Транзисторный усилитель класса а своими руками. Транзисторный усилитель класса а своими руками Стабильность, мощность и сопротивление нагрузки

09.06.2023

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

Тот самый MJ480:

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений :

  1. минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
  2. несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
  3. выходных 10 Вт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0,5-1 В очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
  4. класс А - он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.

Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкФ и между ними резистор 0,75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2 А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса.

Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки :

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY - корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800 см 2 на канал. Однако при выставленном токе покоя 1,2 А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см 2 на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя - каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд…

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок - это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы - dynamic range меньше 5 дБ вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.

Материальные затраты

Трансформатор – 2200 р.

Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) – 900 р.

Конденсаторы фильтра (4 шт) – 2700 р.

«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.

Радиаторы – 1800 р.

Оргстекло – 650 р.

Краска – 250 р.

Разъёмы – 600 р.

Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.

10449



Моддинг усилителя JLH1969, верхняя крышка будет прозрачной






Плата импульсного БП на нижней стенке, платы с усилителями JLH2005 привинчены к боковым



















Корпус собран из толстых алюминиевых панелей и по сути служит одним общим радиатором



















Тест JLH в системах разработчиков

Валентин Терещук: Дорогая акустика PMC-eb1i c усилителем JLH

Начну из далека. В мою бытность работы на киностудии привык к мощному и разборчивому басу. Его даже на небольшой громкости давали двухтактные ламповые усилители, нагруженные на большие за экранные колонки. Такую упругую и четкую подачу дают только большие головки с бумажными диффузорами на щите или заднем объеме литров в 200-300. Никакие компрессионные динамики с резиновыми подвесами быстрый бас дать не могут (ИМХО). По крайней мере за мою техническую карьеру я в этом убедился однозначно. Комплексы из легких больших НЧ динамиков и ламповых двухтактников стояли практически во всех кинотеатрах СССР до 1960-70 года. Современные профессиональные системы, а слушаю я в основном студийные контрольные мониторы не обладают нужным разрешением на низких частотах, от слова - совсем. Даже очень дорогие изделия акустических фирм, которые на слуху и про которые говорится, что они «Ах и Ух» подключенные к современным же транзисторным оконечникам звучат совсем не так как древние лампы в двухтакте на легкие бумажные диффузоры. Конечно утробных басов в них «выше крыши» … по количеству. Для электронщины с небольшим динамическим диапазоном, да и вообще - любой эстрадной музыки разрешение на низах не сильно важно, но в инструменталке, классике, вокале… да, да - вокале! Это нужно и еще как. Больше всего недостача разрешения слышна на записи дикторов, обладающих басовым тембром. Не вокала, а именно речи не хватает разрешения больше всего, это может подтвердить любой режиссер «сидящий» на озвучке фильмов или звукозаписи на радио.

Так вот, несмотря на то, что у PMFC по моим представлениям довольно «тугие» колонки с резиной или чем-то резино подобным в подвесах, у него я услышал правильную! подачу баса. Когда он имеет рельеф и фактуру, а не просто колеблет грудную клетку. Музыка с тем, что я услышал играла естественно и очень слитно, совсем не так, как было до этого. Между двумя визитами к моему Визави прошло почти пол года, но я четко помню то ощущение вязкого и «длинного» баса, который слышал. Я помню, что критиковал его акустику, в том смысле, что за эту стоимость она могла бы и получше выдавать низкочастотный регистр, лучше, а не больше. С количеством низа и нижней граничной частотой тогда проблем не было, чего не скажешь про качество (ИМХО). В его системе изменился только усилитель, до этого стоял ламповый однотактник на «большой» ГМ-70. Вот с ним мне звук на низах и не понравился, хотя верха и серединка тогда отыграли на пятерку. Могу поздравить создателя столь чудного девайса, в том, что новый усилитель наконец-то раскрыл потенциал его сложной акустики. Я слышал и читал про уилитель j linsley hood и раньше, но никогда его не тестировал на звук, так что теперь могу смело советовать данную конструкцию (j linsley hood) своим многочисленным друзьям, связанным со звуком профессионально.

