высококачественный стереофонический усилитель ЗЧ

Введение

Многие радиолюбители увлекаются конструированием высококачественных усилителей для воспроизведения грамзаписей от электропроигрывающего устройства или для работы со стереофонической магнитной приставкой. И конечно, одно из непременных условий в этой работе - доступность элементной базы. Такое же условие было поставлено и при разработке предлагаемого варианта усилителя - используемые в нем детали можно приобрести в магазине радиотоваров или на базе Роспосылторга.

Параметры и работа усилителя

Что же касается параметров стереоусилителя, то они достаточны для выполнения поставленной задачи: полоса пропускаемых усилителем сигналов лежит в пределах 40...16 000 Гц при неравномерности частотной характеристики 1,5 дБ, чувствительность усилителя 50 мВ, входное сопротивление 50 кОм, номинальная мощность каждого канала на нагрузке сопротивлением 8…10 Ом 8 Вт при коэффициенте гармоник не более 1%.

В усилителе есть раздельные регуляторы громкости по каждому каналу, что позволило обойтись без регулятора стереобаланса, и раздельные регуляторы тембра по низшим и высшим частотам. Причем диапазон регулирования тембра на частотах 100 и 10 000 Гц составляет от 20 до 18 дБ.

Потребляемая усилителем мощность от сети не превышает 40 Вт при максимальной выходной мощности.

На рис.1 приведена схема левого канала усилителя, правый собран по аналогичной схеме. Общими для обоих каналов являются кнопочный выключатель SB1 и трансформатор питания Т1.

Входной сигнал, подаваемый на разъем XS1, поступает через конденсатор C1 на темброблок, собранный на транзисторах VT1-VT3. Каскад на транзисторе VТ1 - эмиттерный повторитель. Он обеспечивает нормальную работу регулирования тембра, который при данном схемном решении требует источника с низким выходным сопротивлением. В цель базы транзистора VT1 через конденсатор С2 введена положительная обратная связь по переменному току, повышающая входное сопротивление усилителя.

На транзисторе VT2 выполнен активный регулятор тембра. Он представляет собой усилитель напряжения, охваченный частотно-зависимой отрицательно обратной связью. Такое построение этого каскада темброблока по сравнению с пассивными мостовыми регуляторами позволило получить на его выходе уровень среднечастотного сигнала почти такой же, как и на входе,при увеличении глубины регулирования тембра на 8... 10 дБ. По низшим тембр регулируют переменным резистором R6, по высшим – переменным резистором R9. Конденсатор С10 устраняет самовозбуждение темброблока ультразвуковых частотах.

Чтобы этот каскад обеспечил оптимальную глубину коррекции частотной характеристики, он нагружен на эмиттерный повторитель, сабранный на транзисторе VT3. С выхода эмиттерного повторителя сигнал поступает через конденсатор С14 на регулятор громкости - переменный резистор R20. Им изменяют уровень сигнала, подаваемого на предварительный усилитель, раздельно в каждом канале. Это позволило не только исключить регулятор стереобаланса, как было сказано выше, но и значительно расширить пределы балансирования каналов по усилению.

Предварительный усилитель выполнен на микросхеме DA1 типа К237УН2, специальнО предназначенной для сборки бестрансформаторного усилителя 3Ч звуковоспроизводящей аппаратуры I и II классов. Транзистор VT5 подключен параллельно выходному транзистору микросхемы и служит для облегчения его режима работы.

Рис.1.

Кроме того, оба транзистора работают на общую нагрузку и фактически образуют один усилительный каскад, что позволяет использовать некондиционные микросхемы с вышедшим из строя выходным транзистором (вэтом случае перед установкой микросхемы на печатную плату у нее удаляют бокорезами выводы 6 и 7). Кстати, при выбранном напряжении питания на коллекторном выводе выходного транзистора микросхемы может существенно превышать допустимое, и этот транзистор может выйти из строя. Поэтому допустимо его вообще использовать, отключив от деталей усилителя указанные выводы 6 и 7.

