Усилитель холтона что это
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Усилитель Holton 2 х 100 Вт
Одна из самых популярных среди аудиофилов конструкций УМЗЧ – усилитель мощности Holton. Собраный по этой схеме он выдаёт 2 х 100 Вт. Каждый канал состоит из одной пары полевых МОП-транзисторов. Это известные транзисторы IRFP240 и дополнительные IRFP9240.
Схема УМЗЧ Холтон на транзисторах
Источником питания являются два трансформатора ТС120 / 13 по 120 ВА каждый. Фильтрация в одном канале составляет 4 х 4700 мкФ при 50 В, что в сумме составляет почти 20000 мкФ на канал.
Схема предусилителя к Холтону
Предусилитель основан на микросхеме LM1036. Кроме того использовались дополнительные напряжения от маленького трансформатора, которые приводят в действие предварительный усилитель, индикатор управления и защиту. Корпус идет от тюнера.
Предусилитель минимально гудит, но это не доставляет особых неудобств (только поднеся ухо к динамикам), звук же очень динамичный и мощный.
Схема защиты УНЧ и АС
Защита – это схема, основанная на микросхеме uPC1237. Эта защита обеспечивает отложенную активацию колонок, тепловую защиту, недопущение постоянного тока на выходе, перегрузка, короткое замыкание на выходе и быстрое отключение колонок после выключения питания.
Мощность, которую измерили при испытаниях, составляла 40 Вт при 12 Ом (это был нагрузочный резистор). Следовательно мощность, которую получим при 4 Ом нагрузки – это 100 Вт. При испытаниях измерили мощность на нескольких частотах, усилитель распределяет ее равномерно по всей акустической полосе.
Холтон оконечник имеет высокую мощность, поэтому для него требуются довольно большие трансформаторы, и фактический результат может отличаться от рассчитанного.
В случае преобразования Holton 100 в Holton 200 одна пара полевых МОП-транзисторов с их исходными резисторами добавляется в схему, и не забудьте повысить напряжение питания до +/- 50 В хотя бы. В общем смотрите эту статью.
Усилитель холтона что это
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ХОЛТОНА
СХЕМЫ ВАРИАНТОВ УСИЛИТЕЛЯ ХОЛТОНА
Информации по усилителю мощности Холтона в интернете довольно много, однако она разрознена. Не смотря на достаточность информации все равно у радиолюбителей возникает множество вопросов на тему сборки усилителя Холтона, хоть в его перовначальном виде, хоть в доработанных вариантах.
Именно по этой причине было решено собрать все в одном месте и дать наиболее исчерпывающую информацию по этому усилителю.
Для начала перевод статьи Эрика Холтона сделанный нынче покойным сайтом НЬЮТОНЛАБ:
На подключенном в схему транзисторе измеряется постоянное напряжение. Оно находится в пределах 3,8-4,2 Вольт. Просто подберите транзисторы в группу с различием в+-100 мВольт.
Пожалуйста, не перепутайте схему подключения P-канальног и N-канального транзистора.
Сборка печатной платы.
При первом взгляде на печатную плату просмотрите, все ли отверстия просверлены, и диаметры отверстий соответствуют диаметрам ножек деталей. Если что-то не просверлено – то, пользуясь, приведенными ниже, стандартными диаметрами, просверлите недостающие отверстия.
1/4 ваттный резистор = от 0,7 мм до 0,8 мм
1-ваттный резистор = 1 мм
1/4 диод Зеннера и нормальный мощный диод = 0,8 мм
Малосигнальные транзисторы, такие как BC546, в корпусе TO-92 =0,6 мм
Средне сигнальные транзисторы, такие как MJE340, в корпусе ТО-126 = 1,0 мм
Мощные выходные девайсы IRFP9240 устанавливаются в 2,5 мм отверстия.
Сборка начинается с установки 1/4 ваттных резисторов, затем устанавливаются мощные резисторы, диоды, конденсаторы и малосигнальные транзисторы. Следует быть внимательным при установке полярных элементов. Неправильное подключение может привести к неработоспособности устройства или выходу одного, или более элементов, при включении схемы.
Выходные транзисторы и транзистор Q10(BD139) – устанавливаются позже.
Предпусковой тест.
Допустим, что вы установили все элементы, кроме выходных транзисторов и Q10(BD139). Подсоедините на временные проводники транзистор Q10. Надо быть внимательным, чтобы не поменять местами эмитер-коллектор-база на база-коллектор-эмитер транзистора BD139.