П Кравченко, А Рогозин и Сергей Кайдан, сравнение аппаратов с усилителем JLH j linsley hood

Две недели назад я имел удовольствие слушать несколько прекрасных усилителей с прекрасными людьми. В колонки TDL Studio3 (это наверно один из лучших вариантов из акустики, на что можно потратить пол тысячи долларов) мы включали усилитель Рогозина Neoclassic 21 и аппарат, собранный по схеме Nataly NXP PRO и JLH-2005 j linsley hood с двухполярным питанием. Я не считаю себя особым профессионалом или великим гуру, все, что напишу ниже, это сугубо мое мнение, которое вполне может отличаться от такового у авторитета в области звукотехники.

В начале включили усилитель Сергея Кайдана NXP PRO, который сыграл чрезвычайно круто, с великолепной детализацией и большим динамическим диапазоном. Я заметил приличный перебор по низким частотам, но не очень критичный, а вот с серединой и верхом (верха немного многовато) все было на удивление хорошо, почти как на лампах.

Потом переключились на аппарат Рогозина Neoclassic 21. У него я бы отметил не такой яркий верх как у предыдущего, зато нижняя середина оказалась вообще, выше всяких похвал. Второй аппарат на вокале, это я заметил сразу, звучал явно чище. Я не сказал бы, что разница кардинальная, но я ее явно услышал. Может быть на других колонках я бы ее не заметил, но тут, да еще на «горячие» уши разница в середине была очень явной.

После усилителя Рогозина j linsley hood. Этот явно не давал той динамики, которую обеспечивали предыдущие. Все-таки его класс А с 30 ваттами на выходе не идет ни в какое сравнение с энергетическими возможностями десятка транзисторов полупрофессиональных аппаратов. Но вот наиболее информативную середину усилитель j linsley hood отыграл на ура, я бы сказал - лучше всех.

Слушали мы много разного материала, но разницу в звуке усилителей и в частности j linsley hood больше всего я ощутил на следующих музыкальных произведениях:

Если подытожить то, что я слышал раньше с этими тремя усилителями: Nataly NXP PRO звучит круто, особенно если сравнивать его с серийными промышленными усилителями с ценой где-то в тысячу полторы долларов. Мои отзывы JLH j linsley hood играет явно лучше него, особенно в середине и на верху и очень похоже на ламповый, правда с мощным низом. Рогозинский Neoclassic 21 опередил их обоих особенно в части баса, у него он был вообще на мой вкус - идеальным. Идя на эту встречу, я честно говоря и не рассчитывал получить от транзисторных аппаратов чего-то подобного. А особенно меня удивил звуком j linsley hood.

Васильев Павел: В гостях у Владимира ака PMCF

На днях слушал музыку у Владимира с пока еще макетом j linsley hood JLH, который работал от лампового предварительного усилителя. На конечный результат и общие впечатления повлияли они оба, я так думаю. С первых аккордов я не понял, что играет, мне показалось, что это какой-то профессиональный мощнючий транзисторный усилитель, но с невероятной певучестью и разрешением на средних и ВЧ, которых транзисторный аппарат дать априори не может. Вся полоса подавалась собранно и очень ровно, все было на своих местах, лишнего ничего не было. Динамика и монументальность звука сбили с толку, каким образом ТАК может звучать маломощный А-класс хоть на дорогую, но все же - компромисную акустику с НЧ оформлением трансмиссионная линия? Было впечатление, что играет оформление «закрытый ящик» объемом не менее 200 литров. С усилителем JLH j linsley hood хоть и в недоделанном и недонастроенным макете акустика PMC-EB1i сыграла совсем иначе, чем от нее было ожидать. А знаю я эту акустику очень хорошо, как человек, который за 10 лет продал их у-еву тучу… в смысле не этих конкретных, а вообще - колонок PMC. Особенно меня поразил бас. Он был гораздо собраннее, рельефнее и в итоге убедительнее, чем я привык от этих колонок слышать. Всед за басом, поразило разрешение. На некоторых композициях так и хочется провалиться за сцену, такая она глубокая не только вдаль, а еще и вниз…

