Усилитель Шушурина (50 Вт/8 Ом)

Данная статья является оригинальной авторской работой талантливого инженера Владимира Шушурина, опубликованная в журнале «Радио» в 1978 г. Для удобства здесь скомпонованы поправки и дополнения на первую статью, а также вопросы и ответы читателей.

Описываемый усилитель мощности предназначен для работы в аппаратуре высококачественно воспроизведения звука в комплекте с предварительным усилителем.

 

Технические характеристики:

 

Номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом: 50 Вт

Неравномерность АЧХ в диапазоне 15 – 25000 Гц: 1 дБ

Коэффициент гармоник на частоте:

20 Гц: 0,04%

1000 Гц: 0,03%

20000 Гц: 0,1%

Номинальное выходное напряжение: 20 В

Номинальное входное напряжение: 0,775 В

Относительный уровень помех: -78 дБ

Входное сопротивление: 16 кОм

Выходное сопротивление (на частоте 1000 Гц): 0,07 Ом

Коэффициент демпфирования при нагрузке 8 Ом: 58 дБ

Мощность, потребляемая от источника питания: 72 Вт

 

         На рис. 1 в графической форме представлены основные энергетические характеристики усилителя (при напряжении питания ±35 В); зависимости от сопротивления нагрузки мощности (кривая 1) и тока (кривая 2), потребляемых усилителем при максимальном выходном напряжении и максимальной мощности, отдаваемой в нагрузку (кривая 3).

умзч-шушурина ldsound_ru (1)

         На рис. 2 приведена зависимость коэффициента гармоник усилителя от частоты входного сигнала и выходной мощности. Кривые построены по усредненным значениям результатов проверки четырех образцов усилителя.

умзч-шушурина ldsound_ru (2)

Принципиальная схема усилителя показана на рис. 3. Поскольку нагрузка гальванически связана с усилителем, потребовалось обеспечить максимальный дрейф «нуля» на его выходе. С этой целью транзисторы V1 и V2 включены по схеме дифференциального усилителя. На базу транзистора V1, соединенную с общим проводом через резистор R2, подается входной сигнал, а на базу транзистора V2 через делитель напряжения R13 и R16 – часть выходного сигнала. Таким образом, дифференциальный каскад сравнивает потенциал на выходе усилителя с нулевым потенциалом общего провода, и если по каким-либо причинам постоянное напряжение на выходе усилителя становится отличным от нуля, сигнал рассогласования, пропорциональный разности потенциалов без транзисторов V1 и V2, поступает на выход усилителя и приводит постоянное напряжение к нулевому уровню.

умзч-шушурина ldsound_ru (1)

Чтобы дифференциальный усилитель реагировал только на разность входных напряжений, необходимо обеспечить постоянство суммы коллекторных токов транзисторов V1 и V2. С этой целью в эмиттерную цепь транзисторов включен источник тока – каскад на транзисторе V3.

Через резисторы R3, R3, R6, R10 на базы транзисторов V1,V2 подано небольшое отрицательное смещение, компенсирующее разброс параметров транзисторов. Нулевой потенциал на нагрузке усилителя устанавливают подстроечным резистором R5.

Указанные выше меры, а также достаточно тщательный расчет и экспериментальная проверка выбора оптимального режима работы дифференциального каскада позволили получить дрейф «нуля» на выходе усилителя около 90 мВ в интервале температур от +5º до +45º С и изменении сигнала на нагрузке от нуля до максимального значения.

С выхода дифференциального каскада сигнал поступает на транзистор V4, усиливается им и через резистор R15 подается на базу транзистора V11. С его эмиттера сигнал поступает на транзисторы V14, V16, V17 и через диоды V7 – V10, предназначенные для созданий начального смещения на базах транзисторов V14 и V13 – на транзисторы V13, V15, V18.

Самовозбуждение усилителя на высоких частотах устраняется частотно зависимой отрицательной обратной связью через конденсатор С5 и цепь R4С4.

Необходимо отметить, что применение усилителя тока на транзисторе V11 позволило свести к минимуму коэффициент гармоник усилителя.

Этот каскад, будучи включенным, после транзистора V4, позволяет последнему работать с небольшим коллекторным током, а следовательно, и с меньшими нелинейными искажениями.

