УНЧ Ланзар (Lanzar) представляет собой усилитель, построенный по классической симметричной схеме, работающий в классе АВ. Очень многие автомобильные усилители собраны по подобной схеме. Простая схема, «разжовонность» сборки и настройки этого усилителя на многочисленных форумах — это гарантия успеха для начинающих усилостроителей. Достаточно, чтобы руки росли из правильных мест, останется только все правильно впаять и выставить ток покоя, вот и вся настройка. Поэтому после сборок усилителей на микросхемах (TDA7294), следующим этапом вполне может послужить Ланзар. Звучание вполне приличное, неприхотлив и вынослив, может использоваться для работы с сабвуферами. В качестве выходных транзисторов можно использовать биполярные и полевые транзисторы.
Схема УНЧ Ланзар
Еще с Интерлавки повелось делать Ланзары по такой разводке . Э-э-э в свете последних тенденций в разводке ПП, то она просто ужасная…
Контуры шин питания и земляные очень длинные, а силовые проводники тонкие, разводить надо с точностью до наоборот. Хотя когда-то давно первым моим собранным и заработавшим УНЧ был Ланзар со всеми этими недочетами). А дальше у меня был некоторый прогресс в освоении разводки ПП в P-CAD с учетом рекомендаций на форумах. Получился вот такой Ланзар на полевичках, ПП двухсторонняя, верхний слой в основном зеляной ввиде сплошного полигона. Получилось компактно и по фэн-шую)
Разводка платы на биполярах с одной парой на выходе:
Сначала правильность разводки проверяем ЛУТ-ом, иначе пропустишь косяк и он размножится при заказе ПП на производстве… Вот так УНЧ Ланзар на одной паре биполярах выглядит в сборе. ПП двухстороннии, пришлось с утюгом покорячится, выравнивая распечатки по контрольным точкам булавками. В целом нормально получилось и запустились каналы сразу.
Раз ошибок в разводке не было, можно и на производстве ПП заказать, т.к. серия не планировалась пока, то для экономии без маски и маркировки:
Регулярно задают вопрос: «Как мотать выходную катушку «. Просто: берем сверло (оправка) диаметром 5.7-5.8 мм, эмальпровод 1-1.1 мм, мотаем 8 витков туда и 7 обратно. Зачищаем, по посадке формуем, все готово.
На две пары биполяров Ланзар тоже развел, спаял и запустил с полоборота:
Фото сохранилось только без оконечников, т.к. не успел впаять, усилитель «обрел» нового хозяина)
Это одна из самых качественных схем усилителей низкой частоты , который довелось мне собрать и послушать. Схема Ланзара была создана свыше 30 лет назад, но в последнее время опять стала знаменитой, благодаря своим параметрам. Схему усилителя низких частот сейчас очень легко найти в сети, я же предлагаю свою версию. Признаюсь — в схеме ничего не переделал, только заменил номиналы нескольких компонентов, по той причине, что не нашел нужные мне номиналы.
Усилитель Ланзара полностью симметричный, от входа до выхода. Используемые транзисторы имеют максимально близкие параметры. Вся схема собрана на комплиментарных парах. Выходной каскад усилителя работает в классе АВ , благодаря этому на выходе получаем минимальный уровень нелинейных искажений для усилителей такого класса. В схеме два выходных каскада, которые построены на легендарной комплиментарных парах 2SC5200 + 2SA1943. Эмиттерные резисторы служат дополнительной защитой для выходного каскада, они подбираются с мощностью в 5 Ватт.
Усилитель способен работать на нагрузку 2 Ом, что дает возможность подключать к выходу две стандартных головок по 4 Ом. Максимальная мощность усилителя как всегда, зависит от питания, при +/-75 Вольтах (ни в коем случае не подавайте такое напряжение, я просто экспериментировал) усилитель развивает почти 400 ватт! Это не просто цифры, я лично мучил тот усилитель всеми возможными способами, сейчас он играет в машине у друга, качает головку сони эксплод с максимальной мощностью 1000 ватт.
