Ремонт УМЗЧ – чуть ли не самый частый из вопросов, задаваемых на радиолюбительских форумах. И при том – один из самых сложных. Конечно, существуют «излюбленные» неисправности, но в принципе, выйти из строя может любой из нескольких десятков, а то и сотен компонентов, входящих в состав усилителя. Тем более, что и схем УМЗЧ – великое множество.
Конечно, охватить все случаи, встречающиеся в практике ремонта, не представляется возможным, однако, если следовать определенному алгоритму, то в подавляющем большинстве случаев удается восстановить работоспособность устройства за вполне приемлемое время. Данный алгоритм был выработан мною по опыту ремонта около полусотни различных УМЗЧ, от простейших, на несколько ватт или десятков ватт, до концертных «монстров» по 1…2 кВт на канал, большинство из которых поступало на ремонт без принципиальных схем.
Главной задачей ремонта любого УМЗЧ является локализация вышедшего из строя элемента, повлекшего за собой неработоспособность как всей схемы, так и выход из строя других каскадов. Поскольку в электротехнике бывает всего 2 типа дефектов:
наличие контакта там, где его быть не должно;
отсутствие контакта там, где он должен быть,
то «сверхзадачей» ремонта является нахождение пробитого или оборванного элемента. А для этого – отыскать тот каскад, где он находится. Дальше – «дело техники». Как говорят врачи: «Правильный диагноз — половина лечения».
Перечень оборудования и инструментов, необходимых (или по крайней мере крайне желательных) при ремонте:
Отвертки, бокорезы, пассатижи, скальпель (нож), пинцет, лупа – т.е., минимальный обязательный набор обычного монтажного инструмента.
Тестер (мультиметр).
Осциллограф.
Набор ламп накаливания на различные напряжения – от 220 В до 12 В (по 2 шт.).
Низкочастотный генератор синусоидального напряжения (весьма желательно).
Двухполярный регулируемый источник питания на 15…25(35) В с ограничением выходного тока (весьма желательно).
Измеритель емкости и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) конденсаторов (весьма желательно).
И, наконец, самый главный инструмент – голова на плечах (обязательно!).
Рассмотрим данный алгоритм на примере ремонта гипотетического транзисторного УМЗЧ с биполярными транзисторами в выходных каскадах (рис.1), не слишком примитивного, но и не очень сложного. Такая схема является наиболее распространенной «классикой жанра». Функционально он состоит из следующих блоков и узлов:
а) двухполярный источник питания (не показан);
б) входной дифференциальный каскад на транзисторах VT2, VT5 с токовым зеркалом на транзисторах VT1 и VT4 в их коллекторных нагрузках и стабилизатором их эмиттерного тока на VT3;
в) усилитель напряжения на VT6 и VT8 в каскодном включении, с нагрузкой в виде генератора тока на VT7;
г) узел термостабилизации тока покоя на транзисторе VT9;
д) узел защиты выходных транзисторов от перегрузки по току на транзисторах VT10 и VT11;
е) усилитель тока на комплементарных тройках транзисторов, включенных по схеме Дарлингтона в каждом плече (VT12VT14VT16 и VT13VT15VT17).
Первым пунктом любого ремонта является внешний осмотр сабжа и его обнюхивание (!). Уже одно это позволяет иногда хотя бы предположить сущность дефекта. Если пахнет паленым – значит, что-то явно горело.
Проверка наличия сетевого напряжения на входе: тупо перегорел сетевой предохранитель, разболталось крепление проводов сетевого шнура в вилке, обрыв в сетевом шнуре и т.п. Этап – банальнейший по своей сущности, но на котором ремонт заканчивается примерно в 10% случаев.
Ищем схему на усилитель. В инструкции, в Интернете, у знакомых, друзей и т.п. К сожалению, все чаше и чаще в последнее время – безуспешно. Не нашли – тяжко вздыхаем, посыпаем голову пеплом и принимаемся за вырисовывание схемы по плате. Можно этот этап и пропустить. Если неважен результат. Но лучше не пропускать. Муторно, долго, противно, но – «Надо, Федя, надо…» ((С) «Операция «Ы»…).
