Показать схему усилителя мощности на германиевых транзисторах. Усилитель на германиевых транзисторах своими руками

— многие радиолюбители, которые в силу своего возраста не застали эпоху «германиевого звука» и часто спрашивают: «Что такого особенного есть в усилителях мощности собранных на германиевых транзисторах?». Если не особенно вдаваться в подробности, то можно ответить так: У таких аппаратов необычный звук, очень похожий на ламповый, большой динамический диапазон и та самая скорость нарастания. Впрочем, это на любителя, есть такие кто например ненавидит лампы. Но качественные усилители выполненные на кремневых транзисторах обладают всеми этими характеристиками в том же объеме. Так же германиевые полупроводники имеют несколько больший акустический КПД, то есть звучание у них громче, чем у кремневых на выходе и для высоко комфортного прослушивания вполне хватит небольшой выходной мощности.

Первыми транзисторами в радиотехнике, после электровакуумных ламп были германиевыми, которые произвели настоящий фурор в радиоэлектронной сфере. Конечно нет смысла спорить, что приобрели почитатели музыки отказавшись от лампового варианта в пользу германиевых приборов. По этому поводу до сих пор существует много разных мнений. В настоящее время германиевые транзисторы не производит ни одна страна и упоминание о них встречаются довольно редко. И напрасно. Германиевый усилитель мощности и если взять для примера кремниевый транзистор, какой он бы не был, биполярный, полевой или предназначенный для работы на высоких и низких частотах и так далее. Так вот он в отличии от германиевого полупроводника менее подходящий для воспроизведения звука высокого качества. p>

В общем, чтобы сейчас не углубляться в рассмотрение физических свойств германиевых транзисторов, при необходимости вы можете эти данные легко найти в интернете. Поэтому перейдем непосредственно к изучению принципиальных схем построенных на транзисторах с германиевым кристаллом. Сразу хотелось бы отметить несколько важных правил без соблюдения которых, очень сложно получить высококачественное звучание. p>

• Во первых в используемой схеме устройства, принципиально нужно отказаться от применения кремниевых полупроводников.
• Компоновку и последующую сборку выполнять только навесным монтажом, при этом как можно больше использовать сами выводы электронных компонентов. В случае применения печатных плат для монтажа, то вы должны знать, что в таком случае качество звучания будет существенно хуже.
• При конструировании усилителя старайтесь рассчитать схему так, чтобы количество транзисторов в устройстве должно быть как можно меньшим.
• Прежде чем производить монтаж, необходимо провести подбор комплементарных пар транзисторов не только для каждого плеча выходного тракта структуры PNP и NPN, но и обязательно для обоих каналов. Особое внимание при подборе электронных элементов стоит обратить на параметры статического коэффициента передачи тока, которое должно быть более 100 и как можно меньшим обратным током коллектора.
• Силовой трансформатор должен быть собран на магнитопроводе из Ш-образных пластин с площадью сечения более 15см². Также нужно при изготовлении трансформатора не забыть сделать один ряд экранирующей обмотки с последующим ее заземлением.

Германиевый усилитель мощности — схема №1

Показанный здесь германиевый усилитель мощности и его схемотехника можно сказать легендарная и в свои лучшие годы была очень популярна. Такая топология схемы усилителя одна из немногих конфигураций, которая соответствует аудиофильским нормам. Хотя эта схема и очень простая, но тем не менее способна воспроизводить высококачественное звучание при этом затраты на комплектующие совсем небольшие и под силу любому радиолюбителю. Автор этой конструкции усилителя в этом случае всего лишь приспособил ее к современным запросам High End Audio.

Настраивать германиевый усилитель несложно. Вначале нужно переменным резистором R2 установить ровно половину питания на отрицательном отводе электролитического конденсатора С7. Далее необходимо подобрать постоянный резистор R13 таким образом, чтобы мультиметр, подключенный в цепь коллектора транзисторов оконечного каскада, показывал ток покоя в пределах 42 - 52 мА, но не больше. Когда начнете подавать сигнал на вход усилителя, то обязательно нужно проверить наличие либо отсутствие самовозбуждения, хотя возникновение такого процесса бывает исключительно редко.

Но все таки если на осциллографе появились высокочастотные искажения, то в этом случае нужно будет заменить конденсатор С5 на емкость с большим номиналом. Для того, чтобы усилитель работал в стабильном и устойчивом режиме при повышении температуры на основание пары диодов D311 должна быть нанесена тепло-проводная паста и плотно закреплены на транзисторе выходного каскада. В свою очередь выходные транзисторы устанавливаются на радиаторах охлаждения с площадью рассеивания более 220см².

Схема модернизированная

В предыдущей штатной схеме выходной каскад был построен на транзисторах одной проводимости, так как в те далекие времена советская электронная промышленность не производила мощных комплементарных германиевых транзисторов. Когда много позднее появились германиевые транзисторы структуры PNP и NPN, то это дало возможность модернизировать схему оконечного каскада как показано на второй схеме. Но оказывается не все так просто как хотелось бы. Дело в том, что у названных выше полупроводников предельный коллекторный ток составляет всего около 3,4 А.

