Усилитель Брагина: назначение устройства, выбор, применение

Усилитель звуковой частоты Геннадия Брагина - это настоящая легенда советской аудиотехники. Разработанный инженером Брагиным в 1980-х годах, этот усилитель и сегодня пользуется популярностью у любителей hi-fi. Чем же примечательна эта схема и как она изменилась за прошедшие десятилетия? Давайте разберемся!

История создания усилителя Брагина

Усилитель Брагина был разработан в середине 1980-х годов советским инженером Геннадием Брагиным. Это было время расцвета "DIY-культуры" («сделай сам»), когда радиолюбители с энтузиазмом собирали различные электронные устройства по схемам из журналов.

Основное назначение усилителя Брагина - усиление сигналов звуковой частоты в hi-fi трактах. Устройство обладало высокими эксплуатационными характеристиками, надежностью и простотой схемы.

Отличительными особенностями первоначального варианта усилителя Брагина были:

• Выходная мощность 80 Вт
• Низкий коэффициент гармоник
• Высокая надежность благодаря защите от перегрузок
• Простота схемы и доступность компонентов

По параметрам усилитель Брагина значительно превосходил другие схемы того времени. Эти достоинства и обусловили его популярность.

Принципиальная схема усилителя

Рассмотрим подробнее принципиальную схему усилителя Геннадия Брагина.

В устройстве использовалась двухкаскадная схема усиления. Первый каскад выполнен на операционном усилителе и обеспечивает основное усиление по напряжению. Второй каскад - выходной, собран по схеме квази-комплементарного усилителя класса B.

Для снижения нелинейных искажений предусмотрена глубокая обратная связь (ООС). Общая ООС более 70 дБ обеспечивает низкий коэффициент гармоник на выходе.

Усилитель защищен от перегрузок с помощью токоограничивающих резисторов в цепях питания. Предохранители отключают питание при коротких замыканиях в нагрузке.

Усилитель Брагина отличался простотой и надежностью схемы, высокими эксплуатационными характеристиками. Эти качества и сделали его популярным среди радиолюбителей.

Далее рассмотрим детали реализации усилителя - компоненты, печатную плату, сборку и настройку.

Печатная плата и компоненты усилителя

Первоначально усилитель Брагина собирался на печатной плате из стеклотекстолита. Для изготовления платы использовался материал толщиной 2 мм.

Основные радиокомпоненты усилителя:

• Операционный усилитель К140УД8Б
• Транзисторы КТ3102, КТ3107 (выходной каскад)
• Резисторы МЛТ, конденсаторы КМ, К73-16

При желании можно заменить указанные компоненты на аналоги, например:

• Вместо К140УД8Б использовать К574УД1
• Транзисторы КТ3102, КТ3107 заменить на КТ815, КТ819

Однако следует учитывать, что замена компонентов может сказаться на параметрах усилителя. Поэтому лучше придерживаться оригинальных радиодеталей.

Далее перейдем к процессу сборки и настройки устройства.

Сборка и настройка усилителя Брагина

Последовательность монтажа усилителя:

1. Установить радиоэлементы на печатную плату
2. Выполнить монтаж в соответствии с принципиальной схемой
3. Установить выходные транзисторы на радиаторы
4. Проверить качество паек и надежность соединений

Регулировка усилителя заключается в установке рабочих режимов транзисторов выходного каскада.

После сборки необходимо выполнить проверку работоспособности усилителя и замер основных параметров:

• Коэффициент гармоник
• Выходная мощность
• Коэффициент усиления

При использовании качественных компонентов усилитель Брагина работает сразу после сборки и практически не требует доработок.

В заключение отметим, что усилитель Брагина благодаря простоте и высоким характеристикам быстро завоевал популярность среди радиолюбителей. В дальнейшем схема претерпела ряд усовершенствований, о которых поговорим в следующих частях статьи.

Эксплуатация усилителя Брагина

Рассмотрим особенности эксплуатации усилителя Брагина в составе звукового тракта.

