Contenido
- Lo más simple
- Directo hacia arriba
- Interludio teórico
- Lámparas
- ¿Cómo hacer un transformador?
- En microcircuitos
- UMZCH para subwoofer
- Amplificador de auriculares
– El vecino empezó a golpear la batería. Hice la música más fuerte para que no pudiera escucharla.
(Del folclore de los audiófilos).
El epígrafe es irónico, pero un audiófilo no está necesariamente «enfermo de la cabeza» con la cara de Josh Ernest en una sesión informativa sobre las relaciones con la Federación de Rusia, que está «apurada» porque los vecinos están «felices». Alguien quiere escuchar música seria en casa como en un salón. La calidad del equipo para esto necesita tal que para los fanáticos de los decibelios de sonoridad, como tal, simplemente no encaja donde la gente cuerda tiene una mente, pero para esto último, viene a la mente de los precios de los amplificadores adecuados (UMZCH, amplificador de potencia de frecuencia de audio). Y alguien en el camino tiene el deseo de unirse a áreas de actividad útiles y emocionantes: tecnología de reproducción de sonido y electrónica en general. Que en la era digital están inextricablemente vinculados y pueden convertirse en una profesión altamente rentable y prestigiosa. El primer paso óptimo en todos los aspectos en este asunto es hacer un amplificador con sus propias manos:es UMZCH la que permite, con una formación inicial en base a la física escolar, en la misma mesa pasar de las estructuras más sencillas durante media velada (que, sin embargo, “cantan” bien) a las unidades más complejas, a través de las cuales un buen La banda de rock también tocará con mucho gusto. El propósito de esta publicación es resaltar los primeros pasos de este viaje para principiantes y, posiblemente, informar a algunos nuevos experimentados.
UMZCH 350 W
Lo más simple
Entonces, primero intentemos hacer un amplificador de audio que simplemente funcione. Para profundizar en la ingeniería de sonido, tendrá que dominar gradualmente una gran cantidad de material teórico y no olvidarse de enriquecer su base de conocimientos a medida que avanza. Pero cualquier «inteligencia» se asimila más fácilmente cuando ve y siente cómo funciona «en hardware». En este artículo, además, la teoría tampoco servirá, en lo que necesita saber al principio y lo que se puede explicar sin fórmulas y gráficos. Mientras tanto, bastará con poder soldar con un soldador eléctrico y utilizar un multiprobador.
Nota: si no ha soldado los componentes electrónicos antes, tenga en cuenta que sus componentes no deben sobrecalentarse. Soldador: hasta 40 W (mejor que 25 W), el tiempo máximo de soldadura permitido sin interrupción es de 10 s. El cable soldado para el disipador de calor se mantiene a 0.5-3 cm del punto de soldadura en el costado de la caja del dispositivo con pinzas médicas. ¡No deben utilizarse fundentes ácidos ni otros fundentes activos! Soldar – POS-61.
A la izquierda en la Fig. – el UMZCH más simple, «que simplemente funciona». Puede montarse en transistores de germanio y silicio.
Los amplificadores de sonido más simples
En esta miga, es conveniente dominar los conceptos básicos de la configuración del UMZCH con conexiones directas entre las cascadas, que brindan el sonido más claro:
- Antes de encender la alimentación por primera vez, apague la carga (altavoz);
- En lugar de R1, soldamos una cadena de una resistencia constante de 33 kOhm y una resistencia variable (potenciómetro) de 270 kOhm, es decir, primero aprox. cuatro veces más pequeño, y el segundo aprox. el doble de la denominación frente a la inicial según el esquema;
- Suministramos energía y, girando el control deslizante del potenciómetro, en el punto indicado por la cruz, configuramos la corriente de colector especificada VT1;
- Retiramos la fuente de alimentación, soldamos las resistencias temporales y medimos su resistencia total;
- Para R1, colocamos una resistencia del valor nominal de la fila estándar más cercana a la medida;
- Reemplazamos R3 con una cadena constante de 470 Ohm + potenciómetro de 3.3 kOhm;
- Lo mismo que en PP. 3-5, incluido el ajuste de la tensión a la mitad de la tensión de alimentación.
El punto a, desde donde se lleva la señal a la carga es el llamado. punto medio del amplificador. En UMZCH con potencia unipolar, la mitad de su valor se establece en él, y en UMZCH en potencia bipolar, cero en relación con el cable común. A esto se le llama ajuste del balance del amplificador. En UMZCH unipolar con desacoplamiento capacitivo de la carga, no es necesario desconectarlo durante la configuración, pero es mejor acostumbrarse a hacerlo reflexivamente: un amplificador de 2 polos no balanceado con una carga conectada puede quemar su propia salida potente y costosa transistores, o incluso altavoz potente «nuevo, bueno» y muy caro.
Nota: los componentes que requieren selección al configurar el dispositivo en el diseño se indican en los diagramas con un asterisco (*) o con un apóstrofo (‘).
En el centro de la misma fig. – un UMZCH simple en transistores, que ya desarrolla una potencia de hasta 4-6 W con una carga de 4 ohmios. Aunque funciona, como el anterior, en el llamado. clase AB1, no diseñado para sonido de alta fidelidad, pero si reemplaza un par de tales amplificadores de clase D (ver más abajo) en altavoces de computadora chinos baratos, su sonido mejora notablemente. Aquí aprendemos un truco más: se deben instalar transistores de salida potentes en los radiadores. Los componentes que requieren enfriamiento adicional están marcados con líneas discontinuas en los diagramas; cierto, no siempre; a veces, con una indicación del área de disipación requerida del disipador de calor. El ajuste de este UMZCH se equilibra utilizando R2.
A la derecha en la Fig. – Todavía no es un monstruo de 350 W (como se muestra al principio del artículo), pero ya es una bestia bastante sólida: un simple amplificador de transistor de 100 W. Puede escuchar música a través de él, pero no Hi-Fi, la clase de trabajo es AB2. Sin embargo, es muy adecuado para sondear un área de picnic o una reunión al aire libre, una asamblea escolar o un pequeño piso comercial. Un grupo de rock aficionado, que tenga un UMZCH como instrumento, puede actuar con éxito.