Например у П217В максимальный ток коллектора равен 7,5 A. В связи с этим использование их в схеме возможно только с условием параллельного включения по два в плечо. Вот такой вариант практически этим и имеет отличие от первой схемы. Ну и конечно у источника питания полярность противоположная. И транзистор для усиления напряжения ГТ 404Г, установлен n-p-n проводимости. Настройка модернизированной схемы идентична предыдущей. Ток покоя оконечного каскада имеет точно такие же значения.

Немного о блоке питания

Чтобы получить качественное звучание, желательно раздобыть где то две пары германиевых сплавных диода Д305. Устанавливать другие настоятельно не советую. Соединяются они по мостовой схеме, и ставятся шунты в виде слюдяных конденсаторов типа КСО, емкостью по 0,01µF, далее устанавливаем восемь емкостей по 1000µF с рабочим напряжением 63v, желательно фирменные, которые также шунтируются слюдяными конденсаторами. Увеличивать общую емкость не следует, так как сбалансированность низких, средних, и высоких частот снижается, теряется воздух.

Параметрические значения двух приведенных схем практически одинаковы: мощность на выходе составляет 20 Вт при работе на нагрузку 4 Ом. Безусловно, данные цифры почти ничего не скажут о звучании усилителя. Но об одном можно говорить с уверенностью — однажды прослушав правильно собранный усилитель по схемам приведенным выше, вы уже не так уверенно будете смотреть в сторону аппаратов собранных на кремниевых транзисторах.

Делаем усилитель звуковой частоты на германиевых транзисторах своими руками.

Просматривая публикации в интернете, а также видеоролики на ресурсе YouTube, можно отметить устойчивый интерес к сборке относительно несложных конструкций радиоприемников различных типов (прямого преобразования, регенеративных и других) и усилителей звуковой частоты на транзисторах, в том числе и на германиевых.

Сборка конструкций на германиевых транзисторах является своего рода ностальгией, потому что эра германиевых транзисторов закончилась лет 30 тому назад, собственно, как и их производство. Хотя аудиофилы по прежнему спорят до хрипоты, что же лучше для высокой верности воспроизведения звука-германий или кремний?

Оставим высокие материи и перейдем к практике…

Есть планы повторить пару конструкций несложных радиоприемников (прямого преобразования и регенеративных) для приема в диапазоне коротких волн. Как известно, усилитель ЗЧ является обязательной составной частью любого радиоприемника. Поэтому было принято решение изготовить УЗЧ в первую очередь.

Усилитель низкой (или звуковой, кому как удобно) частоты будет изготовлен отдельным узлом, так сказать, на все случаи жизни…

УЗЧ будем собирать на германиевых транзисторах производства СССР, благо у меня их лежит разных типов наверное до сотни. Видимо настало время дать им вторую жизнь.

Для радиоприемника большая выходная мощность УНЧ не нужна, достаточно до нескольких сотен милливатт.Поиск подходящей схемы привел вот к этой конструкции.

Данная схема подходит как нельзя кстати. Выходная мощность -0,5 Вт, все транзисторы германиевые, к тому же имеются в наличии, частотная характеристика оптимизирована для радиоприемников (ограничена сверху частотой 3,5 кГц), достаточно большое усиление.

Принципиальная схема усилителя.

Все необходимые для сборки усилителя детали недефицитные. Транзисторы МП37, МП39, МП41 взял первые попавшиеся под руку. Выходные транзисторы ГТ403 рекомендуется подобрать по коэффициенту усиления, но я этого не делал-у меня было пару штук новых из одной партии, их я и взял. Входной МП28 оказался в единственном экземпляре, но исправный.

Все транзисторы были проверены омметром на исправность. Как оказалось, это не гарантия от неисправностей, но об этом ниже…Электролитические конденсаторы взял импортные, С1-пленочный, С5-керамический.

В программе SprintLayout создаем разводку печатной платы. Вид со стороны печатных проводников.

Собственно, печатную плату, изготавливаем при помощи ЛУТ, травим в хлорном железе.

Запаиваем все необходимые детали. Плата собранного усилителя выглядит так.

Поскольку выходная мощность усилителя невелика-радиаторы для выходных транзисторов не нужны. При работе они еле теплые.

Настройка усилителя.

Собранный усилитель нуждается в некоторой настройке.

После подачи питания 9В замеряем напряжения в контрольных точках, которые указаны на схеме, приведенной выше. На коллекторе транзистора VТ2 напряжение было минус 2,5 В при необходимых -3…4 В.

Подбором резистора R2 устанавливаем необходимое напряжение.

С каскадом предварительного усиления на транзисторах VТ1 и VТ2 никаких проблем в настройке не возникло. Иная ситуация сложилась с выходным каскадом. Замер напряжения на средней точке (точка соединения эмиттер VT6 и коллектор VT7) показал величину минус 6 В. Попытка изменить напряжения путем подбора резисторов R7 или R8 не привела к желаемым результатам.

Кроме того, был занижен общий ток покоя усилителя- 4 мА вместо 5…7 мА. Виновником неисправности оказался транзистор VT3. Он хоть и прозванивался омметром как исправный, но в схеме работать отказался. После его замены все режимы транзисторов усилителя установились автоматически согласно указанным на схеме. Напряжения на электродах транзисторов в моем экземпляре усилителя при напряжении питания 9В указаны в таблице.Напряжения измерены тестером DT830B относительно общего провода.

Ток покоя усилителя устанавливается подбором диода D2 типа Д9. С первым попавшимся диодом у меня получился ток покоя 5,2 мА, т.е. то, что нужно.

Для проверки работоспособности подаем от генератора звуковых частот Г3-106 синусоидальное напряжение уровнем 0,3 мВ частотой 1000 Гц.
На фото- уровень выходного напряжения примерно 0,3В по стрелочному прибору. Сигнал дополнительно ослаблен на 60 дБ (в 1000 раз) делителем на выходе генератора.

К выходу усилителя подключаем нагрузку –резистор МОН-2 сопротивлением 5,6 Ом. Параллельно нагрузочному резистору подключаем щупы осциллографа. Наблюдаем чистую, без искажений синусоиду.

На экране осциллографа цена деления по вертикали -1В/дел. Следовательно размах напряжения составляет 5В. Эффективное напряжение составляет 1,77В. Имея эти цифры можем вычислить коэффициент усиления по напряжению:Выходная мощность на частоте 1 кГц составила:

Видим, что параметры усилителя соответствую заявленным.

Понятно, что данные замеры не совсем точны, потому как осциллограф не позволяет замерять напряжение с высокой точностью (это не его задачи), но для радиолюбительских целей это не столь принципиально.

Усилитель имеет высокую чувствительность, поэтому при неподключенном никуда входе в динамике негромко прослушиваются шумы и фон переменного напряжения.

При закороченном входе все посторонние шумы исчезают.

Осциллограмма напряжения шумов на выходе усилителя при закороченном входе:

Цена деления по вертикали -20мВ/дел. Размах напряжения шумов и фона около 30мВ. Эффективное напряжение шумов-10мВ.

Другими словами-усилитель достаточно тихий. Хотя в авторской статье указывается уровень шумов -1,2мВ. Возможно, в моем случае сыграла свою роль не совсем удачная разводка печатной платы.

Подавая на вход усилителя переменное напряжения различных частот при неизменном уровне и контролируя выходное напряжение на нагрузке осциллографом можем снять график амплитудно-частотной характеристики данного УНЧ.

От некоторых своих знакомых я слышал неплохие отзывы о звучании УНЧ на германиевых транзисторах. И решил собрать обычную классическую схему на комплементарных германиевых транзисторах ГТ703/705. На раскачку – каскад СРПП на 6Н30П для получения возможно более низкого выходного сопротивления.

Схема следуюшая:

Резистором VR2 устанавливается ноль на выходе, резистором VR1 – ток покоя выходных транзисторов. Стабилитроны нужны для предотвращения появления опасного для транзисторов напряжения между этажами СРПП в случае выхода из строя одной из половинок ламп. Предварительное прослушивание макета показало очень неплохое звучание, максимальная синусоидальная мощность – 8 Ватт, полоса на уровне минус 1 дБ от 20 Гц до 80 кГц. Чувствительность – 0,6 вольта. Макет играл минут 10 на максимальной громкости (сколько держали уши) и радиаторы выходных транзисторов даже не нагрелись до 50 градусов, увеличился только ток покоя от начальных 40 мА до 100. Блок питания:

Для дальнейших эксперимантов был собран макет в стерео варианте. Первые тесты были сделаны без сетвого фильтра. Добавление этого элемента вернуло ясность звучания, присущую ламповым усилителям. В общем, конечно, это не 2А3, но учитывая просто подкупающую простоту конструкции, звучание очень и очень достойное. По общему впечатлению – типично триодное, то есть чистое, детальное, точное, но поэтому и несколько малоэмоциональное и простоватое. Трудно сказать, является причиной этому ламповая или транзисторная часть схемы, или схема сама по себе – это покажут дальнейшие опыты – они безусловно будут продолжены.

И в заключение – пара картинок как это выглядит:

Дополнено 21 февраля 2013 года. Видимо, можно питание выходного каскада сделать на LM7812 и LM7912, установленных на радиатор.

Вместо эпиграфа:
- И кто-ж такую фигню нагородил? Руки б этому изобретателю оторвать по самые…
- Дык, твоя-ж работа-то! Или не узнал?
- Ёлы-палы, блин!
Один из вариантов старой шутки

Наверное, многие датагорцы, если не все, смотрели в детстве мультик «Ну, погоди». В том числе и девятый выпуск, где волк пытался сыграть на электрогитаре.

Естественно посмеялись, и поняли, что в электросеть 220 Вольт напрямую, электрогитару включать точно не стоит.
Кто сам осваивал электруху, возможно вспомнит, что тогда не только волк из мультика задавался вопросом: «А во что ж её включать-то, чтобы звучала?» В смысле, громко.

Ну, если дело происходило в школьном или клубном ВИА (рок-группе или ещё какой самодеятельности), было конечно попроще. Какой-никакой аппарат там был. А если дома?