Далее следует усилитель мощности. Его фазоинвертирующий каскад выполнен по последовательной двухтактной схеме на транзисторах VT6, VT7 разной структуры. Для увеличения выходной мощности и КПД усилителя охвачен положительной обратной связью по питанию через цепочку C19R27, образующую так называемую «вольтодобавку».

Выходной каскад построен по двухтактной бестрансформаторной схеме с последовательным (по отношению к источнику питания) включением транзисторов VT8, VT9. Нагрузка (динамическая головка или акустическая система) , включается к выходному каскаду через конденсатор С23 и разъем XS2.

Глубокая отрицательная обратная связь с точки симметрии выходного каскада на вход микросхемы DA1 (через, резистор R25) обеспечивает необходимую линейность и широкополосность всего усилителя. Это позволяет использовать транзисторы фазоинвертирующего каскада без начального смещения при сохранении незначительных искажений как при малых, так и при больших амплитудах усиливаемого сигнала. В свою очередь, режим работы начального смещения обеспечил высокую температурную стабильность усилителя при малом токе покоя.

Подстроечным резистором R25 устанавливают режим усилителя мощности по постоянному току. Демпфирующие цепочки C20R31, С21А32, С221?33 повышают устойчивость усилителя на высоких частотах.

Каждый канал усилителя питается от отдельного источника постоянного напряжения. Он состоит из понижающего трансформатора Т1, выпрямителя на одном блоке VD3, сглаживающего конденсатора С26 и электронного стабилизатора компенсационного типа на транзисторах VT10-VT12. Причем составной регулирующий транзистор VТ10VТ11 включен по схеме с общим эмиттером. Выходное сопротивление стабилизатора не превышает 0,2 Ом, амплитуда пульсаций -- 10...15 мВ при токе нагрузки 1 А. Нужное выходное напряжение (36В) устанавливают подстроечным резистором R38.

Стабилизатор самозащищён от короткого замыкания по питанию. Если появится, транзистор VT12 закроется, что приведет к закрыванию регулирующего транзистора VT10VT11 и уменьшению выходного напряжения почти до нуля. Ток короткого замыкания в зависимости от параметров транзисторов составляет 20...100 мА. После устранения короткого замыкания работоспособность стабилизатора автоматически восстанавливается. Источник питания защищён также плавким предохранителем FU2. Темброблок с эмиттерными повторителями питается от общего источника через развязывающий фильтр C3C6R18. Параметрический стабилизатор на стабилитронах VD1, VD2 с усилителем тока на транзисторе VT4 служит для питания микросхемы DA1. Хотя подаваемое на нее напряжение несколько выше допустимого паспортного значения, элементы микросхемы, как показала практика, выдерживают этот режим.

Характерные неисправности, способы определения и ремонта

При ремонте радиоаппаратуры отыскание неисправности это один из наиболее сложных процессов. Найти неисправность - значит найти отказавший элемент или ошибку сборки и монтажа аппарата.

Для более быстрого обнаружения неисправности требуется хорошее знание: принципиальной схемы аппарата и его конструктивных особенностей; способов проверки работоспособности отдельных каскадов, радиодеталей; работы с измерительной аппаратурой.

Перед началом ремонта конкретного аппарата у радиомеханика обычно «созревает в голове» определенный план поиска неисправностей возникающий в результате логического мышления над полученной информацией о работе аппарата, особенностях его принципиальной схемы механики и просто личного практического опыта.

Если такого плана нет, значит, ремонтник не подготовлен полностью работе по ремонту аппарата и может отыскать лишь относительно простые, ясно видимые неисправности, руководствуясь общими методами их искания, которые обязан знать. У занимающихся ремонтом радиоэлектронной аппаратуры развивается логическое мышление, которое и создает план поиска неисправности. Но для этого должна быть определенная база знаний, умений и навыков.

Поиск неисправности обычно ведётся в следующей последовательности:

1. Определение неисправного каскада в аппарате.

2. Отыскивание неисправностей детали в каскаде.

3. Анализ причин выхода из строя детали.

4. Подбор и замена детали.

5. Послеремонтная проверка и регулировка каскадов в аппарате.

Перед началом поиска неисправности целесообразно выяснить причины выхода из строя аппарата (удары, падения, попадание воды), когда и при каких обстоятельствах случилась неисправность (при переключении режимов работы, включения питания, увеличения громкости и т. п.)

Такие, порой незначительные, сведения могут помочь в определении правильного направления поиска неисправности. Например, если аппарат перестал работать после падения или резкого толчка, то, вероятнее всего, случился обрыв детали, контакта, провода и т. п.

Внешний осмотр. Под внешним осмотром понимается использование не только зрения, но и слуха, обоняния, а при наличии знаний и логического мышления можно обнаружить многие механические и электрические неисправности.

При осмотре монтажа, плат определить, нет ли контактах питания чёрного налёта, если есть, то вполне возможно, что контакт там отсутствует. Особое внимание надо обратить на наличие трещин, дырочек и т. п.

При неработающем выходном усилителе звуковой частоты можно прикоснуться пальцем поочередно к выходным транзисторам. Если они (или один из них) холодные при поданном напряжении питания и сигнале, то, вероятно, неисправны они или их цепи, так как не проходит ток, который в нормальном режиме должен их разогревать. Если транзисторы очень горячие, это тоже свидетельствует о неисправности. Необходимо проверить, надежен ли тепловой контакт с радиатором, особенно если он осуществляется через слюдяную изоляционную прокладку и теплопроводную пасту. Аналогично проверяют и мощный транзистор стабилизатора (если блок питания не работает). Теплые электролитические конденсаторы большой емкости (обычно фильтров) или с темными точками от пробоя также подлежат замене.

При внешнем осмотре возможно и легкое постукивание по плате диэлектрической ручкой отвертки (лучше резиновой палочкой) в случае, если замечено, что пропадает контакт, появляется треск при прикосновении к аппарату и т. п. Не рекомендуется стучать по корпусам транзисторов, микросхем, так как их можно вывести из строя.

Измерение режимов.

Вышеназванные методы применяются в основном для отыскания неисправного каскада. Для отыскания неисправности чаще производят измерения режимов работы транзистора, микросхемы по постоянному и переменному току.

Режим работы по постоянному току - это величины постоянных составляющих токов, протекающих через выводы транзисторов, микросхем, и постоянные составляющие напряжений, действующих между выводами.

Режим работы по переменному току – это величины переменных составляющих токов и напряжений, действующих в схеме при наличии сигнала на входе данного каскада.

Режимы работы зависят от величины напряжения питания, уровня сигнала параметров элементов, входящих в каскад, их исправности. На практике удобнее измерять напряжение, чем ток, так как это не требует отсоединения выводов элементов схемы для включения амперметров в измерительную цепь. Режимы работы активных элементов, а также условия, при которых они измерялись (наличие сигнала на входе, его величина, частота), приводятся в таблицах напряжений, контрольных картах или непосредственно на принципиальной схеме аппарата, плат рядом с соответствующими выводами. При этом указывается также, каким измерительным прибором пользовались как для измерения постоянных, так

и переменных напряжений. Входное сопротивление вольтметра влияет на результат, поэтому измерения лучше производить электронными вольтметрами с большим входным сопротивлением. Величины напряжений на выходах транзисторов и МС чаще всего указываются относительно общего вывода. Если отклонения от указанных на схеме или приведенных в таблице напряжений не превышают 10...20 °о, то это не свидетельствует о наличии неисправности. В противном случае производят анализ причин отклонения режима, проверку цепей, обеспечивающих питание, проверку элементов каскада.

