenzatore, C1-film, C5-keramiku.

U programu SprintLayout kreiramo PCB layout. Pogled sa strane tiskanih vodiča.

Zapravo, tiskana ploča je proizvedena korištenjem LUT-a i urezana u željezni klorid.

Lemimo sve potrebne dijelove. Ploča sklopljenog pojačala izgleda ovako.

Budući da je izlazna snaga pojačala mala, radijatori za izlazne tranzistore nisu potrebni. Jedva su topli kad rade.

Postavke pojačala.

Sastavljeno pojačalo treba malo ugoditi.

Nakon napajanja od 9 V, mjerimo napon na kontrolnim točkama, koje su naznačene na gornjem dijagramu. Na kolektoru tranzistora VT2 napon je bio minus 2,5 V sa potrebnim -3...4 V.

Odabirom otpornika R2 postavljamo željeni napon.

Sa stupnjem predpojačanja na tranzistorima VT1 i VT2 nije bilo problema u postavljanju. Drugačija je situacija s izlaznim stupnjem. Mjerenje napona na srednjoj točki (spoj između emitera VT6 i kolektora VT7) pokazalo je vrijednost od minus 6 V. Pokušaj promjene napona odabirom otpornika R7 ili R8 nije doveo do željenih rezultata.

Osim toga, smanjena je ukupna struja mirovanja pojačala - 4 mA umjesto 5...7 mA. Pokazalo se da je krivac kvara tranzistor VT3. Iako je ohmmetar provjerio da radi, odbio je raditi u krugu. Nakon njegove zamjene, svi načini rada tranzistora pojačala automatski su postavljeni prema onima navedenima na dijagramu. U tablici su navedeni naponi na elektrodama tranzistora u mom pojačalu pri naponu napajanja od 9 V. Naponi su izmjereni testerom DT830B u odnosu na zajedničku žicu.

Struja mirovanja pojačala postavlja se odabirom diode D2 tipa D9. S prvom diodom na koju sam naišao dobio sam struju mirovanja od 5,2 mA, t.j. točno ono što je potrebno.

Za provjeru funkcionalnosti primjenjujemo sinusni napon od 0,3 mV s frekvencijom od 1000 Hz iz generatora audio frekvencije G3-106.
Na fotografiji je razina izlaznog napona približno 0,3 V prema brojčaniku. Signal je dodatno prigušen za 60 dB (1000 puta) razdjelnikom na izlazu generatora.

Na izlaz pojačala povezujemo opterećenje - otpornik MON-2 s otporom od 5,6 Ohma. Sonde osciloskopa povezujemo paralelno s otpornikom opterećenja. Promatramo čistu sinusoidu bez izobličenja.

Na ekranu osciloskopa cijena okomitog dijeljenja je -1V/div. Stoga je oscilacija napona 5V. Efektivni napon je 1,77V. Imajući ove brojeve možemo izračunati pojačanje napona: Izlazna snaga na frekvenciji od 1 kHz bila je:

Vidimo da parametri pojačala odgovaraju deklariranim.

Jasno je da ova mjerenja nisu sasvim točna, jer osciloskop ne dopušta mjerenje napona s visokom točnošću (to nije njegova zadaća), ali za amaterske radio svrhe to nije toliko važno.

Pojačalo ima visoku osjetljivost, pa kada ulaz nigdje nije spojen, u zvučniku se tiho čuje šum i pozadina izmjeničnog napona.

Kada je ulaz kratko spojen, sav vanjski šum nestaje.

Oscilogram napona šuma na izlazu pojačala s kratko spojenim ulazom:

Vrijednost okomitog dijeljenja je -20 mV/div. Zamaj buke i pozadinskog napona je oko 30 mV. Efektivni napon šuma je 10mV.

Drugim riječima, pojačalo je prilično tiho. Iako autorov članak ukazuje na razinu buke od -1,2 mV. Možda je u mom slučaju ulogu odigrao ne baš uspješan raspored tiskane ploče.

Dovođenjem izmjeničnog napona različitih frekvencija na ulaz pojačala na konstantnoj razini i praćenjem izlaznog napona preko opterećenja osciloskopom, možemo napraviti grafikon amplitudno-frekvencijskog odziva zadanog ULF-a.