На главную Контрольные
услилители мощности
Концертные
услилители мощности
Снятые с производства Разное История, планы Музыка Eng/Deutsch Контакты
Усилитель мощности SK2,4/2

1. Общее описание

Усилитель мощности"SK-2,4/2"предназначен для построения звуковых малогабаритных комплексов повышенной мощности.

 

Краткая техническая характеристика:

    К-во каналов...................................2

    Диапазон частот.............20...20000 Гц.(-1 dB)

    Выходная мощность одного канала, ограниченная искажением 1%,при сопротивлении нагрузки, Ом:

     

    Rн,Ом
    Мощность,Вт
    2
    1550
    4
    1000
    8
    600

     

    Коэффициент гармоник в рабочем диапазоне частот...................0,1% (1 кГц 8 Ом 400Вт - 0,008%)

    Скорость нарастания......................25 В/мкС

    Уровень входного напряжения.......+4,5 dBm(1,3 В)

    Фактор демпфирования.................регулируемый

    Минимально допустимое сопр. нагрузки......1,8 Ома

    Отношение сигнал/взвешенный шум...........-100 dB

    Питание..............220 В (+20%,-20%) 50...60 Гц

    Размеры.......................450/450/132 mm (3U)

    Вес.........................................33 кГ

    Стоимость,$...................................420

     

    Усилитель содержит стандартный набор защит,обеспечивающий достаточно высокую надежность для применения в составе звукоусилительных комплексов(система "мягкого" включения, отключения акустических систем при аварии,при превышении питающего напряжения допустимых пределов,защита от короткого замыкания и т.д.)Особенность данной модели-наличие системы "мягкого" демпфирования динамических головок,позволяющей снизить механические потери в динамических головках и примерно на 50% поднять предел безопасной мощности,подаваемой на динамики.Эта система позволяет также несколько расширить частотный диапазон акустических систем и улучшает их фазовую характеристику,уменьшая сдвиг фазы тока,что позволяет,например,в некоторых случаях обойтись без среднечастотной головки,в случае построения недорогих широкополосных акустических систем, и также позволяет плавно изменять характер звучания акустических систем.Применение двух вентиляторов обеспечивает достаточное охлаждение при температуре окружающейсреды до +60C.Вход 1/4"jack или "canon XLR",выход - клеммы или speacon

вариант с кэнонами и спиконами

вариант с джеками и клеммами

вид спереди

общий

вид без крышки спереди

вид без крышки сзади

 

Если захотите увеличить - шелкните по рисунку.

Наиболее полно возможности аппарата реализуются при работе на качественные широкополосные акустические системы номинальной мощностью не менее 800 Вт/4 Ома,и имеющие чувствительность не менее 94 дБ/Вт/м.

2. Схемные решения.

Главное внимание вначале было уделено построению выходного каскада,ведь стояла задача разработать конструкцию,основанную целиком на отечественной элементной базе.Традиционный вариант параллельного включения выходных транзисторов здесь не подходил - при мощности 1000 Вт на 4 Ома размах выходного напряжения составляет 90 В,т.е. изменение напряжения на транзисторах составит 180 В,а если учесть все падения напряжений,работу без нагрузки,колебания питающего напряжения,индуктивные выбросы - очевидно, что транзисторы выходного каскада должны иметь максимально допустимое напряжение К-Э 220-240 В минимум.Наилучшие на то время КТ8101 и 8102 имеют предельно допустимое V e-c 160 В.В результате выходной каскад спроектирован по смешанной последовательно-параллельной схеме(см.схему усилителя.Она состоит из трех частей - схема плат усилителей мощности, схема платы Б.П.и реле задержки включения иотключения акустики, и общая схема коммутации).

Это решение имеет следующие преимущества:

-можно увеличивать размах выходного напряжения до любого необходимого значения

-использование транзисторов в более оптимальном режиме,путем снижения действующего напряжения(как известно,область безопасных режимов максимальна при небольших напряжениях и при повышении рабочего напряжения свыше определенной величины предельно допустимая мощность линейно снижается, например у транзисторов КТ864(865)при температуре 25°С сужение области безопасных режимов выглядит следующим образом:
 

Напряжение к-э
Макс.ток колл.
Макс.мощность
10 В
10 А
100 Вт
25 В
4.0 А
100 Вт
100 В
0.2 A 
20 Вт
140 В
0.025 
3.5 Вт

(*При темп.корпуса 90 С мощность снижается в 2 раза)

-возможность продолжения работы при выходе из строя одного или нескольких выходных транзисторов "верхнего" плеча.

-уменьшение возможности возникновения сквозных токов при работе на высоких частотах,что весьма благоприятно сказывается на надежности работы при возникновении нештатных ситуаций.

Cмещение.

Транзисторы выходного каскада(VT15-26 и VT30-42,см.схему) работают без смещения,чистый режим B. Однако на нагрузку работает раскачивающий каскад(VT13,14,29,36)через резисторы R48,R61(1 Ом), они же являются рассасывающими для базовых емкостей выходных транзисторов. Малая величина этих резисторов уменьшает время выключения выходных транзисторов,и соответственно снижаются коммутационные искажения. Смещение транзисторов раскачивающего каскада основано на разности величин падения напряжений на переходах б-э транзисторов разных типов, например для КТ8101(02) эта величина (Ткорп.-20°С, Ic-100mA) составляет 520-530mV,для КТ814(815) при Ic-200mA - 670mV. Таким образом, распределение напряжений смещения выходного каскада выглядит следующим образом (относительно "0" в режиме покоя): эмм.VT43 - 0V, база VT5 - 650mV, база VT12 - 1320mV, база VT14 - 785mV, эмм.VT14 - 220mV. Падение напряжения на R48 220mV и определяет ток покоя раскачивающего каскада 220mA, и эта величина мало зависит от температуры(при Т=65°С транзисторов раскачивающего каскада, что обычно является пределом в наиболее тяжелых условиях работы ток покоя повышается до 260mA). Такое решение позволяет избавиться от термокомпенсирующих цепей и необходимости применения подстроечных резисторов, что только положительно сказывается на повышении надежности работы усилителя. Дополнительно хотелось бы заметить, что было опробовано много других решений смещения выходного каскада, однако этот вариант показал себя лучше других за много лет производства и эксплуатации этих усилителей. Например,схемы динамического смещения(экономичный режим А)также динамически изменяют входное сопротивление выходного каскада,а т.к. каскад усилителя напряжения имеет как правило большое выходное сопротивление, то эта особенность приводит к искажению формы сигнала, заметную даже невооруженным глазом при отключении цепи общей ООС: в этом случае спектр гармоник переносится в более низкочастотную область, где они более эффективно подавляются цепью общей ООС, хотя в целом результат практически одинаков, при прочих равных условиях.

Защита от коротких замыканий выхода.

Очень важная часть усилителя,тем более что к надежности профессиональных усилителей предъявляются особо высокие требования,а к.з.выхода в концертных условиях случается достаточно часто,что при недостаточно хорошей проработке защиты от к.з.приводит к выходу усилителя из строя.Вначале за основу была принята схема,аналогичная "Dunacord-1200",однако у нее был выявлен ряд недостатков,(например повышение КНИ усилителя на высоких частотах),и выбор был остановлен на симметричной триггерной схеме защиты(VT7,8 и VT9,10 соответственно).Это решение имеет следующие преимущества:

-невнесение искажений вследствие полностью закрытых транзисторов защиты в рабочем режиме

-полное выключение выходных транзисторов до окончания действия соответствующей полуволны сигнала,при котором включилась защита (например, общий ток потребления выходного каскада в режиме покоя составляет 340 мА,а в режиме к.з.при любом уровне входного напряжения - - 240 мА.). (см. рисунок)

Раскачка.

Однотактная,несколько похожая раскачке усилителя генератора Г3-118.Вначале использовалась симметричная,аналогичная "Dunacord-880",с той разницей,что входные дифф.пары питались от генераторов тока и каскад усиления напряжения был выполнен по каскодной схеме ОЭ-ОБ. Однако симметричная раскачка при общеизвестных достоинствах имеет и недостатки, один из которых - два пути усиления сигнала, вследствие чего на АХЧ каскада усиления напряжения (без ООС) появляется два первых полюса (два каскада усиления напряжения,работающих параллельно, полюс ОУ условно не учитываем), и ввести оптимальную коррекцию на опережение и запаздывание сложно. Используемая сейчас схема раскачки проста, имеет достаточно высокие характеристи,хорошую повторяемость. Примение высокоскоростного ОУ на входе обеспечивает достаточно высокую глубину ООС на высоких частотах и быстродействие, что сводит к минимуму возможность возникновения перегрузки по скорости и связанных с этим динамических искажений, а работа выходного каскада ОУ со смещением рабочей точки относительно 0 приводит к работе выходного каскада ОУ в режиме А, что способствует дополнительному снижению КНИ.

Блок питания.

Традиционный двуполярный,без особенностей.В фильтре питания используются достаточно интересные конденсаторы К50-21, 16000х160В. Трансформатор имеет ленточный магнитопровод,общим сечением 40 см.кв., и выходное сопротивление около 0,18 Ома. Вышеперечисленное привело к необходимости введения схемы "мягкого" включения питания, т.к.пусковой ток очень велик и определяется в основном выходным сопротивлением питающей сети, и при небольшой этой величине может достигнуть многих десятков ампер, что может привести к срабатыванию сетевых защитных устройств. Система "мягкого" включения выполнена традиционно, путем включения в момент подачи питания токоограничивающих резисторов в цепь первичной обмотки силового трансформатора.

Комплектующие.

Аппарат задумывался как максимально простой и доступный для обслуживания и ремонта, поэтому применена полностью отечественная комплектация. Однако в последние годы упало ее качество (например,у КТ8101(02) выпуска 91-92 гг.напряжение пробоя К-Э как правило превышает 300В., и выход h21э за пределы 30-40 не превышал 20%,а выпуска 97 г. менее 100В-10%,100…140В-40%,140…200В-40%,более 200В-10%,а о коэфициентах усиления и говорить не приходится - менее 10 и более 100 - обычное явление). Это плюс постоянное расширение ассортимента доступной импортной комплектации заставляет задумываться о переходе на импортные комплектующие(в первую очередь выходные транзисторы, реле, конденсаторы фильтра, вентиляторы).

  3. Конструкция

При создании конструкции использовалось максимальное число унифицированных элементов (радиаторы,магнитопровод), что дало возможность дополнительно снизить себестоимость. Конструктивно усилитель состоит из двух плат усилителей, на которых полностью смонтированы усилители правого(А) и левого(В) каналов, и платы БП, на которой также смонтированы блоки защит от постоянного напряжения на выходе,блок "мягкого" включения,индикация. Также в схему платы БП введена система отключения выхода усилителей при повышении питающего напряжения до 250 В,(если переключатель установлен на 220В),и 280 В,если переключатель установлен на 250В. Вентиляторы типа ВВФ-112(или 1,0 ЭВ-1,3) расположены сзади,для уменьшения акустического шума и максимального охлаждения радиаторов. Конструкция в целом достаточно простая и легко разбирается для проведения профилактики или ремонта(см.рисунок)

 

4. Применение

 Применение этого усилителя имеет свои особенности,связанные в основном с регулированием выходного сопротивления и высокой мощностью. Так как при высоком выходном сопротивлении электрическое демпфирование минимально, демпфирование АС для достижения высоких качественных показателей приходиться выполнять акустическими способами. Разумеется, выбор АС для этого усилителя должен быть достаточно тщательным хотя бы в плане номинальной мощности динамиков. Диапазон изменения выходного сопротивления лежит в пределах 0,5...25 Ом. Повышение этой величины выше 25 Ом на палитре звука уже не отражается, однако имеет технологические сложности. Применение лабиринтных АС требует установки сопротивления в пределах 3...6 Ом, у фронтальных эту величину можно повысить до 6...20 Ом. Низкокачественные динамики, имеющие многочисленные резонансы, требуют также некоторого снижения Rвых. Впрочем, любой пользователь этого усилителя сможет установить оптимальное звучание АС, сообразуясь со своими требованиями и вкусами. Также необходимо особо тщательно следить за качеством соединительных кабелей,т.к. при недостаточно хорошем экранировании входных цепей возможно возникновение высокочастотной генерации и соответственно быстрый выход из строя высокочастотных излучателей. Других особенностей его применение не имеет, и для длительной нормальной работы достаточно выполнять общепринятые требования - не ронять с 5-го этажа,не заливать пивом и т.д J .

 Скачать архив схем и плат в формате пикада 4.5 размером 136кб можно, кликнув сюда. А здесь краткое описание на английском.