Вскрываем сабж и производим внешний осмотр его «потрохов». Применяем лупу, если нужно. Можно увидеть разрушенные корпуса п/п приборов, потемневшие, обуглившиеся или разрушенные резисторы, вздутые электролитические конденсаторы или потеки электролита из них, оборванные проводники, дорожки печатной платы и т.п. Если таковое найдено – это еще не повод для радости: разрушенные детали могут быть следствием выхода из строя какой-нибудь «блошки», которая визуально цела.
Проверяем блок питания. Отпаиваем провода, идущие от БП к схеме (или отсоединяем разъем, если он есть). Вынимаем сетевой предохранитель и к контактам его держателя подпаиваем лампу на 220 В (60…100 Вт). Она ограничит ток первичной обмотки трансформатора, равно как и токи во вторичных обмотках.
Включаем усилитель. Лампа должна мигнуть (на время зарядки конденсаторов фильтра) и погаснуть (допускается слабое свечение нити). Это значит, что К.З. по первичной обмотке сетевого трансформатора нет, как нет явного К.З. в его вторичных обмотках. Тестером на режиме переменного напряжения измеряем напряжение на первичной обмотке трансформатора и на лампе. Их сумма должна быть равна сетевому. Измеряем напряжения на вторичных обмотках. Они должны быть пропорциональными тому, что измерено фактически на первичной обмотке (относительно номинального). Лампу можно отключать, ставить предохранитель на место и включать усилитель прямо в сеть. Повторяем проверку напряжений на первичной и вторичной обмотках. Соотношение (пропорция) между ними должно быть таким же, как при измерении с лампой.
Лампа горит постоянно в полный накал – значит, имеем К.З. в первичной цепи: проверяем целостность изоляции проводов, идущих от сетевого разъема, тумблер питания, держатель предохранителя. Отпаиваем один из поводов, идущих на первичную обмотку трансформатора. Лампа погасла – скорее всего вышла из строя первичная обмотка (или межвитковое замыкание).
Лампа горит постоянно в неполный накал – скорее всего, дефект во вторичных обмотках или в подключенных к ним цепях. Отпаиваем по одному проводу, идущему от вторичных обмоток к выпрямителя(м). Не перепутать, Кулибин! Чтобы потом не было мучительно больно от неправильной подпайки назад (промаркировать, например, с помощью кусочков липкой малярной ленты). Лампа погасла – значит, с трансформатором все в порядке. Горит – снова тяжко вздыхаем и либо ищем ему замену, либо перематываем.
Определились, что трансформатор в порядке, а дефект в выпрямителях или конденсаторах фильтра. Прозваниваем диоды (желательно отпаять под одному проводу идущему к их выводам, либо выпаять, если это интегральный мост) тестером в режиме омметра на минимальном пределе. Цифровые тестеры в этом режиме часто врут, поэтому желательно использовать стрелочный прибор. Лично я давно пользуюсь прозвонкой-«пищалкой» (рис. 2, 3). Диоды (мост) пробиты или оборваны – меняем. Целые – «звоним» конденсаторы фильтра. Перед измерением их надо разрядить (!!!) через 2-ваттный резистор сопротивлением около 100 Ом. Иначе можно сжечь тестер. Если конденсатор цел – при замыкании стрелка сначала отклоняется до максимума, а потом довольно медленно (по мере заряда конденсатора) «ползет» влево. Меняем подключение щупов. Стрелка сначала зашкаливает вправо (на конденсаторе остался заряд от предыдущего измерения) а потом опять ползет влево. Если есть измеритель емкости и ESR, то весьма желательно использовать его. Пробитые или оборванные конденсаторы меняем.
Выпрямители и конденсаторы целые, но на выходе блока питания стои́т стабилизатор напряжения? Не беда. Между выходом выпрямителя(ей) и входом(ами) стабилизатора(ов) включаем лампу(ы) (цепочку(и) ламп) на суммарное напряжение близкое к указанному на корпусе конденсатора фильтра. Лампа загорелась – дефект в стабилизаторе (если он интегральный), либо в цепи формирования опорного напряжения (если он на дискретных элементах), либо пробит конденсатор на его выходе. Пробитый регулирующий транзистор определяется прозваниванием его выводов (выпаять!).
С блоком питания все в порядке (напряжения на его выходе симметричные и номинальные)? Переходим к самому главному – собственно усилителю. Подбираем лампу (или цепочки ламп) на суммарное напряжение, не ниже номинального с выхода БП и через нее (них) подключаем плату усилителя. Причем, желательно к каждому из каналов по отдельности. Включаем. Загорелись обе лампы – пробиты оба плеча выходных каскадов. Только одна – одно из плеч. Хотя и не факт.
Лампы не горят или горит только одна из них. Значит, выходные каскады, скорее всего, целые. К выходу подключаем резистор на 10…20 Ом. Включаем. Лампы должны мигнуть (на плате обычно есть еще конденсаторы по питанию). Подаем на вход сигнал от генератора (регулятор усиления – на максимум). Лампы (обе!) зажглись. Значит, усилитель что-то усиливает, (хотя хрипит, фонит и т.п.) и дальнейший ремонт заключается в поиске элемента, выводящего его из режима. Об этом – ниже.
Для дальнейшей проверки лично я не использую штатный блок питания усилителя, а применяю 2-полярный стабилизированный БП с ограничением тока на уровне 0,5 А. Если такового нет – можно использовать и БП усилителя, подключенный, как было указано, через лампы накаливания. Только нужно тщательно изолировать их цоколи, чтобы случайно не вызвать КЗ и быть аккуратным, чтобы не разбить колбы. Но внешний БП – лучше. Заодно виден и потребляемый ток. Грамотно спроектированный УМЗЧ допускает колебания питающих напряжений в довольно больших пределах. Нам ведь не нужны при ремонте его супер-пупер параметры, достаточно просто работоспособности.
Итак, с БП всё в порядке. Переходим к плате усилителя (рис. 4). Перво-наперво надо локализовать каскад(ы) с пробитым(и)/оборванным(и) компонентом(ами). Для этого крайне желательно иметь осциллограф. Без него эффективность ремонта падает в разы. Хотя и с тестером можно тоже много чего сделать. Почти все измерения производятся без нагрузки (на холостом ходу). Допустим, что на выходе у нас «перекос» выходного напряжения от нескольких вольт до полного напряжения питания.
Для начала отключаем узел защиты, для чего выпаиваем из платы правые выводы диодов VD6 и VD7 (у меня в практике было три случая, когда причиной неработоспособности был выход из строя именно этого узла). Смотрим напряжение не выходе. Если нормализовалось (может быть остаточный перекос в несколько милливольт – это норма), прозваниваем VD6, VD7 и VT10, VT11. Могут быть обрывы и пробои пассивных элементов. Нашли пробитый элемент – меняем и восстанавливаем подключение диодов. На выходе ноль? Выходной сигнал (при подаче на вход сигнала от генератора) присутствует? Ремонт закончен.
Рис. 4.
Ничего с сигналом на выходе не изменилось? Оставляем диоды отключенными и идем дальше.
Выпаиваем из платы правый вывод резистора ООС (R12 вместе с правым выводом C6), а также левые выводы R23 и R24, которые соединяем проволочной перемычкой (показана на рис. 4 красным) и через дополнительный резистор (без нумерации, порядка 10 кОм) соединяем с общим проводом. Перемыкаем проволочной перемычкой (красный цвет) коллекторы VT8 и VT7, исключая конденсатор С8 и узел термостабилизации тока покоя. В итоге усилитель разъединяется на два самостоятельных узла (входной каскад с усилителем напряжения и каскад выходных повторителей), которые должны работать самостоятельно.
Смотрим, что имеем на выходе. Перекос напряжения остался? Значит, пробит(ы) транзистор(ы) «перекошенного» плеча. Выпаиваем, звоним, заменяем. Заодно проверяем и пассивные компоненты (резисторы). Наиболее частый вариант дефекта, однако должен заметить, что очень часто он является следствием выхода из строя какого-то элемента в предыдущих каскадах (включая узел защиты!). Поэтому последующие пункты все-таки желательно выполнить.
Перекоса нет? Значит, выходной каскад предположительно цел. На всякий случай подаем сигнал от генератора амплитудой 3…5 В в точку «Б» (соединения резисторов R23 и R24). На выходе должна быть синусоида с хорошо выраженной «ступенькой», верхняя и нижняя полуволны которой симметричны. Если они не симметричны – значит, «подгорел» (потерял параметры) какой-то из транзисторов плеча, где она ниже. Выпаиваем, звоним. Заодно проверяем и пассивные компоненты (резисторы).
Сигнала на выходе нет вообще? Значит, вылетели силовые транзисторы обоих плеч «насквозь». Печально, но придется выпаивать все и прозванивать с последующей заменой.
Не исключены и обрывы компонентов. Тут уж нужно включать «8-й инструмент». Проверяем, заменяем…
Добились симметричного повторения на выходе (со ступенькой) входного сигнала? Выходной каскад отремонтирован. А теперь нужно проверить работоспособность узла термостабилизации тока покоя (транзистор VT9). Иногда наблюдается нарушение контакта движка переменного резистора R22 с резистивной дорожкой. Если он включен в эмиттерной цепи, как показано на приведенной схеме, ничего страшного с выходным каскадом при этом произойти не может, т.к. в точке подключения базы VT9 к делителю R20–R22R21 напряжение просто повышается, он приоткрывается больше и, соответственно, снижается падение напряжения между его коллектором и эмиттером. В выходном сигнале простоя появится ярко выраженная «ступенька».
Однако (очень даже нередко), подстроечный резистор ставится между коллектором и базой VT9. Крайне «дураконезащищенный» вариант! Тогда при потере контакта движка с резистивной дорожкой напряжение на базе VT9 снижается, он призакрывается и, соответственно, повышается падение напряжения между его коллектором и эмиттером, что ведет к резкому возрастанию тока покоя выходных транзисторов, их перегреву и, естественно, тепловому пробою. Еще более дурацкий вариант выполнения этого каскада – если база VT9 соединена только с движком переменного резистора. Тогда при потере контакта на ней может быть все, что угодно, с соответствующими последствиями для выходных каскадов.
Если есть возможность, сто́ит переставить R22 в базо-эмиттерную цепь. Правда, при этом регулировка тока покоя станет выражено нелинейной от угла поворота движка, но IMHO это не такая уж и большая плата за надежность. Можно просто заменить транзистор VT9 на другой, с обратным типом проводимости, если позволяет разводка дорожек на плате. На работу узла термостабилизации это никак не повлияет, т.к. он является двухполюсником и не зависит от типа проводимости транзистора.
Проверка этого каскада осложняется тем, что, как правило, соединения с коллекторами VT8 и VT7 сделаны печатными проводниками. Придется поднимать ножки резисторов и делать соединения проводочками (на рис. 4 показаны разрывы проводников). Между шинами положительного и отрицательного напряжений питания и, соответственно, коллектором и эмиттером VT9 включаются резисторы примерно по 10 кОм (без нумерации, показаны красным) и замеряется падение напряжения на транзисторе VT9 при вращении движка подстроечного резистора R22. В зависимости от количества каскадов повторителей оно должно изменяться в пределах примерно 3…5 В (для «троек, как на схеме) или 2,5… 3,5 В (для «двоек»).
Вот и добрались мы до самого интересного, но и самого сложного – дифкаскада с усилителем напряжения. Они работают только совместно и разделить их на отдельные узлы принципиально невозможно.
Перемыкаем правый вывод резистора ООС R12 с колекторами VT8 и VT7 (точка «А», являющаяся теперь его «выходом»). Получаем «урезанный» (без выходных каскадов) маломощный ОУ, вполне работоспособный на холостом ходе (без нагрузки). Подаем на вход сигнал амплитудой от 0,01 до 1 В и смотрим, что будет в точке А. Если наблюдаем усиленный сигнал симметричной относительно земли формы, без искажений, значит данный каскад цел.
Сигнал резко снижен по амплитуде (мало усиление) – в первую очередь проверить емкость конденсатора(ов) С3(С4, т.к. производители для экономии очень часто ставят только один полярный конденсатор на напряжение 50 В и больше, рассчитывая, что в обратной полярности он все равно будет работать, что не есть гут). При его подсыхании или пробое резко снижается коэффициент усиления. Если нет измерителя емкости – проверяем просто путем замены на заведомо исправный.
Сигнал перекошен – в первую очередь проверить емкость конденсаторов С5 и С9, шунтирующих шины питания предусилительной части после резисторов R17 и R19 (если эти RC-фильтры вообще есть, т.к. нередко они не ставятся).
На схеме приведены два распространенных варианта симметрирования нулевого уровня: резистором R6 или R7 (могут быть, конечно же, и другие), при нарушении контакта движка которых тоже может быть перекос выходного напряжения. Проверить вращением движка (хотя, если контакт нарушен «капитально», это может и не дать результата). Тогда попробовать перемкнуть пинцетом их крайние выводы с выводом движка.
Сигнал вообще отсутствует – смотрим, а есть ли он вообще на входе (обрыв R3 или С1, К.З. в R1, R2, С2 и т.п.). Только сначала нужно выпаять базу VT2, т.к. на ней сигнал будет очень маленьким и смотреть на правом выводе резистора R3. Конечно, входные цепи могут сильно отличаться от приведенных на рисунке – включать «8-й инструмент». Помогает.
Естественно, описать все возможные причинно-следственные варианты дефектов мало реально. Поэтому дальше просто изложу, как проверять узлы и компоненты данного каскада.
Стабилизаторы тока VT3 и VT7. В них возможны пробои или обрывы. Из платы выпаиваются коллекторы и замеряется ток между ними и землей. Естественно, сначала нужно рассчитать по напряжению на их базах и номиналам эмиттерных резисторов, каким он должен быть. (N.B.! В моей практике был случай самовозбуждения усилителя из-за чрезмерно большого номинала резистора R10, поставленного изготовителем. Помогла подстройка его номинала на полностью работающем усилителе – без указанного выше разделения на каскады).
Аналогично можно проверить и транзистор VT8: если перемкнуть коллектор-эмиттер транзистора VT6, он также тупо превращается в генератор тока.
Транзисторы дифкаскада VT2V5T и токового зеркала VT1VT4, а также VT6 проверяются их прозвонкой после отпайки. Лучше замерить коэффициент усиления (если тестер – с такой функцией). Желательно подобрать с одинаковыми коэффициентами усиления.
Пару слов «не для протокола». Почему-то в подавляющем большинстве случаев в каждый последующий каскад ставят транзисторы все бо́льшей и бо́льшей мощности. В этой зависимости есть одно исключение: на транзисторах каскада усиления напряжения (VT8 и VT7) рассеивается в 3…4 раза бо́льшая мощность, чем на предрайверных VT12 и VT23 (!!!). Поэтому, если есть такая возможность, их сто́ит сразу же заменить на транзисторы средней мощности. Неплохим вариантом будет КТ940/КТ9115 или аналогичные импортные.
Довольно нередкими дефектами в моей практике были непропаи («холодная» пайка к дорожкам/«пятачкам» или плохое облуживание выводов перед пайкой) ножек компонентов и обломы выводов транзисторов (особенно в пластмассовом корпусе) непосредственно возле корпуса, которые очень трудно было увидеть визуально. Пошатать транзисторы, внимательно наблюдая за их выводами. В крайнем случае – выпаять и впаять заново.
Если проверили все активные компоненты, а дефект сохраняется – нужно (опять же, с тяжким вздохом), выпаять из платы хоть по одной ножке и проверить тестером номиналы пассивных компонентов. Нередки случаи обрывов постоянных резисторов без каких-либо внешних проявлений. Неэлектролитические конденсаторы, как правило, не пробиваются/обрываются, но всякое бывает…
Опять же, по опыту ремонта: если на плате видны потемневшие/обугленные резисторы, причем симметрично в обеих плечах, сто́ит пересчитать выделяемую на нем мощность. В житомирском усилителе «Dominator» производитель поставил в одном из каскадов резисторы по 0,25 Вт, которые регулярно горели (до меня было 3 ремонта). Когда я просчитал их необходимую мощность – чуть не упал со стула: оказалось, что на них должно рассеиваться по 3 (три!) ватта…
Наконец, все заработало… Восстанавливаем все «порушенные» соединения. Совет вроде бы и банальнейший, но сколько раз забываемый!!! Восстанавливаем в обратной последовательности и после каждого соединения проверяем усилитель на работоспособность. Нередко покаскадная проверка, вроде бы, показала, что все исправно, а после восстановления соединений дефект опять «выползал». Последними подпаиваем диоды каскада токовой защиты.
Выставляем ток покоя. Между БП и платой усилителя включаем (если они были отключены ранее) «гирлянду» ламп накаливания на соответствующее суммарное напряжение. Подключаем к выходу УМЗЧ эквивалент нагрузки (резистор на 4 или 8 Ом). Движок подстроечного резистора R22 устанавливаем в нижнее по схеме положение и на вход подаем сигнал от генератора частотой 10…20 кГц (!!!) такой амплитуды, чтобы на выходе выл сигнал не более 0,5…1 В. При таких уровне и частоте сигнала хорошо заметна «ступенька», которую трудно заметить на большом сигнале и малой частоте. Вращением движка R22 добиваемся ее устранения. При этом нити накала ламп должны немного светиться. Можно проконтролировать ток и амперметром, включив его параллельно каждой гирлянде ламп. Не сто́ит удивляться, если он будет заметно (но не более, чем в 1,5…2 раза в бо́льшую сторону) отличаться от того, что указано в рекомендациях по настройке – нам ведь важно не «соблюдение рекомендаций», а качество звучания! Как правило, в «рекомендациях» ток покоя значительно завышается, для гарантированного достижения запланированных параметров («по худшему»). Перемыкаем «гирлянды» перемычкой, повышаем уровень выходного сигнала до уровня 0,7 от максимального (когда начинается амплитудное ограничение выходного сигнала) и даем усилителю прогреться 20…30 минут. Этот режим является наиболее тяжелым для транзисторов выходного каскада – на них при этом рассеивается максимальная мощность. Если «ступенька» не появилась (при малом уровне сигнала), а ток покоя возрос не более, чем в 2 раза, настройку считаем законченной, иначе убираем «ступеньку» снова (как было указано выше).
Убираем все временные соединения (не забывать!!!), собираем усилитель окончательно, закрываем корпус и наливаем чарку, которую с чувством глубокого удовлетворения проделанной работой, выпиваем. А то работать не будет!
Конечно же, в рамках данной статьи не описаны нюансы ремонта усилителей с «экзотическими» каскадами, с ОУ на входе, с выходными транзисторами, включенными с ОЭ, с «двухэтажными» выходными каскадами и многое другое…
Запуск усилителя по пунктам
Вначале нужно сказать про защитные резисторы. Смысл всех резисторов - снижать ток. В разные точки схемы включенные, они создают токи коллектора, входные, токи смещения и прочие. Включенные в разрыв питающих проводов, они снижают потребляемый схемой ток, или ограничивают его.
Схема защитного выпрямителя. 
На контактах 2-3-7 обычное питание, так сказать, "±" (плюс-минус). На контактах 1-3-8 то же питание, только ослабленное по мощности. В итоге, если выпрямитель отдает ±30В при токе 5А на контактах 2-3-7, то с контактов 1-3-8 мы не снимем ток, больший 0,3А. Испытывая усилитель таким током, работоспособность его проверить можно, а вот если в схеме есть ошибки, то больше чем в половине случаев можно предотвратить выгорание деталей, сэкономить время и деньги. Если только что собранный усилитель испытывать сразу же на полной мощности, ошибки в схеме приведут к различного рода пиротехническим эффектам, выжиганию транзисторов и еще туевой хуче проблем.
Печатная плата: 
Итак, нашего малыша 
подключаем к защитному питанию, и - поехали!
После подачи питания касаемся любым металлическим предметом (отверткой) входа усилителя. Руки при этом должны быть изолированы от предмета и токоведущих частей схемы. Из динамиков должен раздаться сетевой фон.
Если фон появился, отключаем усилитель от сети, ждем, пока разрядятся конденсаторы питания и подключаем источник сигнала. Подаем питание и из динамиков слышим звук О, чудо! оно заработало!!! Пить пиво рано. Впереди у нас с вами еще огромная работа. Переходим к пункту 7.
Фон вперемешку со свистом говорит нам о самовозбуждении усилителя. Раз так - переходим к пункту 6.
Если звук идет, но искаженный, возможно, подан слишком сильный сигнал, или он искажается до усилителя. Уменьшаем громкость. Если искажения не прошли, то неисправность на плате; идем в пункт 6.
Если фона нет, то возможны неполадки на плате, в таком виде усилитель может выйти из строя. усилитель желательно сразу же отключить от сети. Нам в пункт 6.
Проверяем монтаж, замыкания меж элементами, между дорожками, исправность элементов, правильность их установки на плату. Промываем плату спиртом, ацетоном. Если неполадка не устранена - либо нерабочая сама схема, либо мы что-то забыли сделать, либо при сборке схемы кто-то шел мимо и чихнул. Самовозбуждение наблюдаем осциллографом, в виде зашумленного широкополосного сигнала на выходе усилителя при отсутствии сигнала на входе.