Я когда-то мало отличался от многих других. «Втыкал» гитару в магнитофон, радиолу «Урал-112» (жаль, гитара была не «Урал»), усилитель от какой-то другой ламповой радиолы, вставленный в самопальный корпус, в усилки, спаянные по схемам из журналов. Искал детали, мучился с доводкой схем до ума.

Сейчас-то задача несколько упростилась, и при наличии в кармане нужной суммы дензнаков можно в любом областном центре найти в музыкальном магазине требуемый девайс. От недорогого, «неизвестного китайского происхождения», до фирмЫ с ценой от самолёта. Ну или гибрид, то есть производство (иногда и качество) - Китай, а внешний вид и навороты как у фирмЫ. Цена тоже.

Да и с самостоятельным изготовлением вроде попроще стало. Схему в инете можно найти любого качества и сложности. С радиодеталями особых проблем нет, по крайней мере в магазинах тех самых областных центров (при наличии дензнаков, естественно). А что-то из прежнего дефицита иногда бесплатно валяется под ногами.

Вот решил я рассказать об усилителе, которым пользуюсь сейчас в домашних условиях. Об усилителе, сделанном практически из подножного материала. Причём такого, который уже в конце XX века считался безнадёжно устаревшим, я уже не говорю о начале XXI, когда всё и делалось. К тому же совсем не для гитарных целей.

Возможно, кого-то более опытного в разработке и постройке усилителей эта статья и посмешит. Кто-то посчитает её «инструкцией о том, как делать не нужно». Но лучше начну по порядку. То есть издалека.

Новая жизнь старой платы

Как-то довелось мне поработать монтёром линий связи в родной глухомани.
Однажды делали уборку в одном из складов, точнее сарае, где веками накапливался никому не нужный хлам. Обломки от коммутаторов, старых АТС, трансляционных приёмников и прочие «предметы невыясненного назначения».
Среди этих обломков наткнулся на «живописные развалины» какого-то магнитофона с более-менее сохранившейся платой усилителя мощности:

Прихватил с собой на всякий случай, иначе всё равно бы выбросили. Блок, оказался вполне рабочим. Cрисовал по плате схему. Получилось что-то такое:

Правда в ходе установки рабочей точки, подстроечный резистор R1 (тот, что был на плате, при замере показал 20 Ом) рассыпался. И до недавних времён периодически заменялся то на перемычку, то на другие не менее жидкие подстроечники, то на постоянный резистор. Сейчас поставил подстроечник, выпаянный из обломков какого-то ксерокса. Пока держится.

Как выяснилось впоследствии - весьма популярная у советских производителей магнитофонов схема. Долгое время с незначительными изменениями применялась в различных бобинниках, и даже в первых кассетниках.
Вот пример схемы, найденный в журнале «Радио». То же самое, только с эмиттерным повторителем на входе. И другие транзисторы на «конце». И подключалось всё это к ламповому универсальному усилителю.

Version 1.0 или «Радиогубители - народному хозяйству»

Так как ещё один усилитель в тот момент мне лично был не нужен, решил использовать его на переговорном пункте междугородней телефонной связи. Сделать громкую связь, чтобы операторы не рвали попусту связки, пытаясь через окошко перекричать шум в зале и крики пытающихся докричаться до того конца провода. А спокойно приглашали абонента в кабинку, пользуясь микрофоном. Кому довелось пользоваться такими переговорными пунктами, поймёт.

Наскоро изготовил блок питания и микрофонный усилитель из нашедшихся дома запчастей. Запихал всё это в ненужный корпус от блока АВУ, найденный на том же складе. Корпус плоский, много места не занимает, да и на стену можно повесить. Подключил ко всему этому найденный в запасах микрофон «М-ТГУ», который лежал без дела из-за неважной частотной характеристики. Зато этот микрофон имеет встроенную кнопку, в не нажатом положении замыкающую вход на землю.

Микрофон «М-ТГУ»

В зал повесили абонентский громкоговоритель (радиоточку) без согласующего трансформатора и регулятора громкости. В качестве разъёма для подключения громкоговорителя к усилку были использованы винтовые зажимы, знакомые многим по школьным лабораторным работам по физике. Разъёмы найдены на том же складе, что они там делали до сих пор не пойму.

Устройство хоть и слегка шумело и в меру фонило, с поставленной задачей справилось. А потом в одном из посёлков района в ходе ликвидации наследия коммунизма демонтировали трансляционную радиосеть. И на место моего изделия был установлен вывезенный оттуда трансляционный усилитель. Конечно, попахивает стрельбой из пушки по воробьям, но с начальством не поспоришь. С другой стороны у трансляционника есть запас по мощности, а мой двухваттный (по результатам более поздних замеров) усилок работал почти на пределе, даже в том небольшом зале.

Version 1.1 или «Дай вам Боже, что нам негоже»

А усилок снова вернулся ко мне. Начал думать, что же с ним делать. Не выбрасывать же? Тогда и решил использовать его в гитарных целях. Как раз молодое поколение родственников этим делом заразилось. И инструмент у них был, только подключали, как в старые добрые времена, к чему придётся. Вот и надумал немного переделать и отдать. Хоть какая-то польза.