Чтобы обеспечить постоянство режима выходных транзисторов, падение напряжения на диадах V7 – V10 также должно быть постоянным. Протекающий через диоды ток стабилизируется еще одним источником тока на транзисторе V12. Этот ток устанавливают подбором резистора R14. Напряжение смещения на базах транзисторов V13, V14 регулируют подстроечным резистором R18 при окончательной настройке усилителя. Выходные транзисторы, а также транзисторы V11, V12, V16 – на радиаторах.

Транзисторы П307В можно заменить на П307, П307А, П307Б, КТ601А. В предоконечном каскаде вместо транзисторов КТ801Б можно использовать КТ801А, КТ807А, КТ807Б, П701А, а в оконечном – транзисторы КТ802А, КТ808А. Вместо КТ209М можно применить транзисторы КТ209Л, КТ203А, КТ502Д, КТ502Е, а вместо КТ805А – КТ808А. Также вместо транзистора КТ602Б (V11 и V12) можно использовать транзисторы серий КТ604, КТ 630 или КТ940.

На рис. 4 показан чертеж печатной платы и расположение деталей усилителя на ней:

умзч-шушурина ldsound_ru (2)

 

В усилителе применены:

резисторы: СП4-1а (R5, R18), С5-16Т (R27, R28), МЛТ-2 (R29) и МЛТ-0,25 (остальные);

конденсаторы: К50-6 (С1, С3, С6), КМ (С2, С4, С5) и МБМ (С7);

транзисторы: V11, V12, V15, V16 снабжены теплоотводами (хомутики, согнутые из латунных полосок), которые закреплены на корпусах транзисторов с помощью гаек М2.5. Выступающие концы винтов вставлены в отверстия в плате и закреплены на ней такими же гайками, навинченными со стороны печатных проводников.

 

Транзисторы V11, 12, V15 и V16 установлены на радиаторах типа «флажок»,размеры приведены на рис. 5. А выходные транзисторы V17 и V18 установлены на ребристых радиаторах, размеры которых даны на рис. 6.

умзч-шушурина ldsound_ru (3)

Схема блока питания приведена на рис. 7. В качестве Т1 можно применить промышленный трансформатор ТПП322-127/20-50 или ТПП321/127/220-50. Конденсаторы С3 и С4 марки К50-18 или К50-26. Предохранители F1 – F5 рассчитаны на ток 2 А.

умзч-шушурина ldsound_ru (4)

 

Режимы транзисторов приведены в таблице:

Обозначение

по схеме

Uк, В

Uб, В

Uэ, В

V1

33,7

-1

-1,63

V2

33,5

-1

-1,63

V3

-1,63

-33,6

-34,1

V4

2,25

33,7

34,13

V11

35

2,18

1,58

V12

-1,5

-33,4

-34,1

V12

-33

-0,8

-0,12

V14

35

1,54

1,02

V15

0

-33

-34,5

V16

35

1,02

0,51

V17

35

0,51

0,02

V18

0

-34,5

-34,98

Режимы измеренные вольтметром ВК7-10

относительно общего («земляного») провода

 

Налаживание усилителя несложно и при использовании проверенных деталей сводится к установке на выходе «нулевого» напряжения с помощью подстроечного резистора R5 и, в случае необходимости, к устранению «ступеньки» в выходном сигнале с помощью подстроечного резистора R18. Ток покоя выходных транзисторов не должен превышать 50 – 100 мА. Регулировку производят с подключенным к выходу усилителя эквивалентом нагрузки.

умзч-шушурина ldsound_ru (5)

С данным усилителем можно использовать практически любой предварительный усилитель, имеющий амплитудно-частотную характеристику не хуже, чем у усилителя мощности и с напряжением выходного сигнала не менее 0,775 В.

Чтобы при работе усилителя на нагрузку 4 Ом, коэффициент гармоник был не выше, чем при сопротивлении нагрузки 8 Ом, достаточно транзисторы КТ805А (V17 и V18) оконечного каскада заменить транзисторами КТ808А.

Печатная плата под транзисторы КТ808А в формате .lay

Тема на форуме

 

Автор: Шушурин В., г. Львов

Статья специально подкорректирована для сайта ldsound.ru

187 комментариев: Усилитель Шушурина (50 Вт/8 Ом)

  1. Василий пишет:

    Спасибо всем за помощь. Буду думать о другой схеме.

  2. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Подумал, что для очистки совести можно было перетащить детали с платы- на шоколадку и убедиться, что схема неуправляемая, а уже потом под пресс.

    • Василий пишет:

      Так он мне осточертел, что перебирать по новому уже не хочется.
      Хотя………, может и остыну………
      Подожду.

      • NEULO пишет:

        Можно попробовать вместо V12 впаять резистор. И посмотреть что будет. Может быть это из за общих схем смещения V12 и V3 такая петрушка. Попробовать диоды V5 V6 кондёром зашунтировать?

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        недавно сгорела микросхема ТДА 7294 в моем усилителе для измерения динамиков и колонок, нужно было что-то взамен, особо ровное и с неплохим звуком. Поискал в сети и на форумах,вышел на одну предельно простую схемку, повторил . К удивлению, мгновенно заработала, с высокими параметрами, недостижимыми с прежним подходом. Но главный сюрприз впереди, когда музыку включил. Такой прекрасный звук , нет слов. Всех деталей- пара латералов-полевиков и операционник наш, 544уд2. Чуть позже схемку выложу, ссылку дам либо Дмитрию на почту отправлю. автор схемы- очень грамотный электронщик, а схему эту на одном англоязычном форуме высоко оценили.да и наши любители повторили – и все в восторге. Знакомый послушал- сказал: Так звучит Стоунколд, правда Стоунколд не живе долго, горит в силу непонятных причин. А эта штука- нет слов, как удачно получилась.

        • LDS пишет:

          Можно подробнее. На основе чего схема, что за усилитель, чей?

          • алексей пишет:

            Похоже на схему Брагина с упрощенным ВК на полевиках.

          • Александр Ростов-на-Дону пишет:

            https://forum.cxem.net/index.php?/topic/110261-%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D1%83%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA/page/5/
            Автор схемы Vadik70 , на Вегалабе есть похожий вариант такой схемы от Vjumajlo .Разница в паре транзисторов. Самое главное- из за особенности латералов звук превосходен, полоса невиданно широкая, нет проблем с термостабильностью. В данный момент слушаю гибридный унч на паре латералов в классе А с ламповым драйвером. звук радует , очень походит на ламповый однотактник, но неискаженнаямощность заметно выше.
            Из латералов доступны Эксиконы 10N20-10P20, они более звучные нежели 162-1058 , а ещё более крутые пары- BUZ900-BUZ950 . Они в металлокорпусе ТО-3, непревзойденные по звуку

        • Андрей С пишет:

          Проблема теперь найти оригинальные полевики для усилителя, которые лет 15 уже не выпускают. С 2SJ200/2SK1529 такая-же проблема.

          • LDS пишет:

            На алиекспресе находит без проблем, выбор большой. Качество/оригинальность – ?

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              Нарывались знакомые на перемаркированные под видом латералов обычные вертикалы. Кроме иной цоколевки у вертикалов , меряем емкость затвор-исток и затвор-сток, и все ясно: несколько тысяч пф вместо 300-400 пф у латерала

              • василий пишет:

                Вот думаю-думаю и не могу понять, почему не хочет работать. Может родная печатка разведена не по феншую? Может сделать печатку, которая дана здесь на сайте? Но ведь народ говорит, что собирали…. Вряд ли кто на тот момент кинулся переделывать печатку, если она дана в журнале.

                • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                  Цобель исправен?

                  • василий пишет:

                    Да исправен, реагирует.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Не пробовали уменьшить глубину оос, гллянуть реакцию схемы? По идее, с уменьшениемглубины оос склонность к генерации падает. Ещё можно закоротив резистор оос , шунтирующий базу дифкаскпда на землю, измерить частоты среза и усиление всех каскадов усиления. Но вот пишу и понимаю, что такие тонкие упрямые в настройке вещи советовать на расстоянии – глупость. Слишком много нужно перепробовать , чтобы успокоить схему.

                    • василий пишет:

                      Вы правы. На тонкие настройки у меня нет знаний. Я понимаю в принципе как работает усилок и кое что проверить и подстроить могу, но тонкие тонкости…………. (

                      Видно кроме ТДА 7294 ни чего мне не светит, а хотелось бы что то старенькое собрать и уйти на пенсию спокойно.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Знаете, смотрю на шушуринскую схему до выходного каскада и не могу придраться.Такое впечатление, что можно избавиться от трехкаскадного наворота на квазикомплементарных парах, применив детали нашего времени. Скажем, пары BD139-BD140 в предвыходе и прекрасные недорогие BD911 BD912.Схема упрощается намного.

                    • василий пишет:

                      Заработал Шушу.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Поделитесь скорее , в чем была засада! Любой нарвется как вы , опыт борьбы с неустойчивостью очень важен.

                    • василий пишет:

                      Да в том то и проблема, что сказать конкретно вот от чего он генерил не возможно. Ну по порядку. Взял у друга старинный фольгированный текстолит (до этого делал на современном). Сменил рисунок печатки (нашёл в нете, понравилась). Выходники не подбирал. Предвыходные КТ805 АМ, т.к. 801вые все пожёг. Остальное всё по схеме. С6 на печатке предлагалось составить из двух встречных электролитов – так и сделал. БП старый. Нагрузка старая. Резистор цобеля уменьшил под 4 ома. Ну и всё. Меандр на 1 кгц идеальный. Специально даже шунтирующие по питанию ни где не поставил. Работает. Правда мощи только 75 ват максимум. Может из за неподобранных выходных?

                    • алексей пишет:

                      в данной схеме выходные можно не подбирать

                    • алексей пишет:

                      да и 75 Ватт для КТ805 -это уже многовато

                    • василий пишет:

                      805 – тые у меня предвыход, а выход , как и раньше 808 – мые.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      А что, 805 в пластике- хорошее решение в плане замены 801-м, спасибо за совет.

                    • алексей пишет:

                      кста, если есть под рукой кт803а, попробуйте поставить вместо 808, мне так показалось помузыкальнее звучит.

                    • василий пишет:

                      А выдержат 803 – ие?

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Приятель взломал корпус кт808, внутри такой же конского размера кристалл, как у известнгго 2N3055, отсюда мощность и нпдежность. А откуль ноги растут у того самого музыкального 803-го, так икс его знает.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Из того, что помню с времен постройки данного усилителя, была генерация на нагрузке 4 ома, убрал её уменьшив резистор цобеля с 20 до 10 ом и как бы всё. Ну и выходные сразу поставил 2т808 ос, их валом было на складе.

                    • василий пишет:

                      А 808 -мые подбирали?

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      75 ватт задаются исключительно питанием и нагрузкой, более ничем. Моя схема была запитана от пары стабилизироаанных блоков питания болгарских, они выдаали по 33 вольта , ток по плечу был 2,5 ампера, на 4 омах усилитель выдавал 20 в эфф синуса, то есть 100ватт. Снизите питание или увеличите омическое нагрузки-мощность упадет.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      И я чуток похвастаюсь, спаял две платы усилителя на латералах по схеме Вадика70, отслушал неспешно и скажу без преувеличения, что схема эта маленький бриллиант в плане звука. И это при всей моей давней тяжелой глухой ненависти к транзюкам с их наждачным звуком.

                    • василий пишет:

                      Что за схемка?

  3. василий пишет:

    Собрал второй канал. Работает. 100 ватт на 4 ома. Заработал сразу. Есть вопросы. На 20 кгц небольшой спад на АЧХ. К примеру на 10 кгц и ниже – 16 вольт, а на 20 кгц – 15,5 вольт. КНИ великоват, 0,1 на малой громкости.
    К стати, мощи не хватало из-за тонкого манганина в эмиттерах выходных.

    • Александр Бокарёв пишет:

      Все транзисторные усилители с общей оос звучат прилично примерно на 10 процентов мощности, выше начинают подкрикивать и подсвистывать, это моё мнение, так слышу. Шушуринский показался лучше прочих тем,что навал мощности не приводил к деградации звука. Плотный такой звук и уверенный.

    • Александр Бокарёв пишет:

      В эмиттеры хорошо ставить мощные резисторы с5-5 и с5-16, они нихромовые, неубиваемые.

      • Василий пишет:

        У нас такие резисторы не купить, есть только китайские белые брусочки. Продавец говорит, что они имеют индуктивность. Не начнёт ли возбуждаться усилок………

        • Александр Бокарёв пишет:

          У китаезы беда не в индуктивности а в дрянном исполнении, внутри дичь залитая гипсом, фуфел откровенный в сравнении с нашими танками с5-5.уж лучше самому нихром нарубить и в медные стойки зажать. Можно и в стальные, под винтовые зажимы.

  4. Александр Бокарёв пишет:

    Нихром паяется влёт с помощью ортофосфорной кислоты или на таблетке аспирина.

  5. Василий пишет:

    У меня есть манганин 0,5 мм. Я намотал им в 4 провода на текстолите, два в одну сторону, два в другую. При полной мощности греются градусов до 60. На малой моще холодные.

    • Василий пишет:

      Манганин паяется канифолью.

      • Александр Бокарёв пишет:

        Да , с манганином нет проблем, он медно никелевый сплав, паяется обычно, как и константан. А ежели под пайкой площадку оставить, то теплоотвод получим . Навивка специальная для убивания индуктивности- не думаю, что это нужно, при мизерной её величине и шунтировании самим резистором. Но хуже не будет.
        Кстати, возьмите на заметку шикарный метод проверки транзистора на мощность, измеряется емкость коллектор-база. Она напрямую связана с размерами кристалла и у могучих транзисторов измеряется несколькими нанофарадами. Китаецы выпускают перемаркировпнные триоды на базе слабых кристаллов и емкость их скажем, 1200пф вместо 2200 у настоящих. Цифры дал по памяти, она у меня не очень, нужно все проверить самому.

        • Василий пишет:

          Отлично, всё понял, спасибо.
          Буду потихоньку, не спеша корпус строить.

  6. Александр Бокарёв пишет:

    Василий, это ссылочка на схемку от Вадика, которая поет нынче в моей домашке.

    • Василий пишет:

      Спасибо Александр. Бегло посмотрел, ОС там чудная. Нужно будет ознакомиться на досуге. Где интересно в случае построения такового, брать транзисторы?

    • LDS пишет:

      Александр, а какая схема является оригинальной? Та, что в 1 посте или что Вы привели?

      • Александр Бокарёв пишет:

        Дмитрий, оригинальная схема от Вадика по ссылке на форум схемнет , а приведенная в начале ветки уже с моими доработками, ток покоя увеличен до 150ма и уменьшен резистор с выхода усилителя в цепь вольтдобавки по питанию операционника.
        На досуге прогнал схему по особой методике, выявляющей тонкие пороки . Методика и простая и непростая, начало её положено Иваном Акулиничевым в статьях Радио в 70е годы, просто по незнанию не придавал значения этому чудному методу.
        Принцип проверки в подаче тока через резистор нагрузки на выход усилителя с контролем формы сигнала на выходе. Сигнал берется с выхода соседнего канала через резистор нагрузочный от 4 до 10 ом, некритично. Разумеется, малое выходное сопротивление схемы оставляет от входного напряжегия в десятки вольт жалкие милливольты, но их информативность велика. К примеру, на меандре увидел острые иголки большой амплитуды, говорящие о неточностях подборки емкостей коррекции ачх , их нет на схеме, но они есть в статье Агеева за 1987год, где подробно рассказаны тонкости схемы. Далее, синусоида на частотах выше сотни кгц корежится, хотя на выходе соседнего канала сигнал идеален. Видимо, ток покоя недостаточен.
        В общем, при всем великолепии звучания этой схемы есть места, которым нужно уделитьвнимание. А еще вчера на рынке купил пару настоящих латералов от Ренесас, они упакованы в тару-рельсу, с фирменной надписью. Измерил емкость затвор-сток, 353пф. Оно самое. Спаял один канал выходной в классе А , схема невеликп по мощности, но превосходная по звучанию , сочинил её пару лет назад и пока побить по звуку её не удалось. Для небольшой тихой комнаты этот вариант считаю наилучшим.

  7. Александр Бокарёв пишет:

    Смотрели по указангому адресу в Томске, там остались только N. Заказали на Али, ждем. Если аукнуть в гугл купить латералы, отзовутсч московские и питерские тузы.

  8. Александр Бокарёв пишет:

    На заметку, есть более удачные транзисторы, Эксикон 10N20 10P20 . А всех круче шотландские СЕМЕЛАБы BUZ900 BUZ950 в ромбисеском металокорпусе ТО3.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *