JLH с низковольтным питанием (вариант 1969 г. как телефонный усилитель)

[real64]

В сети, в том числе и на Датагоре в статьях уважаемых Владимира Мосягина https://datagor.ru/am...v-klasse-a.html и Андрея Зеленина https://datagor.ru/bl...lh-klass-a.html, часто встречается описание усилителя JLH в качестве телефонного в варианте с завышенным на мой взгляд энергопотреблением выходных транзисторов. Что влечёт за собой использование выходных транзисторов как минимум средней мощности, и, соответсвенно довольно больших радиаторов и хороших блоков питания, опять же с соответсвующими радиаторами. Между тем по моему опыту прослушивания музыки в имеющихся у меня головных телефонах с сопротивлением 75 -120 Ом с чувсвительностью 90 - 100 дБ/В вполне хватает 1-1.5 В. Поэтому у меня появилось желание проверить как будет работать классический JLH 1969 года в низковольтном варианте и с уменьшенным относительно вышеупомянутых усилителей током выходного каскада. При этом становится возможным применение более линейных и обладающих большим коэффициэнтом усиления маломощных транзисторов в выходном каскаде, и сотвественно можно изменить режимы и в предварительных, что так же положительно скажется на параметрах усилителя.

Предварительно схема была проверена в Мультисиме.

Для проверки результата собрана в железе с применением на выходе 2N1893 и отслушана. Затем в выходном каскаде изменил транзисторы на указанные.

Прослушивал Prime Test CD. Горана Бреговича. Deep Purple Lazy с такой детальностью я ещё не слышал. Слышно партию каждого инструмента в отдельности. Ничто не сбивается в кашу.

На фото макета на печатке кроме схемы усилителя размещены цепь Цобеля (R=15 Ом С=47 нФ), без которого усилитель возбуждался при присоединении щупов измерительных приборов, Выпрямитель с одним электролитом 2200 мкФ и по стабилизатору на каждый канал на LM317, на выходе которых в свою очередь стоит по электролиту в 1000 мкФ, зашунтированому плёночным 1 мкФ

 

и измерена в спектраплюсе

По результатам в схему вненсены коррективы номиналов напряжения и резисторов и на сегодня она выглядит вот так, в железе пока не собиралась.

Дальше хочу немного подкорректировать печатную плату и собрать в другом корпусе, который по совместительству будет и теплоотводом. Засветился в теме forum.datagor.ru/topic/10306-po-state-usilitel-dlja-naushnikov-s-parallel/page__st__21. Пост 22

Изменено 8 Ноября, 2015 в 06:20 пользователем real64

[mvv]

Сложность заключается в следующем. Импеданс современных динамических наушников может варьироваться от 30 до 600 Ом.

Наушники обладают разной чувствительностью. Значение чувствительности в дБ/мВт показывает получившийся уровень звукового давления (УЗД) при стандартной мощности 1 мВт.

Следует помнить, что удвоение мощности дает повышение уровня звукового давления на 3 дБ. Иными словами, наушникам с чувствительностью выше на 3 дБ требуется в два раза меньше мощности для достижения того же уровня звукового давления.

Эффективную мощность рассчитывают по известным формулам P=UI=U2/R.

Зная чувствительность наушников, можно определить мощность и уровень напряжения, необходимые для достижения конкретного уровня давления.

В табл. 1 расчеты произведены для наушников, указанных в Усилитель для наушников Джона Л. Худа в классе А на базе клона китайского клона, а в табл. 2 – из доклада Норберта Леманна Усилители для наушников.

Следует заметить, что УЗД 100 дБ довольно высокий и не может быть рекомендован для длительного прослушивания. Имеющиеся стандарты европейских стран и США сильно разнятся.

Будем считать, что большинство слушателей не превышают УЗД 94-95 дБ при прослушивании, т.е. меньше указанной в таблицах.

Как видим из табл. 1 и 2, мощность для одного и того же давления может отличаться в 4000 раз!

 

Ограничив номенклатуру наушников, можно сконструировать усилитель, о котором идет речь. Плюс нужно учесть пик-фактор воспроизводимого сигнала.

[real64]

Ограничив номенклатуру наушников, можно сконструировать усилитель, о котором идет речь. Плюс нужно учесть пик-фактор воспроизводимого сигнала.

Владимир, замечательно. Спасибо! Именно из этих соображений я и исходил, собирая данный усилитель. Собранный макет подтвердил правильность решения о выходном уровне 1-1.5 В.

Кстати поменял номиналы резисторов в соответствии с последней схемой. На выходе половина питания установилась практически сразу. Ток покоя - оказался так же близок к расчётному - около 65 мА. Уровень второй гармоники и при измерении в железе упал под -100 дБ, третьей - смотрите сами.

В общем результаты близки к расчетным.

Мультисим - рулит !!!.

Изменено 10 Ноября, 2015 в 14:46 пользователем real64

[Wal]

Евгений :wink: , внимательно слежу за этой веткой :wink: . Сам подсел на JLH. :sad:

Пока собрал на германии.

В планах сделать на современном кремнии.

А можно сюда вашу "печатку"?

Если будут какие-то доработки, исправления не забудьте сюда это все разместить. :sad:

Правда у меня пока уши сопротивлением 32 Ома.

Ток покоя, наверное, придётся увеличить....

[real64]

Валерий, да конечно. Только к сожалению исправить я печатку не успел. Предполагалось подключение нагрузки как на этой схеме.

Но потом отказался. Потому и выходные конденсаторы распаяны на разъеме. Так же и цепи цобеля установлены в последнюю очередь уже на готовую плату. Если подождете - постараюсь в ближайшее время поправить и выложу.

 

А для 32 Ом наушников, при условии их чувствительности 94-100 дБ/мВ, что сейчас вполне нормальное явление можно попробовать как-то так.

Изменено 9 Ноября, 2015 в 16:21 пользователем real64

[real64]

Печатка.

Худ.zip

Элементы подписаны в соответствии со схемой, на которой они пронумировались автоматически. Править не стал. Из отсутствующих на схеме у меня:

С5 1000 мкФ электролит

С6 2200 мкФ электролит

С8 1.0 мкФ пленочный

диоды 1N4002

Цепь Цобеля, как уже где-то упоминал, установил после того как усилитель начал возбуждаться при измерениях, С 47 нФ R 15 Ом

В обвязке LM317 резисторы 300 Ом и 2 кОм. При этом напряжение получилось около 8,7 В.

Изменено 10 Ноября, 2015 в 14:36 пользователем real64

[Wal]

О, премного благодарен. Оперативно и с печаткой.

Как появится время, буду пробовать.

А у меня JLH на германии с цепью Цобеля засвистел в три раза сильнее, чем без неё!

Убрал, поставил на выходе дроссель. Усилок успокоился.

[Wal]

Ещё мысли вслух по теме:

в оригинальном JLH рекомендован ток покоя 2А.

Многими повторившими усилитель было замечено, что звучание существенно улучшается при увеличении тока покоя до 3-3,5А.

Дальше уже выделение тепла растёт непотребными темпами, а качество звука прирастает не так заметно.

Может быть и в усиле для ушей не стоит стремится к минимизации тока покоя и как следствие выделяемого тепла в ущерб качеству звучания?

В конце-концов, что это за JLH без радиаторов? :wink:

[Datagor]

В общем, справедливо, JLH - это класс А со всеми вытекающими. Но не будем вредить смелому эксперименту Евгения! :wink:

[real64]

в оригинальном JLH рекомендован ток покоя 2А.

Многими повторившими усилитель было замечено, что звучание существенно улучшается при увеличении тока покоя до 3-3,5А.

В конце-концов, что это за JLH без радиаторов? :wink:

Валерий, всё правильно - действительно ток коллектора нижнего транзистора без сигнала 2А.

Но только одно маленькое но :sad: - это для нагрузки В 4 Ома и выходной мощности 10 Вт(среднеквадратических).

И при подаче сигнала этот ток будет увеличиваться, а затем уменьшаться в каждом периоде на величину

I=sqrt(W/2R)=sqrt(10/2*4)=1,118А

Таким образом транзистор всё время открыт и в отсечку не уходит ( класс А).

 

В случае с наушниками имеем для нагрузки 75 Ом 19 мВт при 1.2 В (мощность и напряжения среднеквадратические). См рис. со схемой из первого поста.

При этом постоянный ток в цепи коллектора 75 мА изменяется на величину 14 мА. (Класс А). Выходной транзистор в отсечку не уходит тоже. И даже находится в лучшем положении чем в 10 Ватной схеме. В процентном отношении в 10 Вт схеме ток изменяется на 56%, а в схеме телефонного усилителя только на 18.6%.

Плюс к этому - коэффициэнт усиления выбранных в тлф. усилителе выходных транзисторов минимум в три раза выше чем 10 Ваттном.

Но не будем вредить смелому эксперименту Евгения! :sad:

О чем речь? Я буду только рад, если уважаемые сограждане помогут расставить все точки над ё и развеять мои заблуждения, если я в чём-то не прав. Ведь в результате мы постараемся исправить и улучшить конструкцию усилителя :wink:

Изменено 12 Ноября, 2015 в 17:08 пользователем real64

[real64]

Довёл конструкцию до логического завершения - затолкал в намеченый корпус. Отстроил. Отслушал. Сравнил с ранее сделанным параллельником. Причем при попытке переключения шнурами разницу выявить не смог. Думал просто забываю звучание. Тогда подключил на выход усилителей коммутатор нагрузок,

позволивший переключать наушники на разные выходы в долю секунды и снова попытался выявить разницу. Не смог.

Дал послушать сыну, а потом жене. Они однозначно отдали предпочтение Худу. Я был немного озадачен. Что уже возрастные изменения слуха не позволяют услышать разницу? :wink: Потом немного подумал, послушал снова и понял что Худ выдает немного больший уровень. Совсем немного 0,5-1дБ. Т.е. та разница которую позволяет выставить регулятор уровня интерфейса. Тогда крутнул регулятор немного в пользу параллельника. Теперь испытуемые однозначно отдали предпочтение параллельнику. И я успокоился.

При прослушивании использовались:

Prime Test CD. - на некоторых композициях на моей задубевшей коже не точто мурашки бегали - волосы дыбом вставали.

Deep Purple - (1972) Machine Head - достаточно трудный тест. Во многих композициях партии инструментов сбиваются в кашу. Здесь же слышно партию каждого инструмента.

Но это всё субъективно поэтому продолжать не буду

P/S И всё же я в недоумении. Как !? Четыре транзистора!? Могут давать такой ЗВУК !?

Изменено 16 Ноября, 2015 в 08:09 пользователем real64

[Wal]

В случае с наушниками имеем для нагрузки 75 Ом 19 мВт при 1.2 В (мощность и напряжения среднеквадратические)...

Я тут долго думал... :wink:

Почему 19мВт? Как-то мало. У моих наушников максимальная мощность 500мВт. Понятно, что этого достаточно, чтобы быстро оглохнуть,

для комфортного прослушивания нужно меньше :wink: Но 19мВт кажется как-то мало.

Кроме того, наверное в расчётах нужно учесть пик-фактор? Он как минимум должен составлять 3, а для некоторых жанров музыки даже 10!

Ну и не надо забывать, что сопротивление наушников зависит от частоты. 75Ом это на постоянном токе.

Для моих наушников импеданс в полосе звуковых частот меняется от 64 Ом до 120 Ом.

 

Я это опять к тому, что не слишком ли малый ток покоя Вы выбрали? Расчёты слишком прямолинейные без учёта перечисленных факторов.