В принципе два честных советских Ватта (полтора на нагрузке 8 Ом), поданные на не менее честную, даже не обязательно советскую, акустику - мощность вполне достаточная, чтобы в обычной, не очень большой комнате, с достаточной громкостью подыгрывать акустической гитаре и не забивать «вокалиста», если таковой будет.
А с учётом звукоизоляции наших квартир и соседей можно неслабо повеселить.

Обычный частотный диапазон усилителей большинства магнитофонов даже несколько шире, чем нужно для гитары. Но я на тот момент ещё не был ознакомлен с мнением «знатоков» насчёт его дополнительного искусственного сужения (откуда они в нашей, тогда ещё безинтернетной, глуши?) К тому же аппарат предназначался не для концертов с оркестрами и записей на студиях. И уж точно не для того чтобы меряться с фирмОй.

Back In The USSR, или Ретро рулит

Для начала нужно было поменять предусилитель. Прежний был чисто микрофонным, собранным по одной из попавшейся под руку схем, из тех, что годами перерисовывал в блокноты, тетрадки и на прочие бумажки, собирал и проверял. Рабочая, проверенная, но для моих гитарных целей не совсем пригодная.

Не знаю, что мне тогда в голову взбрело, но решил собирать пред «в тех же традициях» что и УМ. То есть на германиевых транзисторах. Скорее всего потому, что они у меня были, и деть их было некуда. Ну и чтобы с питанием не колдовать - кремниевых p-n-p транзисторов маловато в запасах было, как впрочем и микросхем. Да и не видел смысла пихать ОУ туда, где можно обойтись двумя-тремя транзисторами.

Интернета тогда в нашей глуши ещё не водилось, а аудиофильскую легенду о том, что германий звучит лучше кремния я узнал именно из сети, лет через семь.

К аудиофилам я не отношусь (отношусь с уважением к тем из них, кто сам делает себе аппарат и не делает из своего увлечения религии), и весь мой опыт «прослушивания классики с винила через лампу» сводится к «антроповским» пластинкам с классикой рок-н ролла на радиоле «Урал-112».

Пусть никого не смущает цифра 1 в начале номера этой радиолы, по характеристикам звукового тракта аппарат вряд ли тянул на третий класс даже по параметрам своего времени.

Остальную классику (советской и забугорной попсы и рока) долгое время слушал, хоть и на чисто германиевом магнитофоне «Снежеть-202», но с записанных где получится бобин. Сильно сомневаюсь, что почувствовал бы разницу, если бы крутил их хоть через «хайфай», хоть через «хайэнд».
Поэтому не знаю, насколько они правы насчёт звука германия. А вот надёжность электронной части старых магнитофонов, проигрывателей и приёмников, многие из которых сохранили работоспособность до наших дней, говорит сама за себя. Вот и решил «тряхнуть стариной» или «перетряхнуть старину» или …

Для начала определился с требованиями:
1. Усилитель делается для чистого, насколько возможно, звука. Все эффекты - в виде отдельных примочек. Поэтому пред должен быть по возможности линейным.

2. Входное сопротивление должно быть достаточно высоким, чтобы не садить «верха» гитарного сигнала и не «мешать» работе регулятора тембра в случае прямого подключения.

3. Несколько входов с разной чувствительностью. Микрофон (0,3 мВ), гитара (10 мВ, для старого советского инструмента - самое то) и линейный вход (0.5 В).

Усилитель иногда планировалось применять в качестве контрольного, для проверки прохождения сигнала, при ремонте других усилителей или ещё какой звуковой техники, поэтому наличие таких входов не помешает.

А сигнал с линейного входа желательно было бы смешивать с гитарным, для подключения, например, магнитофона с записью «аккомпанимента» или имевшегося самодельного «ритм-бокса» (именно так - в кавычках, если когда-нибудь решусь выложить описание конструкции, то только для смеха).

После раскопок в завалах бумажек, журналов и ксерокопий была собрана такая схема:

Изначально схема преда, насколько помню, была срисована с какого-то любительского магнитофона. Имеет входное сопротивление около 3 КОм, при «микрофонной» чувствительности и запас по уровню выходного сигнала, позволяющий подключить её напрямую к усилителю мощности.

Для гитарного входа чувствительность была понижена включением последовательно входу резистора на 100 кОм. Не самая лучшая идея, согласен, хоть и применялась в промышленных усилках. Но при минимуме деталей удалось получить пред, с двумя входами разной чувствительности.
Тем более одновременное использование этих входов не планировалось.

Другие варианты тоже рассматривались, но полевых транзисторов под рукой не было, а городить на вход с «микрофонной» чувствительностью эмиттерный повторитель, как-то не хотелось.

С выхода сигнал шёл через простейший пассивный микшер, где его можно было смешать с сигналом линейного входа, на вход усилителя мощности.

Всё было собрано в том же корпусе от АВУ:

И изделие было отдано на растерзание начинающим гитаристам, на другой конец области, где успешно использовалось несколько лет для доставания соседей.

