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

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

  1. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Архив Радио есть в компе,но временно оторван от него, пишу с планшета.Эпос смутно помню по фото в Радио

  2. Илья пишет:

    Здравствуйте, хочу собрать данный усилитель на импорте, подскажите насколько я правильно выбрал аналоги, спасибо)
    V1, 2, 3, 14 – 2N5551
    V4, 13 – 2N5401
    V11, 12 – 2SC3502
    V15, 16 – BD139

  3. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    тех же самых П307 нынче можете и не найти. Или 209-х. Или 801-х.
    Я бы в дифкаскад впаял 2SC2240 , вместо 209-х взял 2SA970 , а предмощные- BD139-140 . Они копеечные и качественные.
    601-е сегодня в пластике, ещё та пакость. А когда с импортными поработал, наши нет желания вернуть в схему.

  4. Коля пишет:

    п307 в магазинах нет.Только если в Митино или на развалах.
    Автор дает в статье замену отечественных транзисторов вместо п307 рекомендует КТ 601А. Остальные есть в Чипе-Дипе в оригинале.

  5. Валентин пишет:

    Всем добрый день! Собрал я этот усилитель. Ноль выставился и ток покоя тоже. Транзисторы П307 в пластике, КТ801 заменил КТ961, но потом заменю на КТ805 в пластике. Выходные КТ803, но потом заменю на КТ808. Ничего не греется и не горит. Звук отличный. Планирую поставить на низа в трехполосную систему.

  6. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    2т908 на выход однозначно лучше. Вместо П307 в дифкаскад есть современные копеечные 2SC2240 с убойными свойствами и отменным звуком.
    КТ801 заменяются на BD139 или 435 .Сама схема малокритична к деталям, результат прекрасного инженерного подхода.

  7. Валентин пишет:

    В Чипе-Дипе 2SC2240 стоят 58р. А их надо пару десятков для подбора. Кстати, все транзисторы подобраны и сопротивления тоже. На вход поставил 4,7мкф пленку. На выход добавил RL . У меня завалялись КПС104 и К504НТ1 в золоте. Они же вроде созданы для дифкаскадов.

  8. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    на нашем рынке 2240 рублей по 25 . Они , кстати, идеально одинаковые по усилению. Из пяти штук две точные пары.
    кпс104 И 504НТ слабые по напряжению. Полевички КП501 туда бы.
    RL по выходу- одобряю, хорошая цепочка.

  9. Валентин пишет:

    Есть и КП501 . Ещё куча 2N5551. Но меня пока эта комплектация устраивает. КТ602 поставил в пластике. На самой плате по питанию установил конденсаторы по 1000 мкф на 50в и по 1мкф пленку. Есть ли какие соображения по поводу замены электролитов? Например на тантал.
    Александр Ростов-на-Дону:
    Тантал избави бог в звук ставить. Диод собачий.
    Прочее верно))))
    601 и 602 в пластике избегаю, насмотревшись на их обрывы в кадровой развертке телеков 3 усцт. Металл, только металл!)))))

  10. Владимир пишет:

    Мною собраны и использовались 6 усилителей в разных вариантах в нашем ансамбле.2 работают и сейчас! делал 50,100,2х100(вокал),а для себя 200вт,но на2 ома и импортные вых. транзисторы с 20а током. сейчас не помню,какие.схема абсолютно надежна ипроверена в жестком режиме десяток лет! 2х100 я использую и сейчас.А собрал я их в 80-е годы!одна собраная плата еще лежит воткну в комбик для внучки.
    Да,и 601,602 работают в усилке нормально ,с надетыми на них радиаторами из жести в виде ромашки,а вместо 801 стоят кт807 на пластинах 3х4 см.

  11. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    BD139 с усилением 160 , гарантированным, и искать не надо. А есть помощнее, DB435 437 , предельная частота та же, мощность выше, усиление тоже за сотку. Все лучше этих сиротских 601-х.

    • Владимир пишет:

      Александр!В 80-х годах у нас такой роскоши,как импортные детали в продаже-не было!Я собирал усилки из того,что можно было купить или “достать”.Скоро закончу внучкин комбик и соберу платку на импорте.Буду гонять,как мы гоняли наши усилки в ансамбле.что получится-напишу.

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Владимир, это точно, сегодняшнюю роскошь купить любые импортные детали тогда нельзя было даже представить в мечтах. Сейчас вспоминаю. на каком убожестве сочинял свои схемы. Тестер и тот был недоступен, Ц-20 брал напрокат у друга. свой купил уже после института , в Дагестане. в ГУМе, там хорошая радиосекция была. И крохотный закуток на рынке, где собирались торговцы радиодеталями, барахолка. Работал радиорынок только по выходным. И то гоняли часто.

        • Владимир пишет:

          Александр,мне повезло-отец по своим каналам где-то добыл тестер ТТ-1-может помнишь?А в 8 классе я собрал передатчик на СВ.Потом усилил его до ГУ-50,потом до ГК-71,потом конфисковали со штрафом в 50р и я увлекся гитарой.И понеслось…В 10-м сделал первую…усилок на 6П3с,потом Г-807-собрались друзья по интересам в ансамбль…до 91играли…Рядом был нпо”взлет”-лампы,транзисторы..и тд.А в 80-х мне достался за дорого “списанный”С1-49!Радости нет конца!Это уже после института.Я и сейчас с ним работаю.так-что мне повезло чуточку больше.Но то время не забываемо!Какой тогда у нас был энтузиазм!

          • Александр Ростов-на-Дону пишет:

            Да, ТТ-1 привсей неказистости был отменный прибор, с мизерным током головки.
            Но мне понравился Ц-20, у друга был такой, и я себе припервой возможности купил именно его, за 19р в Махачкале. А позже отец подарил Ц4313, которым пользовался десятки лет. такое чудо – этот прибор.Но он сгорел, а мастер уже не брался чинить его. Возраст.
            Потом снова лет 20 работал до полного рассыпания тестером Ц4353, а недавно купил на рынке такой же, новехонький в коробке и с паспортом. И такой же ,новехонький-Ц4313!!! Привычка -великая сила!

            • LDS пишет:

              Я себе ТТ-1 оставил: http://ldsound.ru/mnogopredelnyj-kombinirovannyj-pribor-tt-1-ampervoltommetr/
              Слегка почистил. Лежит как музейный экспонат.

              • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                ТЛ-4 найти бы, он копия американского тестера.

                • Andy_P пишет:

                  ТЛ-4м – мой первый прибор, и до сих пор есть :) офигенно удобный и выносливый, но батарейки нынче такие не найти, а переделывать лень.

            • NEULO пишет:

              А у меня был Ц4341

              • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                Угу. Ц4341 -там измеритель транзисторов. По тем временам- полет на Луну.

                • Юрий Лаг пишет:

                  Ну вы совсем драматизируете, Александр. При наличии любого тестера, даже Ц20, можно было сварганить примитивную схему – задать ток базы и померить ток эмиттера. И посчитать коэффициент.
                  Другой вопрос, что даже Ц20 достать была проблема. Я помню, делал самодельный тестер на базе вольтметра автотрансформатора. И даже такому радовался, ибо закрывал много вопросов.

                  • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                    Для молодого юнуша сочинить схемку измерения h21Э было сложно. А ткнуть в тестер и прочитать цифру- ума не надо. И когда попал ко мне такой суперский прибор, я все свои транзисторы измерил и подписал.

                    • NEULO пишет:

                      Кстати тут на днях усилок собирал, вот в котором два дифкаскада и 907 транзисторы в схеме. Подобрал все транзисторы в пары, только на вход 3102, во второй дк 814 пару подобрал, в зеркало 815, на выход 837 и 805 тоже парные. Играет однако, и неплохо!)) Который из в помощь радиолюбителю 71. Пришлось ещё его “перевернуть” весь, понятно полярность то питания и транзистеры все шиворот на выворот)

          • NEULO пишет:

            Это в Солнцево , “взлёт” то?

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              А что такое 907 транзистор?

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              Помню, собирал из ” впомощи ” одну
              суперсимметричную схему о двух дифкаскадах. Сейчас её зовут по автору-Ланзар. Включил, послушал, громко послушал, очень громко послушал. И отдал готовую плату – ценителю этой схемы. А меня она почему-то ничем не зацепила. Вот Шушуринская-зацепила, там мощь, напор, скрытая энергия. А тут- ну играет, громко. Как большинство. Было это лет 20 назад, с тех пор лампы впереди транзисторов, форева.

              • NEULO пишет:

                Вот эту собрал, только я попутал не кт907 а кт904 тут, одна сатана, болты с выводами. Зачем свч транзисторы в усилителе для меня загадка. Ну и всю перевернул ибо делал на кремнии, и мне привычнее чтобы плюс был вверху. Чтобы делать выводы конечно надо померить, и послушать в стерео варианте, а у меня пока макет одноканальный и на картонке, прям как в школьные годы. Чтобы оценить стоит делать , не стоит. Скрипит он как дверь, как ты говорил Александр или нет. Правда то было про схему из “Радио” и она таки скрипела. Отличаются подходы здорово, тут в классе А предвыходы, греются прилично, кстати. Ток покоя при запертых выходных вышел 300 ма, при 22 питания. Многовато, надо будет немного допилить.

                • NEULO пишет:

                  кондёр выходной поставил всего 1000 мкф, однако почему то бас будь здоров получился. загадка.

  12. Владимир пишет:

    Да,ребята,”ВЗЛЕТ”был в Солнцево.Очень нас выручал! И радиодеталями и корпусы для аппаратов отменно делал!Мы с нашем оператором Лешкой неделю разрабатывали и чертили корпус 80х40см микшера 12каналов-2выхода,апотом 2месяца собирали и настраивали,а на “ВЗЛЕТе” за 2дня собрали покрасили и надписи все сделали.А теперь на его месте бетонные “джунгли”в 17-25этажей понастроили.Это раньше было Солнцево-город зелени и велосипедов! А теперь по теме: были у меня все эти тестеры.Отличные и достаточно точные.Сейчас пользуюсь 43101-уже лет 30. Берегу,как зеницу ока! Есть два китайца,но подвирают-один вниз,другой-вверх-немного.А43101 сравнивал с осцилографом.Ему и доверяю.А про 307 скажу так:Отличный!И они есть!Только цены от26до360руб.Пошарьте в сети.Когда появился кт3102-ставил.Работает.Только не помню букву-по вольтажу надо смотреть.А на выходе работает все,но свч не ставил-не разумно.Как бывший музыкант скажу,что выше 20кгц разгонять усилок нет смысла.Кстати,гитарные динамики вообще до7кгц!А 827-825 кто -нибудь пробовал?

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      СВЧ пары 904 и 914 применял в выходном каскаде по причине их парности, с похожими параметрами, к тому же их не нужно изолировать от радиатора, кристалл внутри изолирован от болта.
      Необходимость ставить их на предвыход видимо из желания чуть протянуть вверх выходной каскад для устойчивости.Хотя при этом включаются особенности монтажа и нужны всякие гасилки .
      Схема эта навеяла книгу Шкритека с усилителем на латералах, подход тот же. Как-то мало надежды на эти зеркала тока , разве что избавиться от вольтдобавки, к которой у меня нет претензий.

  13. Юрий Робертович пишет:

    СВЧ транзисторы, знаю 904 и 914, передатчики по работе делал, например, измерял бетта при 1а, 904 и 914 примерно одинаковы, 0,5а 914 в два раза больше 904, 2а 914 наоборот, в два раза меньше 904, я условно… но разбегаются они до 4-5 раз при разных токах. Только в передатчики, и на СВЧ, они для этого и есть.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Вот и ясно с ними . Спасибо, Юра.
      Кстати, они ещё в Г3-112 работают.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *