Цей підсилювач ЗЧ можна зібрати з наборів деталей і матеріалів, що випускалися під загальною назвою «Олімп». Кожен з трьох наборів містить все необхідне, включаючи і друковану плату, для виготовлення трьох блоків універсального підсилювача 34: «Олімп-1» – підсилювача потужності, «Олімп-2» – перед підсилювача-коректора, «Олімп-3»-двополярного джерела живлення. Повний комплект з трьох наборів дозволяє зібрати монофонічний, а два неповних комплекту – стереофонічний підсилювач з досить високими технічними характеристиками.

Монофонічний підсилювач складається з попереднього підсилювача з блоком корекції (ПУ) і підсилювача потужності (УМ). Для його живлення використовується «Олімп-3» – нестабілізований дво-полярний джерело постійного струму напругою 2×20 У із середньою «заземленої» нульовою точкою. Підсилювач розрахований на роботу від п'єзокерамічного звукознімача, радіомовного приймача, мікрофона, магнітофона.

Підсилювач «Олімп» відноситься до радіоапаратурі підвищеної складності, тому рекомендувати його можна в основному лише гурткам 3-го року занять. Якщо в розпорядженні гуртка не виявиться наборів «Олімп», змонтувати підсилювач можна з дискретних елементів.

Рис. 96. Принципова схема попереднього підсилювача з блоком корекції

Попередній підсилювач з блоком корекції є вхідний частиною підсилювача (рис. 96). Сигнал з лінійного виходу радіоприймача подають на вхід підсилювача через гнізда 1 і 2 роз'єми XI, з мікрофона -Теж через гнізда 1 і 2, але при замкнутих контактах кнопкового перемикача S1, а від п'єзокерамічного звукознімача або з лінійного виходу магнітофона – через гнізда 2 і 3.

Основні характеристики: чутливість відповідно 20 … 40, 1 … 2 або 200 … 250 мВ; діапазон робочих частот 20 … 30 000 кГц; напруга сигналу ЗЧ на виході-не менше 250 мВ; глибина регулювання тембру на частотах 100 Гц і 10 кГц не менше ± 15 дБ.

Напруга двополярного джерела подається на попередній підсилювач через двуплечий стабілізатор напруги, утворений резисторами R19, R20 і стабілітронами V3, V4. Загальний струм споживання не перевищує 50 мА. Для посилення сигналу використовуються операційний підсилювач К553УД1А (Л1) і кремнієві транзистори КТ315Г (VI) та КТ361Д (V2), включені складовим транзистором. Регуляторами тембру служать змінні резистори R21 і R22.

Сигнал з лінійного виходу радіо або мікрофона подається на неінвертуючий вхід операційного підсилювача (висновок 5) через конденсатор С1. Сигнал від звукознімача, ослаблений дільником, утвореним резисторами R1-R3, надходить на той самий вхід операційного підсилювача. Неінвертуючий канал операційного підсилювача володіє великим вхідним опором, що дозволяє підключати його до джерел сигналів звукової частоти з великим внутрішнім опором, наприклад п'єзокерамічного звукознімачу. Ланцюжок R6C5 і конденсатор С6 служать для запобігання самозбудження підсилювача на вищих звукових частотах.

Підсилювач охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком. Коефіцієнт посилення залежить від ставлення опорів резисторів R7, R6 і R5 в ланцюга негативного зворотного зв'язку. При роботі з виходу радіоприймача або від звукознімача коефіцієнт посилення дорівнює приблизно 10. При роботі від мікрофона контакти кнопкового перемикача S1 ??замикають. При цьому паралельно резистору R5 підключається резистор R4 значно меншого опору, від чого глибина негативного зворотного зв'язку різко зменшується, а коефіцієнт посилення операційного підсилювача збільшується приблизно в 20 разів.

З виходу операційного підсилювача (висновок 10) сигнал через конденсатор С8 подається на регулятори тембру, що представляють собою частотозавісімие дільники напруги звукової частоти, від них – через конденсатор СП на вхід підсилювача на складеному транзисторі V1V2. Змінним резистором R21 регулюють тембр по вищих, а резистором R22 – за нижчими звуковим частотах. Номінали конденсаторів дільників підібрані так, що при середньому положенні движків змінних резисторів рівномірно посилюється вся смуга робочих частот. Коли ж Пакети змінних резисторів знаходяться в крайньому правому (за схемою) положенні, то відбувається найбільший підйом нижчих і вищих частот, а в крайньому лівому, навпаки, найбільше ослаблення цих ділянок звукового діапазону. Таким чином, резисторами R21 і R22, одночасно або роздільно, можна в широких межах регулювати темброву «забарвлення» звуковідтворення.

Рис. 97. Зовнішній вигляд і друкована плата підсилювача-коректора

Каскад на складеному транзисторі V1V2 охоплений глибокою негативно тельной зворотним зв'язком (через резистор R14), знижує його вихідний опір, що забезпечує гарне узгодження темброблока з відносно невеликим вхідним опором підсилювача потужності. Резистори R17, R18r R8, R9 і конденсатори С14, С15, С2, СЗ утворюють розв'язують фільтри, що запобігають збудження блоку через можливі паразитних зв'язків між його підсилювачами через спільне джерело живлення.

Зовнішній вигляд цього блоку підсилювача, змонтованого з деталей радіоконструктора «Олімп-2», показаний на рис. 97. Його основою служить друкована плата розмірами 100×80 мм, виконана з фольгованого матеріалу. Змінні резистори R21, R22 і вхідний роз'єм XI винесені за межі плати. Перемикач S1 змонтований безпосередньо на платі, але він, як і змінні резистори, може бути поза плати. Через контакти 10, 12 і 13 друкованої плати передпідсилювач з'єднують з двополярний джерелом живлення, а через контакт 11 – зі входом підсилювача потужності.

Вхідний роз'єм XI типу СГ-3 або СГ-5. Перемикач S1 – П2К (з незалежною фіксацією). Змінні резистори R21 і R22 – типу СПЗ-4АМ (бажано групи В). Електролітичні конденсатори типу К50-6, решта – К10, КД, К73, К70.

Операційний підсилювач К553УД1А можна замінити на К153УД1А, К153УД1Б або К153УД2, включаючи їх відповідно до цоколевкой.

Після монтажу особливо ретельній перевірці підлягають полярність включення електролітичних конденсаторів, транзисторів, стабілітронів і, звичайно, з'єднання блоку з двополярний джерелом живлення. Помилка в ланцюгах харчування може стати причиною виходу з ладу операційного підсилювача, транзисторів, пробою електролітичних конденсаторів. Напруження в точках з'єднання резисторів R17 і R19t а також резисторів R18 і R20 щодо нульового «заземленого» провідники повинні бути в межах напруги стабілізації елементів V3 і V4 (13,5 … 16,5 В), на операційному підсилювачі А1 (між висновками 6 і 11) не більше 16,5 В. Відносне вхідний опір вольтметра постійного струму, використовуваного для вимірювання тиску, повинно бути не менше 10 кОм / В.

Попередньо роботу підсилювача-коректора можна перевірити на високоомні головні телефони, підключені до його виходу (між контактами 11 і 12 плати), або подавши сигнал з його виходу на вхід якого-небудь підсилювача 3Ч чутливістю 200 … 250 мВ. Якщо помилок в монтажі немає, то налагоджувати блок не доведеться. Буде потрібно, можливо, лише уточнити правильність підключення змінних резисторів R21 і R22. Вони повинні бути підключені так, щоб найбільший підйом нижчих і вищих частот був при крайньому правому положенні їх движків.

Підсилювач потужності має такі основні технічні характеристики:

  • номінальна вихідна потужність на навантаженні опором 4 Ом і при коефіцієнті гармонік не більше 1% – 10 Вт (на навантаженні опором 8 Ом – близько 6 Вт);
  • діапазон ефективно відтворних частот (при нерівномірності частотної характеристики не більше 1 дБ) – 20 … 40000 Гц;
  • чутливість при номінальній вихідній потужності – 300 мВ;
  • середній споживаний струм не більше 1 А;
  • вхідний опір близько 10 кому.

Харчується він від того ж джерела двополярної напруги, що і передпідсилювач.

Рис. 98. Принципова схема підсилювача потужності

Підсилювач виконаний за схемою (рис. 98), що стала традиційною для більшості підсилювачів 3Ч: з двополярний харчуванням і диференційним каскадом на вході. Це спрощує джерело живлення підсилювача, так як в фільтрі його випрямляча застосовуються порівняно низьковольтні електролітичні конденсатори, а навантаження підключена безпосередньо до виходу підсилювача потужності без розділового конденсатора.

Диференціальний каскад утворюють транзистори V5 і V6. База транзистора V5 з'єднана із загальним («нульовим») провідником двополярного джерела живлення через резистор R24, а база транзистора V6 – з виходом підсилювача через резистор R30. Як тільки на виході підсилювача з'явиться відмінне від нуля постійна напруга, посилений диференціальним каскадом сигнал неузгодженості надійде на наступні каскади і змінить їхнє режим так, щоб постійна напруга на виході підсилювача стало рівне нулю. Якщо параметри транзисторів V5 і V6 ідентичні, а самі транзистори працюють при однаковій температурі, то напруга на виході підсилювача по відношенню до загального «заземленого» проводу дорівнюватиме нулю. У цьому випадку через навантаження не протікає постійний струм і, отже, розділового конденсатора в ланцюзі навантаження може не бути.

Змінний резистор R23 на вході підсилювача виконує функцію регулятора гучності. Сигнал 3Ч, посилений транзистором V5 диференціального каскаду, знімається з його навантажувального резистора R25 і подається на базу транзистора V7 другого каскаду, а з його навантажувального резистора R32 – на вхід двотактного підсилювача потужності на транзисторах V12-V17. Динамічна головка В1 гучномовця перетворює посилений сигнал в коливання звукової частоти.

Діоди V8-V11 в колекторному ланцюзі транзистора V7 і підключений паралельно їм резистор R34 утворюють ланцюг, яка створює на базах транзисторів вихідних каскадів початковий зсув, усуває спотворення типу «сходинка». Одночасно діоди термостабілізіруют режими роботи транзисторів. Конденсатори С18, С21 і ланцюжок R39C23 запобігають порушення підсилювача на вищих частотах звукового діапазону.

Всі деталі підсилювача потужності, крім вихідних транзисторів V16, V17, монтують на друкованій платі з фольгированного матеріалу (рис. 99) таких же розмірів, як і плата підсилювача-коректора. Транзистори КТ315Г, встановлювані в диференціальному каскаді (V5, V6) t підбирають з найбільш близькими параметрами Н21Е і Iкбо.

Потужні вихідні транзистори V16 і V17 кріплять на тепловідвід-щих радіаторах і з'єднують з платою монтажними багатожильними провідниками. На еміттерние і базові висновки надягають відрізки ізоляційної трубки, дозволяють запобігти випадкове з'єднання з радіаторами, які мають безпосередній контакт з колекторами цих транзисторів.

Змінний резистор R23, винесений за межі монтажної плати, типу СПЗ-4АМ; електролітичні конденсатори – К50-6, інші конденсатори – МБМ, КС. Ємність конденсатора С18 – 150 … 270 пФ; збільшення її тягне за собою звуження смуги пропускання підсилювача в області вищих звукових частот. Ємність конденсатора С21 може бути 560 … 680 пФ, при зменшенні її можлива поява самозбудження підсилювача на високих частотах, при збільшенні більш 1000 пФ починає спотворюватися форма сигналу.

Діоди Д220 (V8-V11) можна замінити на Д219А, Д223, КД521Д. Замість транзисторів КТ315Г (V5, V6, VI2) можна використовувати транзистори цієї ж серії з літерами В, Д, Е; замість КТ361Д (V7, V13) – транзистори тієї ж серії, але з літерами А, В, Г, Е, а також КТ601А або ГТ321 з будь-яким буквеним індексом. Транзистори КТ602А (V14, VI5) можна замінити на КТ602Б, КТ801 з літерними індексами А або Б, а також на КТ815В, П701, П702; транзистори КТ808А (V16, V17) – на КТ802А, КТ809А,-КТ805А, КТ805Б, КТ819 з літерними індексами ВМ, ГМ. Статичні коефіцієнти передачі струму транзисторів V5 і V6, відібраних для роботи в диференціальному каскаді, не повинні відрізнятися один від одного більш ніж на 20%.

Перш ніж подати на підсилювач харчування, треба перевірити його монтаж за принциповою схемою, і особливо ретельно – включення електролітичних конденсаторів у відповідності з їх полярністю, висновків транзисторів, діодів. Тепловідвідні радіатори вихідних транзисторів не повинні торкатися один одного і струмонесучих провідників монтажної плати.

Рис. 99. Зовнішній вигляд (а) і друкована плата підсилювача потужності (б)

Перше випробування підсилювача роблять при підключеному до eгo виходу еквіваленті навантаження – резистора опором 4 … 7 Ом, розрахованого на потужність розсіювання 20 … 25 Вт. Постійна напруга на ньому не повинно перевищувати 100 мВ. Великі значення напруги на еквіваленті навантаження будуть свідчити про помилки в монтажі або несправності якого-небудь транзистора (або транзисторів). Зазначені на схемі режими роботи транзисторів вимірюють вольтметром постійного струму з відносним вхідним опором 10 кому / В.

Якість роботи підсилювача потужності перевіряють при подачі на його вхід сигналу звуковий частоти напругою 250 … 300 мВ від генератора сигналів 3Ч, з виходу предусілнтеля-коректора або від іншого джерела сигналу. Гучність звуку повинна наростати при обертанні ручки змінного резистора R23 в напрямку руху годинникової стрілки.

Чутливість підсилювача потужності можна підвищити приблизно до 200 мВ шляхом зменшення опору резистора R29 до 220 Ом. Навантаженням підсилювача може бути гучномовець 6АС-2, 6МАС-4, 8АС-2, 10МАС-1М, а також саморобний, з опором 4 … 8 Ом.

Двуполярний джерело живлення (мал. 100), Що представляє собою самостійний блок, може бути використаний для живлення будь-якого іншого аналогічного підсилювача 34, що вимагає двополярної напруги 2×20 В. Струм навантаження кожного його плеча – не менше 1 А при коефіцієнті пульсацій випрямленої напруги не більше 10%.

Змінна напруга на кожній з обмоток II і III мережевого трансформатора 27 складає приблизно 18 В, на обмотці IV – 5,5 В. Сумарна напруга обмоток II і III подається на випрямний блок КЦ410Б (V18), чотири діода якого з'єднані між собою по мостовій схемі. У залежності від струму навантаження на вихідному виводі 4 блоку щодо спільного висновку 5 має бути плюс 18 … 23 В, на виведенні 6 – мінус 18 … 23 В. Екрануюча обмотка 3 між первинною і вторинними обмотками знижує рівень фону змінного струму та електричних перешкод.

Рис. 100. Схема і конструкція блоку харчування

Основою блоку живлення служить металеве шасі. До нього гвинтами і гайками прикріплюють трансформатор і куточки, які утримують друковану плату випрямляча. Додатково конденсатори фільтру С24 і С25 кріплять на шасі металевою скобою. Висновки вторинних обмоток трансформатора з'єднують з відповідними висновками друкованої плати і лампою розжарювання Н1, що є індикатором включення живлення, відрізками багатожильного ізольованого проводу. Зверху трансформатор закривають захисним корпусом.

Дані трансформатора, використовуваного в блоці живлення: магнітопровід Ш20 х 30 (або ШЛ16 х32); обмотка I – 1350 витків дроту ПЕВ-2 0,31, що екранує – один шар такого ж дроту; обмотки II і III – по 116 витків дроту ПЕВ-2 0,62; обмотка IV – 33 витки дроту ПЕВ-2 0,31. Можна використовувати трансформатор потужністю не менше 40 Вт з двома вторинними обмотками, забезпечують змінне напруга 16 … 18 В при струмі 1,5 А. При відсутності в ньому екранує обмотки дещо підвищиться фон змінного струму в гучномовці. Випрямний блок КЦ410Б можна замінити чотирма діодами КД202, включивши їх за мостовою схемою.

Випробування блоку харчування полягає в перевірці рівності напруг на виходах кожного з його плечей при струмі навантаження близько 1 А. Для цього між контактними висновками 4-5 і 5-6 включають дротові резистори опором по 20 … 25 Ом, розраховані на потужність розсіювання не менше 10 Вт, і, підключивши блок до мережі, вимірюють напруги на цих еквівалентах навантаження. Вони повинні бути в межах 18 … 23 В.

Якщо передбачається використовувати блок для живлення не тільки описуваного тут підсилювача ЗЧ, а і іншої аналогічної апаратури, змонтувати його можна в корпусі довільної конструкції. Вимикач живлення (Тумблер ТВ2-1), індикаторну лампу, мережевий плавкий запобіжник і затискачі або гнізда для підключення навантаження доцільно розмістити на лицьовій панелі. Для захисту блоку живлення від перевантажень в ланцюзі «+20 В» і «-20 В» бажано включити плавкі запобіжники на струм 2 А. Їх власники можна встановити на лицьовій панелі біля відповідних вихідних затискачів.

Конструкція стереофонічного підсилювача «Олімп», Про яке розказано нижче, може стати прикладом і для монофонічного варіанту підсилювача ЗЧ.

Структурна схема стереофонічного підсилювача показана на рис. 101. Гніздові частини вхідного роз'єму XI, вихідного роз'єму Х2, верхні (за схемою) передпідсилювач-коректор ПУ, підсилювач потужності УМ і гучномовець В2 утворюють лівий канал, а нижні такі ж підсилювачі і гучномовець В2 – правий канал стереофонічного підсилювача. Стереофонічний звукознімач В1 і блок живлення – загальні для обох каналів підсилювача. Через роз'єм XI сигнал звукознімача надходить на входи 3 передпідсилювачів-коректорів відповідних каналів. З виходів 11 роздільні сигнали каналів через змінні резистори R23 і R23, які виконують функції регуляторів гучності, подаються на виходи / підсилювачів потужності, а з виходів 10 і 11 цих блоків – до відповідних їм гучномовцях В2 і В2. Регулювання тембру звуку в кожному каналі здійснюється змінними резисторами R21 і R22, а стерео-баланс – регуляторами гучності.

 

Рис. 101. Структурна схема стереофонічного підсилювача «Олімп»

Передбачається, що описуваний підсилювач, призначений головним чином для відтворення стереофонічних грамзаписів, буде працювати спільно з п'єзокерамічним звукознімачем електропрогравальні пристрою. Тому в підсилювача-корекції Торах кнопкові перемикачі, призначені для комутації вхідних ланцюгів в залежності від джерела вхідного сигналу, виключені. Один з них у описуваної конструкції використаний як мережевого вимикача S1.

Зовнішній вигляд і конструкція ящика-футляра підсилювача показані на рис. 102, а його монтаж на рис. 103. Ящик-футляр представляє собою чотиристінну коробку, в яку вставляють панель 4 – на ній змонтовані деталі підсилювача. Цю панель скріплюють з передньою стінкою 1. Бічні стінки 6 випив із деревостружкової плити завтовшки 15 мм, а приклеюються до них нижня 7 і верхня 5 стінки – з листового оргалита товщиною 3 мм. Знизу приклеюють бруски 8, що виконують роль ніжок. Коробка покрита декоративною («під дерево») самоклеющейся полівінілхлоридної плівкою. З такого ж оргалита випиляні несуча панель 4 і передня стінка 2, яка повинна повністю заходити в коробку. Ці два елементи скріплюють між собою в єдину конструкцію за допомогою куточка 3. Лицьова панель 1, що виконує роль екрана, зроблена з листового дюралюмінію. Вона кріпиться до передньої стінки гайками, які нагвинчують на втулки осей змінних резисторів. Отвори для змінних резисторів, кнопки вимикача мережі та «вічка» індикатора включення харчування свердлять, попередньо скріпивши всі елементи конструкції.
 

Рис. 102. Зовнішній вигляд і конструкція ящика-футляра підсилювача

 

Рис. 103. Монтаж підсилювача

Плати підсилювачів встановлюють на несучу панель двома рядами за допомогою шпильок з гайками на кінцях і втулок, одягнутих на шпильки. У два ж ряду розміщені і змінні резистори на передній стінці. Верхні ряди плат і резисторів відповідають лівому, нижні – правому каналу підсилювача. Радіатори з потужними вихідними транзисторами розміщені вздовж задньої кромки несучої панелі. Для кращого охолодження радіаторів на кріплять їх гвинти надіті втулки довжиною по 10 мм. Щоб запобігти випадкове з'єднання радіаторів, між ними вставлені з клеєм БФ-2 платівки з ге-тінакса (або іншого ізоляційного матеріалу). У принципі, вихідні транзистори можна розмістити на одному загальному радіаторі. Але в цьому випадку транзистори повинні бути ізольовані від радіатора слюдяними прокладками, а на гвинти кріплення надіті ізоляційні втулки. Якість кріплення перевіряють омметром по відсутності електричного контакту між корпусами транзисторів і радіатором.

Деталі блоку живлення змонтовані безпосередньо на несучій панелі (без шасі), тримач запобіжника F1 – на Г-образних стійках з листового металу, які потім пригвинчені до несучої панелі по обидві сторони від радіаторів.

З'єднання між платами і плат з блоком живлення, з потужними вихідними транзисторами виконують різнокольоровими відрізками багатожильного дроти. Це допомагає уникнути помилок в монтажі і спростить його перевірку. Особливої ??уваги вимагає монтаж ланцюгів харчування, оскільки неправильне підключення може призвести до виходу з ладу одразу кількох транзисторів і резисторів. Не менш небезпечні і випадкові з'єднання радіаторів між собою і токонесущим провідниками кіл двухполярного джерела живлення.

Слід сказати гуртківцям, що тільки після ретельної перевірки кожного блоку і монтажу в цілому можна підключати підсилювач до мережі.

Про тембрі звуку і рівні гучності кожного каналу можна судити по положенню міток на ручках змінних резисторів щодо їх шкал иа лицьовій панелі. При обертанні ручок у напрямку руху годинникової стрілки гучність повинна плавно наростати і відчуватися підйом нижчих і вищих частот звукового діапазону. Домагаються такого звукового ефекту правильним підключенням з'єднувальних провідників до регулюючих змінним резисторам. Після цього можна вставити несучу панель з передньою стінкою в ящик і скріпити їх шурупами або гвинтами.

Конструкція монофонічного (одноканального) підсилювача може бути такою ж, як і стереофонічного. Його, крім того, можна доповнити мікрофонним входом, щоб використовувати для радіофікації зали школи, Будинку піонерів, станції або клубу юних техніків. Для зручності експлуатації такого підсилювача роздільні розетки вхідних роз'ємів звукознімача і мікрофона, а також перемикача S1 ??(за схемою на рис. 96), збільшує чутливість ПУ при включенні мікрофона, доцільно розмістити на лицьовій панелі корпусу на місці регулювальних резисторів правого каналу стереофонічного варіанту підсилювача. Якщо перемикач типу П2К, вільні його контакти слід використовувати і для підключення мікрофонної ланцюга до входу ПУ.
 

В.Г. Борисов. Гурток радіотехнічного конструювання