Там же была обнаружена одна «незадокументированная возможность». При подключении гитары к микрофонному входу, на выходе получался «жуткий грязный перегруз», который вовсю использовался для освоения риффов групп, типа популярного тогда «Линкинпарка» или нестареющей «Арии».
Хотя подозреваю, что от звука, того «дисторшнена» даже панки долго бы плевались и матерились.

Version 1.2 или «Хотелось как лучше …»

Прошло время. Хоть и избитая, блин, фраза, но так оно и есть. Я перебрался жить туда, где на тот момент находился описываемый усилитель. Родственники-гитаристы отучились, отслужили, обзавелись семьями и как многие в этот период жизни «положили на музыку».

Девайс снова достался мне и использовался по прямому назначению в свободное от работы время. То есть в перерывах между сезонами, вахтами и т. п.

И когда образовалось чуть больше свободного времени, решил подвергнуть усилитель очередной переработке. Ещё немного понизить шум предварительного усилителя, который прослушивался на максимальной громкости. Ну и фон питания побороть, который хоть и не слишком напрягал, но был.

Для начала переделал блок питания:

Прежний БП был самым простым и состоял из транса, диодного моста и конденсатора на 2000 мкф.

Потом внёс некоторые изменения в схему предусилителя. Заменил транзисторы на менее шумные и подогнал режимы. Боюсь, что в полном соответствии с пословицей про «заставь дурака богу молиться». Кроме тестера, ушей и гитары никаких измерительных приборов на тот момент под рукой не было. Ориентировался на слух по уменьшению уровня шума, отсутствию слышимых искажений и сохранению усиления блока в пределах допустимого.

Схема стала выглядеть так:

Схема микшера кривовата, но он делался, чтобы свести к минимуму ослабление сигнала, и обеспечить минимально возможное влияние регуляторов друг на друга. Обе цели в принципе оказались достигнутыми.

В то время усилитель использовался с китайской «типа трёхполосной» колонкой от погоревшей активной АС. Она засветилась на фото в одной из прежних статей. Несмотря на корпус из ДВП (оргалит или «картонка», не путать с ДСП) с давно отвалившимися и потерянными распорками и три разнокалиберных динамика, включённых с завода в параллель без каких либо фильтров, звук мне нравился. Но та колонка была не моя и впоследствии была возвращена владельцу.

Теперь звук издаёт ещё более негитарная колонка от старого проигрывателя, с одним динамиком 8ГДШ-2 (4 Ома).

Полностью согласен с отзывом о подобных АС в одной датагорской статье. Естественно, от такого акустического оформления чудес ждать не стоит.
Так что если удастся раздобыть более подходящий динамик, или ещё одну или три 8ГДШ-2/4ГД-35 (что менее реально), буду подумывать об изготовлении новой колонки. Хоть последнее время групповые излучатели в гитарной акустике вроде не приветствуются. Как впрочем и в обычных АС «для музыки», хотя именно там вовсю используются.
А пока для дома вполне и эта сойдёт.

Как-то ради интереса подключал к этому усилителю разные оказавшиеся под рукой колонки: 10МАС-1, 15АС-220, неопознанные, от музыкальных центров, так что в плане акустики простор для экспериментов всегда остаётся.
Усилитель звучал вполне нормально. Свои честные два Ватта выдавал. Фон почти не прослушивался. Шум входного каскада хоть и был слышен на максимальной громкости, но на слух был сравним с уровнем шума многих магнитофонов второго-третьего класса. В общем, звук вполне меня устраивал, пока не освободилось время для очередного приступа экспериментаторства.

Не так давно разжился не без помощи нашего сайта программным осциллографом и решил перепроверить свои давние замеры некоторых характеристик УМЗЧ.

Прежние-то делал второпях, когда на узел связи заехали на пару дней настройщики «из центра» с генератором и осциллографом. Для чего оставался после работы, наскоро раскидав своё «хозяйство» на подоконнике.

Данные в общих чертах подтвердились. Зато выплыло то, чего не заметил тогда - заметная асимметрия выходного сигнала. Конденсаторная развязка входа звуковой карты исключает влияние постоянной составляющей (например, при неисправном конденсаторе на выходе УМ), даже если постоянка присутствует. Так что этот самый часто встречающийся вариант пришлось отбросить сразу.

«В ходе начавшейся проверки» выяснилось, что предоконечный транзистор в верхнем плече (МП40А) имеет коэффициент усиления чуть ли не вдвое меньший, чем аналогичный транзистор нижнего плеча (МП37А).

Я конечно понимаю, что в те времена план гнать нужно было, не обращая внимание на мелочи. И что третий класс далеко не фонтан хайфай я тоже знал. Только не подозревал, что всё настолько запущено. Конечно, «уход» параметров от «древности» со счетов сбрасывать не стоит, но не на столько же. К тому же чаще встречал наоборот - у n-p-n транзисторов.

Во всей радиолюбительской литературе тех времён писалось про попарный подбор транзисторов для плеч двухтактных УМ. Даже если они делаются для карманных приёмников. Хотя любителю обычно подбирать было особо не из чего - что нашёл то и поставил, лишь бы по питанию проходило.

Звук издаёт - уже хорошо. А кроме собственных ушей качество звучания всё равно проверять нечем. Осциллограф? Да где ж его взять-то? Поэтому и генератор нет смысла собирать. Форму сигнала всё равно смотреть не на чем. Градуировать шкалу регулятора частоты тоже.
Разве что использовать тот генератор в качестве пробника, для отслеживания сигнала и измерения уровней.

Сам для этой цели когда-то пользовался детскими клавишами «Фаэми», не особо заморачиваясь прямоугольной формой сигнала и частотами, отличными от общепринятых. Если это и влияло на точность измерений, думаю что не намного больше, чем входное сопротивление тестера «Ц20-05» на пределах меньше 1 Вольта.

Промышленность над этим вопросом тоже не особо заморачивалась, несмотря на возможность подбора деталей и наличие измерительных приборов, о которых любитель только мечтать мог (многие до сих пор продолжают мечтать).

Проверять оконечные транзисторы П214А не стал, чтобы ещё больше не расстраиваться, тем более их «стратегический запас» остался на другом конце области.

Порадовало, что заменой МП40А на МП42Б с более близкими к МП37А характеристиками и подбором эмиттерного резистора на «тридцать седьмом» (R12) выровнять синус более-менее удалось.

К слову сказать, описанные выше искажения практически незаметны для моего неизбалованного хайфаем слуха. А вот малейшие искажения «плавности» синусоиды (изломы и т. п.) заметно добавляют в звук «грязи».

До появления осциллографа пришлось долго биться с одним усилком, правый канал которого ощутимо «фузил». Особенно заметно было при воспроизведении музыки с преобладанием акустических инструментов и чистого звука. На всяческих «перегруженных» стилях, это было не так слышно. Для более точной оценки на вход подключалась гитара и звук двух одновременно звучащих струн был явно грязноватым (когда-то часто использовал такой «двухчастотный генератор» для оценки искажений на слух).

Осциллограф сразу же показал наличие искажения типа «ступенька». Если точнее, там была даже не ступенька, а только намёк на неё, из-за неисправного подстроечного резистора.

Поскольку аппарат всё равно был разобран, решил ещё малость поэкспериментировать, проверить одну давнюю мысль.

Version 1.3 или «Пока, вроде, всё»

Как-то подумалось, а зачем мне в этом усилителе микрофонный вход? Схемы, где приходится контролировать сигнал такого уровня нынче редко встречаются. Петь в микрофон через этот агрегат тоже никому в голову не придёт. Вот и решил я отказаться от микрофонного канала, в надежде снизить шумы.

Уточнил требования к обновлённой схеме:
1) Германиевые транзисторы.
2) Чувствительность 10 мВ.
3) Исходя из предыдущего пункта и чувствительности УМ - усиление по напряжению в 10 раз.
4) Входное сопротивление - максимальное, какое удастся выжать.
В принципе, ничего невыполнимого.

Нужно отметить, что в журналах и прочей свежеизданой литературе тьго времени уже вовсю правили бал кремний и ИМС + ОУ. Схемы на МП и ГТ встречались всё реже, обыно в различных изданиях вроде «В помощь радиокружку» и в разделе для начинающих журнала «Радио». Хотя и оттуда их уже начали вытеснять рыжие КТ315.

Большинство германиевых схем из тех источников были ненамного сложнее тех, что использовались для описания работы усилительного каскада (два резистора и два конденсатора на один транзистор). Часто без указания режимов транзисторов, рекомендаций по настройке и некоторых не менее важных характеристик блоков. В принципе, для начинающего более важен сам факт работы первых собранных схем. Когда появится опыт, можно и улучшениями заняться.

Повторюсь, что не видел ничего особо сложного в поиске подходящей схемы. Тем более было на примете несколько годных на первый взгляд.

Четвёртый пункт вполне решается эмиттерным повторителем на входе. При таком уровне входного сигнала я уже не против его применения. Третий пункт обеспечит практически любой транзисторный каскад по схеме с общим эмиттером, даже без особых затруднений с подбором транзистора по коэффициенту усиления.

В общем, взялся за дело и… началось!

Чуть было не написал кучу текста о ходе работ и преодолении возникших трудностей, входных-выходных сопротивлениях, режимах и прочем согласовании каскадов. Но потом подумал и решил -, а кому оно надо? Опытные радиолюбители через всё это когда-то проходили, поэтому и так знают. А для начинающих много не очень связного текста от чайника, с элементами „алхимии“, тоже не будет иметь особой практической ценности. Да и по размеру тянет на отдельную статью, которая может и будет когда-нибудь написана. Если не мной, то камрадом, лучше знающим „матчасть“.

Оставлю только один и так многим известный вывод: к выбору разделительных (да и всех остальных) конденсаторов нужно подходить как можно тщательнее. Я не про то, чтобы применять исключительно аудиофильские конденсаторы с ценой «на очень большого любителя».
Я про то, что соответствие ёмкости значению, указанному на корпусе (и нужному для схемы) и утечку у тех, что собираешься паять в схему, проверять нужно. Иначе вдруг может выясниться, что транзистор какого-нибудь каскада лучше всего работает, если убрать цепи смещения. Или ни с того ни с сего «захрустят» совершенно новые регуляторы. Или стоит заменить конденсатор и тщательно подогнанные режимы по постоянному току, а иногда и по переменному, пойдут вразнос.

В общем, результатом всех моих «плясок с бубном» стала вот такая схема.

Сначала хотел установить регулятор громкости между каскадами, вместо R4. Поэтому и выбрал двухкаскадную схему с конденсаторной развязкой. Только подходящего переменного резистора не нашлось, так что это пока в планах.

Испытания показали, что характеристики почти соответствуют первоначальным требованиям.
Шумы при замкнутом входе ушли куда-то к пределу слышимости. Выходного сигнала хватило для раскачки УМ, даже с учётом падения на микшере. Звук тоже вполне устроил.

Дело осталось за малым - собрать блок на плате, установить в корпус и будет мне счастье. Старая плата была сделана уже привычным для простых схем «непечатным монтажом»:

Почему-то на этот раз решил сделать нормальную (насколько возможно) печатку. Наверное, потому что подходящий кусок фольгированного текстолита нашёл. Наскоро набросал на бумаге расположение отверстий и дорожек. Наметил на фольге отверстия, просверлил, нарисовал дорожки, протравил, впаял детали. Получилось как-то так:

Сказалась дурная привычка, насколько возможно уплотнять монтаж. Вроде бы дополнительные блоки в заводские изделия давно не «врезаю». Детские мечты о чем-нибудьть радиоуправляемом и летающем в том самом детстве и остались. А всё пытаюсь сделать плату как можно меньше. Хоть и не нужно, вроде.

Плюс вторая не менее дурная привычка: никак не могу заставить себя обрезать выводы деталей «по самое дальше некуда». Слишком уж часто в своё время приходилось их наращивать у деталей, выпаянных с заводских, сделанных по всем правилам, плат.

Несколько доработал блок питания, с учётом более высокого питающего напряжения нового ПУ:

Во время окончательной сборки перепаял разводку межблочных соединений. Прежняя делалась большей частью наспех и содержала кучу лишних проводов, в которых сам разобрался не сразу. Фон из колонки и до этого можно было услышать только в полной тишине. Так что не знаю, сильно ли повлияла новая разводка (в частности «земли») на уровень фона/шума.

Вот так всё выглядит изнутри:

Занимательные эксперименты над финальной версией

Ввиду появления в хозяйстве осциллографа (программы «Visual Analyser») не мог удержаться от того чтобы постотреть форму сигнала на выходе уже собранного усилка.

Синусоида со встроенного в «аналайзер» генератора. Сигнал на выходе генератора (линейном выходе внешней звуковой карты):

Сигнал на нагрузке УМ (Uвых близко к максимальному):

В принципе ничего непредсказуемого. Сверхпоказателей от данного изделия я и не ожидал. Заметного искажения формы нет - и то хорошо. Разве что с блоком питания можно ещё «поколдовать».

Для проверок в ходе работ использовался самопальный генератор, спаянный на скорую руку. Он выдавал немного более оптимистичную картину:

В отличии от картинок выше, здесь использовалась встроенная звуковая карта. Более высокий уровень шумов заметен сразу. А выводы относительно её использования напрашиваются сами собой. Правда к теме статьи это не относится.

А так выглядит прямоугольный сигнал, точнее сигнал с выхода описанного в моей недавней статье инструмента «Фаэми».

Для проверки использовалась внешняя звуковая карта. Что делает с сигналом встроенная, показывать не буду, чтобы никого не напугать.
Тоже ничего неожиданного. Обрезка по «низам» и «верхам». Для полноты картины можно было бы и АЧХ снять, только зачем. Усилитель не для «хайфая» делался, а под гитару.

Заключение

Вот такой усилитель получился. Не совсем гитарный, если судить с «продвинутой» точки зрения. Только если копнуть глубже, то и до инструментов, которые я к нему подключаю можно «докопаться».

Злые языки утверждают, что гитары в той стране, которой уже лет двадцать с чем-то как нет, делали для чего угодно, кроме музыки.
И играют на таком … только лузеры и нищеброды, неспособные купить что-нибудь более правильное.

Может они в чём-то и правы, только я думаю, что даже самый крутой и фирмовый инструмент вряд ли сделает из меня крутого музыканта. А для себя побренчать или для друзей - с этой задачей и мои инструменты вполне справляются. Тем более за те годы, что ими пользуюсь, и по руке подогнал, и руки привыкли. Звук одной из моих «балалаек» я уже выкладывал в прежних статьях.

Если кто из уважаемых датагорцев обнаружит в схемах и тексте ляпы или упущенные мной возможности улучшения - покажите пальцем, пожалуйста. Поправимся!
Самый разумный совет - «выбросить всё это старьё нафик и паять на микросхемах или лампах» будет рассмотрен, но вряд ли будет принят к исполнению. Разве что при создании совсем другой конструкции.

P.S.

Недавно ездил по делам в «землю предков». На досуге вытащил из сарая чудом сохранившийся ламповый усилитель, упомянутый в начале статьи - УМЗЧ и БП из «помойных» обломков радиолы, вставленный в самопальный корпус «колхозного» вида.