Аудио и звук. Мощный усилитель по схеме ланзар Инструменты для сборки

Дата: 23.01.2024

Очередной летний проект. На сей раз захотелось создать супермощный усилительный комплекс для автомобиля. В моем распоряжении было несколько сотен долларов, поэтому можно было покупать новые компоненты, а не рыться в хламе из-за каждого резистора, как это сделал в прошлый раз.

Итак, новый усилитель должен был работать от 12 Вольт, решил собрать комплекс из усилителей разряда Hi-Fi. Первым был закончен сабвуферный усилитель лазнар, о нем мы сегодня и поговорим.

Схема ланзара полностью линейная — от входа до выхода. Максимальная мощность схемы по заявке составляет 390 ватт и схема вполне может развивать указанную мощность. Как и любой мощный усилитель, ланзар тоже питается от двухполярного источника. Верхних пик питающего напряжения составляет ±70 В, нижний ±30 В, хотя может быть и меньше, но если собираетесь питать усилитель от ±30 В, советую не делать этого, поскольку сам ланзар мощный и высококачественный усилитель и при таком питании могут нарушаться работа отдельных узлов схемы.

Ограничительные резисторы дифференциальных каскадов подбираются исходя от номинала питающего напряжения, подбор номинала приведен ниже (мощность резисторов 1 ватт, спасибо det за табличку).

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

Усилитель ланзар печатная плата.lay

Стабилитроны предназначены для стабилизации питающего напряжения диффкаскадов. Следует использовать стабилитроны на 15 Вольт с мощностью 1-1.3 ватт.

Транзисторы желательно использовать те, которые использованы в схеме, хотя мне пришлось использовать аналоги.

Катушка — мотается проводом 0,8 мм на сверле с диаметром 10мм. Витки катушки склеиваются суперклеем для надежности.

Эмиттерные резисторы выходных транзисторов подбираются с мощностью 5 ватт, в ходе работы они могут перегреваться. Номинал этих резисторов можно подобрать в районе 0.22-0.30 Ом.

Резисторы 3.9 Ом подбираются с мощностью 2 ватт.

Усилитель работает в классе АВ, поэтому для охлаждения транзисторов выходного каскада нужен серьезный теплоотвод, в моем случае использовался радиатор от отечественного усилителя радиотехника У-101.

Подстроечный резистор 1кОм лучше брать многооборотный, им настраивают ток покоя выходного каскада, многооборотный резистор позволяет делать очень точную настройку.

Все транзисторы выходного каскада укрепляют к теплоотводу через изолирующие пластины и шайбы. Перед запуском тщательно проверяйте наличия замыканий выводов транзисторов на теплоотвод.

Входной конденсатор с емкостью 1 мкФ можно подобрать под свой вкус, но поскольку ланзар больше используют для питания канала сабвуфера, то емкость конденсатора желательно брать побольше.

Все пленочные конденсаторы на 63 и более Вольт, с ними не должны возникнуть проблемы, поскольку почти все пленочные конденсаторы делают на указанное напряжение. Конденсаторы могут быть заменены на керамические, но это может повлиять на качество звучания усилителя.

Таблица мощностей и основные параметры усилителя представлены ниже.

ПАРАМЕТР	НА НАГРУЗКУ
ПАРАМЕТР	8 Ом	4 Ома	2 Ома (мост на 4 Ома)
Максимальное напряжение питания, ± В	65	60	40
Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания:
±30 В	40	85	170
±35 В	60	120	240
±40 В	80	160	320
±45 В	105	210	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±50 В	135	270	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±55 В	160	320	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±60 В	200	390	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±65 В	240	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
Коф усиления, дБ		24
Не линейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, %		0,04
Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС		50
Входное сопротивление, кОм		22
Отношение сигнал/шум, не менее, дБ		90

Не советуется поднимать номинал питающего напряжения больше ±60 В, но поскольку я любитель форс-мажорных ситуаций, то подал на схему ±75 Вольт, снял при этом порядка 400 ватт, хотя на плате все стало греться, думаю не стоит повторять мой опыт, возможно мне просто повезло (резисторы диффкаскадов при этом заменил на 4кОм).

Ниже представлен список компонентов для сборки усилителя ланзар своими руками.

C3,C2 = 2 x 22µ0
C4 = 1 x 470p
C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V
C5,C8 = 2 x 0µ33C11,C9 = 2 x 47µ0
C12,C13,C18 = 3 x 47p
C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0
C21 = 1 x 0µ15
C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V
C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V

L1 = 1 x

R1 = 1 x 27k
R2,R16 = 2 x 100
R8,R11,R9,R12 = 4 x 33
R7,R10 = 2 x 820
R5,R6 = 2 x 6k8
R3,R4 = 2 x 2k2
R14,R17 = 2 x 10
R15 = 1 x 3k3
R26,R23 = 2 x 0R33
R25 = 1 x 10k
R28,R29 = 2 x 3R9
R27,R24 = 2 x 0.33
R18 = 1 x 47
R19,R20,R22
R21 = 4 x 2R2
R13 = 1 x 470

VD1,VD2 = 2 x 15V
VD3,VD4 = 2 x 1N4007

VT2,VT4 = 2 x 2N5401
VT3,VT1 = 2 x 2N5551
VT5 = 1 x KSE350
VT6 = 1 x KSE340
VT7 = 1 x BD135
VT8 = 1 x 2SC5171
VT9 = 1 x 2SA1930
VT10,VT12 = 2 x 2SC5200
VT11,VT13 = 2 x 2SA1943

X1 = 1 x 3k3

Первое включение и настройка

Первый запуск усилителя нужно делать с ЗАКОРОЧЕННЫМ НА ЗЕМЛЮ ВХОДОМ, так меньше вероятности что-нибудь спалить, если усилитель собран неправильно или есть проблема с работой компонентов. Перед запуском ТЩАТЕЛЬНО ПРОВЕРЯЙТЕ МОНТАЖ. Соблюдайте полярность питания, цоколевку транзисторов и правильное подключение стабилитронов, при неверном включении, последние работают как полупроводниковый диод.