Если все вроде работает, не вспухают кондеры, не жарятся резисторы и есть звук - оставляем усилитель поработать минут 5 на небольшой громкости. Напряжение питания на самом усилителе должно быть таким же, как до резисторов, или около этого. Если разница большая, замерим ток через резисторы. Он должен быть таким, каким указан в описании усилителя. Если что-то не так, то нужно про это не забыть и разобраться.
Что ж, настало самое последнее испытание! Слабонервных просим выйти из зала!!! Не проводите эти испытания, не пройдя пункты 1-7!!!
Переключаем питание на полную мощность. Не забудем про предохранители, иначе будем либо выковыривать осколки транзисторов из себя, либо побежим в подъезд менять пробки.
МЕДЛЕННО И ПОСТЕПЕННО!!! добавляем громкость. Наши органы осязания, обоняния и все остальные работают на пределе возможностей, как в фильме "Без чувств". Готовимся к появлению запаха, дыма, гула, держим руку на сетевом выключателе, мало ли если что. Контролируем температуру транзисторов, микросхем.
Если радиаторы нагреваются до такой температуры, что нельзя руку держать - выключаем немедленно, иначе бабах. их надо заменить на побольше.
Если конденсаторы вспухают - выключаем немедленно, иначе бабах.
Если резисторы темнеют и начинают вонять - выключаем немедленно, иначе бабах.
Не забываем про выпрямитель. Диодный мост не должен быть горячим, иначе бабах.
Спустя 10-20 минут работы усилителя на полную мощность можно говорить о его готовности
Как правильно запускать и настраивать транзисторные УМ с ООС
Периодически возникают дицкуссии на тему «как мало вокруг дартаньянов». Так вот для тех, кто ещё не мушкитёр, я решил написать краткое наставление о том, как надо правильно запускать и настраивать транзисторные УМ с ООС. Итак.
Как правильно запускать и настраивать транзисторные УМ с ООС
Введение
Мой уважаемый недартаньян, буду обращаться к тебе на «ты». Ты решил собрать хороший транзисторный УМ (далее ТУМ). Для этой цели, перелопачен интернет и выбрана схема из журнала Радио или чего другое, обещающее после сборки мгновенное самозапускание. Однако после сборки самозапускания не произошло, а случилось самовозгорание. После того, как потолок кухни полностью покроется сгоревшими р-н переходами, к тебе в голову приходит простая и ясная мысль : «на№бали!». И действительно, в какой то мере сей факт имел место быть. Чтобы этого не случилось, надо понять одно. Нельзя делать то, в чём ты ни хрена не смыслишь. Надо иметь хоть минимальный комплекс представлений о том, как работает ТУМ.
Минимальный комплекс представлений о работе ТУМ
Для того, чтобы понять, как работает ТУМ надо совсем немного. 1. Знать закон Ома и быть уверенным в том, что он работает всегда и везде, где есть ток. 2. Знать закон Кирхгофа с такой же уверенностью. 3. Знать, что падение на р-н переходе равно 0,6 В. и что у транзистора их два, а у диода один. 4. Знать простую формулу f = 1 / 2 пи C R. Это частота RC цепи по уровню –3дБ. 5. Иметь представление о диаграммах Боде и уметь их рисовать. Чтобы их нарисовать, надо иметь на кухне минимальный набор приборов.
Минимальный набор приборов
Их совсем немного. 1. Вольтметр постоянного и переменного тока, желательно стрелочный. 2. Осциллограф от 10 мГц. , желательно двухлучевой и с максимально большим экраном. Это твой основной инструмент, так же как и 3. Генератор хотя бы до 200 кГц. с хорошим аттенюатором и хорошей формой амплитуды. ГЗ 118 вполне подойдёт.
Анализ схемы
Берём схему, которую собрались делать, и начинаем её анализировать. Надо чётко понимать, как она работает. Для этого нужны справочные данные всех применённых транзисторов. Рассчитываем всю схему по постоянному току. Смотрим, где какой ток бежит и не являются ли эти режимы предельными или близко к предельным для применённых транз. и диодов. Потом прикидываем пределы изменений для переменного тока при подаче сигнала (при этом допускаем, что автор правильно применил ООС). Если всё чики-пуки, то эту схему можно собрать, и она ,при правильном монтаже, сразу не сгорит. Можно так же провести частотный анализ и нарисовать, как примерно будет работать ООС, но не стоит перегружать мозг, т.к. на рабочем макете это сделать намного проще.
