КАКИЕ РЕЗИСТОРЫ И ПРОВОДА ИСПОЛЬЗОВАТЬ
В УСИЛИТЕЛЕ МОЩНОСТИ

КАКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТАВИТЬ В УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ

      Прежде всего небольшая напоминалка об обозначениях резисторов:

      Как и любой другой элемент у резисторов есть такой параметр как собственный шум, который складывается из теплового и токового шума.
      Токовый шум обусловлен дискретной структурой резистивного элемента. При протекании тока возникают местные перегревы, в результате которых изменяются контакты между отдельными частицами токопроводящего слоя и, следовательно, флюктуирует (изменяется) величина сопротивления, что ведет к появлению между выводами резистора ЭДС токовых шумов. Токовый шум, также как и тепловой, имеет непрерывный спектр, но интенсивность его увеличивается в области низких частот, и величина значительно превышает величину теплового шума.
      Все эти эффекты зависят от плотности тока. Чем она больше, тем больше проявление этих неприятностей. Поэтому соединив 2 резистора параллельно (увеличив площадь сечения и уменьшив плотность тока) все эти эффекты уменьшаются. Тоже самое можно сделать взяв резистор большей габаритной мощности. У него сечение проводящего слоя больше и плотность тока в нем будет меньше. Соединив 2 резистора последовательно шумы суммируются, поэтому крайне не желательно использовать последовательное соединение резисторов в каскадах имеющих большой коф усиления. Суммарное сопротивление двух резисторов соединенных параллельно вычисляется по формуле:
     
      Этот шум зависит от многих факторов, в том числе и от конструкции конкретного резистора, включая резистивный материал и в особенности концевые соединения. Вот типичные значения избыточного шума различных типов резисторов, выраженные в микровольтах на вольт приложенного к резистору напряжения (приводится среднеквадратичное значение, измеренное на одной декаде частоты):

            Углеродно-композитные От 0,10 мкВ до 3,0 мкВ

            Углеродно-пленочные От 0,05 мкВ до 0,3 мкВ

            Металлопленочные От 0,02 мкВ до 0,2 мкВ

            Проволочные От 0,01 мкВ до 0,2 мкВ

      Этот шум имеет спектр примерно 1 (постоянная мощность на декаду частоты) и иногда называется розовым шумом . Шум, возникающий по другим причинам, также часто имеет спектр 1 ; примерами таких шумов являются шум тока базы у транзисторов и шум катодного тока в электронных лампах. Любопытно, что величина 1 встречается в природе в самых неожиданных проявлениях, например, скорости океанических течений, поток песка в песочных часах, движение поездов в Японии, а также годовой сток Нила за последние 2000 лет. Если построить график громкости звучания какого-нибудь произведения классической музыки, то опять-таки получится спектр 1 ! Общий принцип, объясняющий происхождение шумов со спектром 1 , не найден, хотя он, казалось бы, носится в воздухе, но в каждом отдельном случае часто можно определить источник такого шума.
      В отношении шумов проволочные резисторы гораздо правильнее чем всяческие пленочные и композитные, но они имеют довольно большую паразитную индуктивность.
      На тепловой шум сильное влияние оказывает температура и собственное сопротивление и хотя тепловой шум значительно меньше токового, про него тоже не стоит забывать.
      Бороться с шумами резисторов стоит, теоритически, во всех трактах усиления, однако чем больше амплитуда сигнала, тем меньше влияние шума резисторов, следовательно особое внимание шумам резисторов можно уделять лишь в первых каскадах усиления, когда сигнал имеет амплитуду до 100 мВ и эти каскады желательно продумывать более тщательно, оградить от лишних источников тепла и обеспечить охлаждение, например организовав вентиляционные отверстия.
      У резисторов есть так же дополнительный параметр, показывающий изменение сопротивления в зависимости от температуры -температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризующий относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С. У непроволочных резисторов, применяемых в БРЭА, ТКС не превышает ±0,04—0,2 %, а у проволочных — ±0,003—0,2 %.
      Как правило в усилителях мощности, в последнем каскаде усилителя напряжения, в эмиттерах транзисторов используются резисторы на 0,5 Вт. Обычно именно последний каскад усилителя напряжения производит максимальное усиления сигнала. В случае, если усилитель симметричный, то необходимо подборка не только транзисторов этого каскада по коф усиления, но и выборка одинаковых резисторов в их эмиттерные цепи, именно выборка резисторов с одинаковым номиналом. Эта мера не позволит свести на нет подбор транзисторов, поскольку от номинала эмиттерного резистора в схеме с общим эмиттером зависит итоговый коф усиления каскада.
      Кроме слабо мощных резисторов в усилителях используются резисторы на 2 или на 5 Вт, устанавливаемые в эмиттерах оконечного каскада. Тип этих резисторов довольно часто смущает начинающих - в продаже изобилуют керамические низкоомные резисторы, но по форумам довольно часто упоминается, что они портят звук, поскольку внутри содержат спираль из высокоомного сплава, а это является индуктивностью.

      Рекомендуемые для использования для этих целей резисторы довольно часто являются дифицитными, и порой реализаторы на них выставляют не обоснованную цену :

      Однако не совсем ясно на каком основании были сделаны выводы о том,что С5-5 или С5-16 не содержат индуктивности и наиболее ярким примером является механическое вскрытие:

      Наиболее приемлемым вариантом считается использование для этих целей резисторов МЛТ-2, однако шансы от избавления от индуктивности не сто процентны - на верхнем резисторе четко просматривается спираль из резистивного слоя:

      Поэтому при покупке МЛТ-2 следует обратить внимание на их внешний вид, и если окажется, что резистивный слой в виде спирали это совсем не повод впадать в панику - да, будет иметь место индуктивность, но ее величина слишком мала - у представленного на фото резистора на 100 Ом индуктивность составила 70 мкГн, а для резисторов сопротивлением 1, 0,68, 0,47, 0,33 и 0,22 Ома оно будет в десятки раз меньше.

РЕЗИСТОРЫ ПЕРЕМЕННЫЕ

      Кроме постоянных резисторов в усилителях используются переменные - для регулировки громкости, баланса, при необходимости тембра. От качества этих резисторов зависят в основном дополнительные шумы, вносимые изменяющимся сопротивление контакта между резистивным слоем и движком.

      Кроме прочих параметров у переменных резисторов есть еще один - группа. Этот параметр показывает по какому закону изменяется сопротивление на движке резистора в зависимости от его положения, например для резисторов роторного типа это будет угол поворота. У отечественных резисторов различают 3 основные и две вспомогательные группы:

      Группа А - линейная зависимость изменения сопротивления от положения движка, группа Б - логарифмическая зависимость, В - обратнологарифмическая. Самые популярные - "А" и "В". "А" используется для линейных регулировок, например в терморегуляторах, регуляторах оборотов двигателей. "В" - оптимальнейший вариант для регулировки громкости, поскольку человеческое ухо увеличение громкости воспринимает по логарифмическому закону. Вспомогательные группы И и Е обычно используются в паре на сдвоенных резисторах - один резистор группы "И", второй "Е", что делает такой резистор идеальным для регулировки баланса в стерео усилителях.
      У импортных переменных резисторов 4 группы:

      Тут сразу следует обратить внимание на то, что у импортных группа А имеет обратнологарифмическую зависимость, т.е. для регулировки громкости требуется как раз резисторы группы "А", а группа B имеет линейную зависимость. Группа W используется для регулировки баланса - обычно движок резистора соединяется с общим проводом, а резистивный слой выступает в роли аттенюатора, совместно с постоянными токоограничивающими резисторами.
      На некоторых подвидах переменных резисторов, предназначенных для регулировки громкости делаются отводы от середины резистивного слоя, гораздо реже делаются отводы с соотношением 1/ и 2/3. Данные резисторы удобны для реализации тонкомпенсированных регуляторов громкости. Тонкомпенсация позволяет выравнять иллюзию изменения АЧХ тракта при малых и больших громкостях - на малой грокости кажется, что НЧ и ВЧ составляющие сигнала уменьшаются, поэтому и вводится подъем НЧ и ВЧ в самом регуляторе. Один из вариантов схемы тонкомпенсированного регулятора громкости и изменения его АЧХ приведены ниже:

      Основных видов переменных резисторов две - роторные и движковые. И те, и другие имеют в своем составе множество подвидов, поэтому для краткости в таблице приведены только популярные:

	Переменный резистор серии R12, бывают сдовоенные, бывают с выключателем. Ближайший сосед по конструктиву выполнен на текстолитовой основе. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа. Надежность оставляет желать лучшего.
	Серия R12XX - по конструктиву состоит из гетинаксовой "подковы" с нанесенным углеродистым резистивным слоем. Для большего понимая следйет расшифровать обозначение:       R - ROTOR, т.е. роторный, следующие две цифры обозначают диаметр , а вот дальше уже по спецификации. Бывают одинарные и сдвоенные. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре и в автомобильной низкой ценовой категории. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа.
	Серия RK11ХХ, такого же конструктива серия RK14ХХ, бывают для вертикального и горизонтального монтажа, первые цифры после букв обозначают размер: , бывают сдвоенные и одинарные, в переносной аудиоаппаратуре не очень популярны, но попадаются.
	RK12ХХ популярны в стационарной средней ценовой категории и переносной аппаратуре высокого класса, частенько мелькали в автомагнитолах. Бывают одинарные, сдвоенные, счетверенные. Размер подковы с резистивным слоем может достигать 24 мм, разумеется в названии первыми цифрами будет 24. Могут быть с выключателем, некоторые модели этого вида имеют отвод от середины.       Для увеличения надежности и уменьшения сопротивления между контактом движка и резистивным слоем лучше использовать резисторы бОльшего диаметра, если нет ограничений по габаритам.
	Переменные резисторы движкового (ползункового) типа содержат в своей абривиатуре либо первую, либо вторую букву S - SLIDE. Бывают одинарными, сдвоенными, с отводом от середины и без него. Первые две цифры после букв обозначают длину хода движка, например у верхнего SL101 движок перемещается на 10 мм, а у нижнего SL20V1 - 20 мм. Обычно в среднем положении движок резисторов слегка фиксируется.
	Потенциометры DACT и ALPS по конструкции представляют собой многопозиционный галетный переключатель с установленными SMD резисторами. Номиналы резисторов обеспечивают обратнологарифмическую зависимость изменения сопротивления при повороте оси потенциометра. Контакты движка и "подковы" выполнены из материалов повышенной износостойкости и обеспечивают наилучший контакт на протяжении ОЧЕНЬ продолжительного времени. Разумеется стоимость подобных потенциометров довольно высокая.
	Есть еще одна группа потенциометров, которую можно назвать "удачной", причем в прямом смысле этого слова - это потенциометры снятые со старых усилителей мощности нулевой группы сложности. Буквально два месяца назад был УДАЧНО приобретен такой потенциометр у дедуни-старьевщика всего за 50 рублей. Замасленен, запылен, но контакты в ОЧЕНЬ хоршем состоянии.
Здесь рассмотрены резисторы наиболее популярные.

ПРОВОДА И РАЗЪЕМЫ

      После того как все платы готовы, проверены и вымыты их необходимо установить в корпус и соединить между собой, а для этого требуются провода и "соединители".
      Наилучшим соединением является пайка, но это далеко не всегда удобно, да пайка бывает разная.
      Если используется соединение пайкой, то для пайки необходим припой. В радио-электронной аппаратуре (РЭА) используются свинцово-оловянные припои трех основных марок:
      ПОС-40 - содержит 40 % олова и 60 % свинца, используется... Да лучше бы не использовался...
      ПОС-60 - самый популярный припой, используется для монтажа элементов РЭА, содержит 60 % олова и 40 % свинца. Имеет хорошую растекаемость, находясь в жидком состоянии, со временем может приобрести оксидную пленку и стать матовым;
      ПОС-90 - припой состоящий из 90 % олова и почти 10 % свинца (остальное на технологические примеси). Довольно часто называется пищевым, поскольку содержание свинца минимально и может использоваться для пайки бытовых предметов, контактирующих с пищей. Качество пайки довольно высокое, но необходимо несколько большая температура паяльника. Медное жало паяльника выгорает гораздо быстрее, чем при использовании ПОС-60. Поверхность ПОС-90 практически не окисляется от влаги.
      Есть еще один вид припоя, именуемый безсвинцовым или экологически чистым. Химический состав искать даже не захотелось - этой светлосерой субстанцией запаяно большинство электронных приборов низкой ценовой категории, имеет более высокую температуру плавления, по сравнению с ПОСами, находясь в жидком состоянии имеет низкую смачиваемость, что затрудняет облуживание выводов электронных компонентов и снижает качество пайки. Механические свойства на уровне ПОС-40.
      При пайке практически всегда используются флюсы - вещества создающие на поверхности спаиваемых деталей тонкую пленку, предохранающую от окисления, которое при высоких температурах происходит гораздо быстрее. Химических составов флюсов довольно много, большинство основано на обычной сосновой канифоли, которая может использоваться при пайке и сама по себе.
      Для улучшения качества пайки рекомендуется зачищенные жилы многожильных проводов свить как можно плотней между собой - таким образом создается максимально возможное количество точек соприкосновения, существенно уменьшающих сопротивление контактов.
      Использовать разъемы в силовой части усилителя крайне не желательно, даже если они самозажимные или винтовые. Подобное соединение автоматически удваивает количество соединений:
      1. Разъем припаивается к плате;
      2. Провод прикручивается к разъему
      Если же используются раъемы имеющие "папу-маму", то количество соединений утраивается:
      1. Разъем "папа" припаивается к плате;
      2. Точка контакта ответных частей "папа-мама";
      3. Разъем "мама" припаивается к проводам
      Конечно же разъемы существенно упрощают доступ с модулям устройства, но они же и снижают надежность, поэтому разъемы лучше использовать только на слаботочных цепях и сократить их количество до минимально возможного.
      Разумеется, что можно возразить - мол достаточно много устройств собирается на разъемах и ни чего страшного не происходит.
      Ну для начала следует осознать, что при сборке в заводских условиях далеко не последнее место занимает технологичность - удобство сборки для повышения количества выпускаемой продукции и уж потом рассматривается надежность используемых соединителей.
      С другой стороны "ни чего страшного" не происходит:

