Настройка и регулировка усилителей постоянного тока. Ремонт усилителей звуковой частоты. Основные аспекты настройки усилителя

Перед регулировкой УНЧ следует прикоснуться пинцетом к незаземленному гнезду для подключения звукоснимателя или непосредственно к управляющей сетке первой лампы усилителя. Если усилитель работает, то в громкоговорителе появится сильное гудение. Регулятор громкости при этом должен находиться в положении, соответствующем максимальной громкости.

Необходимо также правильно соединить приборы. Прежде всего соединяют между собой все клеммы, подлежащие заземлению. Клеммы приборов, находящихся со стороны входа, соединяются с клеммой Земля входа усилителя, а соответствующие клеммы приборов выхода подключаются к клемме Земля выхода усилителя. Затем клеммы Земля входа и выхода усилителя соединяют перемычкой. Подключение звукового генератора ко входу усилителя производится экранированным проводом, экран надежно заземляется.

Затем приемник включают на воспроизведение грамзаписи, а регулятор громкости устанавливают в положение максимального усиления. Если в приемнике имеется регулятор тембра, то проверку производят при различных положениях этого регулятора. При любом положении регуляторов тембра и максимальной громкости усилитель не должен возбуждаться. Возбуждение обнаруживается при появлении в громкоговорителе прерывистого звука или свистов различного тона, а также по показаниям измерительной аппаратуры.

Кроме самовозбуждения, в усилителе может появиться фон переменного тока. Наличие фона проверяется также при отсутствии сигнала на входе усилителя.

Затем приступают к проверке работы усилителя при наличии сигнала на входе. В качестве примера рассмотрим порядок проверки УНЧ промышленного приемника Сириус-309.

Выходной шланг звукового генератора типа ГЗ-33 или аналогичный ему прибор присоединяют к колодке для подключения магнитофона. Измеритель выхода типа ВЗ-2А присоединяют параллельно вторичной обмотке выходного трансформатора. Радиолу включают на воспроизведение грамзаписи. Регулятор громкости и регулятор тембра должны находиться в положении максимального усиления и наибольшей ширины полосы пропускания. На генераторе устанавливают сигнал с частотой 1000 Гц и такой уровень выходного напряжения, при котором напряжение на измерителе выхода ВЗ-2А будет 0,8В, что соответствует номинальной выходной мощности. Величина выходного напряжения звукового генератора является чувствительностью УНЧ и должна быть для данной радиолы не хуже 80 мВ. Для приемников других марок при выходном напряжении звукового генератора 0,2...0,25В усилитель должен отдавать в нагрузку мощность, близкую к номинальной.

После этого проверяют частотную характеристику усилителя и действие регулятора тембра и громкости. На вход УНЧ подают от генератора сигнал, равный 0,25В с частотой 1000 Гц. Регулятор тембра устанавливают в положение, соответствующее завалу высших звуковых частот. Регулятором громкости на измерителе выхода устанавливают напряжение, равное 0,8 В. Затем, не меняя напряжения, на звуковом генераторе устанавливают частоту, равную 5000 Гц. При этом выходное напряжение на измерителе выхода должно уменьшиться до 0,4 В.

Чтобы проверить действие регулятора громкости, необходимо на вход радиолы подать от генератора типа Г4-102 напряжение, модулированное по амплитуде напряжением 1000 Гц с глубиной модуляции 30 %, при котором измеритель выхода покажет напряжение 2,5 В. Регулятор громкости при этом должен находиться в положении максимальной громкости. Затем регулятор громкости устанавливают в положение минимальной громкости и замечают показание измерителя выхода. Отношение напряжения (на выходе приемника), соответствующего номинальной выходной мощности, к напряжению, соответствующему положению минимальной громкости регулятора громкости (в децибелах), должно быть не менее 40 дБ.

Проверяя частотную характеристику и действия регуляторов тембра и громкости, необходимо следить за тем, чтобы напряжение на выходе звукового генератора соответствовало 250 мВ. Пределы измерений выходного напряжения при проверке частотной характеристики и регулировки тембра и громкости в приемниках других марок должны быть указаны в инструкции по ремонту в виде таблицы.

Выше была рассмотрена методика проверки УНЧ с однртактным выходным каскадом, В высококачественных УНЧ приемников первого и высшего классов и транзисторных приемников оконечные каскады собираются по двухтактным схемам.

Настройку двухтактных выходных каскадов начинают с фазоинверсного каскада. При регулировке этого каскада устанавливают одинаковые величины выходного напряжения, сдвинутые по фазе на 180°. Для этого подбирают величины сопротивлений резисторов в цепях коллектора и эмиттера. Транзисторы, применяемые в двухтактной схеме усилителя мощности, должны иметь одинаковые параметры. Хорошо, если у транзисторов токи коллекторов и коэффициент усиления по току отличаются не более чем на ±10 %. Если транзисторы не идентичны по параметрам, то приходится регулировать напряжение смещения с помощью резисторов, включенных в базовых цепях. Условием нормальной работы двухтактного оконечного каскада является симметрия его плеч как по постоянному току, так и по переменному.

Если нужно проверить полярность подключения цепи обратной связи, на вход УНЧ от звукового генератора подают сигнал частотой 1000 Гц такой величины, при которой выходное напряжение было бы примерно вдвое меньше номинального. Затем замыкают накоротко резистор, с которого снимается напряжение обратной связи, и наблюдают за показаниями измерителя выходного напряжения. Если при этом показания измерителя выхода увеличиваются, то значит полярность обратной связи отрицательная (правильная), а если уменьшаются - положительная. Для изменения полярности необходимо поменять местами концы вторичной обмотки выходного трансформатора.

Заключительный этап регулировки усилителя - проверка всех его качественных показателей: а) измерение выходной мощности; б) снятие частотной характеристики; в) измерение коэффициента гармонических искажений; г) проверка уровня фона.

Настройка и регулировка УЗЧ

Чтобы хорошо отрегулировать УЗЧ, нужно иметь ясное представление о назначении и роли всех входящих в него элементов, понимать физические процессы, происходящие в усилителях, и уметь грамотно пользоваться измерительными приборами.

После проверки работоспособности УЗЧ покаскадно проверяют режимы усилительных элементов (транзисторов - или микросхем) по постоянному току и приступают к настройке и регулировке усилителя. Задача настройки и регулировки УЗЧ состоит в том, чтобы с помощью определенных технологических и контрольных операций, например, установления оптимальных режимов работы отдельных элементов (транзисторов, микросхем), выявления и устранения неисправностей, обеспечить выпуск усилителей, соответствующих стандарту или ТУ.

Перед началом измерений проверяют мощность, потребляемую УЗЧ при отсутствии сигнала на его входе. Для этого переключатель переводят в положение II (см. рис. 65). Мощность, потребляемая УЗЧ, определяется вольтметром V и амперметром А, включенными в цепь питания усилителя. По показаниям этих приборов определяют потребляемый ток I0 и напряжение источника питания 11. Класс точности измерительных приборов должен быть не ниже 2,5. Потребляемая УЗЧ мощность рассчитывается по формуле: Рпотр = I0Еист

На вход УЗЧ чаще всего к соответствующим выводам разъема «Магнитофон» от звукового генератора подается номинальное напряжение сигнала на частоте 1000 Гц, соответствующее номинальной мощности в нагрузке. На выходе УЗЧ параллельно звуковой катушке громкоговорителя присоединяют измерительные приборы: электронный вольтметр 6, осциллограф 7 и измеритель нелинейных искажений 8.

Необходимо убедиться в правильности действия регуляторов усиления. Для этого регулятор громкости устанавливают в положение максимального усиления, а напряжение сигнала на входе каскада увеличивают до получения на выходе УЗЧ напряжения, соответствующего номинальной выходной мощности. Затем ручку регулятора громкости ставят в положение минимального усиления (в пределах плавной регулировки) и опять определяют выходное напряжение. Отношение обоих напряжений на выходе УЗЧ, выраженное в децибелах, характеризует глубину регулировки регулятора громкости и должно соответствовать ТУ.

Покаскадную регулировку УЗЧ начинают с оконечного каскада. В схеме, показанной на рис. 62, входной сигнал от звукового генератора через конденсатор Ср поступает на базу транзистора V. Режим каскада будет определяться напряжением источника питания Ек, постоянным напряжением смещения Uбэо на базе транзистора, падения напряжения на резисторах R2 и R0 в цепи эмиттера, служащего для термостабилизации усилителя.

Налаживание такого каскада УЗЧ сводится к регулировке коллекторного тока транзистора подбором резистора R2, при одновременном измерении напряжения Uбэо которое определяется заданным режимом транзистора. Проверку каскада на отсутствие нелинейных искажений с помощью осциллографа производят, подав от звукового генератора номинальное напряжение сигнала на частоте 1000 Гц на вход оконечного каскада. Коэффициент усиления при этом должен быть максимальным. Если УЗЧ исправен и работает без нелинейных искажений, на экране осциллографа можно наблюдать неискаженную форму выходного сигнала.

При увеличении уровня входного сигнала на выходе будут появляться нелинейные искажения сигнала. На рис. 66 приведены осциллограммы изменения формы синусоидальной кривой сигнала на выходе УЗЧ при различных величинах нелинейных искажений (8, 12, 15 и 20%). Для наблюдения низкочастотного сигнала частота развертки осциллографа выбирается в пределах 200-500 Гц.

Если при номинальном входном сигнале каскад вносит нелинейные искажения (форма сигнала в нагрузке искажена), изменяют режим работы каскада. Изменением коллекторного тока (за счет изменения R2, см. рис. 62) добиваются отсутствия нелинейных искажений.

Рис. 66. Осциллограммы изменений формы синусоидальной кривой сигнала на выходе усилителя при различных величинах нелинейных искажений

Настройку двухтактных выходных каскадов начинают, подав напряжение сигнала от генератора к фазоинверсному каскаду. Предварительное налаживание двухтактного оконечного каскада УЗЧ (см. рис. 64) на транзисторах производят, подбирая идентичные транзисторы или регулируя напряжение смещения с помощью резисторов 1-R13 и 1-R14 в базовых цепях. Условием нормальной работы двухтактного оконечного каскада является симметрия его плеч по постоянному и переменному токам. Следует помнить, что отсутствие симметрии плеч приводит к появлению нелинейных искажений и уменьшению динамического диапазона усилителя из-за плохой компенсации фона переменного тока, помех и т. д.

Регулировка фазоинверсных каскадов (см. рис. 61) заключается в установлении одинаковых значений выходного напряжения, сдвинутых одно относительно другого на 180°. Это осуществляют подбором сопротивлений резисторов в цепях коллектора и эмиттера. Настройка предварительных каскадов УЗЧ заключается в обеспечении типового режима работы транзисторов подбором сопротивлений резисторов R2 и R3 (см. рис. 60).

Окончательный этап налаживания УЗЧ заключается в подборе элементов цепей отрицательной обратной связи. Если в процессе регулировки предварительных каскадов УЗЧ выяснится, что чувствительность усилителя излишне велика, усиление можно уменьшить введением более глубокой обратной связи.

В ряде случаев для получения наиболее приятного звучания производят коррекцию частотной характеристики на низких частотах подбором переходных конденсаторов. Номинальная емкость

Переходных конденсаторов должна быть достаточной, чтобы низкие частоты воспроизводились хорошо. Изменение тембра звука с помощью регулятора тембра должно быть плавным.

Громкость воспроизведения при исправном регуляторе также должна плавно изменяться от максимума до минимума. Если при вращении ручек переменных резисторов (регулятора громкости и тембра) будут прослушиваться трески и шорохи, эти резисторы следует заменить, При максимальной громкости в любом положении регулятора тембра усилитель не должен самовозбуждаться.

Заключительным этапом налаживания УЗЧ является его испытание и проверка всех качественных показателей: уровня собственных шумов (фона), нелинейных искажений, номинальной выходной мощности, диапазона воспроизводимых частот и неравномерности частотной характеристики.

Убедившись в нормальной работе УЗЧ, снимают амплитудно-частотную характеристику (например, осциллографом). Если на

Вход УЗЧ от звукового генератора подать номинальное напряжение сигнала, на экране осциллографа можно наблюдать колебания выходного напряжения. При вращении ручки перестройки частоты генератора по диапазону звуковых частот на экране осциллографа видно, что постоянному уровню напряжений входного сигнала будут соответствовать различные уровни выходного напряжения.

Как правильно настроить автомобильный усилитель? Расскажу про настройку автомобильного усилителя поэтапно. Принцип настройки усилителя.

Настраиваем мидбас.

Необходимо обратить внимание, что твитеры нужно будет отключить, и если установлен сабвуфер, то и его тоже, либо с головного устройства, или вручную. Мидбасы сверху не подрезаем фильтрами.
Наш тракт разбиваем на две части:
1. Головное устройство;
2. Усилитель.
Каждая из этих частей тракта вносит в сигнал свои искажения, в том числе и искажения по ограничению сигнала (). По этому нам, для конечной точной настройки согласования головного устройства и усилителя этот процесс следует начинать с определения их возможностей. Мы не станем ориентироваться на отвлечённые понятия о положении максимума..., или столько то процентов от максимально допустимого...
Настройка производится с помощью трека 315 Гц.
Нам потребуется настроечный (тестовый) диск Denon Audio Technical CD .
Скачать диск можем тут:

Http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2258371

Нам потребуются следующие треки:

46. 40Hz Sine Wave (0 dB L+R) (0:30)
48. 315Hz Sine Wave (0 dB L+R) (0:30)
50. 3149Hz Sine Wave (0 dB L+R) (0:30) - купольные твитеры
51. 6301Hz Sine Wave (0 dB L+R) (0:30) - рупорные твитеры

Зелёным для САБВУФЕРА
Красным для МИДА
Синим для ТВИТЕРА

Для записи диска, скачиваем с интернета программу .

Вы можете сами создать необходимые синусы при помощи программы SoundForgeAudioStudio, но при этом обязательно нужно обратить внимание, что бы их уровень был НОЛЬ дБ.

Обращаю Ваше внимание, что длительно динамики на тестовом синусе не прослушивать!!!

Регулятор Gain (Level) на усилителе устанавливаем против часовой стрелки в минимум. Этим мы предотвращаем возможность внести им искажения по ограничению сигнала.
Все дополнительные (выставленные нами) настройки на ГУ отключаем!!!
-Ставим трек с частотой 315 Гц (по диску дорожка №48) и регулируя ручкой громкости определяется тот уровень усиления сигнала, когда ступенчато появится тон в районе 1 кГц (1000 Гц). Это будет тот уровень, выше которого крутить ручку просто нет смысла, так как дальше уже просто идут одни искажения. Ориентироваться всё же нужно не на этот уровень (уже слышимые искажения), а на шаг или два ниже, регулятора громкости, в зависимости от сетки шага регулировки уровня на головном устройстве.

Если в процессе определения максимально возможного чистого уровня сигнала с ГУ, где-то будут появляться частично подтональное изменения тона частоты 315 Гц, то это повод задуматься о качестве ГУ.

Всё! С максимально возможным чистым (с минимум искажений) уровнем усиления головного устройства разобрались, и можно будет переходить к согласованию выявленного максимального уровня выходного сигнала головного устройства (ГУ) с уровнем усиления, которое может обеспечить усилитель.
- Ставим так же трек с частотой 315 Гц, и ручку уровня громкости ГУ устанавливаем в положение, которое уже выяснено на первом этапе настройки, и изменяя положение регулятора GAIN (Level) усилителя находим тот уровень максимально возможного (чистого) усиления сигнала усилителем, без искажений, который способен выдать данный усилитель. Ориентируемся опять по появлению слышимого перехода на частоту в 1 кГц (1000 Гц).

Напоминаю! Длительно не использовать синусоидальные сигналы, во избежании механического повреждения динамика!!!

Вот теперь Головное устройство и Усилитель согласованы между собой. !!!

А происходило следующее.
Вот пример графика зависимости искажений от мощности. Видим, что до 100 ватт искажения были в пределах 0.01%, а после 100 ватт резкий скачок вверх. Это мы и слышим на представленных видео.

Следующее, настраиваем громкость головного устройства на максимальное значение громкости без искажений, уже в согласованном тракте.

Настраиваем твитер.

Твитеры, в большинстве своём, громче мидбасов. Точнее даже не так. В связи с особенностями их установки и направления они громче. По этому их Мы подгоняем по уровню громкости под мидбасы.

Можно так же по синусоидальному треку 3149 Гц (по диску дорожка №50) для купольных твитеров и по треку 6301Hz (по диску дорожка №51) для рупорных твитеров. И по выше описанной методике весь процесс повторяем. Но без полного понимания процесса (что мы в итоге делаем) возможен выход твитеров из рабочего состояния! Так как максимальные искажений сигнала, как правило, приходятся на их диапазон.

Для настройки купольных твитеров ставим фильтр второго порядка в районе 2,5 - 3 кГц, а для рупорных твитеров ставим фильтр второго порядка в районе 5-6 кГц. Что бы избежать повреждения твитеров.

Настраиваем сабвуфер.

Берём синусоидальный трек 40 Гц (по диску дорожка №46) и по описанной выше методике для мидбасов согласуем сабовый усилитель с головным устройством.

При наличии дополнительного оборудовании возможно согласовывать и без звука.
Пример такой настройки:

Искажения синуса 1 кГц 0,03% ссылка для прослушивания

Http://music.privet.ru/user/eterskov/file/310328286?backurl=http://music.privet.ru/user/eterskov/album/310327806

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Сборка.

Прямо по ходу монтажа я изготовил жгут или соединительный кабель. Называйте как угодно.

Так как верхнюю и нижнюю крышку нельзя протащить через трубу, то длину кабеля пришлось сделать избыточной. Это должно позволить легко добираться до любого элемента схемы без необходимости отпаивать какие-либо концы.

Жгут обвязал суровой навощённой нитью. Если такой нети нет, то можно изготовить её из обычной, просто протянув нить через свечку.

Светодиодный индикатор включения приклеил термоклеем.

Между микросхемами и радиатором оконечного усилителя проложил прокладку из одного слоя медицинского бинта, обильно смазанного термопастой КПТ- 8. Толщина бинта в сжатом состоянии около 0,1мм. Такого зазора вполне достаточно даже для напряжения 100 Вольт.

Так как вся конструкция собирается посредствам одной единственной шпильки, то для того, чтоб труба хорошо зафиксировалась в заглушках, я одел на выступ каждой заглушки по резиновому колечку (колечки отмечены стрелками).

Окончательная сборка трансформатора.

Я склеил половинки магнитопровода эпоксидной смолой и окончательно собрал трансформатор только после того, как УНЧ был постностью собран и проверен.

Если не склеивать половинки магнитопровода, то трансформатор, скорее всего, будет гудеть. Он может гудеть тише или громче, но слышно будет.

Если же придётся разбивать место склейки, например, для того, чтобы удлинить или укоротить обмотку, то от удара могут отслоиться некоторые пластины броневого сердечника. Если это произойдёт, то полностью избавиться от гудения будет очень сложно. Поэтому, склейку лучше производить в самом конце.

В заключение сборки трансформатора, можно намотать поверх катушки слой электрокартона или бумаги толщиной 0,1мм. На бумагу полезно нанести данные об обмотках. Если поверх бумаги намотать ещё и слой стекло- или лако-ткани, то трансформатор и вовсе приобретёт промышленный вид.

Наладка.

Во время пусконаладочных работ пришлось исправить только одну ошибку. Ошибка эта проявилась в виде небольшого фона в громкоговорителях и вызвана была неправильной разводкой земли на плате блока питания.

Фон появился из-за того, что мизерное напряжение пульсаций проникло на вход стабилизатора напряжения, а оттуда в предварительный усилитель.

На первоначальном варианте печатной платы выводы вторичных обмоток трансформатора, идущие к корпусу, были соединены вместе, что не правильно, так как все земли питания должны соединяться в одной точке, а не в двух.

Первоначальный вариант печатной платы.

А это уже доработанный вариант. При доработке пришлось разрезать одну дорожку поз.1 и добавить один контакт поз.2 для подключения обмотки трансформатора, питающей стабилизатор напряжения.

Кроме этого, в УНЧ всплыл ещё один дефект, который пока устранить не удалось. Это щелчки при включении и выключении УНЧ. Источником щелчков является блок регулировки громкости и тембра.

На картинке эпюра снятая на выходе блока регулировок тембра. Сам запуск и выключение микросхемы происходит очень плавно. И напряжение, и громкость звука увеличиваются в течение пары секунд. Но, на кривой спада и нарастания напряжения есть небольшая ступенька, похоже, вызванная какими-то переходными процессами в микросхеме. Этот перепад попадает на вход оконечников и вызывает щелчки.

Я пока сомневаюсь, что Philips разработал настолько кривую микросхему и грешу на конкретного производителя NXP Semiconductors или партию микросхем. Для начала попробую поискать аналогичную микросхему другого производителя на нашем радиорынке.

Как я уже писал, усилитель, питающийся от двухполярного источника, не создает щелчков при включении и выключении.

Городить же схему отключения громкоговорителей для усилителя, который в этом не нуждается, не хотелось бы.

Так что, если кто-то собирается использовать TDA1524A, то должен обратить внимание на это обстоятельство.

В остальном, сборка прошла без каких-либо осложнений.

Готовый усилитель.

На картинках изображён готовый усилитель.

1. Щель охлаждения между верхней крышкой и радиатором.
2. Индикатор включения.
3. Выключатель сети.
4. Громкость.
5. Стереобаланс.
6. Тембр ВЧ.
7. Тембр НЧ.
8. Гнездо подключения телефонов.
9. Выключатель динамиков.

1. Держатель предохранителя.
2. Гнездо сетевого кабеля.
3. Выход правого канала.
4. Линейный вход.
5. Выход левого канала.

1. Радиатор.
2. Единственная гайка, которую нужно открутить, чтобы разобрать УНЧ.

1. Отверстия охлаждения.
2. Ножки (пробки от каких-то аптечных пузырьков).

Измерения.

Температура окружающей среды – 20ºС.

Напряжение сети – 220В.

Синусоидальный сигнал – аппаратный генератор НЧ.

Музыкальный сигнал – Carlos Santana “Jingo: The Santana Collection”.

Осциллограмма, снятая на нагрузке УНЧ, при подключении к входу генератора НЧ.

Эффективная мощность, ограниченная пульсациями напряжения питания – 2х9 Ватт.

Осциллограмма, снятая на нагрузке, при подключении к входу музыкально сигнала.

Пиковая музыкальная мощность – 2х18 Ватт.

Температура радиатора при продолжительной работе на максимальной мощности, на частоте 1кГц, в режиме ограничения по питанию – 75ºС

Температура радиатора при продолжительном воспроизведении музыки на максимальной громкости ограниченной пульсациями напряжения питания – 65ºС.

Мелкие подробности.

Корпус усилителя оказался достаточно устойчивым. Устойчивость обеспечивается весом силового трансформатора и высоким коэффициентом трения резиновых ножек. При переключении тумблеров, корпус не отрывается от земли, хотя и слегка изменяет положение за счёт эластичности ножек.