Усилитель агеева своими руками
Добавил пользователь Alex Обновлено: 05.10.2024
Серьёзная конструкция, у меня на такое нервных клеток не хватит, но желание повторить даную конструкцию иногда посещает.
А конструкции такого уровня требуют очень неплохой квалификации и серьёзного приборного парка. Детали для этой конструкции обязательно нужно отбирать. Изготовить блок питания, саму плату, корпус и заниматься внешним видом. Всё это требует столько усилий и средств, что целесообразность всей затеи становится очевидно сомнительной на фоне приобретаемых благ. Что сделать проще говорить не буду и так понятно.
Лабиринт Рогожина запись закреплена
"Сверхлинейный усилитель Сергея Агеева" в исполнении Евгения С.
Давно собирался написать о нем, но все никак руки не доходили.
Это одна из самых известных "живых легенд" среди самодельщиков домашнего аудио. Сергей, опытный радиоинженер высочайшего класса, уже много лет занимается совершенствованием своего детища, которое в некотором смысле уже является неким эталоном, причем как честности, так и сложности. Усилитель имеет оригинальную структуру с глубокой компенсацией нелинейностей активных элементов и многопетлевыми обратными связями. Единицы людей способны собрать и запустить аппарат такого уровня, даже имея на руках полный комплект документации. Углубляться в описание схемотехникики и принципов я не буду т.к. кто захочет сможет найти как статьи Сергея в журналах Радио, так и по-общаться с ним лично на известных форумах. От себя-же хочу рассказать собственно о том как прошло мое первое знакомство с этим в прямом смысле чудом техники. Случайно узнав о том что в моем городе появился такой усилитель тут-же написал его хозяину, любезно согласившемуся принять меня. Давать контакты не буду т.к. хозяин не склонен к пафосу и публичным перфомансам, а сделал эту чудесную вещь конкретно для себя и личного пользования, о чем недвусмысленно говорит аскетичный внешний вид. Внутри-же открывается совершенно прекрасная картина чистейшей классики ручной работы в самом лучшем ее виде. Никаких глупостей, только суть. Все крайне аккуратно, с глубоким пониманием каждой мелочи. Никаких лишних движений, как у профессионала Кунг-Фу.
Ну что я вам скажу. Пока что это лучший из слышанных мной усилитель. Никакого "звона", "крика", аудиофильского "меда", "бархата" и пр. - чистейший, абсолютно свободный звук, в котором слуху даже не за что зацепиться. Слышишь акустику, источник, саму запись наконец, но не усилитель. Ему абсолютно побоку на какой громкости играть - тихо или громко, звук при этом не меняет своего характера никаким образом. Только в самых динамичных моментах не зажатых компрессией студийных записей живых инструментов о суровой реальности нам напоминает изредка помигивающий индикатор клипа. Нужен он не для защиты, а чисто для информации т.к. усилитель имеет настолько глубокую компенсацию всех искажений, что коротких клипов на нем попросту не слышно, однако на нюансы звучания они естественно влияют, о чем и говорит нам маленькая красная лампочка. Контроль баса прекрасный. Все чисто, отдельно, быстро, точно. Такой усилитель можно слушать сколько угодно, практически на любой громкости "в пределах красной лампочки", он абсолютно не вызывает никакого утомления. В отличие от "аудиофильских" аппаратов, которые могут иметь гораздо более броское и запоминающееся звучание, которое может ложно восприниматься по-началу как "более дорогое", однако со временем неизбежно приводящим к пониманию его однообразности и как следствие к очередным мыслям "о несовершенстве мира и тщете всего сущего". СЛА-же полностью свободен от таких недостатков и является можно сказать чистым окном в реальный мир. Тот уровень на который реально стоит ровняться, а не гоняться за черными кошками в темных комнатах.
ОУ с внутренней коррекцией, резистор обычно не требуется.. Для такой простой схемотехники играет он просто шикарно. На мой слух лучше чем ТДА 7294. По приборах не проверял. Есть только один нюанс. Если собирать на К140УД8, то не все ОУ нормально там работают, приходится подбирать. Также надо подобрать транзисторы по одинаковому усилению и обязательно использовать диод Д220. Жена с ним 10 лет тамадой отработала. Ни разу не подвел и сейчас в гараже акустику Амфитон 25 Ас колбасит и в мороз и в жару.