En este UMZCH, se manifiestan 2 trucos más: en primer lugar, en amplificadores muy potentes, la etapa de oscilación de la salida potente también debe enfriarse, por lo que VT3 se coloca en un radiador de 100 m2. consulte Para radiadores de salida VT4 y VT5 a partir de 400 sq. véase En segundo lugar, UMZCH con fuente de alimentación bipolar no se equilibran en absoluto sin carga. O uno u otro transistor de salida entra en corte y el transistor conjugado entra en saturación. Entonces, a plena tensión de alimentación, las sobrecargas de corriente durante el equilibrado pueden dañar los transistores de salida. Por lo tanto, para equilibrar (R6, ¿lo adivinó?), El amplificador se alimenta desde +/– 24 V, y en lugar de la carga, se incluye una resistencia de cable de 100… 200 Ohm. Por cierto, los garabatos en algunas de las resistencias en el diagrama son números romanos que indican su potencia de disipación de calor requerida.
Nota: la fuente de alimentación para este UMZCH necesita una potencia de 600 vatios o más. Condensadores de filtro suavizante: de 6800 uF a 160 V. En paralelo a los condensadores electrolíticos de IP, se encienden condensadores cerámicos de 0.01 uF para evitar la autoexcitación en frecuencias ultrasónicas, que pueden quemar instantáneamente los transistores de salida.
En los trabajadores de campo
En el rastro. higo. – otra opción para un UMZCH bastante potente (30 W, y con una tensión de alimentación de 35 V – 60 W) en potentes transistores de efecto de campo:
UMZCH en potentes transistores de efecto de campo
El sonido que emite ya cumple los requisitos para el Hi-Fi de nivel de entrada (si, por supuesto, el UMZCH funciona en los sistemas de altavoces, altavoces correspondientes). Los trabajadores de campo poderosos no requieren mucha potencia para balancearse, por lo tanto, no hay una cascada de prepotencia. Incluso los transistores de efecto de campo potentes no queman los altavoces en caso de avería; ellos mismos se queman más rápido. También es desagradable, pero aún más económico que cambiar un costoso cabezal de graves de un altavoz (GG). No es necesario equilibrar y, en general, ajustar este UMZCH. Tiene un solo inconveniente, como un diseño para principiantes: los transistores de efecto de campo potentes son mucho más caros que los bipolares para un amplificador con los mismos parámetros. Requisitos para IP – similar al anterior. ocasión, pero su potencia se necesita a partir de 450 vatios. Radiadores: desde 200 m2. cm.
Nota: no es necesario construir un UMZCH potente en transistores de efecto de campo para cambiar las fuentes de alimentación, por ejemplo. ordenador. Al tratar de «conducirlos» al modo activo, que es necesario para el UMZCH, simplemente se queman o el sonido es débil, pero en términos de calidad «ninguno». Lo mismo se aplica a los transistores bipolares de alta tensión y alta potencia, por ejemplo. desde el escaneo de líneas de televisores antiguos.
Directo hacia arriba
Si ya ha dado los primeros pasos, sería bastante natural querer construir un UMZCH de alta fidelidad sin adentrarse demasiado en la jungla teórica. Para hacer esto, tendrá que expandir el parque de instrumentos: necesita un osciloscopio, un generador de frecuencia de audio (GZCH) y un milivoltímetro de CA con la capacidad de medir el componente de CC. El prototipo para la repetición es mejor tomar UMZCH E. Gumeli, descrito en detalle en «Radio» No. 1, 1989. Para construirlo, necesitará algunos componentes disponibles de bajo costo, pero la calidad cumple con requisitos muy altos: potencia hasta 60 W, ancho de banda 20-20.000 Hz, falta de uniformidad de respuesta de frecuencia 2 dB, coeficiente de distorsión no lineal (THD) 0,01%, nivel de ruido intrínseco –86 dB. Sin embargo, es bastante difícil ajustar el amplificador Gumeli; si puedes manejarlo, puedes enfrentarte a cualquier otro. Sin embargo, algunas de las circunstancias actualmente conocidas simplifican enormemente el establecimiento de este UMZCH, ver más abajo. Teniendo en cuenta esto y el hecho de que no todo el mundo consigue meterse en los archivos de «Radio», sería oportuno repetir los puntos principales.
Esquemas de un UMZCH simple de alta calidad
Los esquemas UMZCH Gumeli y la especificación para ellos se dan en la ilustración. Radiadores de transistores de salida: desde 250 m2. ver UMZCH según fig. 1 y desde 150 m2. ver opción según fig. 3 (numeración original). Los transistores de la etapa de salida previa (KT814 / KT815) se instalan en radiadores doblados a partir de placas de aluminio de 75×35 mm con un grosor de 3 mm. Reemplazar KT814 / KT815 con KT626 / KT961 no vale la pena, el sonido no mejora notablemente, pero el establecimiento se ve seriamente obstaculizado.
Dibujos de placas de circuito impreso e instrucciones para configurar un UMZCH simple de alta calidad
Este UMZCH es muy crítico para el suministro de energía, la topología de instalación y en general, por lo tanto, debe ajustarse en una forma constructivamente terminada y solo con una fuente de energía estándar. Al intentar suministrar energía desde una fuente de alimentación estabilizada, los transistores de salida se queman inmediatamente. Por tanto, en la Fig. Se proporcionan los dibujos de las placas de circuito impreso originales y las instrucciones de instalación. A ellos podemos agregar que, en primer lugar, si en el primer encendido se nota la «excitación», están luchando con ella, cambiando la inductancia L1. En segundo lugar, los cables de las piezas instaladas en los tableros no deben tener una longitud superior a 10 mm. En tercer lugar, es extremadamente indeseable cambiar la topología de la instalación, pero si es realmente necesario, debe haber una pantalla de marco en el lado de los conductores (un bucle de tierra, resaltado en color en la figura), y las rutas de suministro de energía deben corre fuera de él.
Nota: los huecos en las pistas a las que están conectadas las bases de los transistores potentes son tecnológicos, para el ajuste, después de lo cual se sueldan con gotas de soldadura.
El establecimiento de este UMZCH se simplifica mucho y el riesgo de encontrar «emoción» en el proceso de uso se reduce a cero si:
- Minimice el cableado de interconexión colocando placas en disipadores de calor de transistores de potencia.
- Abandone por completo los conectores en el interior, realizando toda la instalación solo mediante soldadura. Entonces no se necesitarán R12, R13 en una versión potente o R10 R11 en una versión menos potente (están punteados en los diagramas).
- Utilice para la instalación en interiores un cable de audio de cobre sin oxígeno de longitud mínima.
Cuando se cumplen estas condiciones, no hay problemas con el inicio de problemas, y el establecimiento del UMZCH se reduce al procedimiento de rutina descrito en la Fig.
Cables de sonido
La canalización de audio no es una invención vana. Actualmente, la necesidad de su aplicación es innegable. En el cobre con una mezcla de oxígeno, la película de óxido más delgada se forma en las caras de los cristalitos metálicos. Los óxidos metálicos son semiconductores y, si la corriente en el cable es débil sin un componente constante, su forma se distorsiona. En teoría, las distorsiones en las miríadas de cristalitos deberían compensarse entre sí, pero la cantidad más pequeña (al parecer, debido a las incertidumbres cuánticas) permanece. Suficiente para ser notado por los oyentes más exigentes en el contexto del sonido más puro del UMZCH moderno.
Los fabricantes y comerciantes, sin una punzada de conciencia, deslizan cobre eléctrico ordinario en lugar de sin oxígeno; es imposible distinguir uno del otro a simple vista. Sin embargo, existe un área de aplicación en la que la falsificación no es inequívoca: el cable de par trenzado para redes informáticas. Poniendo una cuadrícula con segmentos largos como «zurdo», o no comenzará en absoluto, o tendrá errores permanentes. Dispersión de impulsos, ya sabes.
El autor, cuando solo hablaban de líneas de audio, se dio cuenta de que, en principio, no se trataba de una charla ociosa, especialmente porque los cables libres de oxígeno se habían utilizado durante mucho tiempo en equipos para fines especiales en ese momento, con los que estaba bien familiarizado por su ocupación. Luego tomé y reemplacé el cable estándar de mis auriculares TDS-7 por uno casero hecho de «vitukha» con cables trenzados flexibles. El sonido, de oído, se ha mejorado constantemente para las pistas de paso analógicas, es decir, en el camino del micrófono de estudio al disco que nunca se ha digitalizado en ninguna parte. Las grabaciones en vinilo realizadas con tecnología DMM (Direct Meta lMastering, deposición directa de metal) sonaron especialmente brillantes. Después de eso, la edición de interconexión de todo el audio doméstico se convirtió a «vitush». Luego, la mejora en el sonido comenzó a ser notada por personas completamente al azar, indiferentes a la música y no advertidas de antemano.
Cómo hacer cables de interconexión a partir de par trenzado, consulte a continuación. video.
Video: hágalo usted mismo cables de interconexión de par trenzado
Desafortunadamente, la «vitukha» flexible pronto desapareció del mercado – no se mantuvo bien en conectores engarzados. Sin embargo, para la información de los lectores, el alambre flexible «militar» MGTF y MGTFE (blindado) está hecho solo de cobre libre de oxígeno. La falsificación es imposible, porque en cobre ordinario, la cinta aislante fluoroplástica se desliza con bastante rapidez. MGTF ahora se vende ampliamente y es mucho más barato que los cables de audio de marca, con garantía. Solo tiene un inconveniente: no se puede hacer de color, pero se puede corregir con etiquetas. También hay cables de bobinado sin oxígeno, ver más abajo.
Interludio teórico
Como puede ver, ya en el comienzo de dominar la tecnología del sonido, tuvimos que enfrentar el concepto de Hi-Fi (High Fidelity), alta fidelidad de reproducción de sonido. Hi-Fi viene en diferentes niveles, que se clasifican a continuación. parámetros principales:
- Banda de frecuencias reproducibles.
- El rango dinámico es la relación en decibelios (dB) entre la potencia de salida máxima (pico) y el piso de ruido.
- Nivel de ruido intrínseco en dB.
- El coeficiente de distorsión no lineal (THD) a la potencia de salida nominal (a largo plazo). La THD a la potencia máxima se toma como 1% o 2%, dependiendo de la técnica de medición.
- Irregularidades de la característica amplitud-frecuencia (AFC) en la banda de frecuencia reproducible. Para altavoces: por separado en frecuencias de sonido bajas (LF, 20-300 Hz), medias (MF, 300-5000 Hz) y altas (HF, 5000-20,000 Hz).
Nota: La relación de los niveles absolutos de cualquier valor de I en (dB) se define como P (dB) = 20lg (I1 / I2). Si I1 <I2, P será negativo. Es útil recordar – P = 3dB resp. relación numérica 1,41 veces, P = 6dB – 2 veces, P = 12dB – 4 veces, P = 20dB 10 veces, P = 40dB 100 veces y P = 60dB 1000 veces.
Debe conocer todas las sutilezas y matices de Hi-Fi al diseñar y construir altavoces, y en cuanto a un UMZCH de alta fidelidad hecho en casa para el hogar, antes de pasar a eso, debe comprender claramente los requisitos de su potencia. necesario para hacer sonar una habitación determinada, rango dinámico (dinámica), ruido de fondo y THD. Lograr a partir del UMZCH una banda de frecuencia de 20-20.000 Hz con un bloqueo en los bordes de 3 dB y una respuesta de frecuencia desigual en el rango medio de 2 dB en una base de elemento moderno no es muy difícil.
Volumen
El poder del UMZCH no es un fin en sí mismo, debe proporcionar el volumen óptimo de reproducción de sonido en una habitación determinada. Puede determinarse mediante curvas de igual volumen, ver fig. El ruido natural en las instalaciones residenciales es inferior a 20 dB; 20 dB es un bosque salvaje en completa calma. Un nivel de sonoridad de 20 dB en relación con el umbral de audibilidad es el umbral de inteligibilidad: todavía se puede discernir un susurro, pero la música se percibe solo como un hecho de su presencia. Un músico experimentado puede saber qué instrumento está tocando, pero cuál no.
Curvas de igual volumen
40 dB, el ruido normal de un apartamento urbano bien aislado en una zona tranquila o una casa de campo, representa el umbral de inteligibilidad. La música desde el umbral de inteligibilidad hasta el umbral de inteligibilidad se puede escuchar si hay una corrección profunda de la respuesta de frecuencia, principalmente en términos de graves. Para esto, la función MUTE se introduce en el UMZCH moderno (mudo, mutación, no mutación!), Incluyendo, respectivamente. circuitos correctivos en UMZCH.