ПРОВОДА

      В усилителях провода можно разделить на две основные группы - сигнальные и питания, причем под питание можно определить и провода, по которым производится управление, например реле селектора входов. Сигнальные провода это провода по которым собственно и проходит звуковой сигнал от входа до выхода.
      В низковольтной сигнальной части усилителя лучше использовать экранированные провода, причем лучше в изоляции, поскольку эранированный провод без изоляции может соприкаснуться с корпусом, ражиатором и т.д., что неизбежно повлечет создание "земляной петли" - эффекта возникающего за счет соединения общего провода в разных точках и дающего возможность образования рамочной антенны, собирающей многие наводки и импульсные помехи.
      Однако экранированные провода тоже бывают разными и самые доступные это так называемый "НЧ провод для видео", продается либо сдвоенным, либо счетверенным.

      Перед покупкой лучше произвести небольшое анатомическое вскрытие и убедится, что провод является проводом, а не жалкой пародией на него, да еще и сделанной из какого то сталистого сплава, который ОЧЕНЬ тяжело паяется:

      Провод должен иметь однородную изоляцию центральной жилы и довольно плотную, эластичную и не крошащуюся оплетку:

      Причем чем плотнее оплетка тем лучше, в идеале жилы оплетки должны быть сплетены в сетчатую трубку, но в последнее время такой провод попадается довольно редко:

      Ну совсем хорош провод "микрофонный", сильно напоминающий кооксиальный кабель, с однородной, довольно толстой изоляцией центральной жилы, существенно снижающей емкость кабеля и плотной оплеткой. Довольно часто попадаются "микрофонные" провода эконом-класса, в которых жидкая оплетка, но экранировка сохраняется за счет использования фольги.

      В качестве проводов питания и управления лучше использовать медный многожильный провод из расчета 4-5 А на мм кв. Теоритически можно использовать и большую напряженость - провод будет успевать остывать, но только сильно заниженное сечение будет способствовать бОльшему падению напряжения, следовательно напряжение питания будет сильно зависеть от протекающего тока.
      Для предварительных каскадов это, теоритически, не так критично - они потребляют не большие токи и компенсировать падение можно увеличением емкости конденсаторов фильтра питания, установленных непосредственно на плате модуля. Однако имеет ли смысл бороться с проблемой, если есть возможность обойти ее?
      Для оконечных каскадов провалы питания более болезненны - мало того, что при пике музыкального сигнала происходит разрядка конденсаторов фильтра питания, , которых обычно минимальная достаточность, так еще и тонкие провода создают дополнительный провал напряжения. Отсюда и возникает более раний клиппинг, который уже будет слышно.
      Кроме питания к силовым проводам можно отнести провода выходящие непосредственно с выхода усилителя мощности, идущие на клеммы подключения, а дальше уже непосредственно на АС.
      Вот тут уже возникает точка споров и недоразумений, поскольку практически все рекомендуют использовать для этих целей акустический провод (безкислородную медь), но вот причины называются порой самые абстрактные.
      Тут следует остановиться подробней на самых популярных:

Меньшее активное сопротивление

      Проволока медная изготовляется следующих марок:

МТ - медная твердая	0,018
ММ - медная мягкая	0,01724
МС - медная для воздушных линий связи	0,018
МТЭ - медная твердая для эмалирования	0,018
ММЭ - медная мягкая для эмалирования	0,01724
МТБ - медная твердая из бескислородной меди	0,01790
ММБ - медная мягкая из бескислородной меди	0,01720

      Теоритически вроде как все верно, но ...
      ,
      где R - сопротивление проводникового материалла (ом)
      l - длина провода в метрах
      p - электрическое удельное сопротивление материала
      A - площадь поперечного сечения
      ПИ - математическое число
      d - номинальный диаметр провода в миллиметрах
      Берем 10 метров сечением 1,5 мм кв получаем сопротивление для безкислородной меди 0,1147 Ома, для обычной 0,12 Ома. Даже при нагрузке в 2 Ома отношение сопротивлений более чем в 16, однако ни какой нормальный человек для двухомного динамика не будет использовать сечение 1,5 мм кв - минимум 2,5 мм кв.

Снижение СКИН-ЭФФЕКТА

      Разумеется, что на высоких частотах электроны выталкиваются к поверхности проводника и толщина скин-слоя для частоты 100 кГц составляет 0,2 мм. Однако наличие множества НЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ между собой жил в проводе делает его ОДНИМ проводником, диаметр которого пропорционален суммарному сечению, а не сечению каждой жилы. Акустический кабель, действительно компенсирующий СКИН ЭФФЕКТ выглядит несколько иначе, чем его привыкли представлять в перефирийных аудиомагазинах:

      Стоимость этого кабеля будет совсем не маленькой. Впрочем о стоимости - здесь еще есть зависимость от того, где собственно этот кабель покупать. Для примера две цены одного и того же кабеля:

      В аудиомагазине стоимость провода составляет 96 рублей за метр, а в магазинах, занимающихся теплыми полами и прокладывающих под полами акустический кабель в виде допуслуги не превышает 20 руб за метр.
      Выйти из сутуации можно, если уж ОЧЕНЬ хочется получить кабель без СКИН-ЭФФЕКТА - изготовить его самостоятельно из медного обмоточного провода ПЭВ-1 (ПЭВ-2 тоже подойдет, если стоит одинаково). Провод вымеряется необходимой длины и складывается в необходимое количество жил из расчета 30 Вт выходной мощности усилителя на 1 мм кв сечения провода. Затем жгут свивается, но не плотно и обматывается по всей длине киперной лентой:

      После этого обе жилы, идущие на АС обматываются изолентой, можно отдельно, можно сразу две. Столь тщательная изоляция необходима для уменьшения емкости между проводами и улучшения механических свойств изоляции - лак на проводе не очень прочен.

            Из личных впечатлений:
      По сравнению с обычным акустическим кабелем самодельный выигрывает в области ВЧ и это проявляется наиболее ярко при мощностях выше 100 Вт.
      Однако звук гораздо приятней при использовании широкополосной динамической головки и усилителя в режиме "Источник Тока, Управляемый Напряжением" (ИТУН). При использовании дополнительного блока, именуемого "Компенсатором Длины Провода" (КДП) звук так же отличался в лучшую сторону.

      Причем усилители с ИТУН и КДП подключались проводом ПВС 2х2,5, а типовой усилитель акустическим магазинным и самодельным:

И ЧЕ ТЕПЕРЯ?!

      Для начала подумать, ведь у безкислородной меди есть один довольно серьезный плюс - она оксиляется не так интенсивно, как ПВС, следовательно ее можно использовать там где имеет место повышенная влажность. Толщина и прочность изоляции гораздо выше, чем у ПВС, следовательно с ним можно обращаться не так бережно, а и в случае прокола изоляция стремится "затянуться". Акустический провод гораздо мягче ПВС, следовательно его можно использовать там, где гибкость провода имеет значение в силу труднодоступности мест укладки.
      Вывод напрашивается сам собой - акустический провод идеален для использования в автомобильном аудио и на гастролях. В бытовых комплексах можно обойтись и ПВС, причем даже увеличение сечения даст некоторую экономию по сравнению с акустическим меньшего сечения.
      В защиту ПВС можно еще сказать, что разные производители для производства провода используют жилки разного диаметра - им главное выдержать площадь сечения. Следовательно просмотрев провод в нескольких конкурирующих магазинах можно выбрать провод с более тонкими жилками, следовательно более мягким.
     

      Ну и конечно же смотреть что именно вы собираетесь купить, чтобы не получилось недоразумения, предлагаемого ТУТ - на фото одно, а продают совсем другое, если Вам внушают, что провод избавлен от скин-эффекта, то помните, что такой кабель выглядит несколько иначе:

     
      Литература:
      http://www.electroclub.info
      http://dart.ru
      http://www.magictubes.ru
      http://easyradio.ru
      http://people.overclockers.ru
      http://tech.juaneda.com
      http://rexmill.ucoz.ru
      http://ivatv.narod.ru/
      http://irbislab.ru
      http://www.audio-hi-fi.ru
      http://diyfactory.ru
      http://www.diyaudio.ru
      http://www.bluesmobil.com
      http://rezistori.narod.ru
      http://sgalikhin.narod.ru