Підсилювачі для гітар завжди викликають підвищений інтерес у радіоаматорів і музикантів. Різноманітність тембрів, коефіцієнта підсилення, характеристики при перевантаженні – завжди індивідуальні, і у кожного гітариста для кожної гітари свої “ідеальні” вимоги. Ні підсилювача, який задовольняє загальні вимоги і ця конструкція не є винятком.

Єдина відмінність в тому, що ви будуєте його своїми руками. Конструкція розроблена так, що ви можете експериментувати з кожним вузлом і в процесі модифікації добитися необхідного для вас результату. В основу конструкції закладені типові, відомі схеми вузлів і блоків. Конструкція легко повторюється, володіє підвищеною надійністю і відносній дешевизною.

Підсилювач має вихідну потужність 100 Вт при навантаженні 4 Ом, що типово для звичайного “Комба”, в якому встановлюють два динаміки по 8 Ом в паралель. Можна також виконати підсилювач в блоці з чотирма динаміками, з’єднавши їх послідовно-паралельно, при цьому вихідна потужність буде близько 60 Вт (навантаження 8 Ом). Можна також використовувати дві колонки по чотири динаміки в кожній. У цьому випадку можна добитися набагато кращого звучання, зберігши вихідну потужність на рівні 100 Вт Це типова комбінація для гітарних комплексів, що дозволяє більш повно використовувати можливості основного підсилювача.

   Передпідсилювач

Схема передпідсилювача наведена на рис. 1. Схема має кілька особливостей, які відрізняють її від звичайного попереднього підсилювача типового УНЧ.

Передпідсилювач сконструйований таким чином, що дозволяє одержати максимальне посилення та сформувати “соковите”, сильне звучання для любителів форсованого звуку. Однак, шляхом налаштувань, передпідсилювач можна використовувати для будь-якого стилю гри.

Аналогічно, змінюючи установки тембру, підсилювач можна використовувати з будь-якими інструментами: від електрифікована скрипки до бас-гітари. Притому слід зауважити, що всі ці інструменти мають різні значення амплітуди вихідного сигналу тому в процесі виготовлення слід налаштувати предварітельтний підсилювач відповідно до передбачуваним застосуванням. Використовуючи всі можливості передпідсилювача при ретельній настройці можна отримати якісний звук без специфічних низькочастотних спотворень, які так не подобаються бас-гітаристам.

Зі схеми (рис. 1) видно, що в зовнішній підсилювач використовується імпортний малошумящий операційний підсилювач. типу TL072 спеціально розроблений для застосування у вхідних каскадах УНЧ. Цю мікросхему легко придбати в даний час на ринках. Додатково зменшити рівень шумів в паузах можна, застосувавши здвоєний МАПО-шумливий ОУ 5532. Він дорожчий TL072 і менш доступний, але його використання забезпечить отримання низького рівня шумів у стані спокою. Можна застосувати вітчизняні К544УД1 або К1407УДЗ.

Сигнал з виходу електрогітари надходить на вхід ОУ DA1.1, на виході якого формується сигнал з швидкою “атакою”. Частотна характеристика підсилювача на DA1 навмисно обмежена, щоб виключити спотворення на НЧ і “обрізати” ВЧ сплески, а також поліпшити співвідношення сигнал / шум, що є непростим завданням при створенні гітарних підсилювачів.

Рис. 1. Схема попереднього підсилювача

Якщо немає необхідності в отриманні максимального посилення каскадів, необхідно збільшити номінал резисторів R7 і R14, що призведе до зниження коефіцієнта посилення і власних шумів. Перемикач SA1 підключає додатково до ланцюга корекції ланцюжок R3, С2, яка зміщує АЧХ підсилювача в бік верхніх частот, збільшуючи яскравість звучання електрогітари. Зміною положення движків потенціометрів R9 … R11 змінюють загальну АЧХ тракту підсилювача. Максимально вузька смуга виходить при установці движків всіх потенціометрів в нижнє положення.

На виході передпідсилювача включений обмежувач, зібраний на діодах VD1 … VD4. Він дозволяє провести м’яку “підрізування” амплітуди вихідного сигналу. Для нормальної роботи обмежувача рівень вихідного сигналу повинен бути не менше 750 мВ, тому загальний коефіцієнт посилення підсилювача необхідно підібрати таким, щоб вихідний сигнал досягав зазначеного рівня в середньому положенні регулятора рівня R12.

При монтажі вхідні з’єднувачі повинні бути надійно екрановані. Правильне заземлення компонентів блоку живлення, також дозволяє зменшити фон змінного струму. Добре допомагає в цьому та харчування передпідсилювача від окремого джерела живлення. У фірмових гітарних підсилювачах часто використовується саме така побудова схеми.

“Hi” вхід використовується для підключення гітар з низьким вихідним рівнем сигналу.

“Lo” вхід зменшує чутливість передпідсилювача на б дБ шляхом підключення резистора R1 на корпус через додатковий контакт роз’єму XS1, який замикається, якщо в “Hi” вхід не вставлений штекер електрогітари.

   Підсилювач потужності

За основу взята схема типового підсилювача НЧ з диференціальним каскадом. Схема (рис. 2) була розроблена для отримання вихідної потужності 100 Вт і показала непогані результати при випробуваннях. Звичайно, за якістю звучання він поступається лампового підсилювача, але дещо краще звичайного транзисторного. В підсилювач введена захист від короткого замикання на виході, виконана на транзисторах VT4 і VT5. При короткому замиканні виходу підсилювача значення падіння напруги на резисторах R20 і R21 перевищує 7 В (нормальне значення на піках максимальної вихідної потужності). Ця напруга відкриває транзистори VT4 і VT5 і вони відповідно закривають транзистори вихідного каскаду. Може бути, це і не кращий побудова схеми захисту, але вона дозволяє захистити дорогі вихідні транзистори від миттєвого пробою в разі КЗ. Підсилювач не проектувався для роботи в режимі перевантажень, тому вихідний струм обмежений на рівні близько 8,5 А.

На вході підсилювача є додаткові гнізда “Вихід” і “Вхід”. Останній перемикається контактами гнізда XS3, так що є можливість підключення зовнішнього блоку ефектів. Також вхідні гнізда можна використовувати, щоб підключати зовнішній передпідсилювач, від’єднавши відповідно внутрішній, і використовувати тільки УМ.

У вихідному каскаді можна використовувати різні потужні транзистори. Застосування транзисторів типу КТ818ГМ і КТ819ГМ дозволило отримати високу надійність вихідного каскаду при досить легкому режимі роботи вихідних транзисторів. Крім того, відпала необхідність у температурній захисту вихідних транзисторів, так як при використанні двох паралельно включених транзисторів у кожнім плечі тепловий режим не перевищує гранично допустимий.

Рис. 2. Схема типового підсилювача НЧ

Хороший результат виходить при використанні будь-яких потужних транзисторів, виконаних в корпусі ТО-3 (у цього корпусу більш низький тепловий опір). На ринку є досить широкий вибір імпортних і вітчизняних потужних транзисторів, які можна застосувати в цій схемі. Підсилювач добре працює з будь-якими, якщо їх характеристики не нижче наведених на схемі. Щоб виключити вихід з ладу вихідного каскаду, режим роботи транзисторів вибирають в області їх безпечної роботи. Діоди VD2 … VD3 повинні бути кремнієві типу Д223, КД503, КД509 або інші, їм подібні. Транзистори VT6 … VT11 повинні бути обов’язково встановлені на радіатори. Сигнал з лінійного виходу “Line out” має рівень близько 1,3 В, і тому його можна подавати безпосередньо на пульт звукозапису або інший пристрій. Рівень вихідного сигналу з лінійного виходу можна змінити, підібравши номінал резистора R22. Резистори R20 … R21 опором 1 Ом розраховані на розсіюваною потужність не менше 10 Вт Навіть при такій потужності вони сильно нагріваються, тому при монтажі їх треба встановлювати в стороні від решти деталей схеми. Їх можна встановити на невеликі радіатори або на радіатори вихідних транзисторів, якщо останні забезпечать додатковий відвід тепла (кожен резистор додає близько 10 Вт теплової потужності). Резистори R16 … R19 номіналом 0,1 Ом-потужністю 5 Вт кожен.

Режим експлуатації гітарного підсилювача вельми жорсткий, тому не слід заощаджувати на розмірі використовуваних радіаторів. Використовуйте для цієї мети максимально доступні для вас радіатори і, таким чином, ви підвищите надійність своєї конструкції.

До виходу підсилювача можна підключати дві колонки по 75 … 100 Вт, 8 Ом в паралель (RH = 4 Ом) або 1 колонку 150 .. .200 Вт, Rh = 4 Ом. При опорі навантаження Rh = 8 Ом, вихідна потужність підсилювача зменшується до 60 … 65 Вт

   Блок живлення

При конструюванні мережного блоку живлення дотримуйтеся обережності, оскільки порушення заходів безпеки може призвести до ураження електричним струмом.

Потужність силового трансформатора Т1 блоку живлення (рис. 3) повинна бути не менше 150 Вт Якщо є можливість, то краще застосувати тороїдальний – у нього менше поле розсіювання і менші габарити при тій же потужності. Первинна обмотка захищена запобіжником FU1, розрахованим на струм 5 А. Мостовий випрямляч на струм не менше 5 А встановлений на радіаторі. Потужні стабілітрони VD9 .. VD10 на напруга стабілізації іст = 15 В також встановлені на невеликих тепловідведення разом з токозадающіх резисторами R2 і R3, в стороні від решти елементів схеми, тому в процесі роботи вони сильно нагріваються.

Вузол на елементах VD5 … VD8, R1, С1 призначений для розділення “електричної” землі схеми та контуру заземлення мережі, щоб запобігти “пролезание” фону змінного струму від електроустаткування та захистити гітариста від ураження електричним струмом у разі виникнення несправності силового трансформатора блоку живлення. Резистор R1 номіналом 10 Ом запобігає фон змінного струму, а конденсатор С1 ємністю 0,1 мкФ служить для усунення радіочастотних наведень. У разі пошкодження силового трансформатора (пробій мережевий обмотки на вторинну або на корпус), діодний випрямляч закорочує на землю струм, що виникає при пошкодженні і, таким чином, захищає гітариста від поразки. Незважаючи на те, що ця несправність зустрічається украй рідко, краще убезпечити себе спочатку при конструюванні підсилювача. Взагалі при створенні конструкцій, які передбачається експлуатувати в “жорстких” умовах (а саме до таких і належать гітарні “Комбі”), до питань електробезпеки слід поставитися з підвищеною увагою.

Після закінчення монтажу слід переконатися в тому, що всі струмоведучі дроти, пов’язані з електричною мережею, ретельно ізольовані і надійно закріплені. Провід, що підключається до контурному заземленню, повинен бути приєднаний до шасі конструкції через окремий болт (не можна використовувати для підключення болти кріплення елементів схеми).

Рис. 3. Схема блоку живлення

Провід підключають до окремого болту заземлення між двох шайб і закручують двома гайками (друга – контргайка), щоб виключити ослаблення кріплення від вібрацій у процесі експлуатації. Підсилювач можна розмістити в корпусі однієї з колонок або зібрати у вигляді окремої конструкції. У будь-якому випадку монтаж і конструкцію потрібно виконати дуже ретельно.

Конструкція акустичних систем може бути найрізноманітнішою і залежить від застосованих динамічних головок.

Пропоновані варіанти конструкції АС неодноразово повторювалися і показали високі експлуатаційні характеристики. Обидва варіанти виконані за принципом відкритих акустичних систем. Це виключає власні резонансні частоти корпусу і при застосуванні сучасних середньочастотних динамічних головок дозволяє одержати високу якість звучання.

Перший варіант (мал. 4) – одна колонка, в якій встановлено дві динамічні головки по 75 … 100 Вт (RH = 8 Ом) кожна. Застосування таких потужних випромінювачів пов’язано, знову таки, із збільшенням коефіцієнта надійності і бажанням мати деякий запас по потужності. При використанні випромінювачів по 50 Вт, 8 Ом АС буде працювати в граничному режимі, і надійність різко зменшиться.

Другий варіант (рис, 5) – застосування двох колонок по 4 динаміка 35 .. .50 Вт (Rh »8 Ом) в кожній. При паралельному включенні загальний опір навантаження одно Rh = 4 Ом, електрична потужність зберігається рівною 100 Вт, але якість звучання виходить набагато краще.

Корпуси АС зібрані з MDF-панелей товщиною 22 … 25 мм. Використання MDF дозволяє отримати механічно міцну довговічну конструкцію, мало піддану сильним вібраціям.

Рис. 4. Варіанти конструкції АС (одна колонка)

Рис. 5. Варіанти конструкції АС (дві колонки)

Якщо застосувати звичайні ДСП (що трохи дешевше), термін служби такого корпусу значно скорочується, особливо якщо підсилювач призначений для роботи з переїздами на різні сцени і майданчики.

Всі елементи корпусу проклеєні і скріплені спеціальними меблевими болтами з Т-образною гайкою. Це збільшує механічну міцність і довговічність корпусу. Крім того, за внутрішньою стороні торців приклеєні і прикріплені шурупами дерев’яні бруски перетином 25×25 мм. Особливу увагу потрібно звернути на кріплення динамічних головок до передньої панелі. Головки мають бути прикручені болтами з гайками, а не шурупами. Між динаміком і голівкою обов’язково потрібно прокласти прокладку з м’якого матеріалу (наприклад, гуми або пластику), щоб забезпечити герметичність з’єднання. При роботі з MDF необхідно ретельно провести раз-мітку і підготувати отвори під кріплення за допомогою дриля. Це запобіжить пошкодження площині перерізу плити. Якість МДФ панелей дозволяє обійтися без зовнішньої оздоблення, тільки торцеві площини потрібно закрити спеціальною стрічкою, яка продається разом з панелями.

Автор статті – Б. Ступанов. Стаття опублікована в РЛ, № 11 … 12, 2001 р.