90 dB es el nivel de volumen de una orquesta sinfónica en una muy buena sala de conciertos. 110 dB pueden ser dados por una orquesta expandida en una sala con acústica única, de las cuales no hay más de 10 en el mundo, este es el umbral de percepción: los sonidos se perciben más fuertes aún como discernibles en significado con un esfuerzo de voluntad, pero ya un ruido molesto. La zona de sonoridad en locales residenciales de 20-110 dB es la zona de audibilidad completa, y 40-90 dB es la zona de mejor audibilidad, en la que los oyentes inexpertos y sin formación perciben plenamente el significado del sonido. Si, por supuesto, está en él.
Energía
Calcular la potencia del equipo para un volumen determinado en el área de escucha es quizás la tarea principal y más difícil de la electroacústica. Para usted, en condiciones, es mejor pasar de los sistemas acústicos (CA): calcule su potencia de acuerdo con un método simplificado y tome la potencia nominal (a largo plazo) del UMZCH igual al altavoz pico (musical). En este caso, el UMZCH no agregará sensiblemente sus distorsiones a las de los altavoces, ya son la principal fuente de no linealidad en la ruta del sonido. Pero no debe hacer que el UMZCH sea demasiado potente: en este caso, el nivel de su propio ruido puede resultar más alto que el umbral de audibilidad, tk. se calcula a partir del nivel de tensión de la señal de salida a máxima potencia. Si es muy simple de considerar, entonces para una habitación en un apartamento o casa común y un altavoz con sensibilidad característica normal (salida de sonido), puede rastrear. valores de la potencia óptima UMZCH:
- Hasta 8 pies cuadrados m – 15-20 W.
- 8-12 pies cuadrados m – 20-30 W.
- 12-26 pies cuadrados m – 30-50 W.
- 26-50 pies cuadrados m – 50-60 W.
- 50-70 pies cuadrados m – 60-100 W.
- 70-100 pies cuadrados m – 100-150 W.
- 100-120 pies cuadrados m – 150-200 W.
- Más de 120 metros cuadrados. m – se determina mediante cálculo de acuerdo con los datos de las mediciones acústicas en el sitio.
Dinámica
El rango dinámico del UMZCH está determinado por las curvas de igual volumen y valores de umbral para diferentes grados de percepción:
- Música sinfónica y jazz con acompañamiento sinfónico – 90 dB (110 dB – 20 dB) ideal, 70 dB (90 dB – 20 dB) aceptable. El sonido con una dinámica de 80-85 dB en un apartamento de la ciudad no puede ser distinguido del ideal por ningún experto.
- Otros géneros musicales serios: excelente 75 dB, 80 dB por encima del techo.
- Pops de cualquier tipo y bandas sonoras para películas: 66 dB para los ojos es suficiente, tk. Estas obras ya están comprimidas en niveles de hasta 66 dB e incluso hasta 40 dB durante la grabación, para que pueda escuchar cualquier cosa.
El rango dinámico del UMZCH, seleccionado correctamente para una habitación determinada, se considera igual a su propio nivel de ruido, tomado con un signo +, este es el llamado. relación señal-ruido.
CNI
La distorsión no lineal (NI) UMZCH son componentes del espectro de la señal de salida que no estaban en la señal de entrada. Teóricamente, es mejor «empujar» el NI al nivel de su propio ruido, pero técnicamente es muy difícil de implementar. En la práctica, tienen en cuenta los llamados. efecto de enmascaramiento: a niveles de volumen por debajo de aprox. 30 dB, el rango de frecuencias percibidas por el oído humano se reduce, al igual que la capacidad de distinguir sonidos por frecuencia. Los músicos escuchan notas, pero les resulta difícil evaluar el timbre del sonido. En personas sin oído musical, el efecto de enmascaramiento ya se observa a 45-40 dB de volumen. Por lo tanto, un UMZCH con un THD de 0.1% (–60 dB de un nivel de sonoridad de 110 dB) será evaluado como Hi-Fi por un oyente común, y con un THD de 0.01% (–80 dB) puede ser considerado que no distorsiona el sonido.
Lámparas
La última afirmación, tal vez, provocará un rechazo, hasta furioso, entre los partidarios de los circuitos de válvulas: dicen, solo las lámparas dan sonido real, y no cualquiera, sino tipos individuales de octal. Cálmense, caballeros, el sonido especial del tubo no es una ficción. La razón son espectros fundamentalmente diferentes de distorsiones en tubos electrónicos y transistores. Lo cual, a su vez, se debe a que el flujo de electrones en la lámpara se mueve en el vacío y no aparecen efectos cuánticos en ella. El transistor es un dispositivo cuántico, donde los portadores de carga minoritarios (electrones y huecos) se mueven en el cristal, lo que generalmente es imposible sin efectos cuánticos. Por lo tanto, el espectro de distorsiones de válvulas es corto y limpio: solo los armónicos hasta el 3 ° – 4 ° se trazan claramente en él, y hay muy pocos componentes de combinación (las sumas y diferencias de las frecuencias de la señal de entrada y sus armónicos). Por lo tanto, en el momento de la circuitería de vacío, SOI se denominaba coeficiente armónico (CH). En los transistores, el espectro de distorsiones (si son medibles, la reserva es aleatoria, ver más abajo) se puede rastrear hasta los componentes 15 y superiores, y hay frecuencias de combinación más que suficientes en él.
Al comienzo de la electrónica de estado sólido, los diseñadores del transistor UMZCH tomaron para ellos el THD de «tubo» habitual en 1-2%; el sonido con un espectro de distorsión de tubo de esta magnitud es percibido por los oyentes normales como puro. Por cierto, el concepto mismo de Hi-Fi no existía en ese momento. Resultó que suenan aburridos y aburridos. En el proceso de desarrollo de la tecnología de transistores, se desarrolló una comprensión de lo que es Hi-Fi y lo que se necesita para ello.
Actualmente, los crecientes problemas de la tecnología de transistores se han superado con éxito y las frecuencias laterales en la salida de un buen UMZCH apenas se capturan mediante métodos de medición especiales. Y se puede considerar que el circuito de la lámpara ha pasado a la categoría de arte. Su base puede ser cualquier cosa, ¿por qué la electrónica no puede ir allí? Aquí es apropiada una analogía con la fotografía. Nadie puede negar que una réflex digital moderna ofrece una imagen que es inmensamente más clara, más detallada y profunda en el rango de brillo y color que una caja de madera contrachapada con un acordeón. Pero alguien con las mejores imágenes de Nikon «hace clic en las imágenes» como «este es mi gato gordo se emborrachó como un bastardo y está durmiendo con las patas fuera», y alguien con Smena-8M toma una foto en la película en blanco y negro de Svem, frente a que la gente se agolpa en una prestigiosa exposición.
Nota: tómatelo con calma de nuevo, no todo está mal. Hoy en día, las lámparas UMZCH de bajo consumo tienen al menos una aplicación, y no la menos importante, para la que son técnicamente necesarias.
Stand experimentado
Muchos amantes del audio, que apenas han aprendido a soldar, inmediatamente «van a las lámparas». Esto no es de ninguna manera reprochable, al contrario. El interés por los orígenes siempre está justificado y es útil, y la electrónica se ha convertido en tal en las lámparas. Las primeras computadoras fueron tubos de vacío, y el equipo electrónico a bordo de la primera nave espacial también fueron tubos de vacío: los transistores ya estaban allí, pero no podían resistir la radiación extraterrestre. Por cierto, entonces el tubo … ¡los microcircuitos también se crearon bajo el más estricto secreto! Sobre microlamparas con cátodo frío. La única mención conocida de ellos en fuentes abiertas se encuentra en el raro libro de Mitrofanov y Pickersgil «Lámparas modernas receptoras y amplificadoras».
Tube UMZCH con la capacidad de cambiar los modos de la etapa de salida
Pero basta de letras, al grano. Para aquellos a los que les gusta jugar con las lámparas de la fig. – un circuito de una lámpara de mesa UMZCH diseñado específicamente para experimentos: SA1 conmuta el modo de funcionamiento de la lámpara de salida y SA2 conmuta la tensión de alimentación. El circuito es bien conocido en la Federación de Rusia, una ligera revisión ha tocado solo el transformador de salida: ahora no solo puede «conducir» el 6P7S nativo en diferentes modos, sino también seleccionar el factor de conmutación de la rejilla de la pantalla para otras lámparas en el ultra -modo lineal; para la gran mayoría de pentodos de salida y tetrodos de haz, es 0,22-0,25 o 0,42-0,45. Consulte a continuación la fabricación del transformador de salida.
Para guitarristas y rockeros
Este es el caso cuando no puede prescindir de las lámparas. Como saben, la guitarra eléctrica se convirtió en un instrumento solista en toda regla después de que la señal preamplificada de la pastilla pasara a través de un accesorio especial, un fusor, que distorsionó deliberadamente su espectro. Sin esto, el sonido de la cuerda era demasiado áspero y corto, porque la pastilla electromagnética reacciona solo a los modos de sus vibraciones mecánicas en el plano de la plataforma de instrumentos.
Pronto salió a la luz una circunstancia desagradable: el sonido de una guitarra eléctrica con fusor adquiere toda su fuerza y brillo solo a volúmenes altos. Esto es especialmente cierto para las guitarras con una pastilla humbucker, que da el sonido más «maligno». Pero, ¿qué pasa con un principiante que se ve obligado a ensayar en casa? No vayas a la sala a tocar, sin saber exactamente cómo sonará el instrumento allí. Y solo los amantes del rock quieren escuchar sus cosas favoritas en toda su potencia, y los rockeros son generalmente personas decentes y no conflictivas. Al menos aquellos que estén interesados en la música rock, y no en un séquito escandaloso.
Entonces, resultó que el sonido fatal aparece a niveles de volumen que son aceptables para las viviendas, si el UMZCH es de tubo. La razón es la interacción específica del espectro de señal del fusor con el espectro limpio y corto de armónicos de tubo. Aquí de nuevo es apropiada una analogía: una foto en blanco y negro puede ser mucho más expresiva que una foto en color. deja solo el contorno y la luz para ver.
Aquellos que necesitan un amplificador de válvulas no para experimentos, pero debido a una necesidad técnica, no tienen tiempo para dominar las complejidades de la electrónica de válvulas, se dejan llevar por otros. UMZCH en este caso es mejor hacerlo sin transformador. Más precisamente, con un transformador de salida coincidente de un solo extremo que funciona sin polarización permanente. Este enfoque simplifica y acelera enormemente la fabricación de la unidad más compleja y crítica de la lámpara UMZCH.
Etapa de salida de tubo «sin transformador» UMZCH y preamplificadores a ella
A la derecha en la Fig. se da un diagrama de la etapa de salida sin transformador del tubo UMZCH, y a la izquierda están las opciones para un preamplificador para él. Arriba: con un control de tono según el esquema clásico de Baksandal, que proporciona un ajuste bastante profundo, pero introduce pequeñas distorsiones de fase en la señal, que pueden ser significativas cuando el UMZCH funciona en un altavoz de 2 vías. A continuación se muestra un preamplificador con un control de tono más simple que no distorsiona la señal.
Pero volvamos al «consejo». En varias fuentes extranjeras, este esquema se considera una revelación, sin embargo, idéntico a él, con la excepción de la capacidad de los condensadores electrolíticos, se encuentra en el «Manual de un radioaficionado» soviético en 1966. Libro grueso de 1060 páginas . En ese momento no había Internet ni bases de datos en discos.
Descripción de la etapa de salida sin transformador del tubo UMZCH
Etapa de salida sin transformador mejorada del tubo UMZCH
En el mismo lugar, a la derecha de la figura, se describen breve pero claramente las deficiencias de este esquema. Mejorado, de la misma fuente, se da en la página siguiente. higo. a la derecha. En él, la rejilla de pantalla L2 se alimenta desde el punto medio del rectificador de ánodo (el devanado del ánodo del transformador de potencia es simétrico) y la rejilla de pantalla L1 se alimenta a través de la carga. Si, en lugar de altavoces de alta impedancia, enciende un transformador de adaptación con altavoces convencionales, como en el anterior. circuito, potencia de salida aprox. 12 W, porque la resistencia activa del devanado primario del transformador es mucho menos de 800 ohmios. THD de esta etapa de potencia con salida de transformador – aprox. 0,5%
¿Cómo hacer un transformador?
Los principales enemigos de la calidad de un potente transformador de señal LF (sonido) son el campo magnético parásito, cuyas líneas de fuerza están cerradas, sin pasar por el circuito magnético (núcleo), las corrientes parásitas en el circuito magnético (corrientes de Foucault) y, en menor medida, magnetoestricción en el núcleo. Debido a este fenómeno, un transformador ensamblado casualmente «canta», zumba o emite un pitido. Las corrientes de Foucault se combaten reduciendo el grosor de las placas del circuito magnético y aislándolas adicionalmente con barniz durante el montaje. Para los transformadores de salida, el grosor de placa óptimo es de 0,15 mm, el máximo permitido es de 0,25 mm. No es necesario tomar placas más delgadas para el transformador de salida: el factor de llenado del núcleo (núcleo central del circuito magnético) con acero disminuirá, la sección transversal del circuito magnético deberá aumentarse para obtener la potencia especificada. , lo que solo aumentará la distorsión y las pérdidas en el mismo.
En el núcleo de un transformador de sonido que opera con polarización constante (por ejemplo, la corriente del ánodo de una etapa de salida de un solo extremo), debe haber un pequeño espacio no magnético (determinado por cálculo). La presencia de un espacio no magnético, por un lado, reduce la distorsión de la señal por el sesgo constante; por otro lado, en un circuito magnético convencional, aumenta el campo de dispersión y requiere una sección de núcleo más grande. Por lo tanto, se debe esperar que el espacio no magnético sea óptimo y se realice con la mayor precisión posible.
Los transformadores de salida de las etapas finales push-pull se enrollan de acuerdo con circuitos especiales para reducir el acoplamiento magnético parásito (a través del campo disperso, no a través del núcleo) entre las secciones del devanado del ánodo. La comunicación a través del campo perdido es específica de «push-pull» y un factor muy fuerte que degrada el sonido. Los circuitos de bobinado de los transformadores de salida de las etapas de salida ultra-lineales de 2 tiempos son muy complejos.
Para transformadores que operan con magnetización, el tipo óptimo de núcleo está hecho de placas Shp (perforadas), pos. 1 en la fig. En ellos, se forma un espacio no magnético durante la penetración del núcleo y, por lo tanto, es estable; su valor se indica en el pasaporte de las placas o se mide con un juego de sondas. El campo de dispersión es mínimo, porque las ramas laterales, a través de las cuales se cierra el flujo magnético, son sólidas. Los núcleos de los transformadores a menudo se ensamblan a partir de placas Shp sin magnetización, porque Las placas Shp están hechas de acero para transformadores de alta calidad. En este caso, el núcleo se ensambla con una superposición (las placas se colocan con una muesca en una dirección u otra), y su sección transversal se aumenta en un 10% con respecto a la calculada.
Núcleos magnéticos y marco de devanados de transformadores de sonido.
Es mejor enrollar transformadores sin magnetización en los núcleos del USh (altura reducida con ventanas ensanchadas), pos. 2. En ellos, se logra una disminución del campo de dispersión al reducir la longitud del camino magnético. Dado que las placas USH son más accesibles que las Shp, los núcleos de los transformadores con magnetización a menudo se obtienen de ellas. Luego, el ensamblaje del núcleo se realiza en primer plano: se ensambla un paquete de placas en W, se coloca una tira de material no magnético no conductor con un espesor igual al valor del espacio no magnético, se cubre con un yugo de un paquete de jerséis y unidos con un clip.
Nota: los circuitos magnéticos de señal de «sonido» del tipo SHLM para transformadores de salida de amplificadores de válvulas de alta calidad no son muy adecuados, tienen un gran campo de dispersión.
En pos. 3 es un diagrama de las dimensiones del núcleo para calcular el transformador, en la pos. 4 la estructura del marco de enrollamiento, y en pos. 5 – patrones de sus partes. En cuanto al transformador para la etapa de salida «sin transformador», es mejor hacerlo en el ShLMme sobre la tapa, porque el sesgo es insignificante (la corriente de sesgo es igual a la corriente de la rejilla de la pantalla). La tarea principal aquí es hacer que los devanados sean lo más compactos posible para reducir el campo de dispersión; su resistencia activa seguirá siendo mucho menos de 800 ohmios. Cuanto más espacio libre quedara en las ventanas, mejor resultó el transformador. Por lo tanto, los devanados giran a girar (si no hay una máquina de bobinado, esto es terrible) del cable más delgado posible, el factor de apilamiento del devanado del ánodo para el cálculo mecánico del transformador se toma 0.6. El alambre de bobinado es de las marcas PETV o PEMM, tienen un núcleo libre de oxígeno. No es necesario llevar PETV-2 o PEMM-2, tienen un diámetro exterior aumentado debido al doble barnizado y el campo de dispersión será mayor. El devanado primario se enrolla primero, porque es su campo de dispersión lo que más afecta al sonido.
Transformador de salida de audio casero
La plancha para este transformador debe buscarse con agujeros en las esquinas de las placas y abrazaderas de sujeción (ver figura de la derecha), ya que «Para la felicidad completa» el montaje del circuito magnético se lleva a cabo en el siguiente. orden (por supuesto, los devanados con cables y aislamiento externo ya deberían estar en el marco):
- Preparar barniz acrílico diluido a la mitad o, a la antigua, goma laca;
- Las placas con puentes se barnizan rápidamente por un lado y lo antes posible, sin presionar con fuerza, se colocan en el marco. La primera placa se coloca con el lado barnizado hacia adentro, el siguiente – con el lado sin lacar hacia el barnizado primero, etc.;
- Cuando la ventana del marco está llena, las grapas se colocan y se atornillan firmemente;
- Después de 1-3 minutos, cuando aparentemente se detiene el escurrimiento del barniz de los huecos, las placas se agregan nuevamente hasta que se llena la ventana;
- Repite los párrafos. 2-4, hasta que la ventana esté bien empaquetada con acero;
- El núcleo se vuelve a apretar y se seca con una batería, etc. 3-5 días.
El núcleo ensamblado con esta tecnología tiene muy buen aislamiento de placa y relleno de acero. La pérdida por magnetoestricción no se detecta en absoluto. Pero tenga en cuenta que para los núcleos de su permalloy, esta técnica no es aplicable, porque debido a fuertes influencias mecánicas, las propiedades magnéticas de la permalloy se deterioran irreversiblemente.
En microcircuitos
Los UMZCH en circuitos integrados (IC) son fabricados con mayor frecuencia por aquellos que están satisfechos con la calidad del sonido hasta el promedio de alta fidelidad, pero se sienten más atraídos por el bajo costo, la velocidad, la facilidad de montaje y la ausencia total de procedimientos de configuración que requieran conocimiento especial. Simplemente, un amplificador en microcircuitos es la mejor opción para tontos. El clásico del género aquí es el UMZCH en el IC TDA2004, de pie en la serie, Dios no lo quiera, memoria, durante 20 años, a la izquierda en la Fig. Potencia: hasta 12 W por canal, tensión de alimentación: 3-18 V unipolar. Área del radiador: desde 200 m2. ver para máxima potencia. Ventaja: la capacidad de trabajar con una carga de muy baja impedancia, hasta 1,6 ohmios, lo que le permite eliminar toda la potencia cuando se alimenta desde una red a bordo de 12 V, y 7-8 W, con una de 6 voltios. fuente de alimentación, por ejemplo, en una motocicleta. Sin embargo, la salida de TDA2004 en clase B no es complementaria (en transistores de la misma conductividad), por lo que el sonido definitivamente no es Hi-Fi: THD 1%, dinámica 45 dB.
Amplificadores de sonido en microcircuitos TDA
El TDA7261 más moderno no ofrece un mejor sonido, pero es más potente, hasta 25 W, tk. el límite superior de la tensión de alimentación se ha aumentado a 25 V. El límite inferior, 4,5 V, todavía permite la alimentación de la red de a bordo de 6 V, es decir, El TDA7261 se puede lanzar desde casi todas las redes a bordo, excepto aviones 27 V. Con la ayuda de componentes adjuntos (flejado, a la derecha en la figura), el TDA7261 puede funcionar en modo de mutación y con la función St-By (Stand By , espere), que transfiere el UMZCH al modo de consumo mínimo de energía cuando no hay señal de entrada durante un cierto período de tiempo. Las comodidades cuestan dinero, por lo que para un estéreo necesitará un par de TDA7261 con radiadores de 250 pies cuadrados. ver para cada uno.
Nota: si se siente atraído por algún amplificador con la función St-By, tenga en cuenta que no debe esperar altavoces de más de 66 dB de ancho.
«Supereconómico» en la fuente de alimentación TDA7482, a la izquierda en la figura, trabajando en el llamado. clase D. Tal UMZCH a veces se llama amplificadores digitales, lo cual es incorrecto. Para la digitalización real, las muestras del nivel se eliminan de la señal analógica con una frecuencia de muestreo no inferior al doble de la más alta de las frecuencias reproducidas, el valor de cada muestra se registra con un código inmune al ruido y se almacena para su uso posterior. UMZCH clase D – impulso. En ellos, el analógico se convierte directamente en una secuencia de pulsos modulados por ancho de pulso de alta frecuencia (PWM), que se alimenta al altavoz a través de un filtro de paso bajo (LPF).
Amplificadores de audio de impulso clase D en microcircuitos
El sonido de clase D con Hi-Fi no tiene nada que ver: una THD del 2% y una dinámica de 55 dB para la clase D UMZCH se consideran muy buenos indicadores. Y TDA7482 aquí, debo decir, no es una opción óptima: otras empresas especializadas en la clase D producen circuitos integrados UMZCH más baratos y requieren menos flejes, por ejemplo, D-UMZCH de la serie Paxx, a la derecha en la Fig.
De los TDA, cabe destacar el TDA7385 de 4 canales, ver fig., En el que se puede montar un buen amplificador para altavoces hasta media Hi-Fi inclusive, con una división de frecuencia en 2 bandas o para un sistema con subwoofer . El filtrado de paso bajo y de paso medio-alto en cualquier caso se realiza en la entrada de una señal débil, lo que simplifica el diseño de los filtros y permite una separación más profunda de las bandas. Y si la acústica es un subwoofer, entonces se pueden asignar 2 canales del TDA7385 para el circuito de puente sub-ULF (ver más abajo), y los 2 restantes se pueden usar para el MF-HF.
UMZCH de 4 canales en un microcircuito
UMZCH para subwoofer
El subwoofer, que puede traducirse como «subgraves» o, literalmente, «pregraves» reproduce frecuencias de hasta 150-200 Hz, en este rango, los oídos humanos son prácticamente incapaces de determinar la dirección hacia la fuente de sonido. En los altavoces con subwoofer, el altavoz «subwoofer» se coloca en el diseño acústico del hotel, este es el subwoofer en sí. El subwoofer se coloca, en principio, como es más conveniente, y el efecto estéreo lo proporcionan canales separados de frecuencia media-alta con sus propios altavoces de pequeño tamaño, cuyo diseño acústico no es particularmente exigente. Los expertos coinciden en que es mejor escuchar estéreo con separación completa de canales, pero los sistemas de subwoofer ahorran dinero o trabajo de manera significativa en la ruta de los graves y facilitan la ubicación de la acústica en habitaciones pequeñas, razón por la cual son populares entre los consumidores con audición normal y no particularmente exigentes.
La «fuga» de la frecuencia media-alta en el subwoofer, y desde él al aire, estropea enormemente el estéreo, pero si «corta» bruscamente el subgrave, que, por cierto, es muy difícil y costoso, entonces aparecerá un efecto de salto de sonido muy desagradable. Por tanto, los canales se filtran dos veces en los sistemas de subwoofer. En la entrada, los MF-HF con «colas» de graves se asignan con filtros eléctricos, que no sobrecargan la ruta MF-HF, pero proporcionan una transición suave a los subgraves. Los graves con «colas» de rango medio se combinan y se envían a un UMZCH independiente para el subwoofer. El rango medio se filtra para que el estéreo no se estropee, en el subwoofer ya está acústicamente: el subwoofer se coloca, por ejemplo, en la partición entre las cámaras del resonador del subwoofer, que no libera el rango medio hacia afuera, ver en el a la derecha en la Fig.
Amplificador y acústica para un subwoofer
Se imponen una serie de requisitos específicos al UMZCH para un subwoofer, de los cuales las «teteras» consideran que la mayor potencia posible es la principal. Esto es completamente incorrecto si, por ejemplo, el cálculo de la acústica de una habitación dio una potencia máxima W para un altavoz, entonces la potencia del subwoofer necesita 0,8 (2 W) o 1,6 W. Por ejemplo, si los altavoces S-30 son adecuados para una habitación, entonces se necesita un subwoofer 1.6×30 = 48 vatios.
Es mucho más importante asegurarse de que no haya distorsiones de fase y transitorias: si desaparecen, definitivamente habrá un salto de sonido. En cuanto a THD, está permitido hasta el 1%. Las distorsiones de graves intrínsecas de este nivel no son audibles (ver curvas de igual volumen), y las “colas” de su espectro en la mejor zona de rango medio audible no saldrán del subwoofer .
Para evitar distorsiones de fase y transitorias, se construye un amplificador para un subwoofer de acuerdo con el llamado. circuito puente: las salidas de 2 UMZCH idénticos se encienden en sentido contrario a través del altavoz; las señales a las entradas se aplican en antifase. La ausencia de distorsión de fase y transitoria en el circuito puente se debe a la simetría eléctrica completa de las rutas de la señal de salida. La identidad de los amplificadores que forman los brazos del puente está asegurada por el uso de UMZCH emparejados en circuitos integrados, hechos en un cristal; este es quizás el único caso en el que un amplificador en chip es mejor que uno discreto.
Nota: la potencia del puente UMZCH no se duplica, como algunos piensan, está determinada por la tensión de alimentación.
Un ejemplo de un circuito puente UMZCH para un subwoofer en una habitación de hasta 20 m2. m (sin filtros de entrada) en el TDA2030 IC se muestra en la Fig. izquierda. Los circuitos R5C3 y R’5C’3 realizan un filtrado adicional del rango medio. Área del radiador TDA2030 – desde 400 sq. ver. El puente UMZCH con una salida abierta tiene una característica desagradable: cuando el puente está desequilibrado, aparece un componente constante en la corriente de carga que puede dañar el altavoz, y los circuitos de protección en las subbases a menudo fallan, apagando el altavoz cuando innecesario. Por lo tanto, es mejor proteger el costoso cabezal de bajo de “roble” con baterías no polares de condensadores electrolíticos (resaltados en color y en el recuadro se incluye un diagrama de una batería.
Un poco de acústica
El diseño acústico del subwoofer es un tema especial, pero dado que aquí hay un dibujo, también se necesitan explicaciones. Material de la caja – MDF 24 mm. Los tubos resonadores están hechos de plástico que no suena suficientemente resistente, por ejemplo, polietileno. El diámetro interior de las tuberías es de 60 mm, las proyecciones hacia el interior son 113 mm en la cámara grande y 61 en la pequeña. Para un cabezal de altavoz específico, el subwoofer deberá reconfigurarse para obtener los mejores graves y, al mismo tiempo, para lograr el menor impacto en el efecto estéreo. Para afinar los tubos, toman una longitud deliberadamente mayor y, empujando hacia adentro y hacia afuera, logran el sonido requerido. Las protuberancias de los tubos hacia afuera no afectan el sonido, luego se cortan. La afinación de las tuberías es interdependiente, por lo que hay que retocar.
Amplificador de auriculares
Un amplificador de auriculares se fabrica a mano con mayor frecuencia por 2 razones. El primero es para escuchar «sobre la marcha», es decir fuera de casa, cuando la salida de audio del reproductor o del teléfono inteligente no es suficiente para mover «botones» o «tazas». El segundo es para auriculares domésticos de alta gama. Se necesita Hi-Fi UMZCH para una sala de estar ordinaria con una dinámica de hasta 70-75 dB, pero el rango dinámico de los mejores auriculares estéreo modernos supera los 100 dB. Un amplificador con tal dinámica es más caro que algunos automóviles, y su potencia será de 200 W por canal, que es demasiado para un apartamento normal: escuchar a una potencia que es demasiado baja contra la potencia nominal estropea el sonido, ver arriba. Por lo tanto, tiene sentido hacer un amplificador separado de baja potencia, pero con buena dinámica, específicamente para auriculares: los precios de los UMZCH domésticos con tal peso están claramente exagerados de manera absurda.
Amplificadores para auriculares en transistores y microcircuitos.
En la pos. 1 fig. Sonido: a excepción de los «botones» chinos, funciona en la clase B. Tampoco difiere en la eficiencia: las baterías de litio de 13 mm duran de 3 a 4 horas a todo volumen. En pos. 2 – TDA classic para auriculares para llevar. El sonido, sin embargo, da bastante decente, hasta promedio Hi-Fi, dependiendo de los parámetros de digitalización de la pista. Hay innumerables mejoras de aficionados al flejado TDA7050, pero nadie ha logrado aún la transición del sonido al siguiente nivel de clase: el «mikruha» en sí no lo permite. TDA7057 (pos. 3) es simplemente más funcional, puede conectar un control de volumen en un potenciómetro convencional, no dual.
UMZCH para auriculares en el TDA7350 (pos. 4) ya está diseñado para generar una buena acústica individual. Es en este IC donde se ensamblan los amplificadores de auriculares en la mayoría de los UMZCH domésticos de clase media y alta. UMZCH para auriculares en el KA2206B (pos. 5) ya se considera profesional: su potencia máxima de 2,3 W también es suficiente para bombear «tazas» isodinámicas tan serias como TDS-7 y TDS-15.
Para picar
En conclusión, el amplificador de auriculares más exótico … con lámparas, ver fig., Con un solo canal, para el otro necesita las mismas rarezas. Aunque casi todos los rituales de válvulas se implementan en este amplificador (excepto, quizás, el sesgo fijo de las baterías), no es solo ni tanto un tributo a la cortesía de los audiófilos del vacío: al escuchar el TDS-7 a través de este amplificador , un sonido analógico de paso, en comparación con el KA2206B, mejora notablemente.
Amplificador de auriculares de tubo