Повторюсь, что как продавец, я эти колонки знаю очень хорошо и слушал их много раз в системах с совершенно разными усилителями. Такую микро динамику от транзисторнрого усилителя j linsley hood я вообще слышал первый раз, даже с ламповыми аппаратами подобного не припомню. Прямо чувствуешь, как исполнитель пропевает каждую букву партии, и эмоции на его лице явно встают перед глазами. Мистика какая-то. Что-то подобное я вижу, когда смотрю фильмы с высоким разрешением, когда у актеров на лице появляются микро эмоции и сверх плавные движения, невидимые на обычной (Не full-hd) записи. Но то в видео, а на звуке я это ощутил впервые. По моему мнению тракт с этими колонками и усилителем j linsley hood JLH легко отыграет самую тяжелую музыку, насыщенную плотным спектром без намека на кашу. Поставьте в обычную связку из транзисторного усилителя и компрессионных колонок Металлику - например и сразу все поймете.

У сверхвысокого разрешения усилителя j linsley hood, похожего на таковой у ламповых аппаратов есть и оборотная сторона… Это легкая утомляемость от дискретной подачи каждого звука, когда слышен каждый шорох. Думаю, что эту особенность можно подкорректировать подбором предварительного усилителя.

Этот макет - второй усилительj linsley hood Владимира. Первый он делал на кремниевых транзисторах, а этот попробовал на германиевых. Да, они сейчас чрезвычайно редки, особенно импортные. К тому же их нужно обязательно подбирать в пары. Я не радиолюбитель, паять усилители не умею и привык пользоваться плодами трудов других))). После двух посещений Владимира, у меня сложилось стойкое желание попробовать его усилитель j linsley hood в своей системе, и наверняка заказать себе подобный.

Считаю, что усилитель j linsley hood больше всего подойдет тем, кто «окончательно» перешел на лампы и исповедует исключительно класс А. В отличие от ламповых он «крепко держит за хвост» колонки с фазоинверсным или трансмиссионным оформлением НЧ. А таких колонок у людей подавляющее большинство, насколько я знаю. Большое мерси Владимиру за упорный труд и неуёмную тягу к радиотехническим изысканиям. Это мои личные впечатления о j linsley hood 1969 отзывы и достаточно объективны.

PMFC: От автора двух вариантов усилителя j linsley hood JLH

За двадцать лет увлечения аудио я перепробовал массу вариантов как усилителей, так и колонок. Сначала были самодельные, потом покупные, теперь опять - самодельные. Считаю, что на разнообразных компонентах нужно искать пути реализации и концепты, которые ведут к самому естественному слуховому восприятию. Это так сказать - вечный поиск). Опущу вопрос с промышленными усилителями, которые - даже самые дорогие делаются не для ушей, а для продажи. Сейчас я отдаю звуковое предпочтение только самостоятельным разработкам и идеям моих коллег - радиолюбителей.

Непродолжительный период времени я слушал ламповый предусилитель с выходным буфером Но после того, как попробовал лампу ГМ-70 с медным анодом и редкой для медных анодов - высокой эмиссией катода, усилитель на ГМ-70 в однотакте представляется мне идеалом. Да, у транзисторных аппаратов, а я их собирал множество ураганная по сравнению с лампой динамика. Однотактная схемотехника на транзисторах здесь предстает эдаким мостиком между лампами и транзисторами, вбирая все лучше от этих противоборствующих идеологий.

Макро и микроуровень в транзисторых и ламповых конструкциях

Дело в том, что практически всегда слушаю на малой громкости, на малой громкости проявляется наиболее важные для меня детали в записях, и здесь очень сильно проявляется макро и микро - подходы к звуку. Макро и микроуровень в аудио я различаю очень четко.

Макро, это всевозможные характеристики: выходное сопротивление, нелинейные и интермодуляционные искажения, полоса частот и взаимодействие усилителя с реальной нагрузкой - колонками.

Микроуровень, это материаловедение: влияние на звук качества и направления проводов, разъемов, всевозможных паянных соединений и электрических контактов, электромагнитная совместимость деталей - все то, что стандартными приборами измерить невозможно. По моему мнению за тонкие нюансы тембра, живость вокала, и то, что называют «живым звуком» отвечает именно микро уровень. Я считаю, что микроуровень это не эзотерика и мистика, или что-то не измеряемое, и этим хорошо слышимым в тракте явлениям можно найти научное объяснение. Я принял наличие и влияние на звук микро уровня за аксиому и просто пользуюсь им, как то подбор направления кабелей или материала конденсаторов по звуку. Разработчикам предлагаю ориентироваться не только на показания проборов, а и на слух и интуицию, так как аппараты с заведомо худшими измеренными параметрами, у меня - например зачастую оказывались лучшими по звучанию.

Не секрет, что усилители, работающие в А классе, обеспечивают наивысшее качество звучания по сравнению с усилителями, работающими в классе B, AB и D. В интернете много информации почему это так. Увы, большинство производителей усилителей данный класс обходят стороной из-за низкого КПД усилителя (до 80% мощности рассеивается в виде тепла). Те же экземпляры, которые можно найти в продаже, стоят безумных денег.
К счастью, изобретатель Джон Линсли Худ (John Linsley-Hood) разработал и опубликовал в 1969 году схему простого усилителя А класса мощностью 10 Вт. Такой мощности достаточно для домашнего воспроизведения музыки на высокочувствительных колонках (от 90 Дб). В интернете все отзывы о качестве звучания усилителя JLH только положительные. Это меня подкупило и я решил самостоятельно собрать усилитель Худа в оригинальной версии 1969 года.


Подробно рассказывать об истории создания усилителя JLH 1969 и схемотехнике нет смысла, очень детальная информация есть на портале aovox.com . В посте расскажу лишь об основных этапах конструирования.
За основу была взята схема, изображенная на рисунке:

Обратите внимание, что напряжение и номиналы некоторых деталей зависят от сопротивления АС. В данной схеме конденсатор С2 слишком малой емкости, что ведет к завалу АЧХ на НЧ. Я применил конденсатор емкостью 2.2 мкФ.

В своей реализации использовал импортные транзисторы, основываясь на рекомендациях тех, кто уже экспериментировал с разными вариантами транзисторов (VT1 - BC560CTA, VT2 - 2SC5707, VT3 и VT4 - 2SC5200).

Остальные компоненты взял с учетом нагрузки 8 Ом (в соответствии с таблицей). Резистор R8 лучше сделать подстроечным для более простой настройки тока покоя.

Итоговая схема:


Разводку печатной платы усилителя сделал в программе Sprint-Layout. Плату изготовил методом ЛУТ. Скачать печатку можно по ссылке .


Для удобства настройки тока покоя, я не стал впаивать в плату коллектор транзистора VT3. Т.к. при настройке в разрыв цепи подключается амперметр. После настройки тока покоя, просто соединил проводом коллектор транзистора с дорожкой на плате.

Питать усилитель лучше от стабилизированного источника напряжения. Мощность трансформатора должна быть достаточной для обеспечения постоянного тока 1,2 А на канал при напряжении 30 В. Я использовал тороидальный трансформатор с двумя отдельными выходными обмотками ТТП250 (2x25В, 4А). Трансформатор имеет большой запас по мощности, что в принципе не обязательно.

Стабилизатор реализован на микросхеме КР142ЕН22А (в 2-х экземплярах: для левого и правого канала усилителя) с регулировкой напряжения до 30 Вольт, что позволяет точно выставить напряжение в 27 Вольт и, при необходимости, изменить его. Схема включения КР142ЕН22А очень простая (изображение взято с просторов интернета):

Емкость конденсаторов в выпрямителе составила 32000 мкФ (на канал). Как показала практика этого с лихвой хватает для абсолютного исключения фона в динамиках. Нет смысла делать емкость больше.

Для источника питания сделаны отдельные платы (с учетом компоновки в корпусе усилителя и размеров имеющихся деталей, ссылка на файл). Скачать печатку можно по ссылке .

Кстати, для версии 1969 года, благодаря выходному электролитическому конденсатору, нет необходимости делать схему софтстарта и защиты АС от появления постоянного напряжения. Что сильно упрощает общую конструкцию.

Выходные транзисторы, диодный мост и микросхема стабилизатора нуждаются в хорошем охлаждении. Для усилителей А класса сильный нагрев - неизбежное зло. Это нужно учитывать при выборе корпуса для усилителя JLH. Я заказал на Aliexpress корпус с огромными радиаторами. Он идеально подходит для этого усилителя:

Качество изготовления китайского корпуса отменное, придраться не к чему!

Диодный мост, микросхему стабилизатора и выходные транзисторы одного канала разместил на общем радиаторе:


Настройка

Настройку рекомендую выполнять отдельно для каждого канала. Порядок следующий:
1. Замкнуть аудио вход.
2. Установить подстроечные резисторы усилителей в среднее положение.
3. Подключить амперметр в разрыв цепи коллектора транзистора VT3.
4. Установить напряжение на стабилизаторе ~16 вольт (для исключения появления высокого тока покоя при первом включении и пробоя выходных транзисторов в случае ошибок в монтаже).
5. Установить с помощью резистора R2 половину напряжения питания в точке соединения эмиттера и коллектора выходных транзисторов.
Далее итерационно:
6. С помощью подстроечного резистора R8 установить ток 1.2 Ампера.
7. Поднять на пару вольт напряжение питания, при этом ток будет расти. Нужно контролировать по амперметру, чтобы ток не превышал 2 А.
8. Снизить ток с помощью R8 до 1.2 А.
Повторяя пункты 6,7,8, доводим напряжение питания до требуемых 27 Вольт.

Борьба с фоновыми помехами
Некоторые из тех, кто уже повторял конструкцию усилителя, жаловались на фоновые помехи (гудение в колонках на частоте электросети). В моем случае фон также был, причем только в одном канале. Уровень фона был несильным, т.е. слышно с расстояния ~0.3 метра от АС. Тем не менее он мне не давал покоя:). Исходя из логики, раз фонит только один канал, значит дело не в плохой работе фильтра/стабилизатора или разводке сигнальных/силовых цепей (все идентично), а в чем-то другом. Пришлось поэкспериментировать и достать бубен. Проблему в итоге я решил так: припаял провод от земляной точки платы "фонящего" канала к металлическому корпусу регулятора громкости... И о чудо! Фон исчез! В колонках абсолютная тишина.

Итоговый вид усилителя


Прослушивание

Звучание усилителя оказалось ожидаемо нейтральным. Минимализм схемотехники в лучшую сторону сказывается на качестве звучания усилителя. Звучит он очень натурально и прозрачно на любой громкости в пределах 10 Вт своей мощности. Искажения, как и фон, абсолютно не слышны и не влияют на общее звучание системы. При непосредственном сравнении JLH с усилителем, реализованным на микросхеме, предпочтение однозначно отдаешь JLH. Разница очень заметна на слух и выражается в более чистом и мягком звучании JLH на высоких частотах.
После сборки и прослушивания этого усилителя, абсолютно пропало желание покупать какой-либо другой усилитель, т.к. характеристики и качество звучания JLH приближаются к топовым образцам усилителей, выпускаемых промышленно. Наоборот, есть желание собрать еще один такой же, чтобы реализовать полный биампинг на активном кроссовере.
К сожалению, у меня нет возможности сравнить звучание с ламповым усилителем, но судя по отзывам, JLH звучит сравнимо или даже лучше ламповых. Удивительно, что такая простая схема легко уделывает гораздо более сложные и дорогостоящие конструкции!

PS
Из-за особенности усилителей, работающих в классе А, бОльшая часть мощности расходуется на рассеивание тепла. Усилитель серьезно греется даже при достаточно большой площади радиаторов. В моем случае корпус нагревается до 50-55 градусов.

17403




Аудиофильские входные и выходные терминалы WBT с натуральной позолотой


В авторской реализации усилитель имеет массу 26 кг и размеры 420х120х400 мм




Выпрямительные мосты для отвода тепла закреплены на алюминиевой нижней крышке













Выходные конденсаторы однополярной версии JLH1969 имеют общую емкость 80.000 мкФ в каждом канале





Выходные разъемы из бескислородной меди MT-Power











Каждый моноблок JLH имеет двуэтажную конструкцию, первый этаж - источник питания, второй - усилитель










Отзывы об усилителе JLH от авторов

FranzDJ: вариация JLH на германиевых транзисторах

Пару лет назад в одном из журналов Радиохобби я увидел схему однотактного усилителя с составными транзисторами и стабом управления TL-431. Я взял две пары допотопных советских германиевых транзисторов ГТ-402Б и ГТ806 вместо составных, собрал на них макет однотактного усилителя с управляемым источником тока (Примерный аналог усилителя класса А JLH 1969 года) и послушал. К тому времени мне нужен был усилитель, который в области воспроизведения средних частот был бы не хуже моего основного SE аппарата на лампах Telefunken AD-1.

Я не являюсь явным приверженцем ни ламповых, ни транзисторных усилителей. Мне до сих пор нравится мой классический усилитель 60-ых годов Quad-405 и John Linsley-Hood, которые я периодически применяю в своей системе для воспроизведения отдельных композиций, но по качестве подачи середины им далеко однотактника на Telefunken AD-1. Так вот, даже несмотря на ужасность тл-431 в звуке и советского электролитического конденсатора к50-29 (в макет я поставил то, что попалось под руку), звук по непонятной мне причине получился очень достойным и вполне сопоставимым с AD-1.

«Ископаемые» германиевые транзисторы ГТ806 я поставил на огромный (3000 кв.см.) радиатор от советского эстрадного усилителя «Венец», к которому для надежности приделал кулер от компьютера. Макет слушал больше месяца в состоянии «как есть». Потом решил упаковать его в корпус. В связи с изменением компоновки деталей из-за возбуждения на высоких частотах у меня начали вылетать выходные транзисторы. Я долго боролся с этой напастью, но так ее и не одолел. Пришлось обратиться к товарищу, который в отличие от меня «Собаку съел» на конструктиве и устранении возбудов. С тех пор пользуюсь аппаратом и на сегодня менять его на другой не намерен. А прошло уже три года...

Slava66: о своем JLH1969

Приветствую форумчан. Подведу итоги собранного мною усилителя Джона Ли Худа самой первой версии JLH-1969г. с однополярным блоком питания. Про конструкцию, эпопею по подбору деталей, запуску, настройке и всяким хитростям, которые применил напишу в отдельной теме.

Я сделал и не один и могу сказать, что качеством звука доволен очень и очень. Думаю, он может называться High-End. Акустика у меня дома по меркам "высокого конца" весьма простая, 6-ти Омные Ямахи NS-8900 с чувствительностью 89 дБ и полосой частот 28-38.000 Гц при неравномерности +-3 дБ, как у них написано. Мощности аппарата в 8-12 Вт вполне хватает прослушивания в моей, обычной комнате. Для усилителя JLH были бы идеальными колонки с чувствительностью 95-102 дБ. У меня аппарат построен по обычной схеме, не умощненной и его вполне хватает с низкой чуйкой у моих АС. При включении в сеть не слышно ни гула ни зудения, как это водится у усилителей с трансами под постоянной нагрузкой. Я оказался умный и залил силовой транс парафином))), что могу порекомендовать сделать остальным ищущим...

Теперь про звук: Он имеет этакую «зеркальную» чистоту, и легкую легкость средних и высоких частот. Они на мой слух практически идеальны. При этом агрегат обладает довольно солидным и упругим басом, это для меня - бальзам после ламп. Я считаю, что JLH лучше всего подходит для музыки типа: блюза, джаза, классики, традиционного старого рока. И он не совсем подходит для диско и всякой громкой попсы (ИМХО). В общем интеллигентный усилитель получился, любит в музыке все высококачественное. Слишимость всяких натуральных, а не электронных «тарелочек», струнных, духовых просто супер. И конечно же - вокал, вокал вообще, его конек. Слышно даже дыхание человека в микрофон и пальцы на струнах гитар и контрабасов. Виртуальная сцена оказывается перед тобой очень близко, практически рядом и стереоэффект просто замечательный получается. Больше всего меня поразила, можно сказать - убила… детальность каждого инструмента. И это слышно даже на самой мизерной громкости.

Итого. Впервые за свою радиолюбительскую карьеру я добился такого звука. Раньше транзисторы вообще, как усилительные элементы после знакомства с лампами не рассматривал. Этот аппарат оказался намного круче ламповых, гибридных и обычных транзисторных конструкций, по крайней мере из того, что мне приходилось слышать. Древний JLH1969 оказался в одной обойме и может легко соперничать с самыми навороченными современными усилками ценовой категории от 3-х тыс. долларов и выше. Про винтаж сказать не могу, т.к. свой аппарат я с винтажом впрямую не сравнивал, а вот к друзьям музыкантам и в салоны Hi-End для натурных соревнований возил неоднократно.

FaTTy:

Вчера наконец-то услышал, как играет JLH, в полный рост - что называется. Перетаскал колонки, сидюк и его - тяжелючего в нашу гостиную (22 м. кв.). Расставил колонки (до дивана от каждой АС и между ними метра, примерно два с половиной), постоял над агрегатом раком, т.к. разъемы выходные у меня с маленькими дырками, а акустические провода - толстые, не влезают. Ну и так далее. Включил. Ну и целый час просидел с открытым ртом и весь в мурашках:). Я ранше в разделе про колонки написал, что сделал один кабель для колонки из компьютерной витой пары, из 32 жил по совету zcross с форума Вегалаб.

Так вот, что заметил: виртуальная сцена смещается в сторону той АС, которая подключена к усилку этим самым кабелем, плетеным (жалко, что сделал один провод а не два, надо будет доделать). Больше всего меня поразила сцена, звуковая… прямо рядом! Поставил тестовый диск аудиофильский с джазухой, какой-то. я не силен в джазе и т.д. так что для меня это нечто новое. Обалдел от того, как в самом начале музыканты буквально выпрыгнули из за колонок и каждый приземлился на свое место виртуальной сцены… Второй культурный шок испытал от Brian Williams, у которого псевдоним Lustmord. Он, насколько я слышал, один из главных корифеев стиля dark ambient. И меня угораздило послушать его новый альбом. Хотел пару минут, а получилось - от корки до корки. Там в одном из треков есть момент, когда к тебе из далека кто-то подходит с электрогитарой и пару раз небрежно ведет пальцами по струнам. Оно, это - пальцами по струнам, было до того натурально, что мне было страшновато, был мороз по коже, натуральный. Он так, из-за стены и к тебе и жжжж. Прямо привидение… Ну и последнее, было приятно услышать, как после удара в бубен (я имел ввиду настоящий бубен), последний звенящий диск этого бубена медленно останавливается об его ось. Потом было испытано много разно-всяко музыки, которую я хорошо знаю. В общем - JLH меня уложил на лопатки… обе, это если не размазывать сопли по кастрюле, сорри. После таких моментов хочется жить и в своем недетском возрасте начинаешь понимать, что деньги и главное - время не были потрачены попусту.

Ingvin: сравнительный тест JLH1969 с лампой 300В

Недавно я имел удовольствие услышать и оценить звук нескольких аппаратов, одним из которых был усилитель JLH. Тестирование JLH проводилось на двух парах колонок: Paradigm Studio-100 и Sonus Faber Stradivari. Сначала слушали колонки. Остановились на Sonus Faber, как более сбалансированных и нейтральных и дальше продолжили на них.

В тесте было три усилителя: Ламповый класса А на 300В авторский, второй - промышленный Musical fidelity полный транзисторный из новых (по 200 ватт в канал), и самодельный Худ. Сначала по усилителям: Транзисторный мощнючий конечно, но по разрешению он сразу слил ламповому и худу однозначно, мы его отставили в сторону. Слушали мы у моего знакомого, который подлинный любитель классики, у него дома огромная коллекция винила фирменного и CD, из них около 80% классика.

Впечатления такие: Сцена имеет огромную глубину, мне показалось, что она просто бесконечная. Никакого подчеркивания отдельных инструментов и звуков вообще, при этом ничего не спряталось и не было завуалированно. Самое интересное хотел сказать. Я особо классике не привержен, а тут полностью прослушал концерт Иогана Себастьяна Баха, который с органом (там еще много других инструментов было) с превеликим удовольствием. А концерт этот из нескольких частей - длинный… Для меня это нонсенс, я Раммштайна люблю). Худ по сравнению с его ламповым на 300В сыграл все-таки лучше, как это не прискорбно было для любителя классики… Я конечно про возможности худа догадывался, а он такого себе даже представить не мог про транзисторный аппарат. Если по натуральности середины и разрешению JLH и ламповик были где-то на одном уровне, то бас худовский откровенно его уделал. Он заметно глубже, чем с лампой не смотря на огромные выходные трансформаторы ламповика и его стало намного больше. Высокие были там и там примерно одинаково воздушными и чистыми. Потом послушали с десяток кусочков моих тяжелых роковых вещей. На быстрых и мощных треках Худ сыграл намного убедительнее трехсотки, по крайней мере для меня. В общем, я доволен как слон, что удалось проверить мой аппарат на дорогущих колонках, которых у меня по финансовым причинам нету. А еще от того, что мой JLH уел хваленый однотактник на распиаренных аудиофильских 300В. Теперь любитель классики сто пэ задумается над смыслом ламповой жизни, который у него был в приоритетах. Короче. Денег, которые потратил на аппарат и три месяца времени не жалею ни секунды.

AndronNic: мои три варианта усилителя JLH

В процессе перелопачивания тонн информации по усилителю JLH я выделил три его основные фишки (по этой причине и стал его делать): 1. Аппарат имеет предельно короткий спектр гармоник, как у лампового однотактного (считайте, что есть только вторая и третья), 2. В спектре при полной мощности на выходе есть явно выраженная вторая гармоника, а уровень третьей гармоники очень мал. 3. Схемотехнически он очень прост и по затратам не идет ни в какое сравнение с современными многотранзисторыми схемами (соответственно он не требует дорогущих однотактных выходных трансформаторов, как ламповые).

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
- минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
- несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
- выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
- класс А - он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.



Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

Не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

Не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:

Пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
- предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
- очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY - корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя - каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд...

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок - это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы - dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.

Материальные затраты

Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.