1) если напряжение в контрольных точках максимально и равно приложенному (или напряжению источника питания), то в цепи не проходит ток из-за обрыва монтажа, элементов, их перегорания и т. д.;

2) если же напряжение равно нулю или значительно ниже нормы, то это свидетельствует о замыкании или резком уменьшении сопротивления этого участка относительно корпуса или из-за пробоя, утечки параллельно включенных целей (конденсаторов, транзисторов, замыкания проводов и др.).

Техника безопасности при ремонте регулировке радиоаппаратуры

Правильная организация труда и рабочего места, выполнение основных требований техники безопасности и промышленной санитарии способствуют созданию безопасных условий труда.

Запрещается ремонтировать аппараты, включенные в электросеть в сырых помещениях, имеющих земляные, цементные или иные токопроводящие водящие полы. При ремонте приборы, аппараты не должны заземляться, а заземленные конструкции, находящиеся в помещении (батареи отопления, водопроводные трубы и т. п.), должны быть надежно защищены диэлектрическими щитами или решетками, чтобы полностью исключить возможное, даже случайное, прикосновение к ним. В соответствии с этимнадо правильно выбирать и рабочее место (стол) в домашних условиях.

Для обеспечения безопасных условий работы необходимо поддерживать рабочее место в чистоте и порядке, обеспечить достаточную освещённость и вентиляцию. На рабочем месте должны быть только необходимые приборы и инструменты с изолированными ручками. Шнуры сетевого питания приборов, электропаяльника, аппарата, а также соединительные провода не должны иметь повреждения изоляции. В противном случае их необходимо заменить.

При пайке рекомендуется использовать электропаяльник, рабочее напряжение которого не более 36 В. Применение электропаяльников с рабочим напряжением 127 и 220 В более опасно из-за возможного пробоя изоляции между спиралью и сердечником. Так как при пайке выделяются вредные для здоровья пары, то необходимо обеспечить вытяжную вентиляцию.Подставка для паяльника изготовляется из термостойкого материалаи устанавливается так, чтобы исключить возгорание или плавление окружающих предметов.

При работе с легковоспламеняющимися веществами (спирт, ацетон ) следует быть внимательным и исключить появление вблизи открытого огня (сигареты), искрения и т. п. На посуду с этими веществами следует наклеить бумажку с их названием, плотно ее закупоривать, не допускать проливания.

Рабочее место должно быть оснащено легкодоступным отключающим устройством от напряжения питания.

Работать необходимо в одежде с домашними рукавами и без

металлических браслетов. По возможности работы необходимо выполнять при отключении от сети аппарата.

В тех случаях, когда это невозможно, т. е. аппарат остается подключенным к напряжению питания (при измерении режимов, нахождении плохих контактов и др. работах), надо быть особенно внимательным воизбежании прикосновения к токонесущим частям и деталям аппарата. Следует помнить, что не допускается расположение одновременно двух и более аппаратов, находящихся под напряжением. Работать следует одной рукой, а другой не держать теплопроводящие детали. Категорически запрещается пайка монтажа аппарата, находящегося под напряжением. Следует помнить, что степень поражения током зависит от состояния организма человека. Так, опасность значительно возрастает, если человек находится в нетрезвом состоянии, имеет заболевания сердца и нервнойсистемы, просто расстроен и устал или поражение током наступило неожиданно.

После отключения аппарата от напряжения питания не следует сразу приступать к работе с монтажом, так как еще остаются заряженные электрические конденсаторы фильтров питания. Их надо разрядить специальным разрядником или, в крайней случае, толстым проводом с хорошей изоляцией.

При ремонте никогда не оставляйте без присмотра включенные приборы, аппарат (особенно разобранный).

Список литературы

Б. С. Иванов. В помощь радиокружку. Москва. «Радио и связь» 1990 г.

Б. П. Даниленко и И. И. Манкевич. Отечественные и зарубежные магнитофоны: схемы, ремонт. Минск «Беларусь» 1994 год.