Это нужно, чтобы во время тестирования усилитель работал должным образом. Также следует установить 10-ти Омный резистор, параллельно ZD3, со стороны проводников печатной платы. Для чего это нужно? Для того чтобы подключить резистор R11 обратной связи к буферному каскаду. Исключая выходные каскады получаем очень низкомощный усилитель мощности и можем произвести тесты без опасности вывести из строя выходные каскады. Теперь, когда подключен резистор обратной связи, пришла пора подключать питание +-70 вольт и включать.
Пятиватные резисторы по 4.7 кОм при этом уже должны быть установленными параллельно ёмкостям блока питания. Убедитесь в отсутствии дыма от схемы, ставьте прибор на измерение напряжения.
Измерьте следующие позиции по схеме, если напряжения находятся в пределах 10- ти процентов – то можно быть уверенным, что усилитель в порядке.
Если измерения закончены, то гасите питание, демонтируйте 10-ти Омный резистор.
R3
УВЕЛИЧИТЬ
К сожалению в статье не приведен (или не сохранился) оригинальный чертеж печатной платы, однако есть чертеж расположения деталей на оригинальном усилителе Холтона, а развести дорожки большого труда не составит:
Что-то похожее на именно эту плату есть ниже.
Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке ниже. Это почти схема Энтони Холтона, но только ПОЧТИ. В предлагаемом Вам усилители используются более скоростные транзисторы и несколько изменены номиналы, что позволило хоть и немного, но все же улучшить звучание и без того хорошо играющего усилителя.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 200 до 800 Вт, причем во всем диапазоне мощностей у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% на частоте 18 кГц при выходной мощности 700 Вт, что позволяет отнести этот усилитель к разряду Hi-Fi.
Ниже приведена таблица возможных замен транзисторов УНа с поправкой на напряжение питания усилителя
Фирменный усилитель Холтона
Фирменный усилитель Холтона
Фирменный усилитель Холтона — представляю в этом обзоре хорошо зарекомендовавший себя усилитель мощности разработанный Эриком Холтоном. Впоследствии схема была усовершенствовано Владимиром Перепелкиным и Дядей Федором, старожилами форума ВегаЛаб, где можно найти разделы обсуждения этого аппарата во всех подробностях
Полностью функциональная схема Владимира Перепелкина
Ее отличии от авторской заключается в том, что в ней задействован каскад драйвера имеющий выходное сопротивление существенно ниже оригинала, а это дало возможность быстрой перезарядки конденсаторов установленных в цепи выходных транзисторов и как следствие, меньше стало искажений, а полоса частот расширилась. Правильно собранная схема запускается без всяких проблем, великолепная ультра-устойчивость, даже невзирая на допущенные погрешности в разводке печатной платы, а именно: немного длинным получился проводник «земли».
Небольшая модернизация от себя:
Здесь все необходимое, чтобы изготовить фирменный усилитель Холтона: Все для Холтона
На все электролитические конденсаторы поставил шунтирующие пленочные емкости, между базами установил конденсатор, в цепь С13 добавил резистором, убрал диод VD1, а вместо его включил транзистор. Стабилитроны установленные в качестве шунтов в цепи затвора, оставил в каждом плече по одному, а вместо остальных двух поставил высокочастотные диоды 1N4148. Для удобства в разводки платы, резистор R12 посадил на «землю» 12ком, в цепь эмиттера температурного датчика включил постоянный резистор 36 Ом, с целью предотвращения избытка компенсации.
В конечном результате создал вот такую схему (На множестве компонентов отсутствует нумерация, некоторые из них не имели ее изначально в авторском исполнении, а другие это те, которые были добавлены.) Дело в том, что не было намерения всем электронным элементам в оригинальной схеме делать нумерацию по новой. Эти элементы обозначены просто именами — без указания номера, действующие напряжения отмечены синим цветом на схеме и зависят от напряжения питания, помеченные красным цветом не имеют зависимости от питания.
Печатная плата
Печатные платы я всегда изготавливаю под уже готовый корпус усилителя. То есть, после того как скомпоновал в корпусе радиаторы, блок питания и остальные комплектующие, только потом начинаю вычислять размеры будущей платы, чтобы рационально разместить ее. Так всегда удобней при создании конструкции, к тому же есть уверенность, что не ошибешься с размерами печатки. Габариты печатной платы 125мм на 90мм. Это для примера, так как у меня много нарезанного стеклотекстолита с таким размером, поэтому делаю подгонку под такой размер — у вас могут быть другие.
Вот здесь можно скачать печатку выполненную в „Eagle“ Holton_2, чтобы у вас самих была возможность компоновать детали. Если есть желание, то эту плату можно модернизировать, а можно просто скопировать. На данной печатке, как я говорил выше, неудачно получилась П-образная разводка «земли», она оказалась несколько длиннее, чем хотелось бы. Чтобы уменьшить сопротивление в этой дорожке можно на нее сверху припаять медную жилу диаметром 2мм. Ну как бы там не было, каждый радиолюбитель старается внести в конструкцию что-то свое, но конечным результатом в любом случае будет прекрасный усилитель, ну это конечно в том случае, если что-то серьезно не напортачите.
Блок питания
Хотелось бы сделать еще некоторые уточнения насчет усилителя. Дело в том существует мнение, что данный аппарат хорош только для сабвуфера — это не верное утверждение. Данная модель — это весьма широкополосный прекрасный усилитель, сравнивался по звучанию с некоторыми фирменными экземплярами, по заключению «слухачей», Холтон звучал лучше чем некоторые модели фирмы «Rotel»; «Akai»; «Dual».
Тест усилителя на максимальную мощность
В качестве эквивалента нагрузки я использовал мощный двойной реостат, сопротивление нагрузки можно устанавливать в диапазоне от 0 и до 16 Ом, ток свободно выдерживает до 16 А. При испытании оба канала нагружались одновременно. Падение питающего напряжения было с 57,4v до 51v — оказался слабоватым трансформатор, тем не менее выходная мощность составила 130 Вт на каждый канал при сопротивлении нагрузки 8 Ом и входной чувствительности 1v.
Серый Хомячок
Усилитель по мотивам Энтони Эрика Холтона, изменения от WP, конечный лоск от дяди Федора.
Работающая схема усилителя. Оригинал я не собирал, собирал вариант от Владимира Перепелкина.
Она отличается от оригинала тем, что имеет драйверный каскад с более низким выходным сопротивлением, что позволило более быстрее перезаряжать входные емкости выходных транзисторов, а следовательно искажения меньше, полоса частот шире. Схема запустилась с пол пинка, устойчивость отличная, даже не смотря на некоторые ляпы в печатке (типа длинной земли).
Платы я делаю всегда под конкретный случай. Т.е. сперва корпус, радиаторы, трансформаторы, и тЭдЭ и тЭпЭ а потом начинаю крутить плату, чтоб влезла.Стараюсь, конечно, чтоб все пучком было, но как получиться. Многослойные не люблю, все как то по старинке. Понимаю, что все это не совсем правильно, но приходилось приспосабливать к тому что есть. Размер платы 125*90, просто имею кучу нарезанных, вот и подгоняю под этот размер, если нет проблем с местом.
И печатка в „Eagle“, чтоб могли сами подвигать детали. Можно скопировать ее, а можно и улучшить. Ляп там, это длинная «П»образная земля, которую я усилил, для снижения сопротивления, 2мм медным проводом. Всеравно, каждый старается сделать все по своему. Результатом всеравно будет отличный усилитель, если конечно по крупному не накосячите.
Мой БП: На входе стоит фильтр от постоянной составляющей сети, подобный как в усилителях «Lamm», т.е. Шушуринский. Я, конечно, сильно сомневаюсь в пользе данного девайса, но попробовал. Дальше, мягкий старт, аналогичный в усилителе » Корвет 048″, трансформатор от усилителя «Kenwood», ну дальше все понятно.
Холтон, Сухов, Rotel, Akai, Dual. Причем первые три играли почти одинаково ( зря ругают Сухова) у Rotelя мощность не дотягивала до первых двух. Akai имел больше сходства с ламповым звуком, такие же рыхлые низа и прекрасная середина и верха. (В нем выход на 2SK405 и 2SJ115). Dual, вообще ни чем не отличился, мертвый звук.
Теперь испытания на полную мощность.
Реостат двойной у меня под столом, нагрузку можно регулировать от 0 до 16 ом, ток держит до 15 ампер. Нагружал оба канала сразу. Просадка напряжения питания с 57,6 до 50 вольт (да, дохленький трансик), при этом мощность была (до ограничения амплитуды) 130 ватт на канал при 8 ом нагрузки. Чувствительность 1 вольт.
ЧАВО:
По схеме применяется на входе два полярных конденсатора, я поставил неполярный. Поэтому один пришлось заменить перемычкой!
Подбор транзисторов хорошо описан в этой статье. Теоретически все выходные транзисторы по параметрам должны быть одинаковые, но на практике транзисторы одной проводимости сильно отличаются от транзисторов другой, что делает невозможной их подборку. В этом случае я посто подобрал одинаковые транзисторы только по плечам. Важнее обеспечить похожесть Ugs между параллельными транзисторами. Для лучшей стабильности нуля на выходе (а он и так очень стабильный) можно подобрать одинаковые транзисторы в первом ДК. И прижать их друг к другу, через термопасту с помощью термоусадочной трубки. Транзисторы VT4; VT5; VT6; VT8, также желательно чтоб еще и второй транзистор токового зеркала тоже, стояли на радиаторе. Рассеивать этому радиатору придеться около 4-5 ватт мощности. Поэтому сильно не «жадничайте» с площадью. Если все же его будет маловато (типа нет ничего подходящего), можно (крайний случай) уменьшить ток покоя драйвера путем увеличения сопротивлений R13_18; R14; R19 (можно только R13_18, но лучше все) до 47-51 ома.
Можно попробовать 2SC3600/2SA1406, 2SC3955/2SA1540, 2SC3503/2SA1381, 2SC3502/2SA1380, 2SC3467/2SA1370, BD139-16/140-16. Если это вариант не от ВП, то можно попробовать BF415/416, ну а если от ВП, то там помощней треба.
Да есть целая куча нормальных транзисторов: BC 546 BC 550 BC 639 MPSA 42 и многие другие. КТ3102 обладают малым уровнем шума только при Uce не более 5 В и Ic примерно 40 мкА. При больших напряжениях и токах шумят довольно сильно.
Безкаркасная, 15-20 витков на оправке д.1-1,5см в два слоя, проводом 1,0-1,5мм.
Нужно 63 вольта разделить на 1,41, получим примерно 44,7 вольта.
Это относиться только к переменному синосуидальному току. К постоянке это не относиться.
Не менее 20 000 на плечо, а вообще, чем больше тем лучше.
Зная КПД мощность расчитывается. Это если он, к примеру, потребил 2* 48V*3A= 288Watt, То выдаст в нагрузку 288ватт*0,6 = 172,8 ватт! Зная выходную мощность, можно вычислить КПД самому измерив еще потребляемую мощность усилителя. Для этого потребуется вольтметр постоянного тока и амперметр ( примерно на 10 ампер). Амперметр включаем в разрыв, скажем, + питания и вольтметр между землей и этим полюсом и снимаем показания при той же мощности ( до ограничения амплитуды и с нагрузкой) Всё это можно сделать вместе с измерением мощности. Потом измеренное напряжение множим на измеренный ток и умножаем на 2 ( двухполярное питание) получаем потребляемую мощность. Пример: Вольтметр показал 50 вольт, амперметр 2 ампера итого: 50*2*2=200 ватт потребляемой мощности. А КПД вычисляем по формуле: 100% множим на выходную мощность и делим на потребляемую. Пример: 100%*100вт/200вт=50% КПД!
Про резистор, все правильно. Вход во время проверки желательно закоротить. От положения подстроечника будет зависеть напряжение на кол и эм датчика температуры. Пока выходных транзюков нет, положение его безразлично, но когда ты их поставишь, то при первом включении подстроечник должен находиться в верхнем по схеме положении, что соответствует минимальному току покоя.
Ток покоя нужно выставлять для каждого транзистора 100ма, а не для всего усилителя.
Достаточно померить напряжение на мощных истоковых резисторах ну и по закону ома I=U/R вычислить ток покоя. На каждом транзисторе он должен быть не менее 100ма. Ток покоя выставляется при закороченном входе. На выходе должен быть четкий ноль. Нагрузка должна быть отключена. Ток 100ма постоянный, на сопротивлении 0,22ома, падение напряжения должно быть около 0,022 вольта (постоянного) на каждом резисторе и отличаться не значительно.
Ну тогда у тебя в запасе еще два пути. Это увеличить сопротивление R15, до 8,2ком примерно, или уменьшить R17 до 470 Ом. Перекос в плечах, это нормально, и происходит в ввиду не одинаковости транзисторов с»N»и «P» каналом. А 3,5 вольта, этого напряжения как раз и нехватает для нормального тока покоя.
