Tranzystorowy wzmacniacz mocy dla początkujących.

Witam.
Nie jestem pewien, czy to właściwy dział, jeśli nie, to proszę o przeniesienie
do Nieukończonych; projekt w zamyśle nie miał być ukończony, lecz pomóc początkującym w budowie pierwszego wzmacniacza tranzystorowego.

Do rzeczy.

Na forach poświęconych DIY często początkujący pytają o łatwy w budowie, tani wzmacniacz mocy na elementach dyskretnych, o mocy 20-40W, nie wymagający żadnych regulacji, zasilany z taniego, łatwego do zdobycia transformatora.

Wszystkie powyższe kryteria spełnia wzmacniacz - klon opracowanego przez Sinclaira w 1969r "Z-30" - przeprojektowany przez czeskiego inżyniera Pavla Macurę.
Ten dość archaiczny obecnie projekt jest banalnie prosty w budowie, zawiera dosłownie śmieciowe elementy, możliwe do pozyskania z elektrozłomu.

Dlaczego ten projekt a nie inny, nowocześniejszy?
1. dopracował go Pavel Macura, wybitny spec w dziedzinie wzmacniaczy audio.
2. wzmacniacz został dokładnie przebadany i dopracowany = brak problemów z uruchamianiem
3. załączona dokumentacja jest kompletna, tzn. łącznie z metodologią obliczania parametrów i pomiarami.
Pozwoli to początkującym na zapoznanie się, jak łączy się teoria z praktyką.

Co prawda parametry wzmacniacza są takie sobie, ale nie tragiczne. Jak widać na str.43 i 44 w załączonym PDF całkowite zniekształcenia THD+N wynoszą 0,11% dla obciążenia 4Ohm i mocy 30W, co jest wartością dostatecznie
niską dla pracy w torze audio.

Opis w PDF-ie jest w jęz. czeskim, dotyczy to kompletnego wzmacniacza, ale to nie problem, bo dokładny opis skupia się na wzmacniaczu mocy.

Dla tych, którym nie będzie się chciało czytać, kilka uwag:

1. Tranzytor T5 ma być na radiatorze - odpowiada za stabilizację termiczną (ja umieściłem go na płytce - zero problemów, ale to do testów).

2. Rezystor R4 odpowiada za prąd spoczynkowy; dla 100 Ohm gwarantuje stabilną pracę w klasie AB, można go zmniejszyć najwyżej do 82 Ohm
Zamiast rezystora można wstawić (po dokonaniu zmnian na PCB) dobrej jakości helitrim 220 Ohm. Większy prąd = mniejsze zniekształcenia.
Regulację należy przeprowadzić tak, aby na R5 uzyskać spadek napięcia 1.8V ustalający parcę w klasie AB.

3. Pawel Macura w swoim projekcie zastosował jako sterujące T6 i T7 BC337 i BC327. Na str. 18 opisu widnieje poprawiony schemat gdzie jako T6 i T7 użyto BC639 i BC640. To jest właściwe rozwiązanie, bo BC337 i BC327 mają za małe Uce i mogą być zastosowane jedynie przy zasilaniu nie przekraczającym
+- 22V. Ponadto BC639 i BC640 mają większy Ic, co przyda się przy przy zwiększonym Uz. Oczywiście można tu dać (nawet jest to wskazane) BD 139 i BD140, po przerobieniu PCB.

4. Pawel Macura w swoim projekcie przewidział jako końcowe 2N3055. Lepszym rozwiazaniem jest wstawienie KD502/KD503/TIP3055.

5. W filtrze na wejściu jako C5 wstawiamy kondensator styrofleksowy.

6. Kondenator C2 ma być ceramiczny dobrej jakości - nie polecam z wylutu, może zrobic niespodziankę.
Pod gitarę można go zwiększyć do 33pF - nieco mocniej ograniczy pasmo ale przede wszystkim znacząco zmniejszy ryzyko powstania oscylacji.

7. Na projekcie nie ma rezystorów emiterowych tranzystorów końcowych, nie są potrzebne, choć znacznie lepiej jest je wstawić, o wartości od 0.1 do 0.3 Ohm 3W. Na załączonym PCB w wersji stereo i mono dla TIP3055 przewidziano te rezystory.

8. Rezystory R2 i R9 powinny być dobrej jakości - metalizowane i o tolerancji nie więcej niż 5% (najlepiej jest je dobrać).

9. Oczywiście nie montujemy R12 i R13.

10.Wartość pojemność C1 nie jest krytyczna, ważne, aby był to kondensator foliowy dobrej jakości, ja dałem 1uF poliester i jest ok.

11.Generalnie wszystkie rezystory w stopniu wejściowym, powinny być dobrej jakości, metalizowane. Zapobiegliwi mogą jeszcze równolegle do C3 wlutować dobrej jakości kondensator foliowy 100nF.

Dołączyłem wygrzebane w sieci projekty PCB tego wzmacniacza w wersji stereo (poprawny, sprawdzone) i mono (nie sprawdzałem, ale wygladają ok).
Początkującym nie polecam zastosowanego w tych PCB sposobu montażu tranzystorów końcowych bezpośrednio na kątowniku na płytce.
Jest dość upierdliwy w montażu T końcowych, dla tranzystorów w obudowie TO3. Elementy na płytce stereo są dośc gęsto upakowane, może to początkujacym sprawić niespodzianki (zwarcia). Dla nich najlepsze będzie PCB w wersji mono dla TIP3055.
TIP-y można nie lutować w płytkę, tylko przykręcić do radiatora i połaczyć z płytką krótkimi przewodami. Dla mocy do 40W można stosować BD911 i odpowiedniki.
Pod tranzystory końcowe Konieczne są podkładki izolujące - nie zapomnieć!!! Transformator najlepiej 120W 2x19V 3A zmiennego.

Oczywiście zanim umieściłem temat na forum zrobiłem ten wzmacniacz do testów w wersji stereo, zgodnie z oryginalnym projektem Pavla Macury,
bo wszystkie niezbędne elementy miałem pod ręką. Tranzystory końcowe dałem KD502, zasilanie z transformatora TS90/9 - pozyskany wraz ze sprawną Elwą z zezłomowanego Zodiaka.

Co mogę powiedzieć o tej końcówce?
Banalnie prosta w wykonaniu, brak konieczności regulacji, koszt 0.00 zł - typowy śmieciowiec, poprawnie działa od razu po zmontowaniu.

Jak odtwarza dźwięk? Po prostu dobrze, szum minimalny, zero brumu, jak dla mnie zniekształcenie niesłyszalne. Niestety, nie posiadam sprzętu pozwalającego na pomiar zniekształceń.

Dla źródła sygnału o niższym niż z CD poziomie przyda się preamp.

I na koniec: Pwy=30W dla 8 Ohm i 60W dla 4 Ohm RMS przy Uz +- 25V. Chyba wystarczy?