Блок питания — для начала можно использовать маломощный блок питания ватт на 1000. Питание желательно подавать в районе двухполярного 40 Вольт. При использовании сетевых трансформаторов советуется использовать блок конденсаторов с емкостью 15.000мкФ на плечо, а лучше до 30.000мкФ. При использовании импульсных блоков питания 5000мкФ будет достаточно.

В моем случае усилитель должен питаться от импульсного преобразователя напряжения, поэтому использовал блок из 5 конденсаторов с емкостью 1000мкФ (каждый), т.е. имеется рабочая емкость 5000мкФ в плече.

При использовании сетевого трансформатора, вторичную обмотку подключают к сети через последовательно соединенную лампу накаливания, это тоже дополнительная мера предосторожности.

Запускаем усилитель, если обошлось без взрывов и дымовых эффектов, то оставляем усилитель включенным 10-15 секунд, затем выключаем и на ощупь проверяем тепловыделение на транзисторах выходного каскада, если тепла не чувствуется, значит все ОК. Далее отсоединяем выходной провод от земли и включаем усилитель (заранее подключаем к выходу усилителя акустику). Пальцем дотрагиваемся входа усилителя, акустика должна реветь, если все так, значит усилитель заработал.

Далее можно прикрепить теплоотвод к выходникам и включить усилитель под музыку. Вообще, для усилителей такого типа нужен предусилитель, при подаче маломощных сигналов на вход (к примеру — от ПК, плеера или мобильного телефона) усилитель будет звучать не особо громко, поскольку номинала входного сигнала явно маловато для максимальной мощности. Во время опытов подавал сигнал от музыкального центра, и вам тоже советую.

Включаем усилитель на 10-20 минут на средней громкости и настраиваем ток покоя усилителя. ТП желательно настроить в районе 100-130мА. Выставление тока покоя а также замер мощности усилителя показаны на схемах.

ОБЗОР УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР

Откровенно говоря я был сильно удивлен так сильно набирающему популярность выражению УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА. Насколько мне позволяет мое мировозрение, то под усилителем звука может выступать только один предмет - рупор. Вот он действительно усиливает звук уже не один десяток лет. Причем рупор может усиливать звук в обоих направлениях.

Как видно из фотографии рупор ни чего общего с электроникой не имеет, тем не менее поисковые запросы УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ все чаще заменяются на УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА, ну а полное название этого девайса УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ вводится всего 29 раз в месяц против 67000 запросов УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА.
Прям интересно с чем это связано... Но это был пролог, а теперь собственно сама сказка:

Принципиальная схема усилителя мощности ЛАНЗАР приведена на рисунке 1. Это практически типовая симметричная схема, что позволило серьезно уменьшить нелинейные искажения до очень низкого уровня.
Данная схема известна довольно давно, еще в восьмидесятых года Болотников и Атаев приводили аналогичную схему на отечественной элементной базе в книге "Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения". Однако работы с этой схемотехникой начались несколько не с этого усилителя.
Все началось со схемы автмобильного усилителя PPI 4240 которая была с успехом повторена:

Принципиальная схема автомобильного усилителя PPI 4240

Далее была статья "Вскрываем усилитель -2" от Железного Шихмана (статья к сожалению удалена с авторского сайта). В ней шла речь о схемотехнике автомобильного усилителя Lanzar RK1200C, где в качестве усилителя использовалась все та же симметричнай схемотехника.
Понятно, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, поэтому копаясь в своих сто лет записанных дисках я отыскал оригинла статьи и привожу ее в качестве цитаты:

ВСКРЫВАЕМ УСИЛИТЕЛЬ - 2

А.И.Шихатов 2002

Новый подход к конструированию усилителей предполагает создание линейки аппаратов, использующих сходные схемотехнические решения, единые узлы и стилевое оформление. Это позволяет, с одной стороны, сократить расходы на проектирование и изготовление, с другой - расширяет выбор аппаратуры при создании аудиосистемы.
Новая линейка усилителей Lanzar серии RACK выполнена в духе студийной аппаратуры, устанавливаемой в стойку (рэк). На лицевой панели размерами 12,2х2,3 дюйма (310х60мм) установлены органы управления, на задней - все разъемы. При такой компоновке не только улучшается внешний вид системы, но и упрощается работа - кабели не мешают. На передней панели можно смонтировать входящие в комплект крепежные планки и ручки для переноски, тогда аппарат приобретает студийный вид. Кольцевая подсветка регулятора чувствительности только усиливает сходство.
Радиаторы расположены на боковой поверхности усилителя, что позволяет набирать в стойку несколько аппаратов, не нарушая их охлаждение. Это несомненное удобство при создании развернутых аудиосистем. Однако при установке в закрытую стойку необходимо побеспокоиться о циркуляции воздуха - установить приточные и вытяжные вентиляторы, термодатчики. Словом, профессиональная аппаратура во всем требует профессионального подхода.
В линейку входит шесть двухканальных и два четырехканальных усилителя, отличающиеся только выходной мощностью и длиной корпуса.