Предохранители у меня стоят в БП, они, конечно, не спасают транзисторы от сгорания, но они спасают диоды выпрямительного моста, трансформатор, монтаж от выгорания, а это уже не мало, поэтому место им в БП, на каждый канал свои. От кз защиту не делаю (ну разве что эти предохранители), за последнии 20 лет я не припомню, чтоб на выходе у меня КЗ было, это какие сопли надо ж иметь. Да к тому же эта защита начинает срабатывать на пиках, внося свои искажения, с которыми мы всякими способами пытаемся избавиться. Так пусть уж лучше чтоб они не возникали. К тому же я проделал тот же эксперимент, который был описан на Сайте Ньютон Лаба: на полной громкости замкнул выход. Сгорели предохранители в блоке питания. Усилителю, хоть бы что! Так зачем огород городить?
Дело в том, что выпрямительные диоды при переключении генерят в широкой полосе. Чтоб задавить эту генерацию и применяют параллельно диодам конденсаторы или заменяют выпрямительные диоды на более быстрые. А самый эффективный метод, когда все вместе. Конечно их необязательно параллелить конденсаторами, в этой схеме много чего необязательного и свободно можно выкинуть. Я просто нарисовал как у МЕНЯ сделано, а там уж как хотите.
Ну, нет заземления, так нет. Конденсатор один, такой же, между двумя проводами сети, для шунтирования высокочастотных помех. Для одного канала убираешь с каждого плеча по сопротивлению 0,22 ома и конденсатору 10 000 мкф. Но! Конденсаторы лучше оставить, тогда сопротивления заменяешь перемычкой.
Схема что привел Дядя Федор не спасет тебя от звуков издаваемых сабом при включении и выключении. Схема предназначена для плавного пуска большой нагрузки. Чтобы с диодов БП снять часть нагрузки и чтобы пробки в квартире не повыбивало. Звуки которые ты слышишь это переходные процессы в УМ. Тут надо ставить схему задержки подключения динамика к выходу УМ. Просто тупо ждать несколько секунд после включения, а потом реле подключает динамик. А при выключении надо предусмотреть механизм мгновенного снятия напряжения с реле. Схем реализующих это полно. Ищи по словосочетанию Защита АС. У меня стоит уже проверенная временем, надежная и простая схема защиты колонок от усилителя «БРИГ», такая же стоит во многих промышленных усилителях.
И ещё не маловажный момент: Частенько при испытаниях забывают соеденить сигнальную землю с силовой, от этого и напряжения не те и усилитель не работает, Так что не забывайте и сохраните много нервов и времени.
6. Усилитель Холтона на НЧ секции.
Итак продолжим. На самом деле — по хронологии, это мой первый нормальный усилитель и первый компонент всей системы. Начинал именно с него.
Сейчас многое бы сделал по другому, но переделывать уже не вижу смысла.
Долго выбирал кандидата, в итоге остановился на усилителе Холтона. Печатки промышленого производства с Вегалаба под 3 пары выходных транзисторов. Компоненты средненькие, без каких либо излишиств. Задача работать в узком диапозоне на адекватных мощностях до 80гц.
Платы питания брались так же на вегалабе. При чем изначально хотел сделать общим, а затем переосмыслил и сделал сразу 2е моно. Конденсаторы небольшие 50в (надо было брать 63) 6800мкф по 5шт в плечо на каждую плату. С учетом работы на НЧ секцию с коррекцией линквица — я боялся за нагрев диодов, поэтому решено было их перенести на обратную сторону платы и посадить на аллюминиемую пластину. Сама пластина так же на термопасту посажена к днищу корпуса.
Далее корпус — был случайно куплен в москве с рук, использовался как корпус ДЛЯ ХАРДОВ! я не знаю каким образом)
Трансформаторы делали на заказ в Роднике. Тогда еще они работали с физ лицами.
На выбор было 2 компоновки.
В итоге решил отодвинуть трансформаторы в центр во избежание наводок.
Платы усилителей спаяны для параллельной установки на радиаторы. Подошва радиатора толстая, сверлилась впотай и нарезалась резьба. Промежуточная сборка без термопрокладок.
Сейчас бы сделал чуть по другому, но сам факт. Что есть, то есть)
При случае переделаю провода с плат Бп до плат УМ.