Ланзар — схема, которая достойна уважения, поскольку я пока не нашел равную ей, которая имела бы такое высокое качество звучания и выходную мощность. Я делал усилитель для автомобильного сабвуфера и для питания использовал мощный преобразователь на пол киловатта (максимальная мощность ПН до 600 ватт, номинал — 350Вт.).
Усилитель Ланзар: схема
- L1 — состоит из 10-12 витков провода 0,8-1мм (эту катушку можно вообще убрать).
- VD1, VD2 стабилитроны на 15 вольт. Они обеспечивают нужное напряжение для питания дифференциальных каскадов усилителя (именно в этом каскаде «образуется звук»).
- R17 — подстроечный резистор, которым регулируют ток покоя выходного каскада.
- Резисторы R4 и R13 обеспечивают токогашение, без них вмиг полетят стабилитроны, а вместе с ними и весь дифференциальный каскад. Номинал этих резисторов нужно подобрать исходя от напряжения питания.
- Питание ±70 В — 3,3 кОм…3,9 кОм
- Питание ±60 В — 2,7 кОм…3,3 кОм
- Питание ±50 В — 2,2 кОм…2,7 кОм
- Питание ±40 В — 1,5 кОм…2,2 кОм
- Питание ±30 В — 1,0 кОм…1,5 кОм
Сборка усилителя низких частот своими руками
Lanzar
После того, как у вас уже куплены все компоненты схемы и готова печатная плата (изготовление печатных плат: ЛУТ, фоторезист), можно приступить к монтажным работам. Печатная плата имеет специальные метки для монтажных отверстий. Сначала нужно просверлить отверстия, затем залудить плату (лужение защитит дорожки от окисления).
Вначале на плате запаиваются резисторы, и стабилитроны. Затем уже конденсаторы и в последнюю очередь — транзисторы. Как видите собрать усилитель своими руками не сложно, главное лишний раз не ленитесь проверять правильность монтажа, я проверял аж 7 раз. Когда усилитель был полностью собран, я поторопился и чуть не спалил его. А над сборкой я работал почти неделю (работы затянулись из-за дефицита компонентов). По неосторожности (толь от радости) я перепутал провода питания и после первого включения услышал хлопок, хотя он был очень тихим. Сразу понял, в чем дело, но найти причину этого хлопка не удалось и по сей день. Ланзар оказался стойким усилителем, после второй попытки он заработал. Удивительно то, что с НЧ головкой усилитель не дает никаких писков без подачи входа, мертвая тишина в динамике. Это лишний раз доказывает качество схемы. Но все меняется, как только на вход подается звуковой сигнал. Схема превращается в зверя, и с хорошим питанием будет реветь как тигр. Да, именно такие впечатления были у меня после запуска.
Схема усилителя низких частот была повторена и ранее, но никогда не использовались указанные компоненты, все крутым образом переделывал, используя только один каскад и то на отечественных-КТ818/19. Лишь после этого случая стало ясно, почему все так любят эту схему. По качеству, ланзар уступает только одному усилителю — ультралинейной схеме класса А по схеме Джона Линсли-Худа. Разумеется, на практике ланзар лучше, ведь он в 40 раз мощнее ультралинейника и качество неплохое, но ультралинейный А класс звучит лучше.
Примечание:
Перед запуском схемы обратите строгое внимание на правильность подключения транзисторов, заранее проверяйте цоколевки по справочникам. Еще одна особенность — подключение стабилитронов. При неправильном подключении последние будут работать как диод. Желательно использовать стабилитроны с мощностью 1ватт.
Схема работает достаточно «спокойно» даже при долговременной работе не наблюдал серьезных перегревов.
Транзисторы предвыходных каскадов (усилители по току и напряжению) нуждаются в теплоотводах. Нужно учесть еще один важный фактор — исключительно все транзисторы (кроме маломощных транзисторов дифференциальных каскадов) прикреплены к теплоотводам только через изолирующие (теплопроводящие) прокладки и шайбы. Выводы транзисторов проверяйте на замыкание с теплоотводом, если никаких замыканий нет, то все нормально и можно включать.