Структурная схема кроссовера усилителей Lanzar серии RK приведена на рисунке 1. Подробная схема не приводится, поскольку ничего оригинального в ней нет, и не этот узел определяет основные характеристики усилителя. Такая же или аналогичная структура используется в большинстве современных усилителей средней ценовой категории. Набор функций и характеристики оптимизированы с учетом многих факторов:
С одной стороны, возможности кроссовера должны позволять без дополнительных компонентов строить стандартные варианты аудиосистемы (фронт плюс сабвуфер). С другой стороны, вводить полный набор функций во встроенный кроссовер нет особого смысла: Это заметно увеличит стоимость, но во многих случаях останется невостребованным. Выполнение сложных задач удобнее возложить на внешние кроссоверы и эквалайзеры, а встроенные - отключить.

В конструкции использованы сдвоенные операционные усилители KIA4558S. Это малошумящие усилители с низкими собственными искажениями, разработанные с учетом "звукового" применения. Вследствие этого их широко применяют в каскадах предварительного усиления и кросссоверах.
Первый каскад - линейный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Он согласует выходное напряжение источника сигнала с чувствительностью усилителя мощности, поскольку коэффициент передачи всех остальных каскадов равен единице.
Следующий каскад - регулятор басового усиления (bass boost). В усилителях данной серии он позволяет увеличивать уровень сигнала на частоте 50 Гц на 18 дБ. В продукции других фирм подъем обычно меньше (6-12 дБ), а частота настройки может быть в области 35-60 Гц. Кстати, такой регулятор требует хорошего запаса мощности усилителя: увеличение усиления на 3 дБ соответствует удвоению мощности, на 6 дБ - учетверению, и так далее.
Это напоминает легенду про изобретателя шахмат, который попросил у раджи за первую клетку доски одно зерно, а за каждую последующую - в два раза больше зерен, чем за предыдущую. Легкомысленный раджа не смог выполнить обещание: такого количества зерен не было на всей Земле... Мы в более выгодном положении: увеличение уровня на 18 дБ увеличит мощность сигнала "всего" в 64 раза. В нашем случае в наличии 300 Вт, но не каждый усилитель может похвастаться таким запасом.
Далее сигнал можно подать на усилитель мощности непосредственно, или выделить фильтрами необходимую полосу частот. Кроссоверная часть состоит из двух независимых фильтров. ФНЧ перестраивается в диапазоне 40-120 Гц и предназначен для работы исключительно с сабвуфером. Диапазон перестройки ФВЧ заметно шире: от 150 Гц до 1,5 кГц. В таком виде его можно использовать для работы с широкополосным фронтом или для полосы СЧ-ВЧ в системе с поканальным усилением. Пределы перестройки, кстати, выбраны неспроста: в диапазоне от 120 до 150 Гц получается "дырка", в которой можно спрятать акустический резонанс салона. Примечательно и то, что бас-бустер не отключается ни в одном из режимов. Использование этого каскада одновременно с ФВЧ позволяет корректировать АЧХ в области резонанса салона не хуже, чем эквалайзером.
Последний каскад - с секретом. Его задача - инвертировать сигнал в одном из каналов. Это позволит без дополнительных устройств использовать усилитель в мостовом включении.
Конструктивно кроссовер выполнен на отдельной печатной плате, которая стыкуется с платой усилителя при помощи разъема. Такое решение позволяет для всей линейки усилителей использовать всего два варианта кроссовера: двухканальный и четырехканальный. Последний, кстати, является просто "удвоенным" вариантом двухканального и его секции полностью независимы. Основное отличие - изменившаяся разводка печатной платы.

Усилитель мощности

Усилитель мощности Ланзар выполнен по типовой для современных конструкций схеме, приведенной на рисунке 2. С незначительными вариациями ее можно встретить в большинстве усилителей средней и нижней ценовой категории. Отличие только в типах примененных деталей, количестве выходных транзисторов и напряжении питания. Приведена схема правого канала усилителя. Схема левого канала точно такая же, только номера деталей начинаются на единичку вместо двойки.

На входе усилителя установлен фильтр R242-R243-C241, устраняющий радиочастотные наводки от блока питания. Конденсатор C240 не попускает на вход усилителя мощности постоянную составляющую сигнала. На АЧХ усилителя в звуковом диапазоне частот эти цепи не влияют.
Чтобы избежать щелчков в моменты включения и выключения, вход усилителя замыкается на общий провод транзисторным ключом (этот узел рассмотрен далее, вместе с блоком питания). Резистор R11A исключает возможность самовозбуждения усилителя при замкнутом входе.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (Q201-Q204) на входе и каскад на транзисторах Q205,Q206 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады - усиление по току. Каскад на транзисторе Q207 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его "несимметричность" на высоких частотах, он зашунтирован майларовым конденсатором C253.
Каскад драйвера на транзисторах Q208,Q209, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена "плавающая" нагрузка - резистор R263, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада.
В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него 300 Вт номинальной мощности и до 600 Вт пиковой. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов. Кроме того, резисторы в цепи эмиттера служат датчиками тока для системы защиты от перегрузок. Она выполнена на транзисторе Q230 и контролирует ток каждого из четырех транзисторов выходного каскада. При увеличении тока через отдельный транзистор до 6 А или тока всего выходного каскада до 20 А транзистор открывается, выдавая команду на схему блокировки преобразователя напряжения питания.
Коэффициент усиления задается цепью отрицательной обратной связи R280-R258-C250 и равен 16. Корректирующие конденсаторы C251, C252, C280 обеспечивают устойчивость усилителя, охваченного ООС. Включенная на выходе цепь R249,C249 компенсирует рост импеданса нагрузки на ультразвуковых частотах и также препятствует самовозбуждению. В звуковых цепях усилителя использованы всего два электролитических неполярных конденсатора: C240 на входе и C250 в цепи ООС. Ввиду большой емкости заменить их конденсаторами других типов крайне сложно.

