Ультралинейный усилитель А класса (опыт конструирования усилителя JLH 1969)
Не секрет, что усилители, работающие в А классе, обеспечивают наивысшее качество звучания по сравнению с усилителями, работающими в классе B, AB и D. В интернете много информации почему это так. Увы, большинство производителей усилителей данный класс обходят стороной из-за низкого КПД усилителя (до 80% мощности рассеивается в виде тепла). Те же экземпляры, которые можно найти в продаже, стоят безумных денег.К счастью, изобретатель Джон Линсли Худ (John Linsley-Hood) разработал и опубликовал в 1969 году схему простого усилителя А класса мощностью 10 Вт. Такой мощности достаточно для домашнего воспроизведения музыки на высокочувствительных колонках (от 90 Дб). В интернете все отзывы о качестве звучания усилителя JLH только положительные. Это меня подкупило и я решил самостоятельно собрать усилитель Худа в оригинальной версии 1969 года.
Подробно рассказывать об истории создания усилителя JLH 1969 и схемотехнике нет смысла, очень подробная информация есть на портале aovox.com. В посте расскажу лишь об основных этапах конструирования.
Обратите внимание, что напряжение и номиналы некоторых деталей зависят от сопротивления АС. В данной схеме конденсатор С2 слишком малой емкости, что ведет к завалу АЧХ на НЧ. Я применил конденсатор емкостью 2.2 мкФ.В своей реализации использовал импортные транзисторы, основываясь на рекомендациях тех, кто уже экспериментировал с разными вариантами транзисторов (VT1 – BC560CTA, VT2 – 2SC5707, VT3 и VT4 – 2SC5200).
Остальные компоненты взял с учетом нагрузки 8 Ом (в соответствии с таблицей). Резистор R8 лучше сделать подстроечным для более простой настройки тока покоя.Итоговая схема:
Разводку печатной платы усилителя сделал в программе Sprint-Layout. Плату изготовил методом ЛУТ. Скачать печатку можно по ссылке.
Для удобства настройки тока покоя, я не стал впаивать в плату коллектор транзистора VT3. Т.к. при настройке в разрыв цепи подключается амперметр. После настройки тока покоя, просто соединил проводом коллектор транзистора с дорожкой на плате.
Питать усилитель лучше от стабилизированного источника напряжения. Мощность трансформатора должна быть достаточной для обеспечения постоянного тока 1,2 А на канал при напряжении 30 В. Я использовал тороидальный трансформатор с двумя отдельными выходными обмотками ТТП250 (2×25В, 4А). Трансформатор имеет большой запас по мощности, что в принципе не обязательно.
Стабилизатор реализован на микросхеме КР142ЕН22А (в 2-х экземплярах: для левого и правого канала усилителя) с регулировкой напряжения до 30 Вольт, что позволяет точно выставить напряжение в 27 Вольт и, при необходимости, изменить его. Схема включения КР142ЕН22А очень простая (изображение взято с просторов интернета):
Кстати, для версии 1969 года, благодаря выходному электролитическому конденсатору, нет необходимости делать схему софтстарта и защиты АС от появления постоянного напряжения. Что сильно упрощает общую конструкцию.
Выходные транзисторы, диодный мост и микросхема стабилизатора нуждаются в хорошем охлаждении. Для усилителей А класса сильный нагрев – неизбежное зло. Это нужно учитывать при выборе корпуса для усилителя JLH. Я заказал на Aliexpress корпус с огромными радиаторами. Он идеально подходит для этого усилителя:
Качество изготовления китайского корпуса отменное, придраться не к чему!Диодный мост, микросхему стабилизатора и выходные транзисторы одного канала разместил на общем радиаторе:
Настройка
Настройку рекомендую выполнять отдельно для каждого канала. Порядок следующий:
1. Замкнуть аудио вход.
2. Установить подстроечные резисторы усилителей в среднее положение.
3. Подключить амперметр в разрыв цепи коллектора транзистора VT3.
4. Установить напряжение на стабилизаторе ~16 вольт (для исключения появления высокого тока покоя при первом включении и пробоя выходных транзисторов в случае ошибок в монтаже).
5. Установить с помощью резистора R2 половину напряжения питания в точке соединения эмиттера и коллектора выходных транзисторов.
Далее итерационно:
7. Поднять на пару вольт напряжение питания, при этом ток будет расти. Нужно контролировать по амперметру, чтобы ток не превышал 2 А.
8. Снизить ток с помощью R8 до 1.2 А.
Повторяя пункты 6,7,8, доводим напряжение питания до требуемых 27 Вольт.
Борьба с фоновыми помехами
Некоторые из тех, кто уже повторял конструкцию усилителя, жаловались на фоновые помехи (гудение в колонках на частоте электросети). В моем случае фон также был, причем только в одном канале. Уровень фона был несильным, т.е. слышно с расстояния ~0.3 метра от АС. Тем не менее он мне не давал покоя :). Исходя из логики, раз фонит только один канал, значит дело не в плохой работе фильтра/стабилизатора или разводке сигнальных/силовых цепей (все идентично), а в чем-то другом. Пришлось поэкспериментировать и достать бубен. Проблему в итоге я решил так: припаял провод от земляной точки платы “фонящего” канала к металлическому корпусу регулятора громкости… И о чудо! Фон исчез! В колонках абсолютная тишина. Итоговый вид усилителя
Прослушивание
Звучание усилителя оказалось ожидаемо нейтральным. Минимализм схемотехники в лучшую сторону сказывается на качестве звучания усилителя. Звучит он очень натурально и прозрачно на любой громкости в пределах 10 Вт своей мощности. Искажения, как и фон, абсолютно не слышны и не влияют на общее звучание системы. При непосредственном сравнении JLH с усилителем, реализованным на микросхеме, предпочтение однозначно отдаешь JLH. Разница очень заметна на слух и выражается в более чистом и мягком звучании JLH на высоких частотах.После сборки и прослушивания этого усилителя, абсолютно пропало желание покупать какой-либо другой усилитель, т.к. характеристики и качество звучания JLH приближаются к топовым образцам усилителей, выпускаемых промышленно. Наоборот, есть желание собрать еще один такой же, чтобы реализовать полный биампинг на активном кроссовере (ссылка на мою статью про реализацию полного биампинга)…
PS
Из-за особенности усилителей, работающих в классе А, бОльшая часть мощности расходуется на рассеивание тепла. Усилитель серьезно греется даже при достаточно большой площади радиаторов. В моем случае корпус нагревается до 50-55 градусов.
soundfi.blogspot.com
Усилитель JLH часть 12 – подбор транзисторов 1
Подбор транзисторов, короткие рассказы авторов
Поддельные транзисторы
К большому сожалению в современном мире подделываются не только известные бренды одежды, алкоголя, парфюмерия и т.д. Электроника столкнулась с этим что называется «в полный рост». Всем известны подделки литий ионных аккумуляторов для мобильных телефонов, фонариков и ноутбуков. Внешне как правило определить подделку почти невозможно, она прекрасно упакована, снабжена качественной инструкцией и с виду – вроде настоящая. А вот сниженную емкость или значительно меньший срок службы покупатель обнаруживает только через некоторое время после того, как попользуется купленным девайсом…
Электронные компоненты: в особенности активные полупроводниковые приборы, транзисторы, диоды и микросхемы подделываются наиболее часто. Связанно это с тем, что при серийном выпуске стоимость их зависит в основном от качественного кристалла. Кристаллы наши «китайские» друзья обычно не делают, т.к. это все-таки наукоемкое производство, а покупают в готовом виде. А вот операцию установки кристалла на нехитрую подложку, разводку тоненьких проводников на толстые выводы и заливку этого всего пластиком они освоили в совершенстве. Плюс последняя операция – нанесение лазерной маркировки на готовое изделие не стоит практически ничего.
В результате имеем практически неотличимый от оригинала транзистор или микросхему, реальные возможности которых можно выяснить, только впаяв их в реальную схему. Поэтому для самостоятельной, либо мелкосерийной сборке усилителей проблема поддельных деталей сейчас является «основной головной болью». В итоге сборка действительно высококачественного усилителя на оригинальных комплектующих, которые нужно еще и тщательно отбирать по параметрам превращается в весьма затратное по деньгам и трудоемкости мероприятие.
Дмитрий Гриценко = 2015
Недавно на меня снизошло весеннее обострение, и я решил собрать тот самый усилитель по первой схеме 1969 года, на наших родных советских транзисторах. Но разум меня уберег поставить в него советские электролитические конденсаторы… и как оказалось не зря. Все-таки немцы это – немцы, что в машинах что в электролитах они оказались на высоте, здесь будет уместно сравнение жигулей с мерседесом (ИМХО). Была перелопачена куча лучших по уверению форумчан для этой схемы транзисторов КТ90. Найти среди них сколь ни будь подходящих пар по коэффициенту усиления мне не удалось и пришлось перейти на некошерные 2Т903б с бетой около 70. В драйверный каскад были установлены кт630д со статическим коэффициентом усиления 110, а на вход (сенкс Тонни!) германиевые уникумы AC125 с бетами 470 и 480.
БП собрал на торе мощностью около 400 Вт с электронным фильтром, напряжением на выходе 28 Вольт под нагрузкой при токе покоя в каждом канале 1,15 А. Если ставить ток больше, выходные транзисторы начинают дюже сильно греться, поэтому я на 1,15 А и остановился. При таком токе транзисторы выше 60 градусов не греются и держат эту температуру стабильно. Резистор 100 кОм пришлось уменьшить до 60 кОм, только тогда выходной сигнал на полной мощности начал симметрично ограничиваться. Печатные платы разводил самостоятельно, презрев коллективный опыт, сами мы с усами, к тому же габариты деталей у меня ни в один из опубликованных вариантов печатной платы не влезали. Небольшой возбуд погасил емкостью 180 пФ между базой и коллектором транзистора кт630. На выход каждого канала поставил по пять электролитов ROЕ по 3300 мкФ зашунтировав их советскими К73-16 по 10 мкФ. В цепь обратной связи и вольтодобавки поставил по электролиту ROE на 470 мкФ, в БП по четыре штуки тех же ROE номиналом 4700 мкФ.
Из-за того, что макет JLh2969 собирал на работе включить пришлось в акустику S90 восьмиомную (других колонок не было). Прогревал часа два.. ну что сказать… Играет по первому впечатлению весьма недурно., с преобладанием баса… S-90 раскачал очень легко и это не смотря на 20 Ватт выхода. По мид-басу и басу мой старый фолловер этот аппарат уделал однозначно, чего я никак не ожидал от столь простой и допотопной схемы. На средних правда все было хуже… Как-то грязновато… Высокие тоже выражены заметно слабее, чем у того же фолловера. Шумов и фона нет вообще. Поищу дома возбуд, может из-за этого с серединой и верхом не получилось. Транзисторы вроде все высокочастотные, так что причина неуда во ВЧ должна быть очень простой. Прогоню макет через RMAA и поищу возбуд на досуге, т.к. я его при первом включении осциллографом не нашел. Поиграю с уровнем второй, третьей и т.д. гармоники, опыта других форумчан начитавшись, попробую их выставит в убывающий ряд.
Для себя я уяснил, что схема JLh2969 имеет большой потенциал и должна быть внедрена в нормальный корпус с нормальными радиаторами охлаждения. Я бы оставил этот аппарат как ежедневный домашний усилитель, а не что-то переходящее, естественно, после того как его тщательно «вылижу». Вообще-то «вылизывание» должно производится для любого самопального устройства, а не только – усилителя.
Потом заменил кт630 на импортный BD139 и емкость 180 пФ между коллектором и базой убрал… BD139 оказался намного интереснее по звуку и стабильнее по уходу тока покоя. Германиевый транзистор на входе тоже поменял на кремниевый с бетой больше 400. Вообще, идея собрать этот аппарат на советских транзисторах тает как дым. Вот германиевый транзистор на входе меня конечно зацепил, с ним был таааакой БАААСССС!!!! Но при тааких искажениях (((, посему пока его заменил на кремний. Если у меня не получится вживить в первый каскад германиевый транзистор, то проект можно будет закрывать, так как без германия JLh2969 получается просто хорошим усилителем, но без изюминки. И если сравнивать полностью кремниевый JLH в сравнении с фолловером, то фолловер погораздее будет. Если у кого-нибудь есть опыт вживления в Линсли Худа германия, поделитесь плизз, уж очень он меня зацепил.
Slava66 = 2014
Всем здравствуйте! Для любителей звука и аудио техники, как я и обещал – опишу свои соображения насчет усилителя JLh2969. Неприятный недостаток у моего аппарата это – фон. Правда он небольшой и его слышно только в 1 -1,5 метра от колонок, ноя его слышу (Я его связываю с неудачной разводкой печатных плат усилителей, наделал земляных петель и теперь мучаюсь). Думаю, что платы придется разводить заново. Блок питания у меня с тороидальным трансом мощностью 480 Ватт и двумя вторичными обмотками на 20 Вольт. Вокруг трансформатора сооружен экран из железа 2 мм. Напряжение застабилизированно в каждом канале отдельно. Корпус от эстрадного усилителя «Фоманта» ум-2523 с его же радиаторами. Температура на радиаторах выходных транзисторов около 47 градусов и почти стабильна. Радиатор, на котором стоят мощные импортные мосты (они на одной плате с фильтрами) около 65 градусов, что-то я с ним промахнулся, нужно поставить больше.
Сигнал осциллографом проверял, возбудов никаких не увидел. Качеством звука очень доволен, хоть мощность больше 12 Ватт в канал у меня не получается. Колонки 6 Ом HECO Victa – немецкие, им уже 10 лет. Этой мощности вполне хватает на комнату 16 кв. м.
По транзисторам: На входе стоит малошумящий ВС212В с маленьким обратным током коллектора (параметры: Uкэ 50 В, 0,1 А, Р 0,35 Вт, 280 мГц, 6 пФ, коэфф передачи Iб около 200). В драйверном каскаде филлипс BD139 тоже с малым обр. током коллектора (параметры: Uкэ 80 В, Iк 1,5 А, Р 8 Вт, 190 мГц, коэфф передачи 120). Выходные транзисторы моторолла MJ15003 в железных корпусах (параметры: Uкэ 140 В, Iк 20 А, P 250 Вт, 2 МГц, коэфф передачи 100). Питание – стабилизированное +-18 В с током покоя 2 А в каждом канале. Рассеивается на радиаторах 2 х 70 Вт, площадь радиаторов 2 х 3000 кв.см.
В общем я своим усилителем доволен. Транзисторы разные по звучанию не перебирал, а поставил сразу те, которые рекомендуют форумчане. Правда предварительный отбор по бете все же делал.
And4841 = 2014
Ну вот, нашла коса на камень, начитался хвалебных отзывов и собрал данный девайс на наших транзисторах. Просто ради интереса собрал, хотел удостовериться в радости соплеменников. Последний раз транзисторный усилитель я собрал 18 лет назад, а потом перешел на лампы окончательно и бесповоротно… С тех пор на них и сижу, и тут последние пару лет на форумах начали возникать темы транзисторных ультралинейных однотактников по схеме Худа. И темы сопровождаются такими восторженными словами, что дальше некуда. И качество у него супер и простота невозможная и поет он не хуже лампы. Вот это последнее меня и задело… На работе сложилось так, что было лето, а работы летом у меня почти нет вот я и приступил к оному девайсу. Нашел подходящий силовой транс мощностью ватт 200 зеленый военный ТАН. В кассе нашел приснопамятные кт805 выпуска 1991 года и жменьку германиевых МП42б… Ну и собрал его за день. Принес его в дом, и включил один канал на лампе 6П43П однотактный (есть у меня такой), другой канал JLh2969 с кт805 на выходе, кт801 в раскачке и МП42б на входе.
В общем «я его слепила из того, что было» не отступая от схемы оригинала, и все заработало с пол тыка. Поставил половину напряжения питания на выходе, ток покоя 1,5 А и начал слушать.
Что могу сказать… Камни в сочетании германий на входе и кремний в драйвере и на выходе не ударили в грязь лицом, вопреки ожиданиям моей ламповой души. Теперь я понимаю восторженные описания челов. Все сыграло очень и очень достойно вровень с лампой, придраться то особо не к чему. Потом поменял выходные транзисторы кт805 на пластмассовые кт819, опять выставил ток покоя 1,5 А и стал слушать… Ну не знаю. Разницу я практически не услышал, как по мне, то 805 почище будут. Монтаж усилителя сделал навесом, а под все транзисторы для удобства быстрой замены поставил клемники. Сейчас буду втыкать все советские, какие у меня есть, потом перейду на импорт и слушать, слушать, слушать… По другому, с этим аппаратом никак. Получается, что для усилителя JLH выбор транзисторов – это самое главное.
Да! И пробовал я включать его в режиме экономичный А, спектр по осциллографу намного красивее вплоть до клиппинга, практически одна вторая гармоника, а третью вообще не видно. И на низкоомную нагрузку лучше работает, а схема та же, только нагрузка не на землю идет, а на верхний конец эмитерного резистора 0,3-0,7 ом нижнего выходного транзистора. Как в схеме Игоря Семынина «Экономичный А»
Ибуки = 2010
Выходные транзисторы рекомендую 2sc5198 или 2sc5200 с буквой О на корпусе, для устранения возбуда между коллектором и базой емкости 10…20 пФ как в любом усилке с обратной связью. Выходные транзисторы лучше подбирать с бетой от 120 и выше, в драйверный каскад лучше всего транзистор с бетой 300-800, но таких средней мощности мало. Сюда, например, можно поставить вс550 В или С. Очень хорошо показал себя вс109с и 2n2825 маломощный. Ток у него 8-15 мА максимум. Я их сравнивал по звуку с транзисторами в драйвере типов bd139, 2sc5171 и другими и получил на маломощных в три раза меньше искажений, чем на транзюках средней мощности. Плюс – качество меандра было намного лучше. На маломощном транзисторе в драйверном каскаде быстродействие было великолепным. Такого быстродействия и ровного меандра на транзисторах средней мощности мне не удалось достичь из-за их меньшей беты и больших межэлектродных емкостей. Но маломощный транзистор можно поставить в драйвер только, если бета выходных больше 120. С маломощным транзистором в драйвере нередко возникает возбуд, который я убираю кондером 10 пФ между его коллектором и базой. Коррекцию ввожу, зашунтировав резистор ООС 2,4 кОм конденсатором 10-16 пФ. Хорошо устраняет возбуд двухватный резистор 10 Ом с намотанными на него 10 витками провода 0,8 мм, включенный последовательно с нагрузкой.
Делал эксперимент и ставил на вход 2sa1015, bc546b и 2sa970м. В драйверный каскад вставлял уникальный транзистор средней мощности типа 2sd2165 с бетой более 1000. Я вообще таких транзисторов больше не встречал. Вроде он не составной и бета под 1000-1200… Это уникальный транзистор. Чуть хуже здесь работали 2sd965, 2sc5171.
На выход пробовал ставить 2sd1804 c буквой Т или S (у них бэта до 400), только их просто так на радиатор не закрепишь. Они SMD и их нужно сначала напаять на медные пластинки и потом крепить к радиатору. Если заморачиваться с СМД лень, тогда 2sc5198, 2sc5200 c буквой О но у них бэтта ниже. При напряжении питания до 30 В очень хороши 2sd1212-s.
Ссылки по теме
aovox.com
Усилитель JLH часть 17 – механический монтаж
Конструктив усилителя JLH от авторов
Печатная плата
Общие требования к печатной плате усилителя JLH не зависимо от версии: 1969, 1996 или 2005 года – не «красивость» и симметричность расположения на ней элементов, а минимально возможное расстояние между выводами контактирующих друг с другом деталей. И соответственно минимально возможная длина дорожек при их максимальной ширине. Дорожки, по которым идут силовые токи нужно отделять от слаботочных и по возможности ставить их не одну за другой, а параллельно. Известный способ разведения силовой и слаботочной земель «звездой» желательно применить и к питающим дорожкам входного и драйверного каскадов. Т.е. вести не одну дорожку, допустим (+) от выходного транзистора к драйверному потом к входному, а сделать две – три отдельные, и соединить их в одной точке подпайки выходного транзистора к мощной плюсовой шине питания, приходящей на плату. Способ соединение земли «Звезда» для усилителя JLH является обязательным.
До разводки печатной платы желательно испытать усилитель в макете, т.к. для коррекции в ВЧ или устранения возбуждения могут понадобиться небольшие блокировочные конденсаторы с базы на коллектор транзисторов. Если печатную плату сделать заранее и в готовом усилителе возникнет самовозбуждение, для блокировочных емкостей может не оказаться места. Кроме традиционного способа разводки плат дорожками с одной стороны есть вариант двухсторонней разводки. При двухсторонней разводке длину дорожек можно хорошо подсократить. Как вариант – на одной из сторон двухсторонней печатной платы можно расположить силовые цепи или «землю» звездой. Интересный вариант компоновки печатной платы, пришедший из СВЧ техники – сохранение почти нетронутым сплошного покрытия верхней стороны медной фольгой и создание т.н. земляного «полигона».
Земляной полигон
Показал я свою плату с разводкой земли «полигоном» специалисту по трассировке плат для цифро-аналоговых схем.
В случае низкочастотного сигнала, где еще не сказывается скин-эффект, ток по полигону распространяется по самому короткому пути (где наименьшее сопротивление и затухает в стороны от него экспоненциальному закону. Основная задача, чтобы на пути этого возвратного тока не оказались слаботочные цепи. В моем варианте «полигона» все сделано правильно, кроме того выходные – сильноточные транзисторы стоят максимально близко к входам питания и к драйверному транзистору. В моей конфигурации сильноточные цепи и земляные выводы элементов на полигоне стоят максимально близко к точкам подключения провода питания и земли к плате. И длина этих участков фольги получилась минимальной. Единственное замечание – между землей входного каскада и общей сильноточной желательно сделать по периметру вырез. Чтобы для входного транзистора и его обвязки образовался свой «мини полигон», отделяющий возвратный ток входного каскада и соединяемый с основным в точке подключения земляного провода к плате.
Плюсы полигона:
- Индуктивность сплошного слоя фольги меньше самых широких дорожек – трасс, которые можно проложить при одностороннем монтаже.
- Плата со сплошным слоем фольги, отведенным под «землю» более помехоустойчива. Если бороться за помехозащищенность то упрощенным полигоном может служить двухсторонняя плата с разводкой земли на одной из сторон.
- Земляной полигон ловит помех намного меньше, чем известная всем разводка «звездой».
- При разводке земли «звездой» нередко получается довольно большая по площади «земляная петля» которая как антенна ловит огромное количество современных импульсных электромагнитных помех. В полигоне такой петли нет.
Мне привели пример, когда схема с микропроцессором и АЦП работала неустойчиво и сбоила при разводке земли звездой дорожками шириной 2 мм, что для цифровой техники через-мерно много. Схема заработала без сбоев после «пересадки» ее на плату со сплошным земляным полигоном (В литературе по цифровой и СВЧ техник есть настоятельные рекомендации по разводке печатных плат с непрерывным земляным полигоном). В бытовой технике промышленной и самодельной сплошной полигон встречается очень редко т.к. односторонняя печатная плата проще и дешевле в производстве и монтаже.
По поводу опасений на счет проникновения наводок от выхода на вход было сказано:
Представь какой мощности должна быть помеха что бы навести в низкоомных цепях ощутимое напряжение на короткий проводник! И к тому же у тебя есть экран из сплошной земли. Входной каскад и входной конденсатор у тебя стоят на максимальном удалении от выхода в другом конце платы. Ничего страшного на таких частотах не произойдет даже стой они рядом. На низких частотах с их НЕ крутыми фронтами и из-за малости самого сигнала наводки по сравнению с полезным можно не брать во внимание.
Если усилитель возбуждается на ВЧ, то это другое дело, но это не штатный режим и его надо устранить. Когда рабочая частота превышает 200 – 300 Мгц, тем более на частотах около 2 ГГц – сигнал вообще не похож на прямоугольник, а прокладка трасс учитывает краевые эффекты и строение текстолита. Что бы нивелировать влияние сеточного строения стеклотекстолита такие трассы ведут зигзагом. Было еще много чего сказано, но последняя фраза меня успокоила. Если ты все сделал правильно, то усилитель заработает как надо. Практика – лучший учитель.
У полигональной земли площадь больше, индуктивность и сопротивление естественно меньше, а так как все сигналы в схеме используют ее как общую шину и потенциалы прилагаются относительно земли, то это хорошо. Опять же, что бы помеха создала заметную разность потенциалов на низкоомном полигоне – это какого уровня помеха должна быть! Если так думать, то вообще невозможно экранировать что-либо помещая его в тонкую заземленную оболочку типа оплетки микрофонного кабеля и т.д.
В моем JLH стоят ВЧ транзисторы на входе, а входное сопротивление при этом достаточно низкое. Для помехоустойчивости это хорошо, потому как наиболее подвержены наводкам и помехам как раз входы с высоким сопротивлением. Земля с полигона в нужные места подводится не через переходные металлизированные отверстия, а через ножку соответствующего компонента из меди диаметром 0.7 – 0.9 мм плюс слой олова в отверстии.
Отвод тепла
В схеме JLH греется фактически все, начиная от силового трансформатора и заканчивая выходными транзисторами. Основная проблема с которой сталкиваются авторы JLH это качественный отвод тепла от выходных транзисторов. В отличие от аппаратов класса АВ, в которых нередки десятки выходных транзисторов, в JLH этих транзисторов максимум по 4 на каждый канал. И работают они в отличие от аппаратов класса АВ в очень тяжелом режиме. Каждый транзистор в JLH работает не на пределе электрических возможностей (транзисторы способны работать с мощностями 200-300 Вт), а на пределе возможности передать непрерывно выделяющееся тепло радиаторам. Лучше применять транзисторы в металлических корпусах т.к. площадь контакта с радиатором у них больше чем у пластиковых, а тепловое сопротивление соответственно меньше. Однако у железных транзисторов вывод коллектора присоединен к корпусу и для электрической развязки приходится либо изолировать от радиатора сам транзистор, либо весь радиатор изолировать от корпуса. Транзисторы Q3 и Q8 необходимо устанавливать на свои радиаторы площадью 60-80 кв.см. На Q8 рассеивается в два раза большая мощность чем на Q3
Прокладки, какими бы они качественными не были, тепловое сопротивление транзистор – радиатор увеличивают. «Резиновые» изделия типа Номакон для JLH противопоказаны, т.к. у них большая толщина и низкая теплопроводность. Немного лучше слюда, но тонкая. Опять же для мощности передаваемой от транзистора радиатору больше 40 Вт слюда подходит плохо. Тут лучше применять керамику и потоньше (бериллиевую). Или укрепить транзистор (пару транзисторов одного плеча) на толстую медную пластину или алюминиевый уголок с шириной полки 40-50 мм и толщиной 8-10 мм безо всяких прокладок (площадь уголка или пластины должна превышать площадь контактной поверхности транзисторов в 4-6 раз). А уголок или пластину прикрутить к радиатору уже через широкую прокладку из слюды. Площадь теплового контакта в таком варианте увеличивается в 4-6 раз и соответственно снижается итоговое тепловое сопротивление. Лучший же вариант по теплоотводу – крепить транзисторы к радиаторам без прокладок, а сами радиаторы изолировать от корпуса. Не забывайте о термопасте.
Компоновка усилителя
Все усилители класса А имеют большое тепловыделение. В усилителе JLH с выходной мощностью всего 2х15 Вт приходится устанавливать радиаторы площадью не менее 2000 кв. см. на каждый канал. При чем радиаторы, по возможности, должны быть не внутри, а снаружи корпуса.
Площадь радиаторов при естественном охлаждении (без применения обдува) должна составлять от 1500 до 2000 кв. см на каждый транзистор при условии, что каждый транзистор рассеивает непрерывно от 30 до 60 Вт. При указанной площади температура транзисторов держится в районе 50-65 градусов, что для кремниевых приборов вполне допустимо. При применении в усилителе германиевых выходных транзисторов площадь радиаторов должна быть увеличена в 1,5 – 2 раза при той же рассеиваемой мощности.
Лучшая компоновка радиаторов для отвода тепла – на двух боковых стенках корпуса. Лучшая форма усилителя с точки зрения отвода тепла – вертикальная на манер системного блока компьютера с расположением двух больших по площади и высоких радиаторов на боковых стенках. В такой конфигурации усилитель может спокойно отдавать мощность до 50 Вт на канал, а в случае моноблоков до 80 Вт на каждый моноблок. При «дизайнерском подходе» к внешности усилителя JLH (в том случае, когда радиаторы вынужденно оказались внутри корпуса или он должен находиться в тесной стойке среди нескольких аппаратов) без активного охлаждения не обойтись.
Активное охлаждение
(… Граждане!!! Век конвекционного охлаждения ушёл в небытие! Зачем вы нагромождаете свои усилители много килограммовыми радиаторами? Купите кулер с радиатором от персонального компьютера и посадите на него ваши кипящие транзисторы. Работает годами – проверено на тысячах компов, выделяющих до полукиловатта и больше. С принудительным охлаждением усилитель будет раз в пять легче и меньше. Шум от карлсона можно легко изничтожить, подав на кулер напряжение в 1,5 – 2 раза ниже номинала, охлаждение при этом почти не пострадает. Соседу собрал за неделю с таким охлаждением, до сих пор не верит, что так тоже можно. Пещерный человек. Дышите, как говорится, в ногу со временем. Если четыре транзистора привинтить к штатному радиатору от пентиума, даже не самого тепловыделяющего и обдуть его кулером, то всё будет ок… )
Ошибки активного охлаждения:
- Площадь радиаторов берется намного меньше, чем при пассивном охлаждении.
- Для активного охлаждения применяются обычные радиаторы с широко расставленными ребрами
- Радиаторы устанавливаются внутри корпуса произвольно, а вентиляторы вытягивают воздух находясь на задней стенке усилителя, а не рядом с радиаторами.
Посмотрите, как устроено активное охлаждение у процессоров и видеокарт системных блоков. Несмотря на вентиляторы, площадь ребер процессорных радиаторов никак не меньше 800-1000 кв. см. ребра стоят очень часто, а расстояние между ними минимальное. При этом кулер стоит вплотную к ребрам. Для максимально качественной передачи тепла от поверхности процессора к ребрам охлаждения применяются тепловые трубки. Вот по таком принципу и должно работать активное охлаждение усилителя JLH, как у пентиума, только вместо процессора – транзисторы.
Если для активного охлаждения применять не процессорные радиаторы с частым расположением ребер, а обычные, то из них нужно собрать «аэродинамическую трубу» расположив ребрами друг к другу, и на эту трубу поставить кулер. (посмотрите в Гуггл, как организовано охлаждение внутри любого профессионального эстрадного усилителя).
P.S. Можем помочь в проектировании усилителя JLH и его комплектующих. В наличие имеются готовые корпуса с радиаторами и трансформаторами, а так же печатные платы (не китайские) распаянные, либо в виде КИТ. Имеются так же готвые аппараты разной мощности.
Ссылки по теме
aovox.com
Прослушивание JLh2969 усилитель JLH тестирование усилителя JLh3003
Прослушивание JLH и сравнение c другими аппаратами
Vldibor77 = 2015
Я повторил усилитель JLH два раза, первый раз по схеме 1969 года на наших транзисторах. У меня потом его с руками оторвал знакомый гитарист. При том, усилитель был ну совершенно не в «продавабельном» состоянии. Собрал его в корпусе от какого-то советского усилителя эстрадного с огромным радиатором сзади. Весь корпус получился пустой. Только две платки вертикально на задней стенке, он же и радиатор. Трансформатор оставил родной, пришлось вторичку перематывать на напряжение 2х20 Вольт, а то там было под сорок в каждое плечо.
Товарищ мой еще издевался, что отдаю ему задорого «пустую коробку». Второй раз собрал уже по схеме 2003 года с источниками тока т двумя парами выходных, на этот раз уже фирменных транзисторов MJ15003. Он до сих пор у меня работает и практически постоянно «греет душу и ноги». Если честно, то после сборки двух аппаратов по похожей схемотехнике с работой выходного каскада в классе А считаю, что лучшая для него конструкция – вертикальная с высокими и глубокими радиаторами по бокам. Так как оба мои аппарата греются нещадно, хотя там радиаторы тысяч по пять сантиметров. В вертикальном корпусе конвекция явно лучше из-за эффекта «трубы», когда температура возле пола заметно ниже чем на метр от него. За счет этого воздух у ребер движется гораздо быстрее, чем в случае горизонтального расположения усилителя JLh2969 и его высоты от силы сантиметров 12 как у меня. У меня дома жизненного пространства совсем немного и поставить вертикальный «второй системник» было некуда, поэтому оба раза я сделал обычный горизонтальный усилок. Сейчас усилитель нагревается до градусов 50-60. Пришлось поставить вентилятор и запитать от отдельного маленького БП, т.к. в первом усилителе он у меня питадся от общего трансформатора и в звук лезли помехи, от которых тогда я полностью так и не избавился. Оптимальным мне видится изготовления усилителя JLh в виде мощных моноблоков вертикального расположения. Тогда и мощность от него можно получить ватт по сорок в канал и охлаждение нормальное сделать без вентиляторов.
Мое тестирование усилителя JLh3003
Теперь про звук: В начале конечно я восторгался и до сих пор считаю, что все, что про него написано в бесконечных полемиках на форумах чистая правда. Сейчас к звуку я уже основательно привык и делать себе аппарат ниже уровнем чем усилитель схемы JLH или что-то подобное не буду. Средние частоты у него бесподобные, на уровне хорошего лампового усилителя однотактного. Я конечно не беру топ варианты с фирменными трансформаторами типа Tango, Tamura и т.д. со всякими 300B, AD1 и прочей экзотикой. Но большинство аппаратов на обычных лампах типа EL-34, 84, 6550 он уделывает. Да… в середине лампы с JLh сходны и по подаче и по прозрачности. Средние частоты у него бесподобные: прозрачные и кристально чистые с большой глубиной сцены. На любой музыке много воздуха плюс – заметны малейшие нюансы в записях, все слышно превосходно. Но в басу JLH в явном фаворе и это однозначно. Кроме пары ламповых, сравнивал его с микросхемным на LM3875 – если честно, то небо и земля.
Если же судить глобально и сравнивать мой усилитель JLh3003 последний не только с лампой, а и с транзисторными двухтактниками в классе АВ, то получается, что самое слабое в нем место – это низкие частоты. По сравнению с двухсоттватным Музикал Фиделити или Крелл в нем явно не хватает динамики и напора. Но пардон, то – с чем я сравнивал, стоит в магазине под пять тысяч долларов каждый, а мой мне обошелся первый раз в 200, а второй раз чуть больше 500 с корпусом и хорошими импортными деталями.
Еще я заметил, что данный усь очень критичен к качеству источника сигнала и моей Asus Xonar ST ему совершенно не хватает. Наконец-то я услышал, по какой причине ЦАП на PCM1792 называют пластмассовым. До этого, различий между ЦАП-ами на разных микросхемах в плане звука я не замечал.
Степан = 2016
Здравствуйте народ!
Наконец то закончил и представляю на общее обозрение свой вариант конструкции усилителя JLH-2003 с двухполярным блоком питания +-27 Вольт и током покоя 2,8 А в каждом канале (обогреватель получился не хуже малслянного Аристона) Корпус взял от совдеповского усилка 50У-017С «Электроника». Поставил тороидальный трансформатор, который был предназначен для питания галогенных ламп 12 В, 500 Вт. Там были две обмотки по 12 Вольт составлены из двенадцати жил по 0,6 мм. Я их разделил по 6 жил и соединил последовательно, после выпрямления получил примерно +-22 В. ЗВУК ВЫСШИЙ КЛАСС! Даже не ожидал от этой примитивной схемы такого, другого теперь мое ухо слушать не хочет J. Без вентиляторов обойтись не удалось, т.к. я хотел максимальной компактности. Температура на транзисторах Tosiba доходит до 80 Градусов… Не знаю, это конечно многовато, но по даташитам они до 120 держат, так что запас есть. Я транзисторы до установки в усилитель прогонял на макете и держал их под температурой 110 больше часа. Параметры после этого совсем не поплыли, так что 80 градусов в усилителе считаю для них нормальным режимом.
Музыку слушаю самую разную на колонках 150 АС «Кливер», приведенных в порядок.
Если сравнивать мой JLH по звучанию с другими, то отдать предпочтение ему, Кводу или усилителю Лайкова весьма ложно. Разница конечно есть (усилители близкой идеологии): у Квода звук теплый и комфортный и годится для долгого слушания, у Лайкова – хрустальный и совсем невесомый, как глоток воздуха в горах, но он через =мерно детален и его долго не послушаешь. JLH на их фоне кажется «живее всех живых», он конечно ближе к Кводу и его тоже слушать хочется не переставая. Я это много раз проверял на собственной жене, она у меня имеет музыкальное образование, и я ее призываю в качестве независимого эксперта. Усилитель Лайкова она как правило просила сделать тише уже через час – полтора, а JLH и Квод через 3-5 часов. Уровень громкости со всеми тремя аппаратами был ниже среднего и позволял свободно разговаривать не повышая голос.
Отдать явное предпочтения одному из трех описанных аппаратов я не могу. Усилитель JLH-2003 у них обоих не выиграл, так что считаю, что все три концепции имеют право на жизнь. С промышленными аппаратами тоже сравнивал не раз. Что тут сказать… Стоит мой JLH раз в десять меньше (Лайкова и Квода это тоже касается) того, с чем я сравнивал, а играет не только не хуже, а на порядок лучше. Факт.
Андрей Винницкий
Я брал кит у Иштвана. Не все знают, что он делает киты и готовые усилки под заказ. Так же он делает кит усилителей Нельсона Пасса, Алеф Мини. КИТ у него полностью собран, запущен и настроен, детали подобраны по режимам и звуку. Комплектуха на уровне, и ничего менять не надо. Предлагает все кроме корпуса и БП в конфигурации – двойное моно, может и с радиаторами отдать. Но тут лучше самому под свой же корпус как сделал я. Я с Иштвана усилителем прожил долго и счастливо, пока не собрал свой вариант – гибридный с лампой и дросселем в эмиттере, но это другая история, не про JLH. Свой JLH я продал в древний город Острог к рупорным колонкам на 175SFR. Если у вас комната небольшая 14-16 м и акустика с чуйкой позволяют, то JLH с его 12-20 Ватт на выходе – это то, что нужно. Я ни разу не слышал усилителя на микросхемах, транзисторах или лампах, которые звучат лучше JLH в этом диапазоне мощностей. Спектр его искажений очень быстро спадает и в нем третья гармоника не доминирует. Да! Если нужно 3-7 Ватт, то тут кроме лампы лучше не сыграет ни что, и JLH тут явно «не в тему». Если комната большая и колонки резиновые, а вы любите «поддать гари» то JLH тут тоже укакается, для закладывания ушей нужно по шесть транзисторов в плечо и питание +-50 в классе АВ… Так что JLH – агрегат интеллигентный для комфортного сожительства, так сказать.
Параметры JLH от Иштвана, был у меня больше года:
- Выходная мощность: 12 вт на 8 ом при 1 В на входе;
- Полоса частот – response @-1dB, 8 W: 8 Hz-80 kHz;
- Искажения: total harmonic dist. @8 Ohm, 8 W: 0.08 %;
- Тишина J: 104Дб сигнал/шум;
- Режим работы всех транзисторов: А- класс.
FEDGEN тестирование усилителя JLH 2003 = 2010
Свой первый JLH я собрал в далеком 1979 году на советских (тогда других не было) деталях, второй раз в 1997 на импортных выходниках 2922 и последний раз в 2006. У меня всю жизнь (до 2006 года) получалось так, что была уйма измерительной аппаратуры, много Hi-Fi техники (починял я ее) куча деталей и непрерывное общение с паяльником. Опыт прослушивания естественно тоже был. Первая сборка по оригинальной схеме 1969 года заняла целый месяц, хотя там деталей с гулькин нос. Схему брал из книжки «Зарубежные радио конструкции». Месяц мучений в итоге дал удручающий результат, у меня по крайней мере. Не мог справиться с нагревом германиевых транзисторов, все плыло и вылетало… Подумалось, почему именно этой схеме уделяется в книжке так много внимания… Начал ту первую схему по своему разумению дорабатывать. В процессе выяснил, что она очень критична к конденсатору в обратной связи и двум резисторам. Пробовал ставить интегратор для поддержания нуля на выходе, мне не понравилось. В итоге трех сборок через энное количество времени у меня остался вариант: Выходные транзисторы 2N3055, драйверный 2SC4793, на входе S8055. Этот комплект для моих– ушей лучший вариант. Питание 16 Вольт, ток покоя 0,9 А, конденсаторы в питании по 6800 мкФ.
Усилитель стоит на работе в качестве контрольного, и я его периодически включаю между фирменными. Неизбежно ловлю кайф и тащусь, что мой по схеме JLH играет лучше любого (транзисторного). Для проверки наушников сделал ушной вариант JLH с вых. мощностью 2 Ватта в канал на германии.
Любителям комфортного звука и больших мощностей рекомендую купить винтаж лучше годов 67-75 не старше, желательно на германиевых транзисторах. Традиционно восхваляемые конструкции по схеме Зуева Сухова ВВ и т.д. по сравнению с винтажом и тем более с Худом – отдыхают. JLH большой мощности не даст, а если даст, то это будет промышленный отопитель дома.
Хотел напомнить, что звук или нравится, или не нет! Тут каждый для cебя должен решать сам. У меня была куча случаев – по приборам вроде всё идеально, а звука нет вообще!. Данный усилитель JLH (особенно версия 2006 года) многим, даже весьма искушённым слухачам однозначно нравится. У кого есть этот усилитель и кто устраивал прослушивание JLH, сравнение JLH с другими аппаратами, как правило на нем и останавливается, и переходит на поиск более качественных источников. Усилитель JLH выявляет все погрешности тракта. На этом аппарате именно ХОЧЕТСЯ слушать музыку независимо от того, как дерьмово записан исходный материал. Вот что странно. Правда я свой усилитель JLH собрал на НЕ дешевой комплектухе, может еще и в этом дело. Словом, красивые самолёты красиво летают.
P.S. У нас в демозале есть несколько готовых усилителей JLh2969, JLh2996 и JLh3006, можем предотставить их для прослушивания либо у нас либо у Вас. Так же вы можете заказать аппарат индивидуально под свою акустику.
Ссылки по теме
aovox.com
Радиоконструктор усилителя мощности JLh2969 mini 3 Ватт х 2 на транзисторах pnp
1. Заменить резистор R5 подстроечным в 200 кОм. Лучше это сделать сразу, не паять постоянный резистор. Даже если дальнейших экспериментов делать не будите. После прогрева схемы, выставить на плюсе конденсатора С2 половину напряжения. Потом можно заменить на постоянный.2. Замена регулятора громкости на нормальный ALPS RK27 mysku.ru/blog/ebay/40146.html Тот, который в конструкторе — фигня полная.
3. Заменяем все конденсаторы на нормальные. Я поставил: обычные — WIMA MPK, электролитические — ELNA Silmic II. Звук улучшился. Конденсатор C2 поменял на ELNA LAO 10000uf 63V for Audio. Это изменение радикально улучшило звук. Чем качественнее этот кондер и чем больше его емкость — тем лучше.
4. Питание. В стоке БП усилка — диоды и два конденсатора. Основной фильтрующий конденсатор — чем больше его емкость — тем лучше. У меня стоит на каждый канал 33000 мкФ, 50 В. Еще лучше набрать батарею параллельно соединенных конденсаторов с низким ESR. Можно использовать CRC фильтр, электронный фильтр на транзисторе. Я перепробовал разные варианты — самый лучший стабилизированное питание на LM317 по схеме radiopages.ru/audio/power-amplifier/amplifier-jlh-6.html с умощением микросхемы транзисторами (самый мощный транзистор — на приличный радиатор — у меня вместе с остальными транзисторами). LM317 почти не греется на этой схеме:
Звук от стабилизированного питания стал сильно лучше. Плюс шунтирование всех электролитов керамикой 0.1 мкФ.
5. Мощности в 3 Ватта оказалось недостаточно. Мы же музыку слушаем, а не синус. А у музыки динамический диапазон меняется примерно раз в пять. А чтобы увеличить мощность нужно поднять напряжение питания (электролиты должны браться с запасом с коэф. 1.5). Я особо не увлекался — 18 Вольт трансформатор дает мощность на выходе усилителя в 5 Ватт. Большее увеличение мощности регулятором громкости без повышения напряжения питания вызывает искажение — усилок уходит из класса А. Мне достаточно и 5 Ватт выходной мощности.
6. Улучшаем качество звука поднятием тока покоя с 0.6 А до 1 А (крутим резистор RV1). Большее увеличение тока покоя у меня улучшения звука не дало. Раз увеличиваем ток покоя — тогда больше радиаторы, мощнее транс в БП и т.д. 🙂 У меня через 30 минут прослушивания радиаторы нагреваются до 45 градусов, через два часа — до 55 градусов. В комнате 21 градус. Зима. 1А 18 В. Усилок при включении слушать невозможно — песочит. Минут через 15 как прогреется заметно лучше. Через 2 часа — вообще рулез! Жрет при этом постоянно 40 Ватт. JLH 1989 mini. А большие варианты могут квартиру обогревать 🙂
7. Подбор выходных транзисторов. Пробовал TIP42C, MJL21193, A1941, 2SA1302. По звуку больше всего понравились 2SA1302. Транзисторы подбирать парами по h31э на рабочем токе (1 А у меня). Транзисторы естественно, настоящие, не подделки.
8. Транзистор Tr3. Разные пробовал. Лучше всего с 2SA1930 звук вышел.
9. Решил все таки защиту АС поставить (от постоянки и задержки питания) mysku.ru/blog/china-stores/43713.html. Так как при выключении неприятные звуки происходят. Питание защиты — отдельный трансформатор.
10. После всех этих модификаций решил сделать другую плату по усилитель и питание. Конструкцию сделать по схеме «двойное моно» — два полностью независимых канала в одном корпусе. Компоновку взял за основу из конструктора, но изменил под свои детали и землю по-другому развел. Наверное кривато развел. Но посторонних фоновых шумов нету. Норм. Если кто-то захочет повторить конструкцию, пишите вышлю платы — у меня еще две штуки осталось (5 штук заказывал).
Конструкция:
Усилок
БП со стабилизатором:
На радиаторах:
C радиаторами начудил по неопытности. Пришлось вертикальное расположение выбрать:
Готовая конструкция:
В работе после двух часов прогрева. См температуру на радиаторах у транзисторах:
Все таки JLH не для тяжмета. А Johanna Kurkela шикарно сейчас играет.
mysku.ru
Усилитель звука JLh3003 усилителе JLH-2003, усилители класс А Hood2003 транзисторы ток покоя
Усилитель мощности звука JLH версия 2003 года
Знаменитая схема усилителя мощности Джона Линсли Худа, придуманная и опробованная им в далеком 1969 году несколько раз модернизировалась как самим автором, так и тысячами его последователей. Что интересно, несмотря на зрелый возраст и огромное количество других усилителей эта разработка прекрасно дожила до наших дней и сейчас пребывает на пике своей популярности.
В 2003 году друг Джона Линсли Худа классический музыкант – пианист, аудиофил и истинный радиолюбитель Тим Берн провел большую работу по модернизации конструкции усилителя мощности JLH-1969 и JLH- 1996. Идея доработки: Увеличить выходную мощность, перевести усилитель на современную элементную базу, улучшить параметры и температурную стабильность, и по возможности – улучшить звучание.
В результате получился усилитель мощности JLH-2003 года Рис.1:
Регулировка выходного напряжения
Попробовав разные варианты схемы для питания входного каскада на транзисторе Q4: Интегральный стабилизатор на микросхеме, дискретный стабилизатор на двух транзисторах, просто RC цепочку Тим Берн пришел к выводам:
- Микросхема довольно сильно шумит, не зависимо от фирмы производителя;
- Нередко она возбуждается, и приходится вводить цепь постоянной подгрузки ее по току;
- Делая усилитель JLH стабильнее, и это подтвердили сотни последователей – стабилизатор на микросхеме портит звук.
- Стабилизатор напряжения на дискретных элементах работает устойчиво, но, как и интегральный стабилизатор, звук немного ухудшает.
В версии 2003 года Тим применил в первом каскаде источник тока на транзисторах Q5 и Q6. Звук не ухудшился, шум полностью пропал и при этом заметно уменьшился дрейф постоянного напряжения на выходе, который мучает многих любителей, собравших традиционную схему JLH-1969 или JLH-1996.
Ток покоя выходного каскада
Повторившие схемы 1969 и 1996 года радиолюбители часто писали, что авторский вариант усилителя мощности звука JLH-1969 (с неудобной регулировкой тока покоя) звучит лучше… В многочисленных симуляторах – искажения усилителя, собранного по схеме 1969 года, так же были меньше. Тим Берн собрал обе версии усилителя на одинаковых комплектующих и провел серию сравнительных прослушиваний. В его версии модель JLH-1996 звучала лучше, и он решил усовершенствовать дальше все же ее.
Джон Ли Худ предложил ему для регулировки тока покоя попробовать такой же источник тока, который он применил для питания первого каскада (На схеме это транзисторы Q7 и Q8). Предварительное моделирование в симуляторе показало уменьшение искажений по сравнению с вариантом 1996 года в 2 раза и явное уменьшение искажений на низких частотах, вызываемое влиянием конденсатора обратной связи. Как бонус, из-за увеличения размаха напряжения – выросла выходная мощность. Тим включил источник тока в цепь питания предвыходного транзистора и провел сравнительное прослушивание обоих вариантов усилителя. Обновленный усилитель с двумя источниками тока по звуку явно выиграл у обоих предыдущих концепций 1969 и 1996 годов.
Блок питания
Многие любители, собравшие обе схемы JLH отмечали, что усилитель питаемый от стабилизированного источника питания звучит лучше, хотя это не факт. Со стабилизатором напряжения усилитель А класса работает стабильнее – это неоспоримо, но по части звука мнения расходятся. Тим заменил классический стабилизатор напряжения на микросхеме LM317 дискретным стабилизатором напряжения с умножителем емкости. Звучание усилителя с дискретным стабилизатором ему понравилось больше, но не кардинально. При питании каждого канала усилителя от отдельного стабилизатора напряжения звук прибавил в качестве довольно существенно. Итого, базовой стала схема с двухполярным источником питания без выходного конденсатора, с применением в каждом плече стерео усилителя – своего дискретного стабилизатора напряжения с умножителем емкости. Теме выбора лучшего блока питания для усилителя звука JLH будет посвящена следующая статья.
Конденсатор в цепи обратной связи
Многие радиолюбители, повторившие усилитель мощности звука JLH, пишут о значительном улучшении качества звучания при удалении электролита С4 из цепи отрицательной обратной связи. Это неудивительно, в ламповой звукотехнике последних лет активно пропагандируется отказ от отрицательной обратной связи, благотворно влияющий на итоговое качество звучания. При уменьшении ООС или ее выключении как ламповый, так и транзисторный усилители становятся неустойчивыми и подверженными температурному дрейфу. Они требуют намного более тщательной регулировки и периодической подстройки режимов во время эксплуатации. Зато звук по мнению отключивших обратную связь становится легким и открытым.
При повторении усилителя JLH к удалению электролитического конденсатора из ООС нужно подходить очень осторожно. Глубина отрицательной обратной связи по постоянному току без конденсатора заметно уменьшается (при наличии электролита она составляет 100% и жестко стабилизирует режимы транзисторов). При удалении электролита постоянное напряжение на выходе усилителя довольно заметно плывет в связи с изменением температуры транзисторов.
Тим выяснил, что снизить дрейф напряжения при разогреве усилителя до минимума можно разместив транзистор первого каскада Q4 в непосредственной близости от транзисторов стабилизатора тока Q5, Q6. В идеале их следует приклеить на общую металлическую пластинку или друг к другу. Для точной установки 0 напряжения на выходе усилителя в базовую цепь транзистора Q6 следует ввести подстроечный резистор Vr3. Этим резистором (после прогрева) Тиму удалось установить постоянку на выходе усилителя не более 50 мВ Рис.2.
При повторении конструкции с двухполяным питанием (без выходного разделительного конденсатора) и при удалении электролита из цепи обратной связи в схеме обязательно должна быть установлена быстродействующая защита акустики от аварийного появления постоянного напряжения на выходе. Иначе рискуем сжечь дорогостоящие динамики в колонках.
Для удержания нулевого постоянного напряжения на выходе можно применить интегратор напряжения, но многие любители, попробовавшие его у себя, отмечают ухудшение звучания. Поэтому данное решение применяется не часто.
При исключении электролитического конденсатора из цепи ООС увеличивается фон переменного тока, а усилитель очень чувствительным к конструкции блока питания. Победить фон с удаленным конденсатором ООС и обычным блоком питания практически невозможно, тут приемлем только стабилизатор напряжения. Заметно ослабить фон 50 Гц на выходе усилителя если общего стабилизатора напряжения нет можно введя дополнительный конденсатор в схему источника тока первого каскада Рис.3:
Повышение выходной мощности
Выходная мощность усилителя JLH с обычно применяемыми в выходном каскаде двумя транзисторами не превышает 10-20 Вт. Она ограничена низким КПД выходного каскада (не более 25%) и при выходной мощности – допустим в 20 Вт на выходных транзисторах рассеивается 2х40 Вт, а это очень много. Хотя существуют транзисторы с допустимой мощностью рассеяния и в 120 Вт, проблема возникает в качественном отводе выделяющегося тепла от транзисторов к радиаторам. Для усилителей класса А это – самое узкое место. К тому же далеко не у всех любителей качественного звука имеются высокочувствительные колонки.
Увеличение выходной мощности минимум в два раза дает запараллеливание выходных транзисторов, тогда рассеиваемая на них мощность, не выходит за область допустимых режимов. Схема усилителя мощности звука JLH-2003, отдающая в нагрузку от 40 Вт и выше представлена на Рис.4:
В таблицу сведены основные мощностные показатели усилителя JLH-2003 с параллельным включением двух пар выходных транзисторов. Мощность на выходе указана для резистивной нагрузки.
Конструкция
По уверению Тима Берна и других радиолюбителей в усилителе JLH-2003 рассчитанном на 40-60 Ватт выходной мощности греются абсолютно все элементы: Радиаторы выходных транзисторов, трансформатор и диоды в блоке выпрямителя, четыре стабилизатора напряжения в плечах питания, собранные на мощных транзисторах, прибавляют свои пять шесть градусов и т.д. В усилителе JLH конструкция и отвод тепла являются чуть ли не главной задачей. Если сюда добавить необходимость тщательной регулировки каждого собранного экземпляра усилителя и его низкий КПД, становится понятной причина того, что крупные компании, выпускающие электронику, обошли эту схему стороной.
При повторении усилителя отводом тепла нужно озаботиться в первую очередь. В ряде случаев разумнее применять активное охлаждение на примере радиаторов процессоров и кулеров системных блоков компьютера. При выходной мощности 2 х 40 – 60 Вт размеры обычных пассивных радиаторов выходных транзисторов в сумме должны быть не меньше 8-12.000 кв.см. а это очень много. В самое слабое место, между выходными транзисторами и радиатором необходимо устанавливать тонкие слюдяные прокладки или специальные термопроставки на основе оксида бериллия, которые обладают наилучшей теплопроводностью и существенной ценой.
По отзывам радиолюбителей нормальная «рабочая» температура усилителя мощности звука JLH-2003 около 55-60 Градусов Цельсия. Это если подходить к его конструкции стандартными методами и не применять для охлаждения кулеры и в максимальной комплектации жидкостное охлаждение, как это делается оверклокерами для разгона процессоров и видеокарт. Хотя с подобным охлаждением усилитель работает лучше всего, плюс мало весит…
«Улучшайзинг»
За 45 лет повторений конструкции была масса попыток кардинально ее улучшить и изменить. Одно из направлений – перевод всей схемы или ее части на полевые транзисторы, которых в 70 годах прошлого века еще не производилось. Самый яркий приверженец этой идеи, в результате развивший и основавший собственный бренд – Нельсон Пасс. Намного позже Джона Линсли Худа он увлекся созданием усилителей по минималистской идеологии работающим в классе А. Его увлечение и разработки переросли в устойчивый бизнес. Усилители Нельсона Пасса эдакая реинкарнация биполярной технологии JLH на современных полевых транзисторах. Изделия его фирмы однозначно попадают в категорию Hi-End и стоят особняком в ряду многих производителей дорогой аудио техники. Звучание усилителей на полевых транзисторах Нельсона Пасса сравнимо со звучанием JLH и стоит с ними на одной ступени. Преимущество полевых транзисторов – намного более высокая температурная стабильности и в итоге, повторяемость конструкций. Стабильность и повторяемость позволили фирме Пасс Лаб выпускать свои усилители класса А серийно, не особо заботясь о необходимости тщательной настройки каждого экземпляра, как это требуется в случае JLH.
На рис.5 показана принципиальная схема однотактного усилителя Нельсона Пасса, которую он назвал Полевой Линсли Худ – PLH:
Нельсон Пасс утверждает, что его схема по сравнению с оригинальным JLH имеет в четверо лучшую линейность при одинаковой с JLH выходной мощностью. Такое же как в JLH низкое выходное сопротивление в его конструкции на полевых транзисторах достигается при меньшей глубине отрицательной обратной связи. Его утверждение, что формальное улучшение параметров в сравнении со схемой на биполярных транзисторах JLH, так же улучшает звучание, далеко неоднозначно. Здесь нужно оба усилителя: Pass и JLH, и сравнивать по звуку, желательно вслепую.
P.S. Усилитель мощности звука JLH версии 2003 года на сейчас является наиболее продвинутым в техническом плане. Радиолюбителями он повторен тысячи раз по всему миру. Не утихают обсуждения этой схемы на специализированных русско и англоязычных форумах. Одно можно сказать однозначно – усилитель звука Джона Линсли Худа на сейчас один из уникальных транзисторных аппаратов обладающий ламповой теплотой и транзисторной динамикой звучания. А это очень редкое сочетание.
Ссылки по теме
aovox.com
Радиоконструктор усилителя мощности JLh2969 mini 3 Ватт х 2 на транзисторах pnp
- Цена: 20$ (покупал в другом месте за 16$)
Радиоконстуктор для сборки усилителя класса А мощностью 3 Ватта на канал. Если кто-то решил собрать классический усилитель JLH 1969, можно с минимальными финансовыми затратами собрать эту схему, чтобы понять нужен вам этот усилитель в более мощном исполнении или нет. Вдруг возникнет желание собирать схему с огромными радиаторами, трансформаторами, дорогими транзисторами, стабилизаторами питания и прочее…
Первоначально хотел получить этот конструктор бесплатно на обзор интернетмагазина banggood.com. Но конструктор не прислали. В магазине он закончился. Купил на али за свои. Ссылка в обзоре на подобный, так как там, где покупал — уже не продают. Давно это было…
Фотки содержимого: общий план, детали, инструкция:
Печатная плата:
Нарисовал схему:
Схема — классический JLH 1969, но перевернутая из-за использования транзисторов pnp.
Питание от напряжения 12 В. Можно трансформатор с одной обмоткой и с двумя использовать. Трансформатор минимум 20 Ватт. Диоды по другому распаиваются в случае двух обмоток. См инструкцию. После БП около 15 В. Отдельное питание 12 В на защиту. Непонятно зачем тут защита — динамики подключены к усилку через конденсатор. Видимо защита от «пуков» и искажения при выключения питания — чтоб сразу отключались колонки. Ток покоя выставляется подстроечным резистором RV1 по падению напряжения на резисторе R9 (0,1 Ом — вольтметром подключаемся к резистору). Должно быть падение 0.06 В через 20 минут после включения. При настройке тока покоя сигнал не подаем и входы усилителя закорачиваем на общий провод (или регулятор громкости в минимальное положение).
Вот и вся настройка.
Решил на пробу спаять один канал без питания (питание отдельно спаял — сначала лабораторный, потом CRC фильтр с двумя кондерами по 47000 мкФ) и без защиты АС
Проводим испытания после 20 минут прогрева. Трансформатор на:
По приборам:
— температура приличного радиатора 37.3 градуса
— напряжение 0.06 В на резисторе R9 ( ток 0.6 А)
— при подаче синуса 1 кГц на выходе получаем 4,78 В переменного напряжения. При сопротивлении колонок 8 ом — 2,85 Ватт.
При увеличении сигнала ток на R9 начинает уменьшаться и качество звука падает.
Измерения — сигнал 1 кГц. Синус, прямоугольник.
Оценка звука
Звук чистый, детальный, «теплый» немного, бас отлично играе
mysku.me