Запуск и настройка
Сделал и проверил монтаж. Всё правильно, в печати нет ошибок, все элементы перед установкой проверены и соответствуют надписям, транзисторы подобраны, БП выдаёт необходимое напряжение с расчетными пульсациями под нагрузкой (большой шипучий резистор из проволоки). Теперь отключаем вых. повторитель вместе с цепями Цобеля и прочими индуктивностями, размыкаем цепь ООС, подключаем к выходу УН один повторитель на ВЧ транзисторах средней мощности (50-100мГц) и нагружаем его на 1 кОм. Далее, делаем интегратор на имс, если он не предусмотрен схемой, и подключаем его вместо ООС (в ту же точку). Ставим в цепи питания по резистору 1 кОм, выкручиваем цепи термостабилизации на минимум, вход через конденсатор припаиваем на землю. Осциллограф на выход. Включаем питание, нюхаем и смотрим на экран. Если первый пункт выполнен, то ничего сгореть не должно. Берём вольтметр и меряем все токи и напряжения в схеме. Должны соответствовать анализу схемы. Если нет, значит плохо проверил монтаж и детали. Потом выключаем и на вход подаём синус 500 Гц. с минимальной амплитудой (до 1 мВ.) . Включаем. На выходе д.б. синус. Доводим до ограничения, слегка уменьшаем и считаем Ку без ООС. Дальше увеличиваем частоту до того момента, пока амплитуда вых. сигнала не начнёт падать. Когда она упадёт в 1,5 раза (-3дБ) , запоминаем значение частоты. Это частота среза УМ без ООС. Смотрим кол-во каскадов УН и распределение усиления между ними. Находим самый «усиливающий» каскад (обычно второй, который перед вых. повторителем) и делим частоту единичного усиления применённых в нём транзисторов на его Ку. Получаем вторую частоту среза УН. Третья частота обычно равна частоте ед. усил. мощных транзисторов вых. повторителя. При этих операциях элементы коррекции не отключаем. Рисуем Боде. Любуемся графиками и прикидываем, что будет, если замкнуть петлю ООС на заданном Ку данного ТУМа. Если прямая с замкн. ООС упирается в полагающуюся ей область кривой АЧХ без ООС с достаточным запасом, и при этом первая частота среза без ООС не менее 20кГц., то это внушает оптимизм. Замыкаем петлю ООС и смотрим, насколько реальность совпадает с графиками. Без вх. сигнала и при его подаче не д.б. никаких следов возбуждения. Теперь отключаем вых. повторитель на ВЧ транз. , подключаем родной повторитель вместе с коррект. цепями и выставляем необходимый ток покоя.. На нагрузке 1 кОм повторяем все мероприятия , начиная с проверки режимов по пост. току. Потом меняем резисторы 1 кОм в цепях питания на резисторы 10 Ом. мощностью 2-10 Вт. и нагрузку на резистор 10 ом. мощностью 100Вт. Затем включаем ТУМ, подаём на вход такой сигнал с частотой 1кГц , чтобы на выходе был 1 В. Изменяем частоту от 1 Гц. до предела, который обеспечивает генератор (обычно 200 кГц.) и смотрим отсутствие возбуждения. Потом увеличиваем напряжение на выходе на частоте 1кГц до ограничения и смотрим отсутствие возбуждения при входе и выходе из ограничения. Потом , на уровне, граничащим с ограничением, постепенно увеличиваем частоту, следя за отсутствием возбуждения, до 30 кГц. Если такового не произошло, меняем нагрузку на резистор 3-4 Ома и повторяем измерения на отсутствие возбуждения до 30 кГц. Затем убираем резисторы 10 Ом. в цепях питания и повторяем ещё раз на отсутствие возбуда. Если всё хорошо, то тогда стоит обратить внимание на рекомендации автора схемы, например, подать прямоугольник и что то там подкрутить или подать др. сигнал и , с помощью какой ниебуть схемки, что то там отсимметрировать. В любом случае, твой ТУМ работает и усиливает сигнал, а это основа, на которой можно упражняться.
Сергей Рубцов
Отредактировано pechckinan (08.04.2020 17:03:51)
