Мой первый самодельный аудиоусилитель: начал с моделирования в LTspice

Меня давно интересовал самодельный звук, и когда я прочитал в блоге, как кто-то собрал небольшой усилитель мощности на транзисторах, мне захотелось попробовать самому. В качестве основы я взял главу 4 «Проектирование мини-усилителя мощности» из книги «定本 トランジスタ回路の設計». В ней очень подробно разобран усилитель на 0,5 Вт — от выбора номиналов элементов до оценки характеристик. Искренне рекомендую эту книгу тем, кто только начинает.

Техническое задание: коэффициент усиления по напряжению 10 (20 дБ), не менее 0,5 Вт на нагрузке 8 Ом, частотный диапазон 20–20 кГц, коэффициент искажений не более 1%. Схема состоит из каскада усиления напряжения с общим эмиттером и двухтактного каскада усиления тока класса AB. Очень познавательными оказались объяснение, зачем ставить диоды для устранения искажений типа «ступенька» в классе AB, и приём с тепловой связью транзисторов с радиатором для защиты от теплового разгона.

Аудиоанализатора у меня нет, поэтому я восполнил его бесплатным схемотехническим симулятором LTspice. Измерив усиление по входному и выходному сигналам в анализе переходных процессов, я получил примерно 10 раз (20 дБ) — практически как в расчёте. Затем я проверил гармоники с помощью БПФ и посчитал КНИ (коэффициент искажений) командой .four: вышло около 2%, что почти совпадает со значением в книге.

Плату я впервые развёл в EasyEDA и заказал на JLCPCB. С купоном это обошлось примерно в 500 иен — удивительно дёшево, а доставка из Китая заняла около недели. Я переживал, заработает ли всё на самом деле, но звук пошёл как надо. Искажения небольшие, и звучит он так же приятно, как обычная колонка. Следующим шагом хочу попробовать силы в схемах питания и цифровых схемах.

Источник: よもつひらさか