Усилитель может работать как с постоянным, так и переменным напряжением питания. Оптимальный диапазон ±25...±35 В. При использовании нестабилизированного источника следует учитывать возможные колебания выходной мощности.

В процессе настройки усилителя особое внимание нужно уделить установке рабочей точки транзисторов выходного каскада для обеспечения требуемой мощности и минимальных нелинейных искажений.

Во время эксплуатации следует избегать длительных перегрузок усилителя, которые могут привести к перегреву выходных транзисторов. Рекомендуется использовать усилитель с нагрузкой не менее 4 Ом.

В целом усилитель Брагина отличается высокой надежностью. При соблюдении правил эксплуатации он может проработать десятилетиями без поломок и существенной деградации характеристик.

Модернизация усилителя в 1987 году

В 1987 году вышла модернизированная версия усилителя Брагина, опубликованная в журнале «Радио».

Основные изменения в схеме коснулись выходного каскада. Была увеличена глубина ООС, что позволило снизить нелинейные искажения. Также появились новые транзисторы для улучшения термостабилизации.

В результате модернизации 1987 года улучшились такие параметры усилителя:

• Снижен коэффициент гармоник
• Увеличена стабильность тока покоя транзисторов
• Расширен частотный диапазон

Модернизированный усилитель Брагина превосходил оригинальную версию по качеству звучания, что вывело схему на новый уровень.

Доработки усилителя в 1990-е годы

В 1990-х годах инженеры продолжили модернизацию усилителя Брагина. Целью этих доработок было дальнейшее улучшение звуковых характеристик.

Были предложены варианты замены отечественных радиодеталей на более современные импортные аналоги. В выходные каскады добавили новые транзисторы для увеличения мощности и КПД.

В результате доработок 1990-х годов значительно снизились нелинейные искажения усилителя, увеличилась мощность, расширился частотный диапазон.

Модернизированные в 1990-е годы варианты усилителя Брагина позволили добиться еще более высокого качества звука по сравнению с оригиналом.

Применение усилителя Брагина

Рассмотрим практическое применение усилителя Брагина в звуковоспроизводящей аппаратуре.

Благодаря высоким характеристикам усилитель использовался во многих Hi-Fi трактах. Его часто включали в состав акустических систем в качестве усилителя мощности.

Усилитель Брагина хорошо сочетается с различными источниками сигнала - проигрывателями винила, CD/DVD-проигрывателями, цифровыми аудиоплеерами.

При использовании в Hi-Fi тракте требуется тщательная настройка всей аппаратуры для достижения максимального качества звучания.

В целом усилитель Геннадия Брагина по праву считается одним из лучших отечественных усилителей для hi-fi систем благодаря превосходному звуку.

Усилитель Брагина на импортных компонентах

С распадом СССР стало сложно приобрести отечественные радиодетали для усилителя Брагина. Поэтому конструкторы стали использовать импортные компоненты.

Основная причина замены - недоступность или низкое качество российских аналогов транзисторов и микросхем. К тому же импортные детали часто превосходили по характеристикам советские.

Среди популярных заменителей для усилителя Брагина:

• Операционные усилители серии TL072, NE5532
• Транзисторы MJ15003, MJ15004 (вместо КТ815, КТ819)

Применение импортных компонентов позволило увеличить рабочие напряжения усилителя до ±50...70В. Это дало прирост мощности и расширило частотный диапазон.

Однако следует учитывать, что замена отечественных деталей на импортные аналоги может привести к ухудшению звучания из-за несовместимости элементов схемы.

Современные модификации усилителя

Усилитель Брагина до сих пор популярен среди любителей аудиотехники. Рассмотрим современные модификации этой легендарной схемы.

С появлением Интернета схема усилителя Брагина стала использоваться во многих DIY-проектах. Любители адаптируют ее под доступные в наши дни компоненты.

Один из распространенных вариантов - модификация "YES-3", разработанная в 2000-х годах. В ней применяются современные операционники и МОП-транзисторы.