Блок питания Блок питания высокой мощности выполнен на полевых транзисторах. Особенность блока питания - отдельные выходные каскады преобразователя для питания усилителей мощности левого и правого каналов. Такая структура характерна для усилителей повышенной мощности и позволяет уменьшить переходные помехи между каналами. Для каждого преобразователя предусмотрен отдельный LC-фильтр в цепи питания (рисунок 3). Диоды D501,D501A защищают усилитель от ошибочного включения в неправильной полярности.

В каждом преобразователе использовано три пары полевых транзисторов и трансформатор, намотанный на ферритовом кольце. Выходное напряжение преобразователей выпрямляется диодными сборками D511,D512,D514,D515 и сглаживается фильтрующими конденсаторами емкостью 3300 мкФ. Выходное напряжение преобразователя не стабилизировано, поэтому мощность усилителя зависит от напряжения бортовой сети. Из отрицательного напряжения правого и положительного напряжения левого канала параметрические стабилизаторы формируют напряжения +15 и -15 вольт для питания кроссовера и дифференциальных каскадов усилителей мощности.
В задающем генераторе использована микросхема KIA494 (TL494). Транзисторы Q503,Q504 умощняют выход микросхемы и ускоряют закрывание ключевых транзисторов выходного каскада. Напряжение питания подано на задающий генератор постоянно, управление включением производится непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Такое решение упрощает конструкцию, но в выключенном состоянии усилитель потребляет незначительный ток покоя (несколько миллиампер).
Устройство защиты выполнено на микросхеме KIA358S, содержащей два компаратора. Напряжение питяния подается на нее непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Резисторы R518-R519-R520 и термодатчик образуют мост, сигнал с которого подан на один из компараторов. На другой компаратор через формирователь на транзисторе Q501 подается сигнал от датчика перегрузки.
При перегреве усилителя на выводе 2 микросхемы появляется высокий уровень напряжения, такой же уровень возникает выводе 8 при перегрузке усилителя. В любом из аварийных случаев сигналы с выхода компараторов через диодную схему ИЛИ (D505,D506,R603) блокируют работу задающего генератора по выводу 16. Восстановление работы происходит после устранения причин перегрузки или охлаждения усилителя ниже порога срабатывания термодатчика.
Оригинально выполнен индикатор перегрузки: светодиод включен между источником напряжения +15 В и напряжением бортовой сети. При нормальной работе напряжение приложено к светодиоду в обратной полярности и он не светится. При блокировке преобразователя напряжение +15 В пропадает, светодиод индикатора перегрузки оказывается включенным между источником бортового напряжения и общим проводом в прямом направлении и начинает светиться.
На транзисторах Q504,Q93,Q94 выполнено устройство блокировки входа усилителя мощности на время переходных процессов при включении и выключении. При включении усилителя конденсатор C514 медленно заряжается, транзистор Q504 в это время находится в открытом состоянии. Сигнал с коллектора этого транзистора открывает ключи Q94,Q95. После зарядки конденсатора транзистор Q504 закрывается, а напряжение -15 В с выхода блока питания надежно блокирует ключи. При выключении усилителя транзистор Q504 мгновенно открывается через диод D509, конденсатор быстро разряжается и процесс повторяется в обратном порядке.

Конструкция

Усилитель смонтирован на двух печатных платах. На одной из них находятся усилитель и преобразователь напряжения, на другой - элементы кроссовера и индикаторы включения и перегрузки (на схемах не показаны). Платы выполнены из высококачественного стеклотекстолита с защитным покрытием дорожек и смонтированы в корпусе из алюминиевого профиля П-образного сечения. Мощные транзисторы усилителя и блока питания прижаты накладками к боковым полкам корпуса. Снаружи к боковинам прикреплены профилированные радиаторы. Передняя и задняя панели усилителя выполнены из анодированного алюминиевого профиля. Вся конструкция крепится винтами-саморезами с головками под шестигранник. Вот, собственно, и все - остальное видно на фотографиях.

Как видно из статьи оригинальный усилитель ЛАНЗАР и сам по себе довольно не дурен, но хотелось лучше...
Полез по форумам, конечно же на Вегалаб, но особой подержки не нашел - отклинулся всего один человек. Возможно оно и к лучшему - нет кучи соавторов. Ну а в общем то днем рожденья Ланзара можно считать именно это обращение - на момент написания комента плата уже была вытравлена и запаяна почти полностью.

Так что Ланзару уже десять лет...
После нескольки месяцев экспериментов на свет появился первый вариант данного усилителя, названного "ЛАНЗАРОМ", хотя конечно было бы справедливей назвать его "ПИПИАЙ" - началось то все именно с него. Однако слово ЛАНЗАР звучит гораздо приятней для уха.
Если кто-то ВДРУГ сочтет название попыткой сыграть на брендовом имени, то смею его заверить - ни чего подобного в мыслях не было и усилитель мог получить абсолютно любое название. Однако ЛАНАЗРОМ он стал в честь фирмы LANZAR, поскольку именно эта автомобильная аппаратура попадает в тот небольшой список, кого лично уважает колектив, трудившийся над доводкой данного усилителя.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 50 до 350 Вт, причем при мощностях до 300 Вт у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% во всем звуковом диапазоне, что позволяет отнести усилитель к разряду Hi-Fi.
На рисунке приведен внешний вид усилителя.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (VT1-VT4) на входе и каскад на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады - усиление по току. Каскад на транзисторе VT7 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его "несимметричность" на высоких частотах, он зашунтирован конденсатором C12.
Каскад драйвера на транзисторах VT8, VT9, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена "плавающая" нагрузка - резистор R21, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада. В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него до 300 Вт номинальной мощности. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов, что позволило отказаться от подбора транзисторов по параметрам.
Напоминаем, что при использовании транзисторов одной партии разброс по параметрам между транзисторами не превышает 2% - это данные завода-изготовителя. Реально крайне редко праметры выходят из трех процентной зоны. В усилителе используются только "одно партийные" оконечные транзисторы, что совместно с балансынми резисторами позволило максимально выровнять режимы работы транзисторов между собой. Однако, если усилитель делается для себя любимого, то будет не бесполезным собрасть проверочный стенд, приведенный в конце ЭТОЙ СТАТЬИ .
Относительно схемотехники остается лишь добавить, что подобное схемотехническое решение дает еще один плюс - полная симметрия избавляет от переходных процессов в оконечном каскаде (!), т.е. в момент включения на выходе усилителя отсутсвуют какие бы то ни было выбросы, характерные большинству дискретных усилителей.

Рисунок 1 - принципиальная схема усилителя ЛАНЗАР. УВЕЛИЧИТЬ .

Рисунок 2 - внешний вид усилителя ЛАНЗАР V1.

Рисунок 3- внешний вид усилителя ЛАНЗАР МИНИ

Принципиальная схема мощного эстрадного усилителя мощности 200 Вт 300 Вт 400 Вт умзч на транзисторах высокого качества Hi-Fi УМЗЧ

Техническе характеристики усилителя мощности:

±50 В ±60 В

390

Как видно из характеристик - усилитель Ланзар очень универсален и может с успехом использоваться в любых усилителях мощности, где требуются хорошие характеристики УМЗЧ и высокая выходная мощность.
Режимы работы были несколько откорректированы, что потребовалось устанавить радиатор на транзисторы VT5-VT6. Как это сделать показано на рисунке 3, пояснений пожалуй не требуется. Подобное изменение существенно снизило уровень искажений по сравнению с оригинальной схемой и сделало усилитель менее капризным к напряжению питания.
На рисунке 4 приведен чертеж расположения деталей на печатной плате и схема подключения.

Рисунок 4

Можно конечно довольно долго расхваливать этот усилитель, однако самохвальством как то не скромно заниматься. Поэтому мы решили посмотреть отзывы тех, кто слышал как это работает. Искать долго не пришлось - на форуме Паяльника это усилитель уже давно обсуждают, так что смотрите сами:

Были конечно и отрицательные, но первый от неправильно собранного усилителя, второй от не доведенного варианта на отечественной комплектации...
Довольно часто задают вопросы как звучит усилитель. Надеемся, что не надо напоминать, что на вкус и цвет товарищей нет. Поэтому, чтобы не навязывать Вам своего мнения мы не будем отвечать на этот вопрос. Отметим одно - усилитель действительно звучит. Звук приятный, не навязчивый, детализация хорошая, при хорошем источнике сигнала.

Усилитель мощности звуковой частоты УМ ЛАНЗАР на базе мощных биполярных транзисторов позволит Вам за короткий промежуток веремени собрать очень высококачественный усилитель звуковой частоты.
Конструктивно плата усилителя выполнена в монофоническом варианте. Однако ни что не мешает приобрести 2 платы усилителя для сборки стереофонического УМЗЧ или же 5 - для сборки усилителя 5.1, хотя конечно высокая выходная мощность больше импонирует сабвуферу, но для сабвуфера он слишком хорошо играет...
Учитывая то, что плата уже запаяна и проверена Вам остается только закрепить транзисторы на теплоотводе, подать питание и отрегулировать ток покоя, в соответствии с Вашим напряжением питания.
Сравнительно низкая цена уже готовой платы усилителя мощности на 350 Вт Вас приятно удивит.
Усилитель мощности УМ ЛАНЗАР хорошо зарекомендовал себя как в автомобильной аппаратуре, так и в стационарной. Особенно популярен среди небольших самодеятельных музыкальных коллективов не обремененных большими финансами и позволяет наращивать мощность постепенно - пара усилителей + пара акустических систем. Чуть позже еще раз пара усилителей + пара акустических систем и уже выигрыш не только по мощности, но и по звуковому давлению, что так же создает эфект дополнительной мощности. Еще позже УМ ХОЛТОН 800 под сабвуфер и перевод усилителей на СЧ-ВЧ звено и в результате уже в сумме 2 кВт ОЧЕНЬ приятного звука, что вполне достаточно для любого актового зала...

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
Питание ±20 В - СМЕНИТЕ УСИЛИТЕЛЬ

Разумеется, что ВСЕ резисторы 1 Вт, стабилитроны на 15V желательно 1.3 Вт

По нагреву VT5, V6 - в этом случае можно увеличить радиаторы на них или увеличить их эммитерные резисторы с 10 до 20 Ом.

Про конденсаторы фильтра питания усилителя ЛАНЗАР:
При мощности трансформатора 0,4...0,6 от мощности усилителя в плечо 22000...33000 мкФ, емкости в питании УНа (про которые почему то забыли) увеличить до 1000 мкФ
При мощности трансформатора 0,6...0,8 от мощности усилителя в плечо 15000...22000 мкФ, емкости в питании УНа 470...1000 мкФ
При мощности трансформатора 0,8...1 от мощности усилителя в плечо 10000...15000 мкФ, емкости в питании УНа 470 мкФ.
Указанных номиналов вполне достаточно для качественного воспроизведения любых музыкальных фрагментов.

Поскольку данный усилитель пользуется довольно большой популярностью и довольно часто приходят вопросы о его самостоятельном изготовлении были написаны следущие статьи:
Усилители на транзисторах. Основы схемотехнки
Усилители на транзисторах. Построение симметричного усилителя
Тюнинг Ланзара и изменение схемотехники
Наладка усилителя мощности ЛАНЗАР
Увеличение надежности усилителей мощности на примере усилителя ЛАНЗАР
Предпоследняя статья довольно интенсивно использует результаты измерений параметров при помощи симулятора МИКРОКАП-8. Как пользоваться этой программой подробно описано в трилогии статей:
АМПовичок. ДЕТСКИЙ
АМПовичок. ЮНОШЕСКИЙ
АМПовичок. ВЗРОСЛЫЙ

КУПИТЬ ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ ЛАНЗАР

Ну и на последок хотелось бы привести впечатления одного из поклоников данной схемы, собравшего данный усилитель самостоятельно:
Усилитель звучит очень хорошо, высокий демпинг фактор представляет совсем другой уровень воспроизведения НЧ, а высокая скорость нарастания сигнала отлично справляется с воспроизведением даже самых мельчайших звуков в ВЧ и СЧ диапазоне.
О прелестях звучания говорить можно очень много, но главное достоинство этого усилителя в том, что он не вносит ни какой окраски в звучание-он нейтральный в этом плане, и только повторяет и усиливает сигнал от источника звука.
Многие кто слышали как звучит этом усилитель(собранный по этой схеме) давали самую высокую оценку его звучанию, в качестве домашнего усилителя для высококачественных АС, а выносливость в *приближенным к военным действиям* условиям даёт шанс использовать его профессионально для озвучивания различных мероприятий на открытом воздухе, а так же в залах.
Для простого сравнения приведу пример который будет наиболее актуален среди радиолюбителей, а так же среди уже *искушенных хорошим звуком*
в музыкальной фонограмме Gregorian-Moment of Peace хор монахов настолько реалистично звучит, что кажется будто звук проходит насквозь, а женский вокал звучит так, как будто певица стоит прямо перед слушателем.
При использовании АС проверенных временем таких как 35ас012 и им подобным АС получают новое дыхание и даже на максимальной громкости звучат так же отчётливо.
К примеру для любителей громкой музыки,при прослушивании музыкального трека Korn ft. Skrillex - Get Up
Колонки с уверенностью и без заметных искажений смогли отыграть все сложные моменты.
Как противоположность этому усилителю был взят усилитель на ТДА7294 который уже на мощности менее 70вт на 1канал смог перегрузить 35ас012 так, что было отчётливо слышно как катушка НЧ динамика бьётся о керн, что чревато поломкой динамика и как следствие убыткам.
Чего нельзя сказать о усилителе *ЛАНЗАР* - даже при подводимой к этим колонкам мощности около 150Вт колонки продолжали отлично работать, а НЧ динамик был настолько хорошо управляем, что никаких посторонних звуков просто не было.
В музыкальной композиции Evanescence - What You Want
Сцена настолько проработана, что слышны даже удары барабанных палочек друг о друга А в композиции Evanescence - Lithium Official Music Video
Партия скипки сменяется электрогитарой, так что просто начинают шевелится волосы на голове, ведь ни какой *затянустости* звучания попросту нет, а быстрые переходы воспринимаются как будто перед Вами проносится болит формузы 1, одно мгновение и ВЫ погружаетесь в новый мир. Не за быв о вокале который на протяжении всей композиции вносит обобщённость к этим переходам, придавая гармоничность.
В композиции Nightwish - Nemo
Ударные звучат как выстрелы, чётко и без рамытия, а раскаты грома в начале композиции просто заставляют оглядется по сторонам.
В композиции Armin van Buuren ft. Sharon den Adel - In and Out of Love
Мы снова погружаемся в мир звуков которые пронизывают нас насквозь давая ощущение присутсвия (и это без каких либо эквалайзеров и дополнительных расшерений стереобазы)
В композиции Johnny Cash Hurt
Мы снова погружаемся в мир гармоничного звучания, а вокал и гитара звучат настолько отчётливо, что даже наростающий темп исполнения воспринимается так, как будто мы сидим за рулём мощного автомобиля и жмём педаль газа в пол, при этом не отпускаем а жмём всё сильнее.
При хорошем источнике звукового сигнала и хорошей акустике усилитель вообще *не напрягает* даже на самой высокой громкости.
Как то был у меня в гостях приятель и захотелось ему послушать на что способен этот усилитель, поставив трек в формате ААС Eagles - Hotel California он выкрутил на всю громкость, при этом со стола начали падать инструменты, грудная клетка ощущала как будто хорошо поставленые удары боксёра, стёкла позванивали в стенке, а нам было вполне комфортно слушать музыку, при этом помещение было 14.5м2 с потолком 2.4м.
Поставили ed_solo-age_of_dub , стекла в двух дверках треснули, звук ощущался всем телом, но голова не болела.

Плата, на базе которой делалось видео в формате LAY-5 .

Если собрать два усилка ЛАНЗАР, можно ли их мостом включить?
Можно конечно, но для начала немного лирики:
Для типового усилителя выходная мощность зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки. Поскольку сопотивление нагрузки у нас известно, и источники питания мы уже имеем, то сколько взять пар выходных транзисторов осталось выяснить.
Теоритически суммарная выходная мощность переменного напряжения складывается из мощности отдаваемой выходным каскадом, который состоит из двух транзисторов - один n-p-n, второй p-n-p, следовательно каждый транзистор нагружен на половину суммарной мощности. Для сладкой парочки 2SA1943 и 2SC5200 тепловая мощность составляет 150 Вт, следовательно исходя приведенного выше умозаключения с одной пары выходников можно снимать 300 Вт.
Но вот только практика показывает что в таком режиме кристал просто не успевает отдавать тепло в радиатор и тепловой пробой гарантирован, ведь транзисторы надо изолировать, а изоляционные прокладки, какими бы тонким они не были, все равно увеличивают тепловое сопротивление, да и поверхность радиатора вряд ли кто полирует до микронной точности...
Так что для нормально работы, для нормальной надежности довольно многие приняли несколько друие формулы расчета требуемого количества выходных транзисторов - выходная мощность усилителя не должна привышать тепловой мощности одного транзистора, а не суммарной мощности пары. Другими словами - если каждый танзистор выходного каскада может рассеить по 150 Вт, то выходная мощность усилителя не должна превышать 150 Вт, если выходных транзисторов две пары, то выходная мощность не должна привышать 300Вт, если три - 450, если четыре - 600.

Ну а теперь вопрос - если типовой усилитель может выдать 300Вт и мы включим два таких усилка мостом, то что произойдет?
Правильно, выходная мощность увеличится примерно раза в два, а вот тепловая мощность рассеиваемая на транзисторах увеличится в 4 раза...
Вот и получается, что для постороения мостовой схемы потребуется уже не 2 пары выходников а 4 на каждой половинке мостового усилителя.
И тут же зададим себе вопрос - а надо ли загонять 8 пар дорогих транзисторов для получения 600 Вт, если можно обойтись четырмя парами просто увеличив напряжение питания?

Ну а там конечно дело хозяйское....
Ну и несколько вариантов ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ под данный усилитель будет не лишними. Есть и авторские варианты, есть взятые из интернета, поэтому плату лучше перепроверить - будет и тренировка для ума и меньше проблем во время регулировки собранного варианта. Некоторые варианты были исправлены, так что ошибок может и не быть, а может что то и ускользнуло...
Остался не освещенным еще один вопрос - сборка усилителя ЛАНЗАР на отечественной элементной базе .
Я конечно понимаю, что крабовые палочки делаются не из крабов, а из рыбы. Так же и Ланзар. Дело в том, что во всех попытках сборки на отечественных транзисторах используются самые ходовые - КТ815, КТ814, КТ816, КТ817, КТ818, КТ819. У этих транзисторов и коф усиления меньше и частота единичного усиления, так что именно Ланзаровского звучания Вы не услышите. Но всегда есть альтернатива. В свое время Болотников и Атаев предложили что то похожее по схемотехнике, причем тоже довольно не плохо звучащее:

Подробно о том, какой мощности нужен блок питания для усилителя мощности можно помотреть на видео ниже. Для примера взят усилитель STONECOLD, однако данный замер дает понимание тог, что мощность сетевого трансформатора может быть меньше мощности усилителя примерно на 30%.

В конце статьи хотелось бы отметить, что данному усилителю необходим ДВУПОЛЯРНЫЙ блок питания, поскольку выходное напряжение формируется из положительного плеча питания и отрицательного. Схема такого источника питания приведена ниже:

О габаритной мощности трансформатора выводы можно сделать просмотрев видео выше, а вот по остальным деталям сделаю не большое пояснение.
Вторичная обмотка должна быть намотана проводом, сечение котрого расчитано на габаритную мощность трансформатора плюс поправка на форму сердечника.
Например у нас два канала по 150 Вт, следовательно габаритная мощность трансформатора должна быть не менее 2/3 от мощности усилителя, т.е. при мощности усилителя 300 Вт мощность трансформатора должна быть равна как минимум 200 Вт. При питании ±40 В на нагрузку 4 Ома усилитель как раз развивает порядка 160 Вт на канал, следовательно протекающий по проводу ток имеет значение 200 Вт / 40 В = 5 А.
Если трансформатор имеет Ш-образную форму сердечника, то напряженность в проводе не стоит превышать 2,5 А на квадратный мм сечения - так меньше нагрев провода, да и падение напряжения меньше. Если сердечник тороидальный, то напряженность можно увеличить до 3...3,5 А на 1 квадратный мм сечения провода.
Исходя из выше сказанного для нашего примера вторичка должна быть намотана двумя проводами и начало одной обмотки соединено с концов второй обмотки (точка соединения отмечена красным). Диаметр провода равен D = 2 x √S/π.
При напряженности 2,5 А получаем диаметр 1,6 мм, при напряженности 3,5 А получаем диаметр 1,3 мм.
Диодный мост VD1-VD4 мало того, что должен спокойно выдерживать получившийся ток в 5 А, он должне выдерживать ток, который возникает в момент включения, когда необходимо зарядить конеднсаторы фильтра питания С3 и С4, а чем больше напряжение, чем больше емкость, тем выше значение этого стартового тока. Поэтому диоды должны быть как минимум на 15 Ампер для нашего примера, а в случае увеличения напряжения питания и использования усилителей с двумя парами транзисторов в оконечном каскаде нужны диоды на 30-40 ампер или система мягкого старта.
Емкость конденсаторов С3 и С4 исходя из Советской схемотехники 1000 мкФ на каждые 50 Вт мощности усилителя. Для нашего примера суммарная выходная мощнсоть составляет 300 Вт, это 6 раз по 50 Вт, следовательно емкость конденсаторов фильтра питания должна быть 6000 мкФ в плечо. Но 6000 не типовое значение, поэтому округляем до типового в большую сторону и получаем 6800 мкФ.
Откровенного говоря такие конденсаторы попадаются не часто, поэтому ставим в каждое плечо по 3 конденсатора на 2200 мкФ и получаем 6600 мкФ, что вполне приемлемо. Вопрос можно решить несколько проще - использовать по одному конденсатору на 10000 мкФ

Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке 1. Это практически типовая симметричная схема, что позволило серьезно уменьшить нелинейные искажения до очень низкого уровня.
Для увеличения мелких рисунков нажмите на него - рисунок откроется в новом окне и ОЧЕНЬ хорошем качестве.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 50 до 350 Вт, причем при мощностях до 300 Вт у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% во всем звуковом диапазоне, что позволяет отнести усилитель к разряду Hi-Fi.
На рисунке 2 приведен внешний вид усилителя.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (VT1-VT4) на входе и каскад на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады - усиление по току. Каскад на транзисторе VT7 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его "несимметричность" на высоких частотах, он зашунтирован конденсатором C12.
Каскад драйвера на транзисторах VT8, VT9, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена "плавающая" нагрузка - резистор R21, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада. В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него до 300 Вт номинальной мощности. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов, что позволило отказаться от подбора транзисторов по параметрам.
Напоминаем, что при использовании транзисторов одной партии разброс по параметрам между транзисторами не превышает 2% - это данные завода-изготовителя. Реально крайне редко праметры выходят из трех процентной зоны. В усилителе используются только "одно партийные" оконечные транзисторы, что совместно с балансынми резисторами позволило максимально выровнять режимы работы транзисторов между собой.
Относительно схемотехники остается лишь добавить, что подобное схемотехническое решение дает еще один плюс - полная симметрия избавляет от переходных процессов в оконечном каскаде (!), т.е. в момент включения на выходе усилителя отсутсвуют какие бы то ни было выбросы, характерные большинству дискретных усилителей.

Рисунок 1 - принципиальная схема усилителя.

Рисунок 2 - внешний вид усилителя.

ПАРАМЕТР

НА НАГРУЗКУ

2 Ома
(мост на 4 Ома)

Максимальное напряжение питания, ± В

НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!

390

НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!

240

НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!

Коф усиления, дБ

Не линейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, %

Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС

Входное сопротивление, кОм

Отношение сигнал/шум, не менее, дБ

K ак видно из характеристик - данный усилитель очень универсален и может с успехом использоваться в любых усилителях мощности, где требуются хорошие характеристики УМЗЧ и высокая выходная мощность.

Режимы работы были несколько откорректированы, что потребовалось устанавить радиатор на транзисторы VT 5-VT 6. Как это сделать показано на рисунке 3, пояснений пожалуй не требуется. Подобное изменение существенно снизило уровень искажений по сравнению с оригинальной схемой и сделало усилитель менее капризным к напряжению питания.

На рисунке 4 приведен чертеж расположения деталей на печатной плате и схема подключения.

Рисунок 4

Были конечно и отрицательные, но первый от неправильно собранного усилителя, второй от недоведенного варианта на отечественной комплектации...

Тем, кто хочет собрать усилитель самостоятельно рекомендуем посетить эту страницу - там изложено несколько рекомендаций, приведен чертеж печатной платы в jpg и lay . Будет так же полезно почитать теорию от А до Я и немного слов по поводу тюнинга этого усилителя - обычно отпадает огромное количество вопросов...

Довольно часто задают вопросы как звучит усилитель. Надеемся, что не надо напоминать, что на вкус и цвет товарищей нет. ПОэтому, чтобы не навязывать Вам своего мнения мы не будем отвечать на этот вопрос. Отметим одно - усилитель действительно звучит. Звук приятный, не навязчивый, детализация хорошая, при хорошем источнике сигнала.

Конструктивно плата усилителя выполнена в монофоническом варианте. Однако ни что не мешает приобрести 2 платы усилителя для сборки стереофонического УМЗЧ или же 5 - для сборки усилителя 5.1, хотя конечно высокая выходная мощность больше импонирует сабвуферу, но для сабвуфера он слишком хорошо играет...

Учитывая то, что плата уже запаяна и проверена Вам остается только закрепить транзисторы на теплоотводе, подать питание и отрегулировать ток покоя, в соответствии с Вашим напряжением питания.

Сравнительно низкая цена уже готовой платы усилителя мощности на 350 Вт Вас приятно удивит.

Усилитель мощности УМ ЛАНЗАР хорошо зарекомендовал себя как в автомобильной аппаратуре, так и в стационарной. Особенно популярен среди небольших самодеятельных музыкальных коллективов не обремененных большими финансами и позволяет наращивать мощность постепенно - пара усилителей + пара акустических систем. Чуть позже еще раз пара усилителей + пара акустических систем и уже выигрыш не только по мощности, но и по звуковому давлению, что так же создает эфект дополнительной мощности. Еще позже УМ ХОЛТОН 800 под сабвуфер и перевод усилителей на СЧ-ВЧ звено и в результате уже в сумме 2 кВт ОЧЕНЬ приятного звука, что вполне достаточно для любого актового зала...

www.interlavka.narod.ru

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)