» » » Усилитель «GermaZon». Умощняем датагорский германиевый кит «GeAmp 1970»

 
 
 
11

Усилитель «GermaZon». Умощняем датагорский германиевый кит «GeAmp 1970»

Разместил TANk 21 августа 2017. Просмотров: 2 800

«Давненько не брал я в руки шашки…». Вернее я хотел сказать, что давненько не собирал усилителей на транзисторах. Всё лампы, да лампы, понимаешь. И тут, благодаря нашему дружному коллективу и участию в конкурсе «Выбор читателей Datagor.ru 2016», я приобрёл пару плат для сборки датагорского кита германиевого усилителя. Платы отдельно тут.

Платы пришли быстро. Игорь (Datagor) оперативно прислал документацию со схемой, описанием сборки и настройки усилителя. Кит всем хорош, схема классическая, обкатанная. Но меня обуяла жадность. 4,5 Ватта на канал — маловато будет. Хочу минимум 10 Вт, и не потому что я громко слушаю музыку (с моей акустикой чувствительностью 90 дБ и 2 Вт хватает), а... чтобы было.

И, конечно, при этом всём следует сохранить «германиевую парадигму» проекта. Поехали!

Схема умощнённого усилителя

Вот так выглядит мой окончательный вариант схемы усилителя. Красным указаны изменённые номиналы.


Законы Ома и Джоуля-Ленца ещё ни одному адвокату объехать не удалось, и для того, чтобы поднять мощность на выходе УМЗЧ, надо поднимать напряжение его питания. Сделаем хотя бы в два раза, до 30 Вольт. Сразу сделать это не получится. Транзисторы П416 и МП39Б, которые используются в оригинальной схеме, имеют максимальное допустимое напряжение 15 Вольт.

Пришлось достать с полки старый Справочник радиолюбителя 1978 года издания и углубиться в изучение параметров германиевых транзисторов серий «МП» и «ГТ», одновременно проводя раскопки в коробках с деталями.

Я искал транзисторы близкие по параметрам к использованным в схеме, но имеющие максимально допустимое напряжение не менее 30 Вольт.


После проведения этой увлекательной изыскательской работы были найдены необходимые кандидаты. На вход, вместо П416, главным претендентом стал транзистор ГТ321Д.
Пару МП39Б + МП37А было решено заменить аналогичной парой МП14А + МП10Б. Германиевые транзисторы серии МП с номерами от 9 до 16 – это «военка», транзисторы для аппаратуры специального назначения. В отличие от их аналогов с номерами от 35 до 42, которые предназначены для аппаратуры широкого применения.

На выходе я решил использовать высокочастотные транзисторы ГТ906А. Причин этому было несколько, главная из которых — это наличие запаса этих транзисторов в моей тумбочке. Вторая причина — это высокий коэффициент передачи тока. При работе транзисторы предварительного каскада будут меньше «напрягаться» на раскачку выходных транзисторов, что должно уменьшить их нагрев и положительно сказаться на уровне искажений усилителя.

Следующий шаг, который тоже немаловажен – это подбор транзисторов в пары по коэффициенту передачи тока h21э. Сначала я попробовал это сделать при помощи обычного китайского тестера, но результаты измерения мне показались несколько странными и явно завышенными. К тому же китайский тестер явно не смог справиться с измерением параметров мощных транзисторов.

Пришлось достать с полки старый добрый еще Советских времен прибор «ППТ».

С его помощью была выбрана пара транзисторов ГТ321Д с h21э = 120 и две пары МП10Б + МП14А с h21э около 40. Из десятка транзисторов 1Т906А удалось подобрать 3 шт. с бета 76 и пару с бета 78. Всё-таки серия 1Т проходила более серьезный отбор по параметрам при изготовлении.

После подбора транзисторов, сборка печатных плат согласно датагорской инструкции не заняла много времени. Надо ещё обратить внимание на напряжения электролитических конденсаторов. Оно должно быть не меньше чем выбранное напряжение питания усилителя.
Я использовал конденсаторы на 35 Вольт.

Поскольку я планировал получить от усилителя бОльшую мощность, потребовалось увеличить емкость выходного разделительного конденсатора раза в два, как минимум. Конденсатор такого номинала на плату уже не вмещался. Вместо него я впаял пару винтовых зажимов, чтобы можно было подключать на проводах любой понравившийся конденсатор, не обращая внимания на его размеры.