По сравнению с оригиналом современные версии обладают более широкой полосой частот, меньшими искажениями и повышенной надежностью.

Однако некоторые ценители утверждают, что лучшее звучание достигается именно на классической схеме усилителя с применением оригинальных советских компонентов.

Значение усилителя Брагина

Подводя итог, отметим большое значение усилителя Брагина для любителей аудиотехники.

Это устройство стало настоящей легендой благодаря простоте схемы, доступности компонентов и отличному качеству звучания.

Многочисленные модификации усилителя свидетельствуют о его высоком потенциале и привлекательности для радиолюбителей.

Схема Геннадия Брагина по праву вошла в историю отечественного конструирования усилителей звуковой частоты.

Выбор компонентов для усилителя

При сборке усилителя Брагина важно правильно подобрать радиокомпоненты. Дадим несколько рекомендаций по выбору деталей.

Для операционного усилителя лучше использовать К140УД8Б или аналоги с низким уровнем шумов и искажений - TL072, TL082, NE5532. Не стоит применять дешевые микросхемы.

В качестве выходных транзисторов предпочтительны мощные биполярные транзисторы с большим запасом по току и напряжению - КТ815, КТ819, MJ15003. Избегайте слабых транзисторов.

Конденсаторы в звуковом тракте должны быть неполярными пленочными или слюдяными с рабочим напряжением в 2 раза выше питающего. Керамические конденсаторы используйте только для частотной коррекции.

Резисторы выбирайте прецизионные пленочные С2-29В, МЛТ, для нагрузок - проволочные мощные. Избегайте дешевых углеродистых резисторов.

Правильный подбор радиодеталей позволит добиться от усилителя Брагина максимально возможных характеристик.

Рекомендации по сборке усилителя

Дадим несколько рекомендаций по сборке усилителя Брагина.

Печатную плату лучше изготовить самостоятельно методом травления, а не на перфорированной плате. Это обеспечит высокое качество монтажа.

При монтаже соблюдайте правила радиомонтажа - используйте качественный флюс, пропаивайте все переходные отверстия, фиксируйте провода.

Выходные транзисторы устанавливайте на мощные радиаторы с теплопроводной пастой для отвода тепла. Закрепляйте крепежными винтами или пружинами.

После монтажа обязательно проверьте качество паек, отсутствие коротких замыканий и правильность сборки по схеме.

Аккуратная сборка печатной платы и монтаж компонентов - залог надежной работы усилителя Брагина.

Рекомендации по настройке усилителя

Настройка усилителя Брагина не представляет сложности. Дадим несколько рекомендаций.

Установите ток покоя выходных транзисторов согласно схеме резисторами в эмиттерных цепях. Значения токов указаны в принципиальной схеме.

Отрегулируйте рабочую точку по постоянному току с помощью подстроечных резисторов. Контролируйте токи и напряжения мультиметром.

Замерьте выходную мощность и коэффициент гармоник, при необходимости подстройте резисторы нагрузки выходных транзисторов.

Подберите рабочее напряжение питания, обеспечивающее требуемую выходную мощность. Оптимально 30-40 В.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете настроить усилитель Брагина для получения заданных параметров.

Часто задаваемые вопросы

Рассмотрим ответы на наиболее часто задаваемые вопросы по усилителю Брагина.

В.: Можно ли заменить в схеме транзистор КТ815 на KT3102?

О.: Да, такая замена возможна, но KT3102 менее мощный, поэтому выходная мощность усилителя будет ниже.

В.: При включении усилитель сразу выходит на максимальную громкость, в чем проблема?

О.: Скорее всего, неисправна схема управления громкостью, проверьте переменный резистор и цепи ООС.

В.: Можно ли использовать вместо К140УД8Б микросхему TL072?

О.: Да, операционник TL072 полностью совместим по параметрам с К140УД8Б.

Таким образом, детальные ответы на частые вопросы помогут разобраться в особенностях монтажа и эксплуатации усилителя.