Усилитель Филина 1980 (20 Вт/4 Ом)

Усилитель прост в изготовлении и налаживании. Имеет достаточно высокие характеристики.

Технические характеристики:

Диапазон рабочих частот: 16 – 16000 Гц

Неравномерность АЧХ в диапазоне 16-16000 Гц: 2 дБ

Номинальная выходная мощность: 20 Вт/4 Ом

Коэфициент гармоник: 0,5%

Чувствительность пр иноминальной выходной мощности: 0,8 В

Входное сопротивление: 10 кОм

Выходное сопротивление: ‹1 Ом

Описание:

Усилитель питается от нестабилизированого двухполярного источника тока напряжением ±15 В с общей земленной средней точкой. В усилителе приняты меры, чтобы ток, потребляемый им от источника питания, на частотах выше 20000 Гц не превышал тока, потребляемого при частоте входного сигнала 1000 Гц более чем в 2,5-3 раза.

Схема содержит 4 каскада с гальванической связью между всеми транзисторами. Первый каскад на V1, V2 представляет собой дифференциальный усилитель. На базу V2 подается напряжение через резистор R6 с выхода усилителя, а база транзистора V1 через резистор R1 соединена с общим проводом. И если постоянное напряжение на выходе усилителя становится отличным от нуля, то на выходе дифферинциального каскада появляется сигнал рассогласования, который усиливается последующими каскадами и подается в противофазе на выход оконечного усилителя. Режим работы этого каскада по постоянному току устанавливают подстроечным резистором R3. Питание эмиттерных цепей V1 и V2 стабилизировано стабилитроном V3.

Рис. 1

Конденсатор C3, шунтирующий подстроечный резистор R3, улучшает стабильность работы дифференциального каскада по переменному току. Особенно это ощущается при значительных пульсациях питающего напряжения или колебаниях напряжения сети переменного тока более чем на ±10%. В принципе же, его можно исключить, что практически не скажется на основных технических данных усилителя, но, учитывая возможность появления дестабилизирующих причин, которые могут возникнуть при эксплуатации усилителя, конденсатор С3 лучше все же оставить.

С выхода дифференциального каскада низкочастотный сигнал поступает на базу транзистора V4 усилителя напряжения. В коллекторную цепь этого транзистора включен стабилизатор тока, выполненый на полевом транзисторе V5. Это позволило уменьшить нелинейные искажения и получить сигнал на нагрузке усилителя с максимальной неискаженной амплитудой, близкой к напряжению источника питания.

С коллектора транзистора V4 усиленный сигнал поступает на фазоинверсный каскад на транзисторах V7, V8 разной структуры, включенных по последовательной двухтактной схеме. Далее сигнал усиливается выходным двухтактным каскадом на транзисторах V9, V10 и преобразуется динамической головкой B1 громкоговорителя в звук. Транзистор V6 обеспечивает необходимое начальное напряжение смещения на базах транзисторов V7, V8, а также термостабилизирует рабочие точки этих транзисторов. Ток покоя выходных транзисторов плавно устанавливают подстроечным резистором R8.

Усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью по переменному току (через ячейку R6C4 и цепочку R7C5). Глубину обратной связи по переменному току устанавливают подбором резистора R7. Конденсатор С4 ограничивает ток, потребляемый усилителем на высших звуковых частотах, и предотвращает его самовозбуждение. С этой же целью нагрузочный резистор R2 дифференциального каскада зашунтирован конденсатором С2.

Питается усилитель от двуполярного источника постоянного тока напряжением ±15 В, схема которого показана на рис. 2. Средняя точка источника питания и один из выводов нагрузки В1 соединены с общим приводом, что практически эквивалентно двум отдельным источникам питания. Для защиты выходных транзисторов усилителя и деталей источника питания от перегрузок и коротких замыканий на выходе усилителя, в цепи питания включены плавкие предохранители F1, F2.

Рис. 2

Работоспособность усилителя и его основные параметры сохраняются при напряжении источника питания от ±10 до ±25 В. Изменяется лишь максимальная выходная мощность неискаженного сигнала.


Конструкция, детали

Большая часть деталей смонтирована на плате размерами 90х45 мм (рис.3) и толщиной 1,5 мм. Выходные транзисторы V9, V10 установлены на радиаторах таких как в магнитофонах Маяк-203 или Юпитер-202.

Рис. 3

  1. постоянные резисторы МЛТ-0,25 и МЛТ-0,5$
  2. подстроечные R3 и R8 – СП-5-3$
  3. конденсаторы С1, С3 и С5 типа К53-4;
  4. С2 и С4 – КТ (КД, КМ);
  5. С6 и С7 – К50-6.

Полевой транзистор V5, работающий в стабилизаторе тока, предварительно подбирают по схеме, приведенной на рис.4. Здесь резистор R9 заменен двумя последовательно соединенными резисторами: постоянным на 27 Ом, ограничивающим ток через транзистор, и переменным на 3,3 кОм. В цепь стока транзистора включают миллиамперметр (РА1) на ток 5-10 мА. Напряжение источника питания может быть 10-15 В. Переменным резистором устанавливают ток стока в пределах 3,5-4,5 мА. Затем измеряют общее сопротивление резисторов в истоковой цепи транзистора и монтируют в усилитель резистор R9 такого же номинала.

Рис. 4

В место указанных на схеме транзисторов могут быть применены:

  1. V1, V2 и V6 – любые из серий КТ301, КТ315, П307;
  2. V4 – КТ203, ГТ321, МП21;
  3. V5 – КП302А, КП302В, КП303;
  4. V7 – КТ503А, КТ503Г, ГТ404Б, ГТ404Г;
  5. V8 – КТ502А, КТ502Г, ГТ402Б, ГТ402Г;
  6. V9, V10 – КТ908, КТ808, КТ802, КТ805 с любыми буквенными индексами.

Блок питания монтируют на самостоятельной плате. Для трансформатора Т1 можно использовать магнитопровод, собранный из пластин Ш-20, толщина набора 40 мм. Обмотка I содержит 1250 витков провода ПЭВ-2 0,3-0,35 мм, обмотка II – 2х74 витков провода ПЭВ-2 0,9-1,1 мм.

Следует иметь в виду, что при увеличении напряжения источника питания усилителя более ±15 В замену транзисторов V1, V2, V4, V7 и V8 можно производить лишь таким образом, чтобы максимальное допустимое напряжение между коллектором и эмиттером заменяющего транзистора было не меньше напряжения между средней точкой и одним из плеч блока питания.


Настройка

Настройку усилителя производят с подключенным к его выходу эквивалентом нагрузки, к примеру резистор на 4 Ома и мощностью 20-25 Вт. Параллельно нагрузке подключаем милливольтметр и подстроечным резистором R3 добиваемся нулевого напряжения на выходе усилителя. После этого подстроечным резистором R8 устанавливают суммарный ток покоя транзисторов усилителя в пределах 30-40 мА. Уменьшать ток покоя более чем до 20 мА нельзя – могут появится искажения типа «ступенька».

Режимы работы транзисторов можно проконтролировать с помощью вольтметра постоянного тока с относительным входным сопротивлением не менее 10 кОм/В. При напряжении питания ±15 В на аноду стабилитрона V3 должно быть -11 В, на коллекторе транзистора V1 – +14,6 В, на эмиттере транзистора V7 = +0,35…+0,5 В, на коллекторе транзистора V8 = -14,5…-14,65 В, между базами транзисторов V7 и V8 = 0,6…0,8 В.

Чувствительность усилителя со входа можно несколько увеличить путем замены резистора R7 резистором меньшего сопротивления (но не менее чем 240 Ом).


При возбуждении усилителя на частоте 1 МГц между базой транзистора V8 и -15 В цепи питания необходимо включить конденсатор емкостью 300 пФ. Для предупреждения перегрева V7 и V8 на их корпусы следует надеть радиаторы, например обрезки латунных или алюминиевых трубок.


Автор работы: Филин С., г. Санкт-Петербург, 1980

По материалам: журнал «Радио» за 1980 год, №8

35 комментариев: Усилитель Филина 1980 (20 Вт/4 Ом)

  1. Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

    помню эту схему. Транзисторы все самые никудышние, кроме разве что кт312. Резистор R3 можно заменить парой постоянных, если подобрать для дифкаскада пару транзисторов. Полевик тоже можно выкинуть, заменив резистором и вольтдобавкой, типовая схемка.
    А МП37 МП40 сейчас пойди найди. На выход однозначно лучше кт 908, прекрасные транзисторы, а вот кт903 слабее некуда.

    • Andy_P пишет:

      Ещё будучи школьником (1989 вроде), собрал два таких “из того, что было”, точнее – 819-е зажал для более интересных усилителей, а на выход этого ставил 805 в пластике, RL и Цобель на выходе, платы были свои, сильно меньше размером (экономил стеклотекстолит фольгированный, ибо был очень дефицитен). Катушку ставил на плате, в результате был самовозбуд, который на хреновейшем НЧ осцилле был почти не виден, лечится включением конденсатора вроде около 47р между коллектором и базой КТ203. Предварительным был “активный регулятор тембра” на 157УД2, всё это в корпус от кошмарного магнитофона Электроника 311, но на то время для школьника это было круть! Свой я оставил друзьям при эвакуации из общаги по окончании института, а второй всплыл совсем недавно – оказывается, он много лет пыхтел в гараже у дружбана брата, и только недавно окончательно сдох. Поменяли все электролиты (в том числе -и в БП) – и снова работает! Отличная схема!

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Да, схема наипростейшая, рассчитана на обычные детали, все советы автора по делу и полезные. Даже в такой незамысловатой конструкции угадывается опыт и знания, хотя по памяти эта схема вызвала тогда удивление, почему такое низкое питание и скромные параметры. В те годы схема менее 70 ватт на выходе вызывала отторжение. Гнались за мощностью, искажениями. А сегодня я спаял новую схемку с шикарным звуком и её 25 ваттам на 8 омах рад без памяти.

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Добавлю, глянув на схему, что емкомти С2 в 1000пф для полноценной коррекции по запаздыванию никак не достаточно, у Шушурина там 33нф, что соответствует номиналу резистора нагрузки дифкаскада. Здесь или в базу-коллектор 203го емкость плдбирать либо увеличить С2 на порядок.

        • Юрий Петрович пишет:

          Хотелось бы услышать мнения об усилителе Дорофеев М. Режим В в усилителях ЗЧ. – Радио, 1991, # 3, стр 53-56.

          • NEULO пишет:

            Там их было два. Я собирал тот что на транзисторах. Звук получился отличный, налаживать не пришлось. Очень неплохая схема.

            • Александр Ростов-на-Донк пишет:

              Размышляя , почему разные схемы, навороченные и не очень, звучат совершенно по-разному, пришел к выводу, что скорость реакции усилителя на сигнал важнее цифр искажений.Вероятно по этой причине разные незамудренные и проверенные тысячами поклонников схемы Рода Эллиотта, Линси Худа, Нельсона Пасса , звучат живо и музыкально в отличие от монстров ,вымученных симулятором.

              • LDS пишет:

                Имеете в виду скорость нарастания сигнала?

                • Александр Ростов-на-Донк пишет:

                  Именно. Нынешний унч , как пишут его авторы, имеет скорость 50в на мкс, я же измерил полосу полной мощности 600кгц, меандр на 200 кгц ещё меандр. Передатчик а не унч.

                  • LDS пишет:

                    ОМ2.5 и ему подобные. Там большая скорость. Выше нигде не припомню.

                  • NEULO пишет:

                    Забавно, почитал характеристики К544УД2, небольшое открытие- замыкать выводы коррекции нужно только при единичном усилении(повторитель), а если усиление выше то надо ставить кондёр, если выше 20 то можно оставлять разомкнутыми в итоге скорость нарастания будет выше 100 В\мкс.

                    • Александр Ростов-на-Донк пишет:

                      Я с этим опером знаком с 1981 года, про него тогда нигде неизвестно было, кроме этикетки в коробке. Макетили и смотрели поведение.

                    • NEULO пишет:

                      Я тогда как раз во второй класс ходил и Юность КП101 собирал. Помню как вчера.)

                • Александр Ростов-на-Донк пишет:

                  Ещё одним чрезвычайно важным качеством усилителя считаю слитность, то есть, одномоментность подачи всех музвкальных событий. Усилитель или колонки с нарушенной слитностью разваливают ритмический рисунок, некий метроном, исчезает басовый фундамент , музыка рассыпается на кучу звенелочек и шуршалочек, акцент смещается в средину и выше, а ритм исчезает. Там много чего нехорошего происходит. И нормальный привычный звук скорее исключение и подарок судьбы.

  2. Александр пишет:

    А я его собирал 3 года назад.На замену сгоревшему оконечнику в Веге.конечно уже на современной элементной базе (отеч.) Звук порадовал.А хозяин остался доволен заменой.В настройке прост,и неприхотлив.А вот банки по питанию все же лучше поставить 10000 мкф.как и замену диодов 202 на 245.

    • Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

      Про Веговскую начинку лучше не вспоминать. Кошмар и по виду и по звуку.
      А данная схема – видно, что сочинил её человек знающий, из того. что было под рукой. И я с вами согласен, что всё будет работать , если собрать без ошибок и по советам автора. Но всегда хочется применить самое лучшее. Отсюда и критика.

    • Александр Ростов-на-Донк пишет:

      Ни разу не встретил убитого диода 2д202, они сделаны как-то особо крепко. На заводе пробовал пробить 100 вольтовый 2Д202в ОС мегомметром на 2500в, не получилось.

  3. Евгений пишет:

    я в этой схеме не могу понять одно. Напряжение питания 15В, нагрузка 4ома, как описано в разделе “Настройка”. ток на выходнике будет 3,75А. Ток коллектора КТ903 – 3А. Это нормально или я что-то не учитываю?

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Вы правы, но от выгорания транзисторы спасает некий запас выше справочного, импульсный характер музыкального сигнала, потери на проводах, динамиках, и реальное прослушивание ниже предельного уровня. А если заменить 903 на 908-е то можно забыть о токе на выходе.

    • юрий пишет:

      Откуда взялось значение 3,75А?

  4. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    15 в на пике делим на 4 Ома, получаем 3, 75 в на пике сигнала( сильно идеализированно, конечно же)

    • юрий пишет:

      Усилитель с максимальной мощность 25вт – это 10 вольт переменкой на выходе сигнала максиум . Итого 2.5 Ампера в нагрузку на 4 ома. Ток коллектора каждого транзистора максиум 1.5-1.6 ампера по постоянки . Филин всё рассчитал с двойным запасом.)

  5. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Прикид простой. Если стабильное питание, то треть от питания это чистый синус на нагрузке. 10вольт это 25 ватт на 4 Омах. Нестабильное питание-четверть от питания. то есть, вольт 8 синусоидальных эффективных , 16 ватт на 4 Ома и 8 ватт на 8 Ом.

  6. Юрий Робертович пишет:

    Самый лучший усилитель – Батя, радио 1972-6, что бы не говорили, Филину далеко до него. Работает с первого тычка, да еще как…

    • Иван пишет:

      “Самый лучший усилитель – Батя…”
      Самый лучший усилитель тот, который работает и радует слушателя.
      По поводу приведенной схемы. Я так понял, что она создана в 80-ом году. Полевик ей нужен, как корове седло. Частой ошибкой того времени было желание использовать во втором каскаде транзистор прямой проводимости. Учитывая, что на то время существовал вполне подходящий КТ361Г для дифкаскада – это позволяло сделать подходящий выбор из обратных транзисторов во второй каскад, а не из прямых, где выбор практически отсутствовал. Далее идет фазоинверсный каскад, который уже в то время можно было выполнить на более приличных транзисторах а не извращаться в оригинальности. Выбор выходных транзисторов даже на то время уже был. Часто читаю мнения, что тот или другой транзистор совершенно негодные. Глупости. Все зависит от поставленной задачи. Я брал обычный автобусный УНЧ от Икаруса и делал в его родной плате без существенных переделок УНЧ на 100 кГц. В то время, когда большинство видит в этой схеме какие-то достоинства – я вижу набор ляпов. От безграмотного подбора элементов до глупостей их использования. Даже в эмиттерах дифкаскадов умудрились накрутить лишнего. Мало того, что подстроечный резистор к каскаду не клеится, так его еще и конденсатором полярным зашунтировали. Установка переменного резистора для регулировки тока покоя вообще сложно комментировать. Малейшее нарушение контакта приведет к смерти все изделие. Конечно УНЧ очень прост и на восстановление его работоспобности много времени не требуется. Но если такое произойдет в разгар веселья – это может навсегда испортить отношение окружающих к создателю. Можно продолжить “анализ”… но я думаю, что и этого пока достаточно.

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Источник тока на полевике- кто на чем умеет, то и ставит. Можно было и резистором обойтись, но , как говорится, “Песня про зайцев- это неактуально, Сеня. Остров Невезения!”
        Подстроечник в дифкаскаде заменяется парой подобранных по бетте транзисторов. 203 транзистор- слабее нужно ещё поискать. Но в принципе, если повторить все по схеме, работать будет , как-то так. В Радиве были схемы и пострашнее. Собери и новогодний фейерверк тебе обеспечен. Чего стоил один “Феномен транзисторного звучания”, с которым носилось много народу, меняя ведрами выпаленные транзисторы.

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Иван, а вы всегда были такой мудрый, как Жванецкий говорил- “прямо с горшка-и на работу”? Сумели выйти на уровень, не спалив ни одной деталюшки? Вот не поверю.

        • Иван пишет:

          “Иван, а вы всегда были такой мудрый, как Жванецкий говорил- “прямо с горшка-и на работу”? Сумели выйти на уровень, не спалив ни одной деталюшки? Вот не поверю.”
          Вы уже сами сказали, что не поверите.
          Я всегда был медлительным, даже жену это часто раздражает. Тогда, когда коллеги набрасываются что-то уже ваять, я еще о чем-то думаю. Я стал увлекаться радиотехникой и электроникой случайно. У меня старший брат этим жутко был увлечен. Ну а у меня какая-то генетически врожденная настойчивость. Я боюсь, что меня может ударить током – продумываю каждое свое движение. Боюсь спалить какую-то схему – тщательно всматриваюсь в ее структуру, продумываю – как оградить себя от случайностей. В популярном в свое время Амфитоне-002 частым повреждением были выходы транзисторов в стабилизаторах питания. Я не мог просто заменить неисправную деталь и все. Мне совершенно не хотелось, чтобы шли разговоры, что после моего ремонта все снова ломается. Поэтому я сразу поставил перед собой задачу понять причину и устранить. После простенькой доработки отказ схемы никогда не происходил. Если я вижу, что разработанная схема изначально ненадежна и что-либо так просто исправить нельзя – я вообще за нее не возьмусь. БОльшая часть схемных решений обслуживаемого мною оборудования была с доработками. Это снижало количество отказов на многие порядки… иногда до полной моей расслабленности. Самые ненадежные устройства превращались в самые безотказные. Как то так. Вы опять не поверите, но транзисторов в понимании ошибок я не палил. А вот сейчас из-за возрастных особенностей и шибко мелких элементов, не то, что спалить… не успеешь взять пинцетом, как гадаешь – куда вообще исчезло. Но это совасем другая история.

  7. Владислав пишет:

    Я тоже всегда медлительный, и также постоянно всё модернизирую. Только в отличие от Ивана – спалил много транзисторов, особенно по началу. А стабилизатор тока в этой схеме, лучше поставить в цепь эмиттеров VT1, VT2.
    Насчёт подстроечника – настроить и заменить парой постоянных резисторов. Всегда так делаю. Конденсатор Б-К КТ203 нужен. И КТ312 – шумные, мне не нравятся. Входной каскад важен – ведь всё что он привнесёт – дальше усиливается.

    • Иван пишет:

      “…спалил много транзисторов, особенно по началу…”
      Понимаете, Владислав, в провинции в те времена каждый транзистор – это событие. Спалить его – это событие с большой скорбью.
      “А стабилизатор тока в этой схеме, лучше поставить в цепь эмиттеров VT1, VT2.”
      В данной типовой схеме источник тока обычно строится сразу на оба каскада. Это гораздо удобней и проще. И никакого полевика не нужно от слова – совсем. Так было всегда и нет никакого смысла отклоняться от правильного пути.

  8. Сергей пишет:

    Щёлкает один канал данного умзч.После прогрева 5-10сек. Частота щелчков 5-10 герц.При этом все режимы по постоянке норм.Щелчки слышны и с закороткой на вх.

  9. Сергей пишет:

    Собрал этот умзч по ностальгии.Первый раз собирал его в в 1984г.Тогда качество оценить было не начем. Играл и играл.Сейчас с удивлением обнаружил что звучит он не хуже Линсли Худа первой версии.Что любопытно замена транзисторов драйвера на кремний убивает звук напрочь.Немаловажно запитать унч от простейшего стабилизатора.Тогда звук как у Худа.Кто хочет проверьте.При чём стаб улучшает звук именно на небольшой громкости. добавляет разборчивость и прозрачность во всём диапазоне частот.Для теста слушал Сборник испанской гитары из Нета во Флэк формате.Транзисторы кт315 кт203 кп303 мп40 мп 37 на выходе пробовал BUX98 кт819 кт 805 .На звук сильно влияет только замена мп40 на кт502 и мп 37 на кт503.Пропадает прозрачность и разборчивость на верхах.Звук становится обычным транзисторным.По совету опытных радиолюбителей увеличил ток покоя до 100ма. Разницы в звуке не услыхал.Так и оставил .Перегрева нет.

    • NEULO пишет:

      Я так прочитал что в 1984году когда вы собирали у вас ушей не было, а теперь вот отросли и вы замену предвыхода кремний/германий стали отличать.

      • Влад пишет:

        Это проблема схемотехники усилителя Лина, на кремнии звук значительно хуже чем на германии изза вольтамперных характеристик транзисторов

    • Иван пишет:

      Ваши изыскания, Сергей, похожи на гадания на кофейной гуще. А что, щелчки уже пропали? Или как?

Добавить комментарий для Владислав Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.