СОБИРАЕМ ЛАНЗАР
Повторение одних и тех же вопросов на каждой странице обсуждения этого усилителя побудило меня написать этот небольшой набросок. Все написанное ниже является моим представлением того, что нужно знать начинающему радиолюбителю, решившему сделать этот усилитель, и не претендует на абсолютную истину.
Допустим, вы находитесь в поиске схемы хорошего транзисторного усилителя. Такие схемы, как например «УМ Зуева», «ВП», «Натали», и другие вам кажутся сложными, или мало опыта для их сборки, но хорошего звука хочется. Тогда вы нашли то, что искали! Ланзар представляет собой усилитель, построенный по классической симметричной схеме, свыходным каскадом работающий в классе АВ , и обладает довольно неплохим звучанием, при отсутствии сложной настройки и дефицитных комплектующих.
Схема усилителя:
Я счел нужным внести некоторые незначительные изменения в оригинальную схему: коэффициент усиления немного повышен – до 28 раз (изменен R14), изменены номиналы входного фильтра R1, R2, а также по совету MayBe I’m a Leo номиналы резисторов базового делителя транзистора термостабилизации (R15, R15’) для более плавной настройки тока покоя. Изменения не являются критическими. Нумерация элементов сохранена.
Питание усилителя
Источник питания усилителя – самое дорогостоящее звено в нем, поэтому начинать следует с него. Ниже несколько слов об ИП.
Исходя из сопротивления нагрузки и желаемой выходной мощности выбирается нужное напряжение питания (Таблица 1). Данная таблица взята с сайта-первоисточника (interlavka.narod.ru), однако , лично я настоятельно не рекомендовал бы эксплуатировать данный усилитель на мощностях более 200-220 Ватт.
ЗАПОМНИТЕ! Это не компьютер, никакое супер-охлаждение не нужно, конструкция не должна работать на пределе своих возможностей, тогда вы получите надежный усилитель, который будет работать долгие годы и радовать вас звуком. Мы ведь решили сделать качественное устройство, а не букет новогодних фейерверков, поэтому всякие «выжиматели» пускай идут лесом.
При напряжениях питания ниже ±45 В/8 Ом и ±35 В/4 Ом вторую пару выходных транзисторов (VT12, VT13) можно не ставить! При таких напряжениях питания получаем выходную мощность порядка 100 Вт, что для дома более чем достаточно. Замечу, что если при таких напряжениях все-таки установить 2 пары, то выходная мощность повысится совсем на незначительную величину порядка 3-5 Вт. Но если «жаба не душит», то с целью увеличения надежности можно и 2 пары поставить.
Мощность трансформатора можно рассчитать, используя программу «PowerSup» . Расчет, основанный на том, что примерный КПД усилителя равен 50-55%, а значит, мощность трансформатора равна: Pтранс=(Pвых*Nканалов*100%)/КПД применим только в том случае, если вы хотите долговременно слушать синусоиду. У реального же музыкального сигнала, в отличие от синуса, соотношение пикового и среднего значений гораздо меньше, поэтому нет смысла тратить деньги на лишние мощности трансформатора, которые все равно никогда не будут использованы.
В расчете рекомендую выбирать самый «тяжелый» пик-фактор (8 дБ), чтобы ваш БП незагнулся, если вдруг решите послушать музыку с таким п-ф. Кстати, выходную мощность и напряжение питания тоже рекомендую рассчитать с помощью этой программы. Для Ланзара dU можно выбрать порядка 4-7 В.
Более подробно о программе «PowerSup» и методике расчета написано на сайте автора (AudioKiller’а).
Все это особенно актуально, если вы решили купить новый трансформатор. Если же у вас в закромах он уже имеется, и вдруг оказался большей мощности, чем расчетная, то можно смело его использовать, запас – вещь хорошая, но фанатизма не нужно. Если же вы решили самостоятельно изготовить трансформатор, то на этой страничке Сергея Комарова есть нормальный метод расчета .
Непосредственно сама схема простейшего двуполярного БП выглядит так:
Сама схема и детали для ее построения хорошо описана Михаилом (D-Evil) в ФАКе по TDA7294.
Повторяться не буду, отмечу только поправку про мощность трансформатора, описанно выше, и про диодный мостик : так как у Ланзара напряжение питания может быть выше, чему TDA729х, то мостик должен «держать» соответственно большее обратное напряжение, не менее:
Uобр_мин = 1,2*(1,4*2*Uполуобмотки_трансформатора) ,
где 1.2 – коэффициент запаса (20%)
А при больших мощностях трансформатора и емкостях в фильтре с целью защиты трансформатора и мостика от колоссальных пусковых токов следует использовать т.н. схему «мягкого пуска» или «софтстарт».
Детали усилителя
Список деталей для одного канала приложен в архиве в
Некоторые номиналы требуют особых пояснений:
C1 – разделительный конденсатор, должен быть хорошего качества. По типам конденсаторов, используемых в качестве разделительных, существуют разные мнения, поэтому искушенные смогут сами выбрать для себя наилучший вариант оного. Для остальных рекомендую использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы известных брендов типа Рифа PHE426 и т.п., но при отсутствии таковых широкодоступные лавсановые К73-17 вполне подойдут.
От емкости этого конденсатора также зависит нижняя граничная частота, которая будет усиливаться.
В печатной плате от interlavka.narod.ru в качестве С1 предусмотрено посадочное место для неполярного конденсатора, составленного из двух электролитов, включеннях «минусами» друг к другу и «плюсами» в цепь и зашунтированных пленочным конденсатором 1 мкФ:
Лично я бы выкинул электролиты и оставил бы один пленочный конденсатор выше указанных типов, емкостью 1,5-3,3 мкФ – такой емкости достаточно для работы усилителя на «широкую полосу». В случае работы на сабвуфер, емкость требуется по-больше. Тут то и можно было бы добавить электролиты емкостями 22-50 мкФ х 25 В. Однако, печатная плата накладывает свои ограничения, и пленочный конденсатор 2.2-3.3 мкФ туда вряд ли влезет. Поэтому ставим 2х22 мкф 25 В+1 мкФ.
R3, R6 – балластные. Хотя изначально эти резисторы выбраны 2,7 кОм, я бы пересчитал их на нужное напряжение питания усилителя по формуле:
R=(Uплеча – 15В)/Iст (кОм) ,
где Iст – ток стабилизации, мА (порядка 8-10 мА)
L1 – 10 витков провода 0,8 мм на 12 мм оправке, все смазывается суперклеем, и после высыхания внутрь вкладывается резистор R31.
Электролитические конденсаторы С8, С11, С16, С17 должны быть рассчитаны нанапряжение не ниже, чем напряжение питания с запасом 15-20%, например, при ±35 В подойдут конденсаторы на 50 В, а при ±50 В уже нужно выбирать на 63 Вольта. Напряжения других электролитических конденсаторов указано на схеме.
Пленочные конденсаторы (неполярные) обычно не делают рассчитанными менее чем на 63 В, так что тут проблем возникнуть не должно.
Подстроечный резистор R15 – многооборотный, тип 3296.
Под эмиттерные резисторы R26, R27, R29 и R30 – на плате предусмотрены посадочные места под проволочные керамические SQP резисторы мощностью 5 Вт. Диапазон приемлемых номиналов – 0,22-0,33 Ом. Хотя SQP – это далеко не самый лучший вариант, зато доступный.
Можно применить и отечественные резисторы C5-16. Я не пробовал, но возможно они даже будут лучше SQP.
Остальные резисторы – C1-4 (углеродистые) или С2-23 (МЛТ) (металлопленочные). Все, кроме указанных отдельно – на 0,25 Вт.
Некоторые возможные замены :
- Парные транзисторы меняются на другие пары. Составление пары из транзисторов двух разных пар недопустимо.
- VT5/VT6 можно заменить на 2SB649/2SD669. Следует учесть, что цоколевка этих транзисторов зеркальна относительно 2SA1837/2SC4793, и при использовании их нужно развернуть на 180 градусов относительно нарисованных на плате.
- VT8/VT9 – на 2SC5171/2SA1930
- VT7 – на BD135, BD137
- Транзисторы дифкаскадов (VT 1 и VT3 ), (VT 2 и VT4 ) желательно подобрать попарно с наименьшим разбросом беты (hFE) с помощью тестера. Точности 10-15% вполне достаточно. При сильном разбросе возможен несколько повышенный уровень постоянного напряжения на выходе. Процесс описан Михаилом (D-Evil) в ФАКе по усилителю ВП .
Еще одна иллюстрация процесса измерения беты:
Транзисторы 2SC5200/2SA1943 являются самыми дорогостоящими компонентами в данной схеме, их часто подделывают. Похожие на настоящие 2SC5200/2SA1943 фирмы Toshiba имеют сверху два следа отлома и выглядят так:
Одинаковые выходные транзисторы желательно взять из одной партии (на рисунке 512 – номер партии, т.е. скажем оба 2SC5200 с номером 512), тогда ток покоя при установке двух пар будет равномернее распределяться на каждую пару.
Печатная плата
Печатная плата взята с interlavka.narod.ru. Исправления с моей стороны носили в основном косметический характер, также исправлены некоторые ошибки в подписанных номиналах, вроде перепутанных резисторов у транзистора термостабилизации и др. мелочи. Плата нарисована со стороны деталей. Зеркалить для изготовления ЛУТ’ом не нужно!
- ВАЖНО! Перед впаиванием каждая деталь должна быть проверена на исправность, сопротивление резисторов измерено во избежание ошибки в номинале, транзисторы проверены прозвонкой тестером, и так далее. Искать подобные ошибки потом на собранной плате гораздо сложнее, так что лучше не торопиться и все проверить. Cэкономите КУЧУ времени и нервов.
- ВАЖНО! Перед впаиванием подстроечного резистора R15 , он должен быть «выкручен» так, чтобы в разрыв дорожки впаивалось его полное сопротивление, т.е., если смотреть по картинке выше, между правым и средним выводом д.б. все сопротивление подстроечника.
- Перемычки во избежание случайного к.з. лучше делать изолированными проводами.
- Транзисторы VT7-VT13 устанавливаются на общий радиатор через изолирующие прокладки – слюду с термопастой (например, КПТ-8) или «Номакон». Слюда более предпочтительна. Указанные на схеме VT8,VT9 в изолированном корпусе, поэтому их фланцы достаточно просто смазать термопастой. После установки на радиатор тестером проверяются коллекторы транзисторов (средние ножки) на отсутствие к.з. с радиатором.
- Транзисторы VT5, VT6 тоже нужно установить на небольшие радиаторы – например 2 плоские пластинки размерами около 7х3 см, вообще, что найдется в закромах, то и ставьте, незабудьте только термопастой промазать.
- Для лучшего теплового контакта транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3 ), (VT2 и VT4 ) можно тоже смазать термопастой и прижать их друг к другу термоусадкой.
Первый запуск и настройка
Еще раз внимательно все проверяем, если на вид все нормально, нигде нет ошибок, «соплей», коротких замыканий на радиатор и пр., то можно приступить к первому запуску.
ВАЖНО! Первый запуск и настройку любого усилителя нужно проводить с закороченным на землю входом, с ограничением тока источника питания и без нагрузки . Тогда шанс спалить что-то сильно уменьшается. Самое простое решение, которым пользуюсь я – лампа накаливания 60-150 Вт , включенная последовательно первичной обмотке трансформатора:
Запускаем через лампу усилитель, измеряем постоянное напряжение на выходе: нормальные значения – не более ±(50-70) мВ. «Гуляние» постоянки в пределах ±10 мВ считается нормальным. Контролируем наличие напряжений 15 В на обоих стабилитронах. Если все в норме, ничего не взорвалось, не сгорело, то приступаем к настройке.
Лампа при запуске исправного усилителя с током покоя = 0 должна кратковременно вспыхнуть (из-за тока при заряде емкостей в БП), а потом погаснуть. Если лампа ярко горит, значит что-то неисправно, выключаем и ищем ошибку.
Как уже было сказано, усилитель прост в настройке: требуется только установить ток покоя (ТП) выходных транзисторов.
Его следует выставлять на «прогретом» усилителе, т.е. перед установкой пусть поиграет некоторое время, минут 15-20. Во время установки ТП вход должен быть закорочен на землю, а выход висеть в воздухе.
Ток покоя можно узнать, измерив падение напряжения на паре эмиттерных резисторов, например на R26 и R27 (мультиметр установить на предел 200 мВ, щупы – на эмиттеры VT10 и VT11 ):
Cоответсвенно, Iпок = Uv/(R26+R26) .
Далее ПЛАВНО , без рывков крутим подстроечник и смотрим на показания мультиметра. Требуется установить 70-100 мА . Для указанных на рисунке номиналов резисторов это эквивалентно показанию мультиметра (30-44) мВ.
Лампочка при этом может немного начать светиться. Проверяем еще раз уровень постоянного напряжения на выходе, если все в норме, можно подключать акустику и слушать.
Фото собранного усилителя
Другая полезная информация и возможные варианты устранения несправностей
Самовозбуждение усилителя: Косвенно определяется по нагреву резистора в цепи Цобеля – R28 . Достоверно определяется с помощью осциллографа. Для устранения попробовать увеличить номиналы корректирующих емкостей C9 и C10.
Большой уровень постоянной составляющей на выходе: подобрать транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3 ), (VT2 и VT4 ) по «Бетте». Если не помогает, или подобрать точнее нет возможности, то можно попробовать изменять номинал одного из резисторов R4 и R5 . Но такое решение – не самое лучшее, лучше все же подобрать транзисторы.
Вариант небольшого повышения чувствительности: Повысить чувствительность усилителя (коэф. усиления) можно, увеличив номинал резистора R14. Коэф. усиления может быть рассчитан по формуле:
Ку = 1+R14/R11 , (раз)
Но не стоит слишком увлекаться, так как с увеличением R14 , уменьшается глубина ООС и увеличивается неравномерность АЧХ и КНИ. Лучше измерить уровень выходного напряжения источника при полной громкости (амплитуду) и подсчитать, какой Ку необходим для работы усилителя с полным размахом выходного напряжения, взяв его с запасом 3 дБ (до клиппинга).
Для конкретики, пусть максимум, до которого терпимо поднять Ку – 40-50. Если надо больше, то делайте предусилитель.
Если возникли какие-то вопросы, пишите в соответствующую тему на форум . Удачной сборки!
Фото прислал Александр (Allroy), Новороссийск
По случаю достался мне «модернизированный» усилитель мощности «Ода-УМ102С». Модернизация была произведена неизвестным мастером настолько сурово, что в живых остались только хорошие «мясистые» радиаторы. Вот к ним я и решил приспособить свой новый проект, который плавно вытек в связи с желанием опробовать новую идею в железе.
Историческая справка
Стереофонический радиокомплекс «Ода 102 Стерео» с 1986 года выпускал Муромский завод «РИП». Комплекс обеспечивал приём моно и стереопередач в диапазоне УКВ, запись моно и стереофонических программ, с последующим воспроизведением. Комплекс состоял из 5-ти функционально законченных блоков: УКВ тюнера «Ода-102С», кассетного магнитофона-приставки «Ода-302С», усилителя мощности «Ода УМ-102С», предварительного усилителя «Ода УП-102С» и 2-х акустических систем «15АС-213».
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
Как изготовить L1 я , но если кого такой вариант напрягает, то катушку можно намотать на 2-ваттном резисторе 10-33 Ом проводом диаметром 0.8 мм в один слой.
VT5, VT6 снабжены небольшими радиаторами, представляющими из себя алюминиевую пластинку 10×20 мм.
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Спасибо за внимание!
Андрей Зеленин,
Киргизия, г. Бишкек
