Германиевый усилитель для наушников «А» класса
Здравствуйте, читатели нашего автожурнала. После начала удачных опытов с германиевыми транзисторами захотелось продолжить поиск других интересных схем. На сайте «Отечественная радиотехника 20 века» попался интересный форум «УНЧ на Германиевых транзисторах Беслика А.И.». На этом форуме есть схема усилителя для наушников v1.0.
Выходной каскад выполнен по схеме класса «А» с динамической нагрузкой. Транзисторы схемы работают в режиме «А», что исключает целый ряд искажений, связаных со «ступенькой» и даёт возможность использовать даже профессиональные (или дорогие) наушники, полностью реализуя их возможности (Беслик А.И.).
Нас заинтересовала возможность услышать германиевый звук в другом исполнении. Тем более, что сопротивление подходящих наушников от 20 ом т.е. практически любые более или менее качественные. Заинтересовала также возможность не делать блок питания, а запитаться от USB т.к. потребляемый ток усилителя на 5 вольтах всего 72 ма.
Схема очень простая, не содержащая дефицитных деталей. Обещали, что не потребует настройки (что в дальнейшем полностью подтвердилось). На этом форуме есть печатная плата от -serg-.
Мы смогли бы и сами развести дорожки для данной схемы, но взглянув на работу уважаемого -serg- работать самим желание сразу отпадает. Работу мастера сразу видно — настоящий радиохудожник.
Вот такие детальки впаяли. Некоторые Б/У уже как сорок лет 🙂
Несмотря на это усилитель заработал сразу. Без особого фона, без возбуда, с должным качеством звука. Раз так — пора переходить к корпусу.
Традиционно напилили деревянные дощечки. На торцах разметили места будущих разъемов с регулятором громкости. Под все элементы отфрезеровали углубления. Дальше рутина — клеем, шкурим.
Отфрезеровали кромку корпуса и чуть-чуть банширования, для придания изделию солидности.
Лакокрасочные работы такие же как мы уже не раз описывали на страницах нашего автожурнала.
Звучание усилителя понравилось. Класс «А» сделал свое дело, но сложилось впечатление, что близкий по схемотехнике усилитель на кремнии, играл бы так же. Чтобы подтвердить, или изменить своё мнение придется собрать УНЧ для наушников на кремниевых транзисторах, а заодно и на лампах, чтобы раз и навсегда закрыть для себя данную тему.
Источник
Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах.
Секреты звучания забытых германиевых УНЧ.
Эх, жалко пацанов — королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов. Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.
«Кремний — всему голова» — крикнут яростные члены на форумных дебатах.
«Не надо впаривать нам этот шняга-силикатный экстракт» — вторят им другие, «для начала послушайте своими руками, а потом делайте свои тупоголовые выводы».
На самом деле, слушать надо!
Перелопатить определённое количество разномастной усилительной аппаратуры — тоже надо.
Не обязательно быть музыкантом со стажем, но таить в себе зачатки какого-никакого слуха — опять же, надо.
И тогда любой пацак, владелец старого пепелаца, сможет авторитетно заявить: «Однако разница в звуке есть, и она весьма существенна!»
На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.
Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться — не похож, абсолютно разное звучание.
Электрофон сетевой транзисторный «Вега-101-стерео» с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.
Ну да и ладно, пора переходить на новый уровень — нарисовать пару-тройку принципиальных схем усилителей низкой частоты на германиевых транзисторах, но для начала озадачусь вопросом: Что любит и что не любит германий?
1. Германий любит простоту и не приемлет наворотов. Дифференциальный каскад с источником тока в цепи эмиттера — уже является буржуазным излишеством.
2. Германий не любит перегрева, легко может напустить дыма и отправиться к праотцам электроники Амперу и Ому в ответ на потерю бдительности в процессе настройки схемы.
А теперь обещанные схемы.
Рис.1 Схема усилителя мощностью 1,5 Вт
Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% — 1 Вт, максимальная — 1,5Вт, чувствительность по входу — 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.
Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.
Рис.2 Схема однотактного усилителя класса А
Схема, приведённая на Рис.2 — для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора — 150мА.
Рис.3 Схема германиевого усилителя мощностью 10 Вт
На рис.3 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ.
При налаживании устройства подстроечным резистором R2 устанавливают выходное напряжение в точке соединения транзисторов VT8 и VT9 равным половине напряжения питания.
Рис.4 Схема мощного усилителя на германиевых транзисторах
Схема более мощного усилителя приведена на Рис.4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность — 30 Вт.
Максимальная выходная мощность — 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений — не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона — 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары — 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.
Рис.5 Схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B
На Рис.5 приведена схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B. При подключении к его входу любого УНЧ мощностью 1,5-2 Вт устройство выдаёт на 8-ми омную нагрузку около 50 Вт чистого германиевого звука.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на железе Ш24 (толщина пакета 20-25мм) и содержит 3 одинаковые обмотки по 120 витков, намотанных на картонном каркасе проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,5-0,7мм.
Налаживание устройства заключается в подборе значений резисторов R2 R4 для достижения на выходе схемы нулевого потенциала и тока покоя транзисторов — 120-150 мА.
При снижении напряжения питания на каждом плече до 30В транзисторы DTG110B без каких-либо колебаний могут быть заменены на отечественные П210А.
Именно таким путём пошёл большой поклонник «германиевого» звука, схемотехник и постоянный участник выставок «Российский Hi-End» Жан Цихисели.
Вот что он пишет про свою конструкцию германиевого УМЗЧ, являющуюся развитием темы усилителя с согласующим трансформатором (Рис.6): 
Рис.6 Схема усилителя на транзисторах П-210
«Вашему вниманию представлен германиевый усилитель с выходной мощностью 60 Вт на нагрузке 8 Ом. Выходные транзисторы, используемые в усилителе, П210А, П210Ш. Полоса частот: 20-16000гц. Субъективной нехватки высоких частот практически не ощущается. При нагрузке 4 Ом усилитель выдаёт 100вт.
Согласующий трансформатор выполнен на железе Ш20 на 40. Первичная обмотка разделена на две части и содержит 480 вит.
Вторичная обмотка содержит 72 витка и мотается в два провода одновременно. Сначала наматывается 240 вит первички, затем вторичка, затем снова 240 вит первички.
Диаметр провода первички 0,355 мм, вторички 0,63 мм.
Трансформатор собирается встык (с зазором), зазор — прокладка из кабельной бумаги примерно 0,25 мм.
Резистор номиналом 120 Ом включён для гарантированного отсутствия самовозбуждения при отключённой нагрузке.
Цепочки 250 Ом + 2 по 4.7 Ом, служат для подачи начального смещения на базы выходных транзисторов. С помощью подстроечных резисторов 4,7 Ом устанавливается ток покоя 100ма. Выходные транзисторы П210 должны быть при этом практически едва тёплые.
Для точной установки нулевого потенциала резисторы 250 Ом должны быть точно подобраны. В реальной конструкции они состоят из четырёх резисторов по 1 кОм 2вт.
Для плавной установки тока покоя используются подстроечные резисторы R18, R19 типа СП5-3В 4,7 Ом 5%».
Честно говоря, я не сильно понимаю, каким образом транзисторы П210А с Uкэ max = 65 В будут нормально и надёжно работать в устройстве с напряжением питания ± 40 В. Однако есть такая схема и есть такой автор, и слов из песни не выкинешь, и не пропьёшь талант, тем более, что в материальной жизни этот усилитель существует и наверняка кого-то радует красивым и мощным германиевым звуком.
Ладно, едем дальше. 
Рис.7 Усилитель мощностью 30Вт на ГТ806
Схема, представленная на Рис.7, является переработанным под «германий» вариантом усилителя НЧ из статьи Николая Трошина журнале Радио №8 за 1989г (стр. 51-55). Творцом переработки является сам автор статьи. Вот что он пишет на страннице сайта http://vprl.ru:
«Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:
Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В;
Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.
Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2.
На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.
Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом – напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.
Важно: перед первым включением необходимо выставить подстроечный резистор в нулевое сопротивление.
После настройки желательно подстроечный резистор выпаять из схемы, измерить его реальное сопротивление и заменить на постоянный».
Я никогда не ставил в выходные каскады УМЗЧ высокочастотные транзисторы ГТ806, однако знаю, что при их использовании порой возникают сложности, связанные как с устойчивостью усилителя, так и с надёжностью изделия, связанной с внезапными отказами транзисторов.
Такого же мнения придерживается и Жан Цихисели, который для звуковых целей рекомендует использовать следующий ряд германиевых транзисторов (из числа отечественных): П201, П202, П203, П4, 1Т403, ГТ402, ГТ404, ГТ703, ГТ705, П213-П217, П208, П210.
Источник
Усилитель для наушников на германиевых транзисторах П213
Долго у меня в голове крутилась идея, идея построения усилителя мощности из моего детства. В 7 классе, примерно в годах эдак 1999 я впервые познакомился с книгой Борисов В.Г. “Юный радиолюбитель”.
С тех пор жизнь моя перевернулась и я окунулся в прекрасный мир радиоэлектроники. Там я нашел много электросхем, некоторые из них повторил. А вот схема усилителя мощности на транзисторах МП37-МП39 и выходным каскадом на П213Б конечно же, в те ранние и юные года, у меня так и не заработала. По прошествии нескольких лет я повторил много схем усилителей мощности, в том числе и из книги Борисова, классическую — однокальную. В общем примерно с 2007 года я завязал с акустико-аудио направлением. И вот что-то во мне снова щелкнуло в 2015 году. Я вдруг захотел что-то смастерить в звуке, причем захотелось именно на германиевых транзисторах. Я пошел по пути наименьшего сопротивления, и подумал, что шагать нужно от простого к сложному. «О, усилитель из книги Борисова!» — подумал я. А поздно… Практически все старые германиевые транзисторы я успешно выбросил по глупости на свалку, остались в основном мощные транзисторы П213-П217, ГТ905, П605. Благо у меня было много плат, которые приносили знакомые и друзья, и те, которые я принес с местной свалки. На них было n-количество советских германиевых транзисторов, но ставить б/у откровенно не хотелось. Я решил что усилитель у меня будет строго для наушников с блоком питания на тех же старых добрых германиевых транзисторах. В общем, съездил я на близлежащий радиорынок и приобрел транзисторов:
Германиевых диодов и селеновых блоков не нашел, поэтому применил современные fast recovery. Дело осталось за малым, нарисовал (срисовал =)) схему, развел печатную плату, просверлил отверстия и собрал оба канала усилителя:
На схеме С1 электролитический конденсатор, я вместо него установил пленочный конденсатор на 2,2 мкФ типа К73-17. Собранные печатные платы:
На этом у меня творческий порыв закончился, много всего навалилось работы, бытовые проблемы, домашние дела и я положил этот усилитель в ящик. Через два года я снова вспомнил о нем и решил восстановить заброшенное. И вот в ноябре 2017 года на усилитель подано питание, выставлены необходимые параметры,проверенно нет ли значительной «ступеньки» в выходном сигнале.
Настройка свелась к установке в средней точке выходного каскада половины напряжения питания 4,5 В резистором R2. Ток покоя я сначала установил 10 мА (в схеме был только диод VD1), но появились нелинейные искажения в виде металлического призвука, поэтому я увеличил ток покоя выходного каскада до 50 мА, установив диод VD2. На вход усилителя был также подан сигнал напряжением 1 В и частотой 1 кГц для анализа искажений типа «ступенька». Настройка блока питания сводится к установке тока стабилизации стабилитрона VD7 в районе 15 мА и подбором самого стабилитрона, чтобы выходное напряжение было порядка 9-9,5 В (можно в базу транзистора VT6 установить подстроечный резистор для регулировки выходного напряжения).
И снова навалились дела. Но на этот раз я решил дело не забрасывать и отложил все на новогодние праздники. Ближе к середине декабря я нашел в себе силы, разработал печатную плату для источника питания, приобрел оргстекло и примерно скомпоновал узлы на будущем шасси:
Вот и подошли новогодние праздники, и я приступил к окончательной сборке. Корпус представляет из себя два листа из оргстекла толщиной 2 мм, соединенными латунными стойками. На нижней части я закрепил всю электронику и трансформатор питания. Сзади из оргстекла сделан держатель разъема шнура питания, тумблер отключения подсветки и сетевой выключатель, а так же держатель предохранителя. В качестве подсветки я применил светодиодную ленту в силиконовой оболочке, лежала у меня без дела. А тут пригодилась, решил ее приклеить снизу корпуса:
Ну и окончательный вид усилителя:
Усилитель оказался хорош! Учитывая что на детали и оргстекло было потрачено не более 500 рублей. В идеале, конечно же заменить бы выходные транзисторы на П605 или ГТ402 — ГТ404, но я решил оставить все как есть. Потому что у меня на подходе уже новый усилитель класса А для наушников с выходным каскадом на П605 или ГТ905. Так же, я разработал на основании схемы Филина и Гришина, посчитал схему гибридного усилителя класса А. Так что, в скором времени пополню коллекцию усилителей для наушников.
PS: Для тех кто захочет повторить данный усилитель, предоставлю файлы печатных плат усилителя и блока питания в формате sLayout за символическую цену — 100 рублей. Оплатить можно на кошелек Яндекса.
PSS: усилитель можно подключать и к полноценной низкоомной нагрузке 4-8 Ом. Для этого выходные транзисторы П213 необходимо установить на теплоотводящие радиаторы. При 9 вольтах должен выдавать порядка 2 Вт, можно поднять напряжение до 12, в этом случае П416 придется заменить, например на МП42 (правда характеристики ухудшаться, можно поставить кремний из серии КТ3107 немного подкорректировав режим его работы), т.к у него максимальное напряжение Uкэ = 12 В. В этом случае можно выжать из усилителя порядка 5 Вт, естественно необходимо для этого рассчитать источник питания (в данном случае необходимо подобрать трансформатор, что бы он обеспечивал не менее 0,8 А только для питания усилителя + еще ток для подпитки подсветки).
Будьте внимательны в данной схеме плюс шагает по общему GND!
Источник