Riz. 1. Prototype

Riz. 2. Circuit amplificateur (cliquez pour agrandir)

Riz. 3. Circuit d'alimentation (cliquez pour agrandir)

Riz. 4. Schéma de délai d'activation

Riz. 5. Titulaire

Pourquoi est-ce que je fais des transistors ? Voici un ampli à lampes pour Tango avec Tamura sur l'étagère du bas du rack ! C'est une question. Dans mes années d'école, à l'aube de ma radio amateur dans la ville où je vivais alors, seules les lampes étaient disponibles à partir de composants radio. Les transistors commençaient alors tout juste à entrer dans l'utilisation des radioamateurs comme des objets à la mode. Même le magazine "Radio" de l'époque présentait l'électronique à transistors comme quelque chose de spécial. De même, lors de l'assemblage d'une autre structure de tube à partir de pièces déracinées de vieilles radios, je rêvais d'assembler un jour un amplificateur à transistor avec une puissance folle et une bande de fréquence reproductible pour l'époque. Et bien qu'un nombre incalculable d'années se soient écoulées depuis lors, et qu'au fil des années j'ai assemblé des amplificateurs avec quelle puissance, apparemment c'est précisément ce désir, alors posé, qui ne laisse toujours pas mon âme de radioamateur en paix si envoûtante lampes lumineuses . Mais assez de nostalgie, venons-en à l'essentiel de cette histoire.

La particularité de cet amplificateur, contrairement à tous les circuits sonores à transistors connus aujourd'hui, n'est pas du tout abstractionniste des cascades de transistors dessinés. L'astuce est que dans cet amplificateur, il n'y a pas d'amplificateur de tension actif habituel pour les circuits à transistors et à transistors à tube. La fonction d'amplification de la tension dans cet amplificateur est assurée par un composant passif - un transformateur élévateur spécialement conçu. Vous direz - regardez les circuits des premiers amplificateurs à transistors - pas même un transformateur n'y a été utilisé. C'est vrai, mais dans ces premiers amplificateurs, les transformateurs ne correspondaient qu'à l'impédance des étages d'amplification entre eux et la charge. Et ces premiers amplificateurs avec des transformateurs assortis sonnaient, si vous ne vous souvenez pas comment le dire plus facilement ... Bien que je sois resté reconnaissant envers ces premiers amplificateurs à transistors, car ils m'ont fait douter que les tubes n'étaient pas prometteurs pour le son. Oui, et comment pourrait-il y avoir aucun doute dans une comparaison directe, complètement pas spécialement organisée - à cette époque, les mélomanes écoutaient de la musique sur des amplificateurs à tubes.

Pas tout à fait d'ailleurs, mais en général sur le thème du son - plus tard, nous étions à nouveau exactement les mêmes qu'alors avec des transistors, divorcés avec des sources numériques - des progrès, où en serait-il :.

Mais revenons aux jetons. Ainsi, la caractéristique principale est un transformateur élévateur spécial. Afin de ne pas effrayer avec ce mot au tout début de l'histoire, je ferai une réserve qu'il s'agit d'un transformateur spécialement conçu pour un amplificateur à transistor. Pas pour lampe. Par conséquent, seul un paresseux ne peut pas le fabriquer, ce serait de l'acier électrique au son plus ou moins décent avec une section transversale de plus de cinq ou six mètres carrés. centimètres. Dans notre pays, c'était dans l'ancien temps, sans doute. Mais à ce sujet dans un document séparé sur le calcul d'un tel transformateur, dans lequel, si j'ai le temps, je présenterai également un programme de calcul de ce transformateur sur tout matériau et type de noyau au son décent. Il s'agit de celles faites maison. Le reste, qui rompt l'enroulement de toutes les transes, vous pouvez en utiliser des prêts à l'emploi, par exemple ceux indiqués sur le circuit de l'amplificateur. Nos transes modernes de toutes sortes de laboratoires, ainsi que des industries de transformateurs vivants restantes impliquées dans les transformateurs de son, je ne le recommande fortement pas. Depuis que je connais la situation avec nos matériaux modernes et, surtout, avec les cerveaux impliqués dans ce domaine - selon la dernière déclaration - le marché de nos équipements de sonorisation est presque nul. Chez les fabricants étrangers, vous pouvez trouver, sinon des transformateurs presque adaptés à cet amplificateur (regardez le schéma de circuit), puis commander avec les caractéristiques souhaitées. Eux, ces fabricants, pour autant que je sache, en seront même heureux.

Ainsi, les caractéristiques du transformateur élévateur:

• tension effective d'entrée jusqu'à 2 Volts;
• la résistance donnée à l'enroulement primaire est d'environ 40 ohms ;
• rapport de transformation 1: 5: .10, en fonction de la puissance de sortie souhaitée, sur laquelle, soit dit en passant, littéralement tout dans l'étage de transistor de sortie dépend de cet amplificateur;
• la résistance résistive de l'enroulement secondaire ne dépasse pas 200 ohms.

Pour un test, mais avec un résultat sonore peu prévisible, vous pouvez utiliser un transformateur d'un amplificateur de casque à tube, mis en avant par l'enroulement secondaire, comme élévateur. Dans le même temps, il vaut la peine, en écoutant la réponse en fréquence de l'amplificateur, de jouer avec une résistance qui shunte l'enroulement élévateur. Dont la valeur ne peut pas être inférieure à 5 kOhm, sans parler, sans compter. Et lors du calcul, vous devez partir de la résistance donnée à l'enroulement primaire du transformateur - elle devrait être d'environ 40 ohms.

Passons au dispositif des circuits d'amplification de courant à transistors. Au cours de ma vie de radioamateur, j'ai essayé tous les circuits à transistors possibles, qui n'étaient connus que pour la construction d'étages d'amplification de courant. Et seuls deux types de toute la variété des circuits d'amplification actuels m'ont semblé musicaux. L'un d'eux est celui qui est utilisé dans le circuit de cet amplificateur. Il s'agit d'un circuit classique élémentaire avec une stabilité réduite (!) du courant de repos de l'étage de sortie, réduite par une rétroaction fondamentalement désorganisante sur les transistors de sortie. Vous pouvez trouver une description du fonctionnement d'un tel circuit dans n'importe quel manuel sur les circuits à transistors.

La stabilisation thermique du courant de repos des transistors de sortie d'un tel circuit est rendue simplement sans prétention et, par conséquent, peu efficace - par couplage thermique entre le transistor de sortie et le transistor qui se trouve sur l'accumulation du transistor de sortie (ci-après - transistor oscillant, conducteur, etc.). En raison d'un tel mécanisme de stabilisation thermique simplifié, l'étage de sortie d'un amplificateur basé sur un tel circuit nécessite un calcul minutieux des conditions thermiques des transistors et une approche un peu plus sérieuse de la conception des dissipateurs thermiques. C'est pourquoi, pour ce type de transistors de sortie, j'indique des valeurs précises de la tension d'alimentation de l'étage de sortie d'amplification du courant de cet amplificateur à partir des différentes impédances des enceintes connectées. Concernant cet amplificateur, je noterai immédiatement que son premier étage d'amplification du courant sur les transistors Q1:Q4 nécessite également une stabilisation thermique du courant de repos des transistors de sortie de l'étage par couplage thermique entre eux - plaçant les paires de transistors correspondantes sur un radiateur d'une puissance thermique dissipée d'environ deux watts.

En pratique, cette stabilisation thermique peut être réalisée en plaçant les transistors nécessaires de part et d'autre du plot d'atterrissage de chaque dissipateur thermique l'un vers l'autre, c'est-à-dire transistors d'atterrissage avec trous de montage sur une vis de serrage de différents côtés du dissipateur thermique. Il est également possible de stabiliser plus efficacement le courant de repos des transistors de sortie. Ceux. organisation d'une connexion thermique plus étroite entre les transistors. C'est cette solution de conception que j'utilise dans l'étage de sortie d'amplification de courant de cet amplificateur - les paires de transistors correspondantes sont placées à proximité l'une de l'autre sur une plaque constituée d'un matériau à haute conductivité thermique, comme le cuivre, lui-même déjà monté sur le dissipateur thermique principal en aluminium. Ainsi, on augmente considérablement l'efficacité du mécanisme de stabilisation du courant de repos des transistors de sortie, tandis que la température des cristaux des transistors diminue d'environ quinze à vingt degrés Celsius par rapport à la manière traditionnelle de placer les transistors sur un dissipateur thermique et est loin de critique pour les semi-conducteurs.

La plaque de cuivre sur le côté du radiateur principal doit être étamée. Pour faciliter la vie, afin d'exclure le découplage électrique des transistors situés sur le même dissipateur thermique, une stabilisation thermique du courant de repos des transistors de sortie est également possible grâce au couplage thermique des transistors oscillants et de sortie des branches opposées du circuit . Mais la température des cristaux, à laquelle le courant de repos des transistors de sortie se stabilisera dans ce cas, sera supérieure à celle de la méthode que j'utilise. Et si le calcul thermique du mode de fonctionnement des transistors est erroné, cette température peut se rapprocher de la température critique des cristaux de transistors.

Maintenant, à propos de la linéarité d'amplitude du circuit d'amplification de courant utilisé dans cet amplificateur - elle est généralement réalisée en exécutant la charge de transistors oscillants sous la forme de sources de courant, voir fig. 1. Mais, au lieu de mots, le circuit amplificateur opérationnel AD797, avec le même étage de sortie, et probablement la meilleure linéarité parmi les opamps, serait plus approprié et indicatif. C'est dans cette version classique que j'ai utilisé un circuit d'étage de sortie similaire dans mes amplificateurs il y a plus de vingt ans. Il y a quelques années, j'ai discuté de cette question avec un ami qui m'a convaincu d'essayer l'option de stabilisation du courant du transistor oscillant au moyen d'une amplification de tension, similaire au circuit bien connu de 87 du magazine Radio ou décrit dans mon livre préféré de Tietze et Schenk de 83 sur les circuits à transistors.

Mais j'ai franchi cette étape en tenant compte de quelque chose de complètement différent, à savoir l'amplificateur Quad 405 au son exceptionnel, qui utilise également une solution similaire. Et en réalisant également que les condensateurs à ces fins doivent avoir une qualité sonore élevée, c'est-à-dire impédance linéaire non résonnante sur une large bande de fréquence. Comment pourrais-je obtenir de tels condensateurs, comparé le son de la cascade avec une source de courant - et confirmé une fois de plus la justesse de ma propre approche dans la conception d'amplificateurs à transistors - moins il y a de semi-conducteurs qui gênent le son, plus l'amplificateur sonne musical. Mais, pour certaines raisons, il a activement caché le fait de la supériorité de la variante du circuit avec une augmentation de tension jusqu'à présent. Je dirai plus, à la suite de cette action, j'ai obtenu les résultats que j'attendais.

Passons maintenant au calcul des résistances de charge des transistors oscillants, qui déterminent le courant des transistors oscillants et des transistors de sortie. Au repos, la tension base-collecteur du transistor de sortie de l'étage est appliquée à ces résistances. Avec une précision suffisante pour ce calcul, on peut prendre cette tension égale à la tension d'alimentation du bras d'étage moins la tension tombant sur la base-émetteur du transistor de sortie, qui est environ égale à 0.5 : 0.7 Volts. Ensuite, vous devez décider de la quantité de courant qui doit traverser les transistors de sortie. À cet égard, je ne suis pas un sadomasiste, et ce qui m'importe n'est pas une idée électrique sous la forme d'une adhésion à la classe généralement acceptée de fonctionnement du circuit "sonore", mais seulement une suffisance dans le transfert de musicalité.

Après de nombreuses expérimentations sur les dissipateurs thermiques utilisés, j'ai opté pour un courant de repos de 80:150 mA, selon le type de transistors utilisés. Les transistors de différents fabricants et modèles, ainsi que les lampes, sonnent différemment, y compris pour chaque modèle de transistor, ils ont une certaine valeur "sonnante" du courant de repos pour un circuit spécifique de l'étage amplificateur et du dissipateur thermique avec une valeur spécifique de résistance thermique . En ce qui concerne les transistors indiqués sur le schéma et les dissipateurs thermiques que j'ai utilisés, la valeur du courant de repos des transistors de l'étage de sortie était de 130 mA. Le même courant doit traverser les résistances calculées. Sinon, en appliquant la loi d'Ohm, on obtient la valeur de la résistance qui charge le transistor oscillant.

Je ne m'attarderai pas sur le calcul des détails du circuit d'amplification de tension, en raison de l'élémentarité d'une telle tâche, je dirai seulement que la valeur du condensateur indiquée sur le circuit amplificateur est suffisante pour le fonctionnement efficace du circuit d'amplification de tension dans la bande de fréquence requise avec les valeurs des courants de repos des transistors de sortie indiqués par moi. Je ne recommande pas non plus d'utiliser un condensateur de calibre supérieur, sur la base de considérations élémentaires pour le fonctionnement des condensateurs sur courant alternatif. De plus, afin de ne pas compliquer à nouveau la vie, on prend la valeur de chaque résistance du circuit d'élévation de tension égale à la moitié de la valeur de la résistance de charge du transistor oscillant. La question suivante porte sur la tension d'alimentation de l'étage de sortie d'amplification de courant de cet amplificateur. Cette question pour ce circuit d'étage de sortie d'amplificateur est la plus importante. La stabilité de la cascade et son son en dépendent. Afin de ne pas plonger dans ces jungles difficiles, je m'attarderai sur le fait qu'empiriquement, sur des transistors d'une puissance dissipée d'environ 0 W, la dépendance suivante a été obtenue pour l'étage de sortie de cet amplificateur :

A partir de ces valeurs, on obtient les valeurs de chacune des quatre résistances des circuits d'amplification de tension pour une charge de 4 ohms égale à 100 ohms. Pour la deuxième charge, je donne la possibilité de m'entraîner seul au calcul des résistances.

Après cela, selon des formules connues, vous devez calculer la valeur de puissance de ces résistances. C'est tout, le calcul de l'amplificateur est terminé.

Passons au plus important - constructif. Avant cela, une autre petite digression. Je pense que la conception de la technologie audio à transistor affecte beaucoup plus le son de l'amplificateur que dans la technologie à tube. En parlant maintenant de son, je veux certainement dire les moments sonores subtils disponibles pour les audiophiles et les mélomanes avancés qui entendent aussi ces moments, mais les traitent avec philosophie.

Ainsi, la conception de cet amplificateur. Tout d'abord, pas de cartes de circuits imprimés. Uniquement à montage articulé, les points de soudure sont organisés soit aux bornes des transistors, soit sur des pétales de montage, rivetés sur des plaquettes séparées en matériau isolant. Encore une fois, je répète - observez les points de soudure et l'entrée / sortie des conducteurs qui sont indiqués sur le schéma de circuit de l'amplificateur, cela détermine dans une large mesure le son de l'amplificateur lors de l'utilisation de composants sonores. Sinon, vous ne récupérerez pas une partie de l'argent dépensé pour l'achat de composants radio de haute qualité. Des conducteurs de qualité sont également inclus dans les composants sonores de cet amplificateur. Vous pouvez utiliser des fils de montage Cardas, vous pouvez également utiliser nos anciens fils en cuivre doux rouge foncé non étamé sans isolation. Vous organisez l'isolation plus tard, après dessoudage, par exemple avec du papier électrique, et là où c'est raisonnablement nécessaire.

Deuxièmement, chaque canal de l'amplificateur est assemblé par une conception distincte, comprenant une alimentation découplée, comprenant un transformateur de puissance. Et structurellement, les étages d'amplification actuels ne sont pas non plus combinés. Le premier étage est assemblé sur une carte de circuit imprimé séparée, l'étage de sortie est constitué d'une structure tridimensionnelle séparée, dont la partie principale du corps de palier est illustrée à la Fig. 5. Cette partie, de plus grande surface, est fixée au châssis de l'amplificateur par découplage des vibrations. Les trous de cette partie du corps sont destinés à recevoir les condensateurs C5 et C6. Au-dessus de cette partie, avec un entrefer de 1 cm, les dissipateurs thermiques des transistors de sortie sont fixés, les plots de montage des transistors se faisant face. Les dissipateurs thermiques des transistors de sortie ont été conçus spécifiquement pour cet amplificateur et sont des radiateurs à air non noirci d'une surface effective de 490 cm ^ 2 en aluminium, avec huit ailettes de 4 mm d'épaisseur et 45 mm de long sur un côté. Le plot de montage du transistor a une largeur de 80 mm, une hauteur de 50 mm et une épaisseur de 10 mm. Tous les composants restants de l'étage de sortie sont situés entre ces dissipateurs et, comme je l'ai déjà mentionné, ils sont soudés directement sur les bornes des transistors et la plaque de montage à pétales, qui est fixée au milieu entre les dissipateurs sur le principal cas de l'étage de sortie.

Maintenant attention ! Je m'attarderai plus en détail sur les condensateurs C5 et C6. Les trous dans la partie boîtier de l'étage de sortie sont conçus pour les accueillir, voir fig. 5. Je vous dis comment cela devrait se passer. Nous prenons une fine feuille de cuivre (0.05 mm) et enveloppons fermement les condensateurs plusieurs fois. Au-dessus du cuivre, nous avons mis quelques couches de fibre de verre mince également en tension. Déjà dessus, nous enroulons la quantité de fil calculée pour une puissance de 10 W et une tension de 15..30 Volts à partir de n'importe quel matériau à haute résistivité et organisons les conclusions de l'élément chauffant résultant. D'en haut, nous mettons à nouveau quelques couches de fibre de verre mince dans l'étanchéité et une couche de feuille de cuivre mince également dans l'étanchéité. Des couches de feuille de cuivre sont connectées électriquement au boîtier de l'amplificateur. Cette conception doit être faite avec beaucoup de soin, et pour qu'elle n'ait pas ses propres résonances, elle doit être imprégnée de tout liquide organosilicié visqueux et non desséchant. Après cela, nous insérons cet assemblage dans le trou de la partie du corps et remplissons l'espace restant avec du mastic silicone. Je ne précise pas la conception exacte de l'appareil de chauffage, car si vous ne pouvez pas calculer et organiser indépendamment son fonctionnement, je ne vous conseille pas du tout de prendre en charge la fabrication de cet amplificateur. La température à la surface des condensateurs C5 et C6, que ce réchauffeur doit fournir, est de 50-60 degrés Celsius pour la première marque de production ELNA CERAFINE. Pour les condensateurs d'autres marques, vous devez sélectionner cette température à l'oreille. Je peux donner une explication de cette approche dans la conception des amplificateurs à transistors dans la description de mon nouvel amplificateur à transistor audio, qui est complètement rempli d'un tel ésotérisme. Si son heure vient. Mais pour le chauffage. Si vous n'utilisez pas la surveillance automatique de la température, il serait préférable d'alimenter le radiateur en courant alternatif, en le prenant sur le transformateur de puissance du canal. S'il y a automatisation, alors à partir d'un transformateur de puissance séparé, sur lequel dans ce cas vous pouvez raccrocher l'alimentation du circuit de retard d'activation du haut-parleur.

Maintenant brièvement sur le circuit de retard - un relais temporisé électronique conventionnel, le retard est dû à la constante de temps du circuit de puissance du condensateur situé dans la base du transistor composite. Une question importante à propos du relais est que ses contacts affectent le son de l'amplificateur. J'ai peu d'expérience en la matière, car j'ai longtemps opté pour le relais de marque TKE52PDU. Ce relais est utilisé dans les automatismes de l'industrie nucléaire. Sur le diagramme de retard, j'ai indiqué un relais Fyujitsu bien établi, il sera probablement plus facile à trouver.

Eh bien, le dernier. Ce qui ressemble à une fuzz, mais est abrégé en GA. C'est le deuxième ésotérique dans cet amplificateur. Moyens - harmoniseur de courant anisotrope. Mon nouvel amplificateur, dont j'ai déjà parlé, est complètement ésotérique - transformateurs tournants, sources de courant cohérentes, etc. En cela, je me suis arrêté au numéro trois. Alors, comment cet harmoniseur est-il exécuté? Deux cosses en cuivre sont fixées rigidement à une distance de 8 mm, un conducteur de 0.1 mm de diamètre est soudé entre elles. J'utilise du fil de rhodium exposé à un flux de neutrons de 10 ^ 22. Dans le cas le plus simple, le conducteur peut être en cuivre, mais pour qu'il ait les propriétés nécessaires à l'harmoniseur, il doit être formé naturellement, c'est-à-dire âgés de plus de 40:50 ans. Un tel conducteur, par exemple, peut être prélevé sur les bobines RF des anciennes radios. La physique de ce processus est assez compliquée pour une présentation élémentaire, peut-être qu'un modèle associatif-similaire peut être représenté comme une sorte de buse laminant l'écoulement.

Quelle est la qualité sonore de cet amplificateur ? Le son est très clair, tube rempli et vivant, et très rapide. Je n'ai pas l'habitude de décrire des moments subtils avec des mots. Je préfère vous parler des étapes du chemin. La première version de cette gamme d'amplificateurs était un amplificateur discret avec un étage différentiel à l'entrée et un pilote de transistor dans l'OE, chargé par une source de courant - l'étage de sortie était déjà le même que celui illustré à la Fig. 1. OOS était présent dans cet amplificateur ; au début des années 1, la lutte contre les distorsions mesurées n'a fait qu'éclater. Après cet amplificateur, je ne suis tombé que sur un livre publié par Tietze et Schenk, et j'ai mis un amplificateur opérationnel pour piloter cet étage de sortie, introduit des résistances anti-parasites dans toutes les bases. Mais la rétroaction, soit par erreur, soit par providence, a été introduite à partir de la sortie de l'amplificateur opérationnel. En réponse à cela, j'ai entendu un son si rempli que j'ai commencé à comprendre ce que j'avais fait. Et quand j'ai compris, j'ai commencé à expérimenter la construction de l'étage de sortie. Le schéma de la fig. 90 est juste de cette série, plus proche du milieu des années 6 et cela peut être vu sur la photo, qui est du même âge. J'ai parlé de ce schéma dans les années 5 à la conférence FIDO. Le dernier circuit utilisant des tubes dans cette gamme d'amplificateurs était une conception de UN à 5E150P avec un transformateur 1K : XNUMX Ohm et au-delà le même UT que sur la fig. XNUMX. J'en ai parlé, la dernière version de l'hybride, dans l'un des forums audio Internet locaux il y a environ deux ans. Eh bien, il y avait un amplificateur auquel cette histoire est dédiée.

Tout sur cet amplificateur. Je voulais aussi vous parler de la différence entre les ingénieurs du son et les ingénieurs en électronique qui conçoivent des circuits sonores, mais j'ai changé d'avis. Bien que l'une de mes observations - combien j'ai rencontré de tels ingénieurs, je n'ai noté aucune oreille musicale ni aucune préférence musicale profonde. C'est alors que j'ai réalisé pourquoi ils aiment tant évaluer la qualité sonore des équipements sonores avec toutes sortes de distorsions, et pourquoi il est si important pour eux de mesurer ces distorsions avec un appareil de mesure. Et le fait que la haute qualité sonore des amplificateurs soit extrêmement faiblement liée à toute distorsion ne préoccupe guère ces ingénieurs. Mais je ne suis pas ingénieur en électronique, et en tant que physicien, la vérité est ce qui compte le plus pour moi. Oui, cela s'applique également à la qualité sonore de cet amplificateur.

Mais pourquoi est-ce que je fais des transistors ? Bien sûr, il est plus facile de blâmer Freud. Mais non, la réponse à cela est différente - car dans les lampes, elle est depuis longtemps transparente. Et où entraîner son cerveau, si ce n'est sur un son transistor ? Il me semble aussi avoir compris la technologie numérique, mais oh, comment je ne veux pas entrer dans les questions de vinyle - je suis presque satisfait du son des disques soviétiques avec des classiques sur Micro avec Rega 300. Bien qu'ils aient des inconvénients :

Par conséquent, je ne jurerai rien.

Auteur : Vladimir Ul'yanov (Vladimir Ulyanov) ; Publication : cxem.net

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