Меню

Quad 405 усилитель мощности



Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Среди профессионалов и любителей давно известна схема мощного Hi-Fi усилителя “Quad 405”. По своему звучанию он приближается к ламповым усилителям, но отличается несколько большим коэффициентом гармонических искажений.

Часто коэффициент гармонических искажений неправильно называют коэффициентом нелинейных искажений, что не совсем верно, так как нелинейные искажения это сумма двух компонентов — гармонических и динамических нелинейных искажений.

Известно, что современные мощные усилители, собранные натранзис-торах и интегральных схемах, обладают малым уровнем гармонических нелинейных искажений, которые уменьшаются путем введения глубокой общей отрицательной обратной связи. Оказывается, такое построение схем, как и в ламповых усилителях, “губительно” в отношении “гармонических нелинейных искажений”, но позволяет при использовании транзисторов и микросхем минимизировать также коэффициент динамических нелинейных искажений. Поскольку методы уменьшения гармонических и динамических нелинейных искажений взаимно противоположны, обычно в современных усилителях находят компромиссный вариант, результатом которого является элементарное заключение профессиональных музыкантов и “слухачей”, что усилитель похож на ламповый и имеет очень хорошее звучание.

Такой эффект реализован в схеме, разработанной британской фирмой Acoustical Manufacturing Company еще в середине 70-х годов прошлого века.

Первая информация в радиолюбительских Hi-Fi кругах о “Quad 405” появилась через некоторое время в [2]. Статья написана О. Решетниковым и озаглавлена “Снижение искажений в усилителях мощности”. Схема (рис.1) структурно повторяет базовый “Quad 405”, но имеет меньшую выходную мощность и низкую чувствительность по входу.

Технические характеристики усилителя О. Решетникова следующие:

номинальная полоса частоты пропускания

при неравномерности ±1 дБ, Гц 20. 20000;

— номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом

и коэффициенте гармонических искажений 0,02%, Вт 30;

максимальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом, Вт 45;

— чувствительность при номинальной выходной мощности, м В 200;

— уровень собственных шумов, дБ 75.

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 1. Схема усилителя Quad 405

Транзисторы VT9, VT12, VT15, VT16 устанавливаются на радиаторе площадью 900 см2 и изолируются слюдяными прокладками.

Интересно, что “Quad 405м и его модификации работают в режиме класса “В”.

В начале 1983 г. в журнале “Радио» была опубликована схема О. Решетникова с подробным описанием [3].

В венгерском радиолюбительском журнале “Radiotechnika” была опубликована версия “Quad 405” с использованием распространенных микросхем тА709С и LM101/201/301, обычно не применяемых в традиционной Hi-Fi аппаратуре.

По своим техническим характеристикам эта версия наиболее близка к английскому прототипу:

— выходная.мощность на нагрузке 8 Ом, Вт. 100;

— коэффициент гармонических искажений Кг %. 0,007;

— чувствительность по входу для Рвих = 50 Вт, мВ. 50.

Читайте также:  Мощность электрического двигателя от оборотов

Схема венгерской версии усилителя “Quad 405” приведена на рис. 2, печатная плата — на рис. 3, а расположение элементов — на рис. 4. На рис. 5 показана конструкция катушек L1 . L3.

При использовании микросхемы типа тА709С резистор R9 заменяется перемычкой, а резистор R11 из схемы исключается. При использовании микросхемы LM301 номинал R9-220 Ом, R10-1,8 кОм, R11 — 1,8 кОм, а элементы R19, С9, С5 из схемы исключаются.

Следующая публикация на тему “Quad” появилась в журнале “Радио”- автор Ю. Солнцев [5]. Усилитель имеет чувствительность по входу 200 мВ, а выходную мощность — 70 Вт на нагрузке 4 Ом. Новым в этой разработке явилось следующее:

— включение на выходе комплементарной пары мощных транзисторов по схеме Дарлингтона;

— применение устройства защиты акустических колонок.

Схема представлена на рис. 6. С подробным описанием этой схемы можно ознакомиться в [5] и [6]. Вместо ОУ К574УД1А можно использовать TL071 или LF357.

Эта схема с кратким описанием была также опубликована и в.

В журнале “Радио, телевизия” [1] была опубликована схема с небольшими изменениями, по которой был собран стереофонический усилитель. Конструкция подтвердила технические параметры.

Базовая первоначальная модель усилителя “Quad 405/405-2” изготовлена по схеме, приведенной на рис. 7.

В оригинале была приведена таблица заменяемости элементов и допустимые отклонения номиналов.

R2 — сопротивлением 10 Ом, мощностью 5 Вт/5% разделяет сигнальную “землю” от силовой “массы”.

В оригинале катушки L1 и L2 намотаны на оправке диаметром 8 мм в два слоя проводом ПЭЛ 0 1 . 1,5 мм и имеют индуктивность L1 -3. 3,3 мкГ, L2 — 22. 24 мкГн.

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 2. Схема венгерской версии усилителя “Quad 405”

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 3. Печатная плата

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 4. Расположение элементов

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 5. Конструкция катушек L1. L3

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 6. Схемы усилителя версии Ю. Солнцева

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Рис. 7. Базовая первоначальная модель усилителя “Quad 405/405-2’

На рис. 8 приведен чертеж печатной платы, а на рис. 9 — монтажная схема усилителя.

Автор собрал и испробовал венгерский (рис. 2 ) и британский (рис. 7 ) варианты с уменьшенным напряжением питания (±30 В) и пониженной мощностью — 45 Вт. При измерении технических характеристик различие оказалось минимальным. В схеме на рис. 7 коэффициент нелинейных искажений был несколько ниже, чем в схеме рис. 2.

Автор продолжает работу над схемами моделей “Quad 520” (мощность 250 Вт, RH — 8 Ом) и ’’Quad 606” (Р8ЫХ = 350 Вт, RH — 8 Ом), используя в этих конструкциях мостовую схему построения выходного каскада.

Инженер К. Прибойски проводил эксперимент с ’’Quad 520” с использованием ОУ типа LF357 и транзисторов KD503 в выходном каскаде. Эксперименты подтвердили высокие технические характеристики при Рвых

Читайте также:  Как регулировать мощность роутера

Источник

QUAD 405 CLONE. Легендарный Усилитель B-класса

Всем читателям канала — доброго времени суток! Сегодняшняя статья посвящена схемотехнике легендарного усилителя QUAD 405 . Почему легендарного? Да потому что, несмотря на то, что уже прошёл не один десяток лет с того момента, когда был выпущен первый Quad 405 в Британии, он до сих пор продолжает повторяться радиолюбителями по всему миру. Вернее, не он, а его клоны. Наверное, это один из самых популярных по повторяемости усилителей мощности звуковой частоты среди радиолюбителей.

Стоит отметить что схема этого усилителя, далеко не самая простая и требует от радиолюбителя определённых навыков и понимания её работы, чтобы правильно настроить её и получить результат. Этот усилитель не относится к классу, как любят выражаться не которые из читателей « собрал на коленке ». А о качестве самой схемотехники говорит хотя бы тот факт, что данная схема представлена множеством DIY- наборов на различных ресурсах, включая Али . А Китайцы, в этом плане очень практичны, они копируют только ту электронику, которая пользуется популярностью у пользователей.

В принципе это не удивительно, я о качестве усилителя. Ведь это конструкция не одного радиолюбителя, пускай даже и удачная, а целой группы инженеров, которые трудились над ней годами. При этом на разработку таких брендов как Quad , Leак , Naim , тратятся большие средства. Естественно, что при этом результат просто обязан быть.

Впервые в нашей стране клон Quad 405 появился на страницах журнала « Радио » в 1979 г . в статье О. Решетникова . Это довольно быстрое реагирование на мировые тенденции звукотехники в тогдашнем СССР . Что не говори, а журнал « Радио » до начала девяностых годов был действительно передовым печатным изданием об электронике в нашей стране, хотя и тратил с десяток страниц на « линию партии », но без этого было никак. Потом уже была конструкция Солнцева Ю. в 84-м году и некоторых других авторов.

В своей версии 405-го я как раз пользовался схемой О. Решетникова , а также венгерской версией данного усилителя из журнала « Radiotechnika », ну и конечно схемой самого Quad . Звук у усилителя действительно превосходный. Даже на моих стареньких тестовых 35 АС-015 «Электроника» его приятно слушать. Звук чистый и прозрачный без какого-либо так называемого дополнительного « транзисторного » окраса.

Читайте также:  Как повысить мощность с 5 квт до 10 квт

Схема электрическая принципиальная Quad-405 Clone

Технические характеристики:
Номинальная выходная мощность при Uпит=±45В :
при нагрузке 4 Ом — 75 Вт ,
при нагрузке 8 Ом — 38 Вт ;
Чувствительность — 350 мВ (амплитудное значение);
Рабочая полоса частот — 20 Гц…20 кГц ;
THD при номинальной выходной мощности:
на частоте 1 кГц — 0,005% ,
на частоте 10 кГц — 0,016% ,
на частоте 20 кГц — 0,03% ;
Уровень собственных шумов, Дб — -95 .

В схеме выходной каскад работает в экономичном классе B , а снижение искажений достигнуто с помощью ООС и коррекционной прямой связью, более известной под наименованием « feed forward error correction ». Сам этот принцип коррекции с помощью моста RLC как раз очень хорошо и доступно описал О. Решетников в своей статье. Кому интересно, читайте оригинал, рерайтить не буду, всё равно лучше не напишу.

Предварительное усиление входного сигнала по напряжению выполнено на операционном усилителе DA1 LT1357CN8 . Операционник этот высокоскоростной и обладает ничтожно малыми искажениями сигнала, но и сравнительно дорогой. Коэффициент усиления DA1 равен примерно 10 и задаётся цепью ООС R5R6C3 .

Второй каскад усилителя напряжения и выходной каскад охвачены глубокой токовой обратной связью. Входное сопротивление усилителя составляет 20 кОм и мало чувствительно к импедансу источника сигнала. Общая цепь ООС по постоянному току реализована на R3R5C2 .

Важная особенность схемы и основная настройка, для снижения искажений усилителя, является баланс моста. Нужно как можно точнее соблюсти следующее соотношение: L1/C7=R15*R34 . Считаем всё в СИ . Если взять идеальные номиналы, указанные в схеме, то получается 25000 и 23500 . Но это в теории. На практике пользуемся одним прибором для снятия показаний RLC (чтобы была одна погрешность). Резисторы сразу используем с допуском в 1 % . Катушки индуктивности я мотал на ферритах: для 3 мкГн- 4мм ×20мм — 14-15 витков эмалированного медного провода 1,5 мм , для 6,9 мкГн — 8мм ×20мм — 20-22 витков того же провода. Использовать такие же материалы для индуктивностей вовсе не обязательно, здесь важно получить значение мкГн . Ну и в итоге вооружившись прибором, для измерения RLC подгоняем выше приведённую пропорцию к равенству. Это удобно делать подбором конденсатора С7 , т.к., например, К10-17Б , имеют разброс « в плюс/минус километр ».

Вот в принципе и всё, других настроек при правильном монтаже и исправных деталях схема не требует. Естественно соблюдаем общие рекомендации при первом включении. Остальное, кому интересно обсудим в комментариях. Рисунок печатной платы показан ниже. А кому нужны исходники в формате DipTrace , для корректировки, то пишите на почту, вышлю.

Источник