Самый простой усилитель с хорошим звуком на транзисторах с помойки
Привет, друзья. Эту схему я нашел в старой книге по радиолюбительству издания начала 80-х. Это наверно самый простой в мире усилитель мощности звуковой частоты. Собрать такой усилитель можно за полчаса из деталей от старых «энергосберегающих» лам. Обычно электронный балласт таких ламп делают на паре транзисторов типа MJE13003 или 13005. Чаще всего эти лампы выбрасывают, когда выходит из строя сама трубка лампы. Там перегорают спирали накала, которые используются для инициации разряда внутри лампы в момент включения. При этом элементы схемы балласта остаются исправными. Такие лампы модно использовать как доноры неплохих бесплатных радиодеталей для наших конструкций. кстати можно использовать не только транзисторы, но и импульсный трансформатор, конденсаторы и т.д.
Детали, добытые из старых ламп нужно обязательно проверять перед повторным использованием. особенно транзисторы. Также нужно позаботиться об утилизации самой светоизлучающей трубки, так как внутри нее содержится вредная для здоровья и экологии ртуть.
В каждой лампе мы найдем 2 транзистора. В лампах малой мощности вы найдете транзисторы 13003, а в более мощных — 13005 или, если повезет, даже 13007. Это самые мощные из тех, которые применялись в таких балластах. Можно использовать любые из них. Для усилителя нам нужно три транзистора. Кроме цокольных «энергосберегаек» такие транзисторы можно найти и в электронных балластах для больших ЛДС (трубок). Сейчас многие компании и магазины переходят на светодиодное освещение и я часто вижу на свалках целые горы выброшенных старых ЛДС светильников. Вот где можно разжиться транзисторами MJE13005! :). Если вы не хотите связываться со старыми лампами, можно заказать небольшую партию этих транзисторов на Алиэкспресс. Это хорошие высоковольтные транзисторы и они пригодятся вам в вашем дальнейшем творчестве. Транзисторы очень дешевы, 20 штук MJE13003 стоят в районе одного доллара, а более мощные MJE13005 — чуть дороже.
Схема усилителя крайне проста. Она приведена на рисунке ниже:
Три одинаковых транзистора представляют собой составной транзистор (схема Дарлингтона, Darlington transistor). Нагрузкой по постоянному току является резистор R3, а по переменному току — громкоговоритель LS1. Сопротивление катушки громкоговорителя должно быть в районе 8 Ом. Конденсатор C2 должен иметь емкость не менее 1000 микрофарад. Здесь чем больше, тем более низкие частоты будет способен передать усилитель. В качестве C1 можно использовать электролитический конденсатор емкостью от 2.2 до 10 мкФ.
Режим работы и ток покоя схемы устанавливается подстроечным резистором R1. Для настройки усилителя замкнем накоротко его вход, и поворачивая движок RI установим на верхнем по схеме выводе нагрузочного резистора R3 напряжение примерно равное половине напряжения питания, то есть 6В. Резистор R3 будет нагреваться в процессе работы, даже без входного сигнала. Так работает режим класса A. Ток через оконечный каскад, работающий в классе А идет всегда, не зависимо от того есть сигнал или нет. Также будет нагреваться транзистор Q3, поэтому его необходимо устанавливать на радиатор.
Один из недостатков этой схемы — очень низкий КПД. Это свойственно всем однотактным усилителям класса A. Мощность, рассеиваемую резистором R3 можно вычислить по формуле P=U^2 / R, то есть в нашем случае она будет P=6*6 / 10 = 3.6 W. То есть, несмотря на то, что написано на схеме, резистор нужно применить мощностью около 5W или использовать два резистора по 20 Ом 2W, соединённых параллельно.
Второй недостаток — это низкая чувствительность усилителя. Для получения на выходе номинальной выходной мощности на вход нужно продать сигнал амплитудой около трех вольт. дело в том, что данная схема — это фактически составной эмиттерный повторитель, а эмиттерный повторитель не дает усиления по напряжению. Для увеличения чувствительности можно использовать дополнительный каскад усиления, но это сводит на нет простоту усилителя, как одно из его главных достоинств.
Поскольку коллекторы всех транзисторов по схеме соединены, можно закрепить все три транзистора на одной алюминиевой пластине, которая будет служить радиатором. Вывод коллектора у этих транзисторов соединен с корпусом.
Также хорошей идеей может быть использование в качестве Q1 и Q2 транзисторов MJE13003 а в качестве третьего — более мощный MJE13005 или 13007
Достоинства усилителя — крайняя простота схемы и довольно качественный звук, свойственный усилителям класса A. Хотя максимальная выходная мощность очень невелика — в районе больше 2,5 W
Блок питания усилителя должен обеспечивать ток как минимум 1 ампер на канал, при напряжении 12 вольт. То есть 2 А в случае стереофонического усилителя. Хорошей идеей будет использование здесь импульсного источника питания, например вот такого>>
Второй вариант схемы
Основной ток схемы течет через переход коллектор — эмиттер третьего транзистора и резистор R3. Это около 0.7A в режиме покоя. Ток, который течет через транзистор Q2 боле чем на порядок меньше и составляет примерно 20mA. Фактически это — ток базы транзистора Q3. Ток, проходящий через первый транзистор — это ток базы второго транзистора, и он еще меньше. Поэтому можно усовершенствовать схему усилителя, использовав в качестве первого транзистора маломощный, но с более высокими параметрами по шумам и коэффициенту передачи тока, чем у мощного MJE13005/13003. Например можно использовать транзистор BC549. Второй вариант схемы я «собрал» в симуляторе Proteus. Возможно чуть позже я проверю его на реальных компонентах и дополню эту статью.
Ниже привожу схему в том виде, как она выглядит в Proteus:
