Усилитель мощности ЗЧ (усовершенствованный вариант). Добрый старый усилитель брагина Умзч жбанова брагина сравнительный тест
Предлагаемый УМЗЧ (рис. 1) построен на базе операционного усилителя КР544УД2.
Операционный усилитель DA1 питается через транзисторы VT1 и ѴТ2, которые снижают напряжения питания до значений, задаваемых делителями R3, R4 и R5, R6. Напряжения смещения транзисторов ѴТЗ, ѴТ4 определяются падением напряжения на резисторах R8, R9. В случае необходимости DA1 может быть отбалансирован при помощи делителя R14, R15.
Рис. 1. Схема УМЗЧ
Ток покоя предоконечных транзисторов ѴТЗ, ѴТ4 определяет напряжение смещения на резисторах R11, R12 (0,35...0,4 В), которое при малых уровнях сигналов поддерживает транзисторы VT5, VT6 в закрытом состоянии даже при повышении напряжения питания на 10...15% или перегреве на 60...80°. Резисторы R11, R12 одновременно стабилизируют режим работы предоконечного каскада ѴТЗ, ѴТ4, создавая местные отрицательные обратные связи (ООС) по току. Общая ООС по напряжению формируется делителем R7, R10.
Основные параметры УМЗЧ
Фильтры низких частот R2, С2 и R13, С7 с частотами среза в области 60 кГц предотвращают самовозбуждение усилителя на высоких частотах. Конденсаторы С5, Сб корректируют фазочастотную характеристику предоконечного и оконечного каскадов. Катушка L1 повышает стабильность работы усилителя при работе на нагрузку, обладающую повышенной реактивностью.
Сборка и монтаж
При сборке конструкции необходимо пользоваться паяльником с хорошей изоляцией и мощностью не более 40 Вт. Чертеж печатной платы УМЗЧ приведен на рис. 2, а сборочный чертеж - на рис. 3.
Порядок сборки следующий: перемычка S1, резисторы, конденсаторы, катушка L1, операционный усилитель (DA1), транзисторы ѴТ1 ...ѴТ4, после предварительной регулировки - транзисторы ѴТ5, ѴТ6. Бескаркасная катушка L1 содержит 10 витков любого медного обмоточного провода диамет 1 ...2 мм. Ее наматывают на временной оправке диаметром 4...6 мм, например на тонкой шариковой ручке или карандаше.
Рис. 2. Печатная плата
Рис. 3. Сборочный чертеж
С целью минимизации нелинейных искажений транзисторы VT3...VT6 должны подключаться к печатной плате проводниками длиной не более 50 мм. Оптимальная конструкция УМЗЧ приведена на рис. 3. С помощью двух уголков плату привинчивают к теплоотводу, а транзисторы впаивают непосредственно в плату. Удобнее всего это делать в следующей последовательности:
Разметьте теплоотвод, просверлите необходимые отверстия и нарежьте в них резьбу М3. Конструкция теплоот-вода может быть произвольной, однако площадь его поверхности для максимальной выходной мощности 60 Вт должна быть не менее 500 см2;
Привинтите плату к теплоотводу;
Установите транзисторы ѴТЗ, ѴТ4 в соответствующие отверстия платы, после чего привинтите их к теплоотводу, а затем припаяйте их;
После предварительной регулировки аналогично смонтируйте транзисторы ѴТ5, ѴТ6;
После этого припаяйте провода для подключения питания и нагрузки сечением не менее 0,5 мм2.
Наладка
Для наладки усилителя необходимы осциллограф, низкочастотный генератор, тестер, эквивалент нагрузки и биполярный источник питания с выходным напряжением ±30 В при токе нагрузки не менее 4 А.
Высокая стабильность УМЗЧ позволяет питать его от простейшего нестабилизированного источника питания. Питание на усилитель при его регулировке и эксплуатации подают через предохранители на 5 А. Регулировку начинают при отключенных транзисторах ѴТ5, ѴТ6 и закороченном входе (точки 1 и 2 соединены).
К выходу УМЗЧ без нагрузки подключите осциллограф в режиме максимальной чувствительности и кратковременно подайте питание. Если на выходе нет переменного напряжения, т.е. усилитель не возбуждается, замерьте режимы работы ѴТЗ, ѴТ4; напряжения на выводах 7 и 4 DА1. Они должны быть в пределах 13,4... 14 В и отличаться между собой не более чем на 0,3 В. Падения напряжения на резисторах R11, R12 должны быть в пределах 0,35...0,4 В. Если они отличаются больше чем на 10%, необходимо подобрать резисторы R8, R9. При этом их новые значения по-прежнему должны быть примерно равны между собой.
В случае самовозбуждения усилителя следует увеличить емкости конденсаторов С5, Сб, либо, разрезав дорожку, соединяющую выводы 1 и 8 DA1 подпаять к ним конденсатор типа КМ-5 емкостью 5...10 пФ.
Измерьте постоянное напряжение на выходе и, если оно превышает 30 мВ, отбалансируйте DA1. Для этого впаяйте переменный резистор сопротивлением 100...200 кОм вместо резисторов R14 и R15 (средним выводом в точку их соединения с выводом 7 DA1). Вращением оси этого резистора добейтесь нужного значения выходного напряжения, замерьте полученные величины сопротивлений и впаяйте соответствующие постоянные резисторы R14 и R15. Нежелательно использовать в качестве балансировочного подстроечный резистор - вследствие старения этого резистора возможно нарушение балансировки усилителя в процессе его эксплуатации.
Установите на теплоотвод и на плату транзисторы VT5, VT6. Кратковременно подав питание, убедитесь, что УМЗЧ не возбуждается.
Подключите к выходу УМЗЧ резистор сопротивлением 16 Ом мощностью 10...15 Вт, и подайте от генератора на вход (точки 1 и 2 разъедините) сигнал с уровнем 0,05 В частотой 1 кГц. Постепенно увеличивая уровень входного сигнала до 1,0 В, проверьте симметричность ограничения обеих полуволн синусоиды.
При необходимости, окончательной балансировкой DA1 добейтесь минимального постоянного напряжения на выходе УМЗЧ.
Подключите номинальную нагрузку- резистор сопротивлением 4...8 Ом мощностью не менее 50 Вт (например реостат) - и еще раз измерьте основные характеристики УМЗЧ.
После окончательной регулировки подключите источник музыкального сигнала и реальную акустическую систему.
Для работы усилителя мощности от источников сигнала со стандартным линейным выходом 250 мВ (магнитофон, проигрыватель и т.п.) следует использовать предварительный усилитель с возможностью регулировки громкости и тембра.
Если источник входного сигнала собран по схеме с однополярным питанием, при включении усилителя могут прослушиваться «щелчки» в акустических системах. Для устранения этого явления можно собрать схему задержки подключения акустической системы и защиты динамиков от короткого замыкания, например по схемам, приведенным в .
Литература:
- Радио, 1990, №8, с.63.
- Радио, 1991, №1, с.59.
- Радио, 1992, №4, с.37.
Предлагаемый вниманию читателей усилитель мощности ЗЧ (УМЗЧ) имеет низкий коэффициент гармоник при сравнительно простом схемном решении, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание нагрузки и не требует термостабилизации тока покоя транзисторов оконечного каскада.
Основные технические характеристики
Номинальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 60 Вт
Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 80 Вт
Номинальный диапазон частот: 20 – 20000 Гц
Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности в номинальном диапазоне частот: 0,03 %
Номинальное входное напряжение: 0,775 В
Выходное сопротивление в номинальном диапазоне частот: не более 0,08 Ом
Скорость нарастания выходного напряжения (без конденсатора С2): 40 В/мкс
Принципиальная схема усилителя показана на рисунке выше. Основное усиление по напряжению обеспечивает каскад на быстродействующем ОУ DA 1. Предоконечный каскад собран на транзисторах VT 1- VT 4. Выходной эмиттерный повторитель выполнен на транзисторах VT 5, VT 6, работающих в режиме В.
При разработке усилителя особое внимание было уделено предоконечному каскаду. С целью снижения нелинейных искажений был выбран режим АВ с относительно большим током покоя (около 20 мА). Температурная стабильность достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT 3, VT 4 резисторов сравнительно большого сопротивления R 19, R 20. Однако из-за отсутствия в предоконечном каскаде 100 %-ной ООС, при изменении его температурного режима возможны колебания тока покоя в пределах 15…25 мА, которые вполне допустимы, поскольку не нарушают эксплуатационную надежность усилителя в целом. Для компенсации возможной нестабильности напряжения база – эмиттер транзисторов VT 1, VT 2 при изменении температуры в их базовые цепи включены диоды VD 3- VD 5. Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT 3, VT 4 и через делители R 11 R 14 и R 12 R 15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT 1, VT 2. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсаторами С10, С11. Резисторы R 13, R 16 и R 19, R 20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT 5, VT 6 не превышает 3,5…4 А, причем в этом случае они не перегреваются, поскольку успевают сгореть предохранители FU 1 и FU 2 и отключить питание усилителя.
Диод VD 6, включенный между базами транзисторов VT 5, VT 6, снижает искажения типа “ступенька”. Падающее на нем напряжение (около 0,75 В) сужает интервал напряжений на эмиттерных переходах транзисторов, при которых они закрыты. Тем самым обеспечивается их открывание при меньшей амплитуде сигнала и в то же время надежное закрывание в его отсутствие. При малых сигналах в нагрузку течет ток предоконечного каскада, поступающий через резистор R 21. К выходу оконечного каскада подключен фильтр нижних частот L 1, C 14 и R 23, уменьшающий амплитуду резких всплесков сигнала (длительностью около 1 мкс) в момент переключения транзисторов выходного каскада и устраняющий колебательные процессы в выходном каскаде. Заметного влияния на скорость нарастания выходного сигнала фильтр не оказывает.
Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой (не менее 70 дБ) общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель C 3- C 5, R 3 и R 4 подается на инвертирующий вход ОУ DA 1. Конденсатор С5 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС.
Жесткая стабилизация постоянного выходного напряжения на уровне не более ±20 мВ достигнута применением в усилителе 100 %-ной ООС по постоянному току. Для снижения этого напряжения до ±1 мВ и менее необходимо сбалансировать ОУ DA 1. подключив к соответствующему выводу (в зависимости от знака напряжения) резистор R 24 или R 25 сопротивлением 200… 820 КОм.
Включенная на входе усилителя цепь R 1 C 1 ограничивает его полосу пропускания частотой 160 кГц. Максимально возможная линеаризация АЧХ УМЗЧ в полосе 10…200 Гц достигнута соответствующим выбором емкости конденсаторов С1, С3 и С4.
Усилитель может питаться как от стабилизированного, так и от нестабилизированного источника питания, причем работоспособность его сохраняется при снижении питающих напряжений до ±25 В (разумеется, с соответствующим уменьшением выходной мощности). При использовании стабилизированного источника питания следует учитывать возможность появления на выходе стабилизаторов больших (до 10 В) пульсации с частотой усиливаемого УМЗЧ сигнала при мощности, близкой к номинальной.
Усилитель собран на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, соединенной с внешними цепями разъемом МРН32-1. Транзисторы VT 3, VT 4 снабжены теплоотводами (рис.2), согнутыми из листового алюминиевого сплава толщиной 1 мм, и установлены на плате. Транзисторы оконечного каскада VT 5, VT 6 закреплены вне платы на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 400 см2 каждый. В усилителе использованы резисторы МЛТ, конденсаторы К73-17 (C 1), KM (C 2, C 8- C 11), К53-1 (С3, С4, С6, С7), КД (С5), МБМ (С14) и К73-16В (С12, С13). Катушка L 1 намотана проводом ПЭВ-2 0,8 в три слоя на корпусе резистора R 22 (МТ-1) и содержит 40 витков.
Вместо указанных на схеме можно использовать ОУ К574УД1А, К574УД1В и транзисторы тех же типов, но с индексами Г, Д (VT 1, VT 2) и В (VT 3- VT 6).
Усилитель, собранный из исправных деталей, почти не требует налаживания. Как указывалось выше, ток покоя транзисторов VT 3, VT 4 устанавливают при необходимости подбором резистора R 6, а минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя – резистора R 24 или R 25.
Коэффициент гармоник измерялся в полосе 20…20 000 Гц компенсационным методом. Первый выброс выходного напряжения (при отключенном конденсаторе С2) не превышал 3 %, что говорит о хорошей устойчивости усилителя.
На импорте:
Страница 2 из 2
Вариант усилителя Г. Брагина (переделан вход и стабилизатор питания ОУ заменены выходные транзисторы) прислал Basil
Рисунок печатной платы с размещением деталей , размер платы 140х101мм.
Описание:
Итак, печатка новая. Разработана очередная печатка, наиболее удачная. Стеклотекстолит 1.5мм, стандарт, односторонний. Печатка cпроектирована и расчитана на установку постоянных резисторов МЛТ (MF, CF и т.д.), мощность у не подписанных 0.25Вт. R37, R38 типа SQP (лучше купить заводские, чем мучатся с изготовлением самодельных). Конденсаторы плёночные полипропиленовые (C1 - К78-2, С10,11 - К78-31). С3,12,13 - керамика (NPO), остальные К73 (С4,С5 подходящие по размерам). ОУ можно заменить на LF411 и подобные. Родной по схеме К574 ставить не рекомендуется, ввиду опасности потери устойчивости. Резисторы желательно брать не более 5% допуска, чтобы не нарушать баллансировку плеч. R11-R15 подобрать с допуском 1%.
Транзисторы попарно подбираются по коэффициенту усиления (h FE , h 21). Особенно тщательно нужно подобрать транзисторы первого каскада, т.к. он задает смещение. На предвыход можно поставить пару от Hitachi 2SB649 и 2SD669, как VT7 и VT8 соответственно. VT5 и VT6 менять на более высокочастотные не стоит.
Ну и естественно настройка:
Перед включением ОБЯЗАТЕЛЬНО (!) проверить на
возможные ошибки, а это капли олова между дорожками, непропаи, неправильные
детали (бывает что путают резисторы). После тщательной проверки усилитель
подключается к БП через мощные резисторы (2 Ватта минимум), Ом так по 20. Не
забывать о предохранителях Проверяются контрольные точки (напряжение,
указанное на схеме отностительно земли) и неналичие подпаленых деталей. Также
оценивается нагрев резисторов по питанию, если они сильно греются, значит где-то
коротит или очень большой ток покоя.
Ток покоя (замкнув вход на землю):
- Подбор диодов, это самый важный момент. Стоит подобрать диоды по минимальному прямому сопротивлению. Чем меньше, тем ниже будет ток покоя и легче его настраивать.
- После подбора диодов необходимый ток покоя выставлять подбором R13, сильно уменьшать его не стоит. 1.5кОма уже дают ток покоя порядка 70мА.
- Еще можно ток покоя менять подбором R27, R28. Но незначительно, нужно сильно менять номинал, например раза в два. В меньшую сторону не стоит.
Далее подключается сигнал на вход и проверяется работоспособность усилителя, и наличие неискаженного сигнала на выходе (презисторы по питанию не отключать!). Если все нормально, проверяется на нагрузке. При исправных деталях и аккуратном монтаже усилитель начинает работать сразу, требуется только настройка тока покоя. Но излишняя осторожность не помешает.
Для более устойчивой работы советую применить большие радиаторы, чтобы они могли с честью выдержать нагрев транзисторов. Изначально ток покоя должен быть около 200мА, но благодаря специальным ухищрениям описаным выше возможно выставить его в довольно широких пределах. Главное не перегружать компектующие. В моем усилителе применены игольчатые радиаторы И-110, 1100см кв. на канал.
Земля подключается в точку между С19 и С20. Земляной провод от колонок припаивается в эту же точку.
Для питания данного стереоусилителя используется трансформатор ТС-180-2 от
лампового телевизора. Желательно поставить торроидальный трансформатор, он дает
меньше наводок и имеет более высокий КПД. Но ТС легок в плане доставаемости и
перемотки катушек, т.к. его сердечник легко разбирается. Можно применить и более
мошный, например ТС-270,
усилитель получит больше свободы в плане мощности.
Также рекомендуется увеличить конденсаторы фильтра БП (С19, С20), если требуется
больее мощные и правильные низкие частоты.
Ответы на вопросы будут пополняться по мере поступления..
Звук, который выдает «Радиотехника-101У», не понравился мне с первого прослушивания. Приобретенный весьма дешево по случаю этот усилитель валялся у меня без дела более 15 лет. Долго не мог решить, чем заменить встроенный УНЧ-50-8, в итоге остановился на усилителе Брагина. Аргументами «за», стала относительная