Другой важной проблемой была организация охлаждения выходных транзисторов. У меня нашлась пара одинаковых, довольно крупных радиаторов, но они были рассчитаны на крепеж к ним современных транзисторов в корпусе ТО-220.
Выход я нашел в старых горелых компьютерных блоках питания. Пара радиаторов из толстого алюминия 4 мм, на которые я закрепил через изолирующие прокладки транзисторы ГТ906, а уже сами эти радиаторы широким торцом через термопасту были прикручены винтами к большим радиаторам.


К этим же радиаторам при помощи металлических уголков были прикреплены и платы усилителя. Между ребер компьютерного радиатора, вблизи выходных транзисторов, удобно разместился диод Д310, который обеспечивает термостабильность усилителя. Его я не долго думая залил китайским термоклеем.


Первое включение, наладка усилителя

Пришло время первого включения и испытания собранных усилителей. Делал я это при помощи лабораторного блока питания с ограничением по току.


Сначала настраивал на напряжении питания в 15 Вольт. Установил ток покоя усилителя 100 мА, отбалансировал выход, так чтобы на нем было ровно половина напряжения питания, потом плавно стал поднимать напряжение питания до нужных по задумке 30-ти Вольт.

В ходе этой операции пришлось немного изменить номиналы некоторых резисторов, т.к. при увеличении напряжения питания начинал резко возрастать ток покоя. Без БП с ограничением по току, я бы, наверное, лишился не одной пары выходных транзисторов. Но тут все обошлось.

Немного измерений

После установки режимов по постоянному току подключил к усилителю генератор и осциллограф. Подал сигнал. На выходе ограничение сигнала (синий цвет) наступает при амплитуде примерно 12 Вольт на 4-омной нагрузке, а это соответствует мощности на выходе в 18 Вт. Ура!!! yahoo
Амплитуда сигнала на входе (желтый цвет) при этом примерно 1,5 Вольта. То есть усилитель имеет чувствительность порядка 1 Вольта RMS.

Полоса частот тоже порадовала. Практически без завала от 15 Гц до 60 кГц. Если убрать конденсаторы на 100 пФ из цепи обратной связи и на входе, наверное была бы ещё шире.
Усилитель «GermaZon». Умощняем датагорский германиевый кит «GeAmp 1970»


То, что надо! Это как раз соответствует уровню выходного сигнала звуковой платы компьютера, которая и будет использоваться в качестве основного источника сигнала.

Проверил, какой максимальный ток потребляет усилитель. При подаче на вход прямоугольного сигнала частотой 10 кГц амплитудой 1,5 В усилитель тянет от БП чуть меньше 2 А тока.

Теперь пришло время «краштеста». Устанавливаю в держатели предохранители на 1,5 А, выставляю на БП максимально возможное ограничение по току (у меня 5 А) и подаю на вход синус частотой 10 кГц. Вывожу мощность на максимум, когда начинается уже ограничение сигнала. После этого отверткой делаю КЗ в нагрузке. Предохранитель сгорает. Меняю предохранитель на новый, снова включаю усилитель – выходные транзисторы целые! После того как я сжёг три предохранителя (два на одной плате усилителя и один на другой), я решил, что тест на надежность пройден и теперь можно переходить к окончательной сборке усилителя в корпус.

Общая сборка усилителя

Делаю предварительную примерку и начинаю слесарные работы по закреплению всех деталей в корпусе.


Силовой трансформатор тороидальный. Со страшным названием БЫ5.702.010-02, которое призвано было запутать вероятного противника. Трансформатор выдает на выходе 20 Вольт. Параметры этой обмотки по току мне найти не удалось, но накал лампы ГМ-70 (а это 3.5 А) он держит, не напрягаясь и не перегреваясь. Так что для питания двух каналов этого усилителя ему мощности хватит даже с запасом.

Выпрямительные диоды я использовал тоже германиевые Д305 (10 А, 50 V). Таким образом, получилось собрать усилитель, в котором нет ни одной кремниевой детали. Все по «феншую».

Конденсаторы фильтра — 2 шт. по 10000 мкФ. Хватило бы и по одному, но, как я писал вначале, жадность обуяла, к тому же место в корпусе было.


На выход поставил по три соединенных параллельно конденсатора 1000 мкФ 63 В. Конденсаторы качественные, от японской Матсушиты.


После того как все комплектующие надежно закреплены в корпусе, остается только их соединить между собой проводами, ничего не напутав. Монтаж я делал, используя медную моножилу сечением 0.5 кв мм в силиконовой термостойкой изоляции. Этот провод я брал из кабеля, которым проводят пожарную сигнализацию. Рекомендую к использованию. За счет того что провод жесткий, без особых усилий получается его ровно и аккуратно уложить в корпусе.


Вот и все. Осталось только поставить верхнюю крышку на место, подключить колонки и выбрать любимую мелодию для прослушивания.


Итоги

Звук приятно порадовал: мягкий, неутомительный. Очень похож по звучанию на однотактный ламповый усилитель, а мне-то есть с чем сравнивать.
При этом усилитель обладает достаточной мощностью, чтобы раскачать тугие и низкочувствительные колонки и хорошей динамичностью, всеядностью к музыке от джаза до металла.

Ничуть не пожалел потраченного времени на сборку этого усилителя. Похоже, он у меня поселился надолго. Заводские платы и/или полные киты забирайте в нашем магазинчике.
Настоятельно рекомендую всем любителям хорошего звука.

Спасибо за внимание!
Александр (TANk)
РФ, г.Ижевск
Профиль TANk
С паяльником с детства. По этой причине попал в спецшколу, где вместо уроков труда в старших классах были уроки радиоэлектроники.

Потом физфак университета. Работа технологом в цехе микроэлектроники на оборонном заводе, пока завод не развалили.

Потом преподавал всяческую физику в университете. И вот уже лет двадцать - лужу паяю, компы починяю.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 93

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств... Привет, друзья! Делал я как-то УНЧ с конденсаторами фильтра БП по 50.000 мкФ в плече. И задумал...
Схема на Датагоре. Новая статья Входной буфер и регулятор уровня громкости для УМЗЧ. Часть 1... В усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), выполненных по схеме инвертирующего усилителя...
Схема на Датагоре. Новая статья Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832... Вряд ли будет преувеличением сказать, что тестер семейства М-83х есть у каждого радиолюбителя....
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный ИБП... Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...
Схема на Датагоре. Новая статья Болгарский зверь ЕМС 1511 (2х100Вт)... Посчастливилось как-то моему другу достать на работе блочный усилитель ЕМС 1511 2х100 Вт. Сразу...
Схема на Датагоре. Новая статья Гибридный усилитель для наушников c полевыми транзисторами.... Давно хотелось послушать как же лампа с камнем в тандеме звучат. Решил собрать гибридный усилитель...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель TESLA AZK-220... Этот усилитель попал под переделку. Он неисправен (пробиты пара выходных транзисторов),...
Схема на Датагоре. Новая статья Простое управление тиристором... Предлагаю для любителей схемку, которую «открыл» (для себя) сам. Случилось это, когда искал...
Схема на Датагоре. Новая статья Микроконтроллерный регулятор мощности на Atmega16... На фото представлен действующий макет регулятора мощности, схема которого (с небольшими...
Схема на Датагоре. Новая статья 5000 современных микросхем УНЧ и их аналоги. Е.Ф.Турута... 5000 современных микросхем УНЧ и их аналоги. Е.Ф.Турута Издательство: Наука и техника Год издания:...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ класс "А". С лампами, но не ламповый!... Если посмотреть на фото этого усилителя, то первое, что приходит в голову: «Очередной гибридник с...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ на TDA7295 и электронный регулятор громкости КА2250 / TC9153... TDA7295, KA2250, TDA2030A, TC9153. Желание сделать качественный усилитель возникло давно. Выбор...
<
  • Кандидат
21 августа 2017 09:50

Александр / Alleexx68

Цитата
  • С нами с 26.03.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Александр Николаевич спасибо за статью!
Давненько Вы нас не радовали своими конструкциями))))
Правильно ли я понял что этот "прокачанный" усилитель собирается на заводской плате КИТа?

<
  • Главный редактор
21 августа 2017 10:24

Игорь Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 714 комментариев
  • 267 публикаций
 
  • +1
Цитата: Alleexx68
Правильно ли я понял что...
Ага, прямо пальцем в небо. Примерно 10 тысяч символов с картинками разместил Александр Николаевич именно об этом.
Alleexx68, вы статью-то прочитали бы. unknown lol

<
  • Автор
21 августа 2017 15:26

Владимир Мосягин / MVV

Цитата
  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 159 комментариев
  • 38 публикаций
 
  • +1
Александр, мне понравился ваш умощненный вариант датагорского германиевого КИТа «GeAmp 1970»! Весьма оригинально решен вопрос крепления транзисторов к массивным радиаторам.

Выбор по транзисторам невелик. Это ГТ321 с любым буквенным индексом в первом каскаде, пары МП14А, Б/МП10А, Б или МП40А/МП37А в предвыходном каскаде.

В выходном каскаде кроме рекомендованных автором ГТ906А можно попробовать германиевые конверсионные транзисторы средней мощности П601 – П606, по два в параллель с сопротивлениями в эмиттерах 0,2 Ом.

Сопротивление насыщения транзисторов П601 – П606 имеет значение 3 – 4 Ом, поэтому при сопротивлении нагрузки 4 Ом КПД будет примерно 50%. Рекомендуемая нагрузка 6 – 8 Ом; при этом КПД составит 58 – 62%.

С транзисторами П601 – П606 уменьшите сопротивления резисторов R10, R11 в схеме Александра до 100 Ом.

<
  • Гражданин
21 августа 2017 19:11

Александр / al Ex

Цитата
  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 115 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Александр, очень красивая работа и описание!
За счет чего достигается надежность работы выходного каскада при случайном замыкании нагрузки?

<
  • Гражданин
21 августа 2017 20:19

Александр / TANk

Цитата
  • С нами с 11.08.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 161 комментарий
  • 17 публикаций
 
  • +3
За счет предохранителя, я так думаю. Максимально допустимый ток транзисторов ГТ906 это 10А. Предохранитель успевает сгореть раньше транзистора, как это ни странно. Обычно происходит наоборот.
Я сначала думал, что защитить транзисторы помогал лабораторный БП (ограничение тока на 5А) но потом убедился, что предохранители (если это не куски гвоздя) работают и реальным БП. Конденсаторы в 20тыс мкФ на КЗ могут выдать ток под сотню Ампер легко.
Усилитель у меня работал одно время с током покоя 150мА все было хорошо, пока я его не поставил на подоконник на солнечной стороне. Корпус покрашен в черный цвет. На солнце крышка нагрелась градусов до 60. Сначала пропал звук в одном канале, потом в другом.
Оказалось что с таким перегревом не справился диод термостабилизации и начался саморазогрев транзисторов. Ток превысил 3А (именно при таком токе при плавном его увеличении у меня сгорали предохранители на 1.5А) и питание отключилось.
Пришлось снизить ток покоя до 50 мА. Проблем с саморазогревом больше не происходило, хотя усилитель уже почти все лето простоял на солнечном подоконнике.

<
  • Подписчик
22 августа 2017 10:47

Че Гевара Гельдиев / geldiev

Цитата
  • С нами с 6.04.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 41 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • 0
Александр, большое спасибо за статью! как всегда, интересно.
Немного не по теме (скорее для форума, а не для комментариев) - но именно есть вопрос.

Допустим, акустика будет 8 ом и с чувствительностью порядка 97,5 dB
Берем оригинальный германиевый набор усилителя от Датагора, и по простым расчетам получаем мощность при питании 15 Вольт около 2,25 Вт.

Вы писали, что с вашей акустикой хватает и 2 Вт при чувствительности в 90 dB.
Можно ожидать, что на акустике бОльшей чувствительности впечатление будет сравнимо с повышением мощности усилителя?

Хочется удержаться на низком напряжении питания - м.б. даже аккумуляторном питании на 12 в.

Спасибо!

<
  • Главный редактор
22 августа 2017 15:21

Игорь Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 714 комментариев
  • 267 публикаций
 
  • +1
Цитата: geldiev
Можно ожидать, что на акустике бОльшей чувствительности впечатление будет сравнимо с повышением мощности усилителя?
Верно.

<
  • Гражданин
23 августа 2017 08:29

Александр / TANk

Цитата
  • С нами с 11.08.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 161 комментарий
  • 17 публикаций
 
  • +1
Увеличение чувствительности акустики на +3 дБ равноценно удвоению мощности усилителя.
Тоесть акустика чувствительностью 96дБ/Вт/м с усилителем мощностью 2Вт будет звучать так же громко как акустика чувствительностью 87дБ/Вт/м с усилителем мощностью 16Вт.

<
  • Подписчик
23 августа 2017 08:31

Че Гевара Гельдиев / geldiev

Цитата
  • С нами с 6.04.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 41 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • 0
TANk,
большое спасибо!

<
  • Бонус
23 августа 2017 20:43

Сергей / dsarotor

Цитата
  • С нами с 5.08.2016
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 6 комментариев
  • 6 публикаций
 
  • 0
Доброго времени! можно поинтересоваться объективными параметрами усилителя? например, мощность при заданных искажениях, полоса частот по уровню ... , входная чувствительность. спасибо!

Со стабильностью тока покоя можно поиграть установкой 2 или 3 диодов, включенных последовательно вместо одного, надо ведь компенсировать ТКН трех базовых переходов.
Тогда и ток покоя оконечного каскада можно поднять до тех-же 150 мА, а может и больше. Если это надо конечно!

<
  • Гражданин
13 сентября 2017 10:50

Бузунов Игорь Германович / meshin

Цитата
  • С нами с 18.05.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 76 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Александр. Всё чётко, ясно. С обновкой!

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.