з.ы.
Схема вот эта (без катушки и R10), питание - 18В со вторички транса, двуполярное, по 10000 мкФ в плече + пленки 2м2.
Номиналы деталей - те, что в скобочках.
Второй канал, в принципе тоже готов, но нужно что-то подумать с радиаторами. Радиаторы из компьютерных БП как-то маловаты.
Усилитель Агеева – простой, мощный и не требующий настройки
Что нужно начинающему радиолюбителю при желании собрать мощный и качественный усилитель звуковых частот?
Именно поэтому мой выбор пришёлся на схему уважаемого специалиста в области звукотехники Александра Агеева, опубликовавшего в журнале Радио, №8 за 1982 г. простой, качественный и надёжный усилитель с минимальным количеством транзисторов. Усилитель себя превосходно зарекомендовал в радиолюбительском сообществе и продолжает это делать в течении почти уже 40 лет!
Рис.1 Принципиальная схема термостабильного усилителя мощности А. А. Агеева
Отличительной особенностью УМЗЧ Агеева является предельная простота и высокая температурная стабильность, позволяющая эксплуатировать транзисторы выходного каскада при температурах переходов, близких к предельно-допустимым.
Автор предложил два варианта устройства — с выходной мощностью 25 и 60 Вт (номиналы элементов и напряжения питания для последнего указаны в скобках). Стабилитроны V6 и V7 в УНЧ с выходной мощностью 25Вт не используются.
Основные параметры усилителя:
Детали и конструкция:
Указанные параметры получены при питании усилителя от стабилизированного источника. Если же источник нестабилизированный, напряжение питания необходимо понизить на 20 %.
Транзисторы V1, V3 и V2, V4 закреплены попарно на пластинчатых теплоотводах размерами 80 X 70 мм, изготовленных из листового алюминиевого сплава толщиной 2 мм, анодированного в чёрный цвет. Перед установкой охлаждающие поверхности транзисторов необходимо смазать смазкой ЦИАТИМ-201. Для обеспечения надёжного теплового контакта в течение всего времени эксплуатации под гайки необходимо подложить разрезные стопорные шайбы. Усилитель с указанными теплоотводами работоспособен при температуре окружающего воздуха до 35°С. Ток покоя (при нормальной температуре — около 50 мА) увеличивается при прогреве не более чем на 15 %.
Вместо ОУ К140УД8А в усилителе можно использовать ОУ К140УД8Б, К140УД6, К140УД10, К140УД11, К544УД1, К574УД1.
Катушку L1 можно намотать на каркасе диаметром 7 и длиной 25 мм. Она в этом случае должна содержать 30 витков провода ПЭВ-2 — 1,0, намотанных в два слоя.
Рис.2 Печатная плата и расположение элементов усилителя А. А. Агеева
Налаживание:
Как уже было сказано, при исправных деталях и отсутствии ошибок монтажа — правильно собранный усилитель налаживания не требует.
Принцип работы импульсного блока питания
Конденсатор C10 и первичная обмотка трансформатора тока T3 расположены последовательно с первичной обмоткой. Конденсатор связи не нужен для функционирования схемы, но он играет очень важную роль — защищает от несбалансированного потребления энергии от входных конденсаторов и, следовательно, перед зарядкой одного из них до более чем 200 В. Трансформатор тока Т3, также расположенный последовательно с первичной обмоткой, действует как защита от короткого замыкания. Трансформатор тока обеспечивает гальваническую развязку и позволяет измерять величину тока, уменьшенную до точности ее передачи. Его задача — информировать контроллер о величине тока, протекающего через первичную обмотку T1.
Параллельно с первичной обмоткой основного трансформатора имеется так называемая схема гашения импульсов, которую образуют C13 и R18. Она подавляет всплески напряжения, возбуждаемые при переключении силовых транзисторов. Они не опасны для МОП-транзисторов, поскольку их встроенные диоды эффективно защищают от перенапряжения на стоках. Однако всплески напряжения могут отрицательно влиять на эффективность инвертора, поэтому важно их устранить.
Силовые МОП-транзисторы не могут управляться напрямую от контроллера из-за изменения потенциала верхнего транзисторного источника. Транзисторы управляются с помощью специального трансформатора Т2. Это обычный импульсный трансформатор, работающий в двухтактном режиме, открывающий силовые транзисторы. Управляющий трансформатор Т2 имеет на входе набор элементов управления напряжением на обмотках, которые помимо генерирования напряжения, продиктованного контроллером, защищают от возникновения размагничивающего напряжения сердечника. Неконтролируемое напряжение размагничивания удерживало бы транзистор открытым. Элементами, непосредственно ответственными за устранение напряжения размагничивания, являются диоды D7 и D9, а также транзисторы Q3 и Q5. Во время простоя, когда оба МОП-транзистора закрыты, ток протекает через D7 и Q5 (или D9 и Q3) и поддерживает напряжение размагничивания около 1,4 В. Это напряжение безопасно и не может открыть силовой транзистор.
Осциллограмма напряжения на входах MOSFET:
На осциллограмме можно четко видеть момент, когда сердечник перестает размагничиваться диодами D7 и D8 (D6 и D9) и начинает намагничиваться в противоположном направлении транзисторами Q3 и Q4 (Q2 и Q5). В фазе размагничивания сердечника напряжение на затворе Т2 достигает 18 В, а на фазе намагничивания оно падает примерно до 14 В. Почему не использован один из драйверов типа IR? Прежде всего управляющий трансформатор более надежный, более предсказуемый. IR-драйверы очень капризны и подвержены ошибкам.
На вторичной обмотке основного трансформатора Т1 генерируется переменное напряжение, поэтому необходимо его выпрямить. Роль выпрямителя играют выпрямительные фаст диоды, генерирующие симметричное напряжение. Выходные дроссели расположены за диодами — их присутствие влияет на эффективность инвертора, подавляя всплески заряжающие выходные конденсаторы при включении одного из силовых транзисторов. Далее выходные конденсаторы с резисторами предварительной нагрузки, которые препятствуют подъёма напряжения до слишком высоких значений.
Описание элементов схемы
Почти все элементы можно найти в блоке питания ATX. Диоды D26-D29 с напряжением пробоя 400 В, но лучше взять немного выше, по меньшей мере 600 В. Готовый выпрямитель можно найти в блоке питания ATX. Диодные мосты для питания контроллера также целесообразно применять не менее 600 В. Но они могут быть дешевыми и популярными 1N4007 или похожими.
Стабилитрон, ограничивающий напряжение питания контроллера, должен выдерживать мощность 0,7 Вт, поэтому его номинальная мощность должна составлять 1 Вт или более.
Конденсаторы C18 и C19 могут использоваться с другой емкостью, но не менее 220 мкФ. Емкость более 470 мкФ также не должна использоваться из-за излишне увеличенного тока при включении инвертора в сеть и больших размеров — они могут просто не влезть на плату. Конденсаторы C18 и C19 также находятся в каждом блоке питания ATX.
Силовые транзисторы Q8 и Q9 — очень популярные IRF840, доступные в большинстве электронных магазинов по 30 рублей. В принципе, вы можете использовать другие МОП-транзисторы на 500 В, но это повлечет изменение резисторов R12 и R13. Установленные на 75 Ом обеспечивают время открытия / закрытия затвора около 1 мкс. В качестве альтернативы, их можно заменить либо на 68 — 82 Ома.
Буферы перед входами MOSFET и управляющим трансформатором I, на транзисторах BD135 / 136. Здесь могут использоваться любые другие транзисторы с напряжением пробоя выше 40 В, такие как BC639 / BC640 или 2SC945 / 2SA1015. Последний может быть выдран из блоков питания ATX, мониторов и т. д. Очень важным элементом инвертора является конденсатор C10. Это должен быть полипропиленовый конденсатор, адаптированный к большим импульсным токам. Такой конденсатор находится в блоках питания ATX. К сожалению, иногда он является причиной отказа источника питания, поэтому нужно тщательно его проверить прежде чем паять в схему.
Диоды D22-D25, которые выпрямляют напряжение +/- 35 В, использованы UF5408, подключенные параллельно, но лучшим решением было бы использовать одиночные диоды BY500 / 600, которые имеют более низкое напряжение падения и более высокий номинальный ток. Если возможно, эти диоды должны быть спаяны на длинных проводах — это улучшит их охлаждение.
Дроссели L3 и L4 намотаны на тороидальные порошковые сердечники из источников питания ATX — они характеризуются преобладающим желтым цветом и белой окраской. Достаточны сердечники диаметром 23 мм, 15-20 витков на каждом из них. Однако испытания показали, что они не нужны — инвертор работает и без них, достигает своей мощности, но транзисторы, диоды и конденсатор C10 становятся более горячие из-за импульсных токов. Дроссели L3 и L4 повышают эффективность инвертора и снижают частоту отказов.
Выпрямители D14-D17 +/- 12 В оказывают большое влияние на эффективность этой линии. Если эта линия будет питать предусилитель, дополнительные вентиляторы, дополнительный усилитель для наушников и, например, индикатор уровня, диоды должны использоваться по крайней мере на 1 A. Однако, если линия +/- 12 В будет питать только предусилитель, который тянет до 80 мА, даже можно использовать тут 1N4148. Дроссели L1 и L2 практически не нужны, но их присутствие улучшает фильтрацию помех от электросети. В крайнем случае вместо них можно использовать резисторы на 4,7 Ом.
Ограничители напряжения R22 и R23 могут состоять из серии силовых резисторов, соединенных последовательно или параллельно, чтобы получить один резистор с более высокой мощностью и соответствующее сопротивление.
Контроллер импульсного ИП
Контроллер является основой инвертора, поэтому опишем его более подробно. В инверторе использован контроллер TL494 с установленной частотой работы такой же, как и в блоках питания ATX, то есть 30 кГц. Инвертор не имеет стабилизации выходного напряжения, поэтому контроллер работает с максимальным коэффициентом заполнения импульсов, который составляет 85%. Контроллер оснащен системой плавного пуска, состоящей из элементов C5 и R7. После запуска инвертора схема обеспечивает плавное увеличение коэффициента заполнения начиная с 0%, что устраняет всплеск зарядки выходных конденсаторов. TL494 может работать от 7 В, и такое напряжение, подающее буфер управляющего трансформатора Т2, вызывает генерацию напряжения на затворах порядка 3 В. Такие не полностью открытые транзисторы выдадут десятки вольт, что приведет к огромным потерям мощности и существует высокая вероятность превышения опасного предела. Чтобы предотвратить это, сделана защита от слишком высокого падения напряжения. Она состоит из резисторного делителя R4 — R5 и транзистора Q1. После того как напряжение падает до 14,1 В, Q1 разряжает конденсатор плавного пуска, тем самым уменьшая заполнение до 0%.
Другая функция контроллера — защитить инвертор от короткого замыкания. Информация о токе первичной обмотки получается контроллером через трансформатор тока Т3. Ток вторичной обмотки Т3 протекает через резистор R9, на котором падает небольшое напряжение. Информация о напряжении на R9 через потенциометр PR1 поступает на усилитель ошибки TL494 и сравнивается с напряжением резисторного делителя R1 и R2. Если контроллер распознает напряжение выше 1,6 В на потенциометре PR1, он закрывает транзисторы до того, как они пересекут опасный предел и фиксируется через D1 и R3. Силовые транзисторы остаются закрытыми до тех пор, пока инвертор не будет перезапущен. К сожалению, эта защита работает правильно только на линии +/- 35 В. Линия +/- 12 В намного слабее и в случае короткого замыкания может быть недостаточно тока, чтоб защита сработала.
Источник питания контроллера — безтрансформаторный с использованием сопротивления конденсатора. Два конденсатора C20 и C24 потребляют реактивную энергию от сети, и, следовательно, заставляя ток течь, они заряжают фильтрующий конденсатор C1 через выпрямитель D10-D13. Стабилитрон DZ1 защищает от слишком высокого напряжения на C1 и стабилизирует их при 18 В.
Читайте также: