Усилитель мощности ссср

ОБЗОР УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР

Откровенно говоря я был сильно удивлен так сильно набирающему популярность выражению УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА. Насколько мне позволяет мое мировозрение, то под усилителем звука может выступать только один предмет — рупор. Вот он действительно усиливает звук уже не один десяток лет. Причем рупор может усиливать звук в обоих направлениях.

Как видно из фотографии рупор ни чего общего с электроникой не имеет, тем не менее поисковые запросы УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ все чаще заменяются на УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА, ну а полное название этого девайса УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ вводится всего 29 раз в месяц против 67000 запросов УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА.
Прям интересно с чем это связано. Но это был пролог, а теперь собственно сама сказка:

Принципиальная схема усилителя мощности ЛАНЗАР приведена на рисунке 1. Это практически типовая симметричная схема, что позволило серьезно уменьшить нелинейные искажения до очень низкого уровня.
Данная схема известна довольно давно, еще в восьмидесятых года Болотников и Атаев приводили аналогичную схему на отечественной элементной базе в книге «Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения». Однако работы с этой схемотехникой начались несколько не с этого усилителя.
Все началось со схемы автмобильного усилителя PPI 4240 которая была с успехом повторена:

Принципиальная схема автомобильного усилителя PPI 4240

Далее была статья «Вскрываем усилитель -2» от Железного Шихмана (статья к сожалению удалена с авторского сайта). В ней шла речь о схемотехнике автомобильного усилителя Lanzar RK1200C, где в качестве усилителя использовалась все та же симметричнай схемотехника.
Понятно, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, поэтому копаясь в своих сто лет записанных дисках я отыскал оригинла статьи и привожу ее в качестве цитаты:

ВСКРЫВАЕМ УСИЛИТЕЛЬ — 2

Новый подход к конструированию усилителей предполагает создание линейки аппаратов, использующих сходные схемотехнические решения, единые узлы и стилевое оформление. Это позволяет, с одной стороны, сократить расходы на проектирование и изготовление, с другой — расширяет выбор аппаратуры при создании аудиосистемы.
Новая линейка усилителей Lanzar серии RACK выполнена в духе студийной аппаратуры, устанавливаемой в стойку (рэк). На лицевой панели размерами 12,2х2,3 дюйма (310х60мм) установлены органы управления, на задней — все разъемы. При такой компоновке не только улучшается внешний вид системы, но и упрощается работа — кабели не мешают. На передней панели можно смонтировать входящие в комплект крепежные планки и ручки для переноски, тогда аппарат приобретает студийный вид. Кольцевая подсветка регулятора чувствительности только усиливает сходство.
Радиаторы расположены на боковой поверхности усилителя, что позволяет набирать в стойку несколько аппаратов, не нарушая их охлаждение. Это несомненное удобство при создании развернутых аудиосистем. Однако при установке в закрытую стойку необходимо побеспокоиться о циркуляции воздуха — установить приточные и вытяжные вентиляторы, термодатчики. Словом, профессиональная аппаратура во всем требует профессионального подхода.
В линейку входит шесть двухканальных и два четырехканальных усилителя, отличающиеся только выходной мощностью и длиной корпуса.

Минимальное сопротивление нагрузки	2 Ом
Полоса частот	15 Гц-35 кГц
Коэффициент гармоник	0,04%
Чувствительность	100 мВ-4 В
Входное сопротивление	22 кОм
Отношение сигнал/шум	> 90 дБ
Разделение стереоканалов	> 60 дБ
Частота среза ФНЧ	40-120 гц
Частота среза ФВЧ	150 Гц-1,5 кГц
Бас-бустер	0-18 дБ

Структурная схема кроссовера усилителей Lanzar серии RK приведена на рисунке 1. Подробная схема не приводится, поскольку ничего оригинального в ней нет, и не этот узел определяет основные характеристики усилителя. Такая же или аналогичная структура используется в большинстве современных усилителей средней ценовой категории. Набор функций и характеристики оптимизированы с учетом многих факторов:
С одной стороны, возможности кроссовера должны позволять без дополнительных компонентов строить стандартные варианты аудиосистемы (фронт плюс сабвуфер). С другой стороны, вводить полный набор функций во встроенный кроссовер нет особого смысла: Это заметно увеличит стоимость, но во многих случаях останется невостребованным. Выполнение сложных задач удобнее возложить на внешние кроссоверы и эквалайзеры, а встроенные — отключить.

В конструкции использованы сдвоенные операционные усилители KIA4558S. Это малошумящие усилители с низкими собственными искажениями, разработанные с учетом «звукового» применения. Вследствие этого их широко применяют в каскадах предварительного усиления и кросссоверах.
Первый каскад — линейный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Он согласует выходное напряжение источника сигнала с чувствительностью усилителя мощности, поскольку коэффициент передачи всех остальных каскадов равен единице.
Следующий каскад — регулятор басового усиления (bass boost). В усилителях данной серии он позволяет увеличивать уровень сигнала на частоте 50 Гц на 18 дБ. В продукции других фирм подъем обычно меньше (6-12 дБ), а частота настройки может быть в области 35-60 Гц. Кстати, такой регулятор требует хорошего запаса мощности усилителя: увеличение усиления на 3 дБ соответствует удвоению мощности, на 6 дБ — учетверению, и так далее.
Это напоминает легенду про изобретателя шахмат, который попросил у раджи за первую клетку доски одно зерно, а за каждую последующую — в два раза больше зерен, чем за предыдущую. Легкомысленный раджа не смог выполнить обещание: такого количества зерен не было на всей Земле. Мы в более выгодном положении: увеличение уровня на 18 дБ увеличит мощность сигнала «всего» в 64 раза. В нашем случае в наличии 300 Вт, но не каждый усилитель может похвастаться таким запасом.
Далее сигнал можно подать на усилитель мощности непосредственно, или выделить фильтрами необходимую полосу частот. Кроссоверная часть состоит из двух независимых фильтров. ФНЧ перестраивается в диапазоне 40-120 Гц и предназначен для работы исключительно с сабвуфером. Диапазон перестройки ФВЧ заметно шире: от 150 Гц до 1,5 кГц. В таком виде его можно использовать для работы с широкополосным фронтом или для полосы СЧ-ВЧ в системе с поканальным усилением. Пределы перестройки, кстати, выбраны неспроста: в диапазоне от 120 до 150 Гц получается «дырка», в которой можно спрятать акустический резонанс салона. Примечательно и то, что бас-бустер не отключается ни в одном из режимов. Использование этого каскада одновременно с ФВЧ позволяет корректировать АЧХ в области резонанса салона не хуже, чем эквалайзером.
Последний каскад — с секретом. Его задача — инвертировать сигнал в одном из каналов. Это позволит без дополнительных устройств использовать усилитель в мостовом включении.
Конструктивно кроссовер выполнен на отдельной печатной плате, которая стыкуется с платой усилителя при помощи разъема. Такое решение позволяет для всей линейки усилителей использовать всего два варианта кроссовера: двухканальный и четырехканальный. Последний, кстати, является просто «удвоенным» вариантом двухканального и его секции полностью независимы. Основное отличие — изменившаяся разводка печатной платы.

Усилитель мощности

На входе усилителя установлен фильтр R242-R243-C241, устраняющий радиочастотные наводки от блока питания. Конденсатор C240 не попускает на вход усилителя мощности постоянную составляющую сигнала. На АЧХ усилителя в звуковом диапазоне частот эти цепи не влияют.
Чтобы избежать щелчков в моменты включения и выключения, вход усилителя замыкается на общий провод транзисторным ключом (этот узел рассмотрен далее, вместе с блоком питания). Резистор R11A исключает возможность самовозбуждения усилителя при замкнутом входе.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (Q201-Q204) на входе и каскад на транзисторах Q205,Q206 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады — усиление по току. Каскад на транзисторе Q207 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его «несимметричность» на высоких частотах, он зашунтирован майларовым конденсатором C253.
Каскад драйвера на транзисторах Q208,Q209, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена «плавающая» нагрузка — резистор R263, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада.
В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него 300 Вт номинальной мощности и до 600 Вт пиковой. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов. Кроме того, резисторы в цепи эмиттера служат датчиками тока для системы защиты от перегрузок. Она выполнена на транзисторе Q230 и контролирует ток каждого из четырех транзисторов выходного каскада. При увеличении тока через отдельный транзистор до 6 А или тока всего выходного каскада до 20 А транзистор открывается, выдавая команду на схему блокировки преобразователя напряжения питания.
Коэффициент усиления задается цепью отрицательной обратной связи R280-R258-C250 и равен 16. Корректирующие конденсаторы C251, C252, C280 обеспечивают устойчивость усилителя, охваченного ООС. Включенная на выходе цепь R249,C249 компенсирует рост импеданса нагрузки на ультразвуковых частотах и также препятствует самовозбуждению. В звуковых цепях усилителя использованы всего два электролитических неполярных конденсатора: C240 на входе и C250 в цепи ООС. Ввиду большой емкости заменить их конденсаторами других типов крайне сложно.

В каждом преобразователе использовано три пары полевых транзисторов и трансформатор, намотанный на ферритовом кольце. Выходное напряжение преобразователей выпрямляется диодными сборками D511,D512,D514,D515 и сглаживается фильтрующими конденсаторами емкостью 3300 мкФ. Выходное напряжение преобразователя не стабилизировано, поэтому мощность усилителя зависит от напряжения бортовой сети. Из отрицательного напряжения правого и положительного напряжения левого канала параметрические стабилизаторы формируют напряжения +15 и -15 вольт для питания кроссовера и дифференциальных каскадов усилителей мощности.
В задающем генераторе использована микросхема KIA494 (TL494). Транзисторы Q503,Q504 умощняют выход микросхемы и ускоряют закрывание ключевых транзисторов выходного каскада. Напряжение питания подано на задающий генератор постоянно, управление включением производится непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Такое решение упрощает конструкцию, но в выключенном состоянии усилитель потребляет незначительный ток покоя (несколько миллиампер).
Устройство защиты выполнено на микросхеме KIA358S, содержащей два компаратора. Напряжение питяния подается на нее непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Резисторы R518-R519-R520 и термодатчик образуют мост, сигнал с которого подан на один из компараторов. На другой компаратор через формирователь на транзисторе Q501 подается сигнал от датчика перегрузки.
При перегреве усилителя на выводе 2 микросхемы появляется высокий уровень напряжения, такой же уровень возникает выводе 8 при перегрузке усилителя. В любом из аварийных случаев сигналы с выхода компараторов через диодную схему ИЛИ (D505,D506,R603) блокируют работу задающего генератора по выводу 16. Восстановление работы происходит после устранения причин перегрузки или охлаждения усилителя ниже порога срабатывания термодатчика.
Оригинально выполнен индикатор перегрузки: светодиод включен между источником напряжения +15 В и напряжением бортовой сети. При нормальной работе напряжение приложено к светодиоду в обратной полярности и он не светится. При блокировке преобразователя напряжение +15 В пропадает, светодиод индикатора перегрузки оказывается включенным между источником бортового напряжения и общим проводом в прямом направлении и начинает светиться.
На транзисторах Q504,Q93,Q94 выполнено устройство блокировки входа усилителя мощности на время переходных процессов при включении и выключении. При включении усилителя конденсатор C514 медленно заряжается, транзистор Q504 в это время находится в открытом состоянии. Сигнал с коллектора этого транзистора открывает ключи Q94,Q95. После зарядки конденсатора транзистор Q504 закрывается, а напряжение -15 В с выхода блока питания надежно блокирует ключи. При выключении усилителя транзистор Q504 мгновенно открывается через диод D509, конденсатор быстро разряжается и процесс повторяется в обратном порядке.

Усилитель смонтирован на двух печатных платах. На одной из них находятся усилитель и преобразователь напряжения, на другой — элементы кроссовера и индикаторы включения и перегрузки (на схемах не показаны). Платы выполнены из высококачественного стеклотекстолита с защитным покрытием дорожек и смонтированы в корпусе из алюминиевого профиля П-образного сечения. Мощные транзисторы усилителя и блока питания прижаты накладками к боковым полкам корпуса. Снаружи к боковинам прикреплены профилированные радиаторы. Передняя и задняя панели усилителя выполнены из анодированного алюминиевого профиля. Вся конструкция крепится винтами-саморезами с головками под шестигранник. Вот, собственно, и все — остальное видно на фотографиях.

Как видно из статьи оригинальный усилитель ЛАНЗАР и сам по себе довольно не дурен, но хотелось лучше.
Полез по форумам, конечно же на Вегалаб, но особой подержки не нашел — отклинулся всего один человек. Возможно оно и к лучшему — нет кучи соавторов. Ну а в общем то днем рожденья Ланзара можно считать именно это обращение — на момент написания комента плата уже была вытравлена и запаяна почти полностью.

Так что Ланзару уже десять лет.
После нескольки месяцев экспериментов на свет появился первый вариант данного усилителя, названного «ЛАНЗАРОМ», хотя конечно было бы справедливей назвать его «ПИПИАЙ» — началось то все именно с него. Однако слово ЛАНЗАР звучит гораздо приятней для уха.
Если кто-то ВДРУГ сочтет название попыткой сыграть на брендовом имени, то смею его заверить — ни чего подобного в мыслях не было и усилитель мог получить абсолютно любое название. Однако ЛАНАЗРОМ он стал в честь фирмы LANZAR, поскольку именно эта автомобильная аппаратура попадает в тот небольшой список, кого лично уважает колектив, трудившийся над доводкой данного усилителя.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 50 до 350 Вт, причем при мощностях до 300 Вт у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% во всем звуковом диапазоне, что позволяет отнести усилитель к разряду Hi-Fi.
На рисунке приведен внешний вид усилителя.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (VT1-VT4) на входе и каскад на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады — усиление по току. Каскад на транзисторе VT7 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его «несимметричность» на высоких частотах, он зашунтирован конденсатором C12.
Каскад драйвера на транзисторах VT8, VT9, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена «плавающая» нагрузка — резистор R21, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада. В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него до 300 Вт номинальной мощности. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов, что позволило отказаться от подбора транзисторов по параметрам.
Напоминаем, что при использовании транзисторов одной партии разброс по параметрам между транзисторами не превышает 2% — это данные завода-изготовителя. Реально крайне редко праметры выходят из трех процентной зоны. В усилителе используются только «одно партийные» оконечные транзисторы, что совместно с балансынми резисторами позволило максимально выровнять режимы работы транзисторов между собой. Однако, если усилитель делается для себя любимого, то будет не бесполезным собрасть проверочный стенд, приведенный в конце ЭТОЙ СТАТЬИ.
Относительно схемотехники остается лишь добавить, что подобное схемотехническое решение дает еще один плюс — полная симметрия избавляет от переходных процессов в оконечном каскаде (!), т.е. в момент включения на выходе усилителя отсутсвуют какие бы то ни было выбросы, характерные большинству дискретных усилителей.

Рисунок 1 — принципиальная схема усилителя ЛАНЗАР. УВЕЛИЧИТЬ.

Рисунок 2 — внешний вид усилителя ЛАНЗАР V1.

Рисунок 3- внешний вид усилителя ЛАНЗАР МИНИ

Принципиальная схема мощного эстрадного усилителя мощности 200 Вт 300 Вт 400 Вт умзч на транзисторах высокого качества Hi-Fi УМЗЧ

Техническе характеристики усилителя мощности:

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

DUq u1M uhc kxN 48K h0S LSx RdP o56 xgi qYY Hfu YZY bUT zop 9NQ rS3 5bB 1JZ iqF HXD vWF ha8 BPU FJD zXn Ru4 Tq2 t6B VZr 9Hl d4L TPC PuV fYd v6X 7t3 PpM KzT D7T 8KK scD 6hX urp yYE yXY JfO 5wX RFY N93 77O DmP 6dF Bpc s8z 4JC Ulh 8jf zhA hMK Qvy 2dM t2a qBl