Усилитель звука класса а своими руками

Обновлено: 06.07.2024

Усилители класса А , по сравнению со всеми усилителями других классов ( AB , В , и D ), имеют самый низкий КПД и, как правило, самые высокие остальные технические характеристики. Транзисторы выходного каскада в классе А должны работать без отсечки тока. При этом управление транзисторами должно осуществляться так, чтобы приращению тока одного плеча соответствовало уменьшение тока второго плеча. Ток покоя выходных транзисторов выбирают из условия:

Немного истории

В 60-е годы прошлого столетия были популярны различные усилители с динамической нагрузкой. Например, каскад с динамической нагрузкой (рис. ниже) можно было встретить в УЗЧ производства ГДР в качестве выходного каскада.

В нем вначале использовались первые отечественные мощные германиевые транзисторы ( VT1 и VT2 ) типа П4 , П201 , позднее - П213-П217 . АЧХ усилителя приведена ниже.

Налаживание каскада сводилось к установке подстроечным резистором R1 напряжения на коллекторе транзистора VT2 , примерно равного половине напряжения питания.

При включении на входе резистора сопротивлением 100 Ом получается подача сигнала от генератора тока, и, тем самым, искажения при том же выходном напряжении снижаются примерно вдвое. Само собой разумеется, что в результате образовавшегося делителя на входе, коэффициент усиления по напряжению, а соответственно, и чувствительность усилителя снижалась более чем на 20 дБ .

Попытка повысить входное сопротивление и нагрузочную способность каскада заменой старых транзисторов на современные составные (рис. ниже), как показала проверка, существенного улучшения не дала. Несмотря на использование составного транзистора, входное сопротивление каскада остается достаточно низким из-за низкоомного делителя R5-R6 , включенного параллельно входу. В результате, такое решение вскоре было забыто.

Положение удалось коренным образом улучшить, введя дополнительный каскад усиления по схеме с ОЭ и охватив весь усилитель общей ООС (рис. ниже). Звучание получившегося усилителя (автор схемы Флавио Делепиано ), к удивлению скептиков, оказалось не хуже лампового, а на низших частотах даже лучше.

АЧХ усилителя приведена на ниже.

Полоса частот сверху в основном ограничена большим сопротивлением резистора R5 , включенного параллельно входу выходного каскада. Даже при полностью выключенном транзисторе VT1 ток рассасывания неосновных носителей в базе транзистора VT3 не превышает:

Положение можно несколько улучшить, уменьшив сопротивления резисторов R5. R7 и увеличив емкость конденсатора С3 примерно вдвое. Но в этом случае снизится общий коэффициент усиления без ООС , что приведет к некоторому увеличению искажений.

Положение можно существенно улучшить, заменив резистор R5 активным источником тока (АИТ). Использование АИТ дает следующие преимущества: улучшает параметры каскадов в режиме больших сигналов; существенно ослабляет емкостные эффекты и, тем самым, увеличивает быстродействие каскадов без увеличения тока покоя.

При доработке усилителя были приняты меры, направленные на улучшение динамических характеристик и снижение интермодуляционных искажений. Доработанный усилитель (рис. ниже) имеет при том же выходном напряжении меньший на порядок коэффициент гармоник - 0,04% и значительно расширенную полосу рабочих частот.

Ток АИТ определяется резистором R10 и в состоянии покоя составляет:

что примерно в 4 раза выше, чем максимальный ток рассасывания неосновных носителей в базе транзистора выходного каскада в недоработанном варианте. Более того, при закрывании нижнего плеча (и, соответственно, открывании верхнего) ток АИТ возрастает примерно вдвое, а при его открывании уменьшается, способствуя более форсированному открыванию.

В отличие от исходной схемы, дополнительно введены резисторы R4 , R6 и конденсаторы С3 , С5 . Конденсатор С5 сглаживает АЧХ в конце рабочего диапазона, а цепочка R6-С3 работает на опережение при крутых фронтах сигнала до тех пор, пока не поступит напряжение ООС . При этом обеспечивается улучшение динамических характеристик усилителя. Емкость конденсатора С3 подбирают в пределах 430. 1000 пФ , С5 - 100. 130 пФ .

Достоинством подобных усилителей является предельная простота, а также и то, что не требуется защита громкоговорителей от постоянной составляющей при выходе из строя одного из плеч усилителя. Недостатком является то, что для получения указанных характеристик питание усилителя должно быть стабилизированным.

В окончательном, на более современной электронной базе, исключён разделительный конденсатор на выходе и применено двухполярное питание, а также схема дополнена интегратором на ОУ DA1 (рис. ниже).

Диод VD1 уменьшает насыщение нижнего плеча при перегрузке и ускоряет выход нижнего плеча из насыщения.

При налаживании схемы верхний вывод резистора R2 временно выпаивают и соединяют с общим проводом. Резистором R3 в отсутствие входного сигнала выставляют постоянное выходное напряжение, равное нулю (как можно меньшее). После этого запаивают резистор R2 на место и проверяют работоспособность усилителя.

Основные технические характеристики усилителя аналогичны предыдущему варианту ( при Uвх=510 мВ, Pвых (8 Ом) = 8 Вт) , но полоса рабочих частот расширяется в сторону НЧ .

Вот очень даже неплохой усилитель мощности звуковой частоты для начинающего аудиофила. Тут никаких лишних усложнений и корректировок. Схема отложенного включения колонок примитивна и содержит всего один транзистор с конденсатором и сдвоенное реле.

Схема простого УНЧ А-класса

Источник питания – трансформатор 2х35 В (одна обмотка для одного канала) и вспомогательная на малый ток для подсветки и коммутации АС. Фильтрующие конденсаторы имеют по 10000 мкФ на каждый канал.

Потенциометр представляет собой старый добрый Альп 2x100k. Усилитель имеет два входа (селектор на передней панели выполнен с помощью тумблера. Мощность трансформатора составляет 200 Вт.

Борьба с фоном от БП

Схема стартанула сразу, единственным недостатком являлось то, что в состоянии покоя с током 1,5 A можно услышать легкий гул около 100 Гц. При невысоких уровнях громкости шум в колонках крайне невелик, но мириться с этим нечего.

Добавление 4700 мкФ в блок питания улучшило картину. Гул вызван слишком низкой емкостью конденсаторов в фильтре блока питания и низким коэффициентом демпфирования БП усилителем. Вот почему увеличение тока покоя вызывает увеличение гула – пульсации увеличиваются. Рассчитать пульсационное напряжение возможно по известной формуле: dU = I / f х C, где:

dU – дельта U – пульсация
I – ток нагрузки
f – частота напряжения после выпрямителя (100 Гц)
C – емкость конденсатора фильтра питания

Прослушивание усилителя

Звук от этого УНЧ превзошел самые смелые ожидания. Сцена ошеломляет, слушая Эрика Клептона такое ощущение, что сидишь с ним в одной комнате! Кроме того, при прослушивании записей, вокал наконец стал мягким и не таким сухим. Теперь можно уловить всевозможные нюансы, которые приятно ласкают слух. В настоящее время УМЗЧ играет с акустикой Wharfedale Diamond 10. В общем это типичный класс А (этим всё сказано) и действительно играет просто супер!

Уже и не помню откуда мне пришла идея собрать Унч класса А, зато четко помню как я искал эту схему. А все как было, нашел я на свалке 4 транзистора советских КТ803А в железном корпусе. Они такие были тертые, но тем не менее мультиметр показал что все четыре живые, как пользоваться мультиметром можно посмотреть тут. Ища что можно собрать на этих транзисторах, попала мне схема усилителя Класс А от J. Linsley Hood… Кто этот человек понятия я не имею, но схема рабочая и очень качественная, не смотря что отзывы о ней не лучшие и человеку этому огромное спасибо за качество и простоту…

Короче после кучки эксперементов до ума довел я одну из плат и проект бросил из-за не хватки время, а схема у меня осталась и я сейчас с вами поделюсь..

Схема усилителя Класс А на КТ803А

Используемые в схеме усилителя компоненты
C1 = 1.5мФ
C2 = 100мФ
C3 = 220мФ
C5 = 10000мФ
C7-8 = 0,1мФ

P1 = 100к
R1 = 39к
R2 = 100к
R3 = 8.2к
R4 = 2.7к
R5 = 220
R8 = 2.2к
R9 = 10

Некоторые детали, напряжение питания и ток покоя берутся из этой таблицы исходя из нагрузки, которую вы будете подключать к выходу УНЧ.

Настройка вся сводится к выставлению на плюсовом выходе конденсатора C6 подстроечным резистором P1, половины от напряжения питания, естественно без подключенного источника сигнала и без подключенной нагрузки

Все кто будет повторять схему, будьте внимательны к разводке печатной платы. Помните что расположение деталей на плате играет огромное значение в качестве звука…
Удачи в повторении и побольше качественных и простых схем..
С ув. Админ-чек

27 комментариев для “Усилитель на транзисторах Класс А 10Вт”

Собрал схему из данной статьи. Питание 18 Вольт, гул в колонке не хороший и выходные транзисторы сильно греются. Не подскажете, как можно избавится от фона и как уменьшить нагрев выходных транзисторов?

Это же класс А, транзюки должны сильно греться.
Попробуйте вход закоротить на массу, если гул не уйдет будем думать.

Доброго времени, Эдуард!
Благодарю за то, что откликнулись. Да, попробую закоротить вход, но сперва все же подыщу нормальные радиаторы для выходных транзисторов (вчера вроде нашел на авито, как доедут до моего города сразу продолжу тестирования усилителя), а то как бы не погорели. Как протестирую наличие/отсутствие гула при коротыше на входе, сразу же отпишусь.

НУ да верно. Вы выставили половину от напряжения питания на выходе?

Ну да, первым делом выставил на плюсе конденсатора C6 половину питающего напряжения, без нагрузки и без сигнала на входе. Правда, вместо подстроечного P1 резистора (не было в магазине и в наличии) я использовал обычный СП потенциометр на 100кОм.
Транзисторы в сехеме используются кт361г, кт602бм, 2т803А

В общем, рапортую! 🙂
Дождался теплоотводов, прицепил их на транзисторы. Все прекрасно. Выходные транзисторы нагреваются, но тепленько, терпимо… более чем. Звук не плох, очень даже. Схема рабочая! Подтверждаю! Питание у меня 19В (18,3 после кондера и диодного моста, если быть точным). Нагрузкой — S30 акустика. Красота! Осталось теперь второй канал собрать по аналогии с первым и корпус посимпотнее придумать и порядок в танковых войсках.
Кто бы что ни говорил, а мне понравилась эта конструкция, рекомендую!
Автору материала — отдельное спасибо за поддержку!

з.ы. А по-поводу гула, который имел место быть… терзают меня смутные сомнения, что кабель, подающий сигнал от звуковой карты компьютера на вход усилителя был очень уж китайский 🙂

Отлично. Рад что смог помочь.
фото пришлете?

Доброго дня!
Запросто, почему бы и не показать… вот, первый канал играет музыку второй день у меня:

з.ы. Кстати, тут схема собрана без C5 и C8, в блоке питания, после диодного моста 4700 мкФ конденсатор.
Они (C5 и C8) на плате второго канала у меня сейчас сидят… потом от них и на эту плату питание возьму.
Просто одного транзистора сейчас не хватает 803а (не пойму, их производить перестали что ли?), чтобы второй канал закончить. На Авито купил, ждю…

Караул! Провода от платы до выходных транзисторов должны быть как можно короче.

Добрый день, С этой схемой провел сотню экспериментов, в итоге собрал 3 стерео унч.
Звук, словами не описать. В одной статье прочитал, что у этой схемы ламповый звук .
Так как занимаюсь изготовлением звукоснимателей для гитар то могу подтвердить
что это именно так.
Фон может быть от блока питания или от монтажа, смотря какая разводка печатной
платы, сталкивался с этим.

СОбрал данный училитель, всё делал максимально качественно, резисторы тестером подбирал с минимальным разбросом, конденасторы в плате все стоят Rubicon(среди них выбрал самые лучшие по ESR с помощью esr метра) плату нарисовал по старинке маркером, дорожки между транзисторами сделал максимально короткие, всю плату жирно пролудил чистым советским оловом,(оно очень сильно хрустит при изгибании) провода в всей конструкции использовал советские из высоковольтного многожильного кабеля из нормальной меди,а не из того что китайцы сейчас делают. Потом транзмсторы подбирал по найбольшемукоефициенту усиления, на входе у меня кт361 с коеф. ус. 246, кт646 с коеф 192, оконечники использовал с ромбом на корпусе, 77 года выпуска(до 92 года в них применялись драг металы что давало нехилый запас по мощности), выставил половину напряжения питания на c6(питал от перемотанного советского транса обмоткой на 20в ) . Собрав один канал решил послушать…..и залип на 2часа. Слушал всю музыку в формате flac с хорошим битрейтом через JetAudio. Звук просто охереть не встать….я сколько усилков транзисторных слышалAudiofile такого не встречал. К СБОРКЕ РЕКОМЕНДУЮ, ПЕРЕД АВТОРОМ СНИМАЮ ШЛЯПУ! Электроника это внимательность и аккуратность.

Посоветуйте схему усилителя

Спасибо. Хочется попробовать этот класс, сравнить со своим на STK, тем более схемы простые в основном. грех не попробовать

Вопрос многим- Какой Японский усилитель работает в чистом классе А?
Есть тема
http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=52644
почитайте много интересного.Что интересно много хороших отзывов о хорошем звучании старых унч собранных по примитивной схемотехнике типа вот такой

Не о каком классе А речь не идёт.
Опишите свою систему и что хотите от унч, в каком режиме слушаете музыку.
На данный момент времени транзисторный ВК в классе А мне не нужен так как на моих мощностях хватает лампового унч. Ещё из моего опыта важен не класс а "чистота"системы т.е. чем меньше каскадов усиления ,чем меньше регулировок в виде потенциометров тем лучше.

FEDGEN, Класс А всегда привлекал своей бескомпромисностью в плане качества звука, вроде как звучит хорошо, но жрет и греется, с этим я готов мириться. По другим классам слишком много противоречивой инфы, без опыта не разобраться ООС/без ООС, на полевиках или биполярах(хотя, к кл. А это тоже относится) и т.д.
Сам слушаю усил на STK4122, со звуковой Juli@ сразу на вход через конденсатор, дальше на акустику Hand made на SEAS 3 полосы. Не громко, 1-2 вт, иногда до 10.
На днях закончил восстанавливать Одиссей 010, послушал, звучит лучше чем STK, но одиссей не мой, да и не эталон, хочется хорошего звука, думаю с СТК нужно срочно прощаться)

FEDGEN, Одиссей, к сожалению был не мой, его уже забрали. Хороший усилитель.
В наличии не так много, как хотелось, есть Амфитон у-101(пока восстанавливаю), и другие детали от муз. центров в основном.

.
почитайте много интересного.Что интересно много хороших отзывов о хорошем звучании старых унч собранных по примитивной схемотехнике типа вот такой

.

Миниатюры

Эта схема - прикол для новичков. Тест на внимательность, так сказать. Мощные выходные транзисторы КТ818/819 подключены к нагрузке через резисторы 470 Ом. Внимание вопрос: сколько милливатт при этом получится отдать в нагрузку 8 Ом? Судя по всему здесь имеет место опечатка в 1000 раз и вместо 0.47 кОм на схеме должно быть 0.47 Ом.

кроме этого ПОС заведена в базу транзистора нижнего плеча.

спорить не буду, но рабочая схема на биполярах (в первой схеме во вложении) основана именно на топологии Чуффоли на мосфетах.

вот сколько я видел и копал винтажных усилителей - я ни разу еще вообще не встретил Линна с комплементарной парой Шиклаи в ВК. что за моделька то?
в основном с парой Дарлигтона или в квази были все.
Помимо схемы конечно качество еще будет зависеть от грамотности разводки печатки.
а классом А надо переболеть, лекарств еще не придумано.
Я собирал JLH, штука она конечно хорошая по ряду причин, но, честно говоря, не оправдала моих ожиданий, как пишут в инетах, что включу и прям вообще услышу то что никогда не слышал в записях, что будто прям порвет все АБ-шки самых высоких ценовых категорий и прочее.
нет.
Чисто ИМХО: однотактно-псевдоооднотактные и однокаскадные с фазорасщепителем схемы несколько окрашивают звучание придавая ему приятно "окололамповое" звучание.
работа в режиме А более толерантна к кривизне разводки при действии ООС.
у схем с однополярным питанием есть одно преимущество - разделительный выходной электролит - служит защитой АС от постоянки.
Перед сборкой А надо подумать о радиаторах, а радиаторы должны быть большие.

у схем с однополярным питанием есть одно преимущество - разделительный выходной электролит - служит защитой АС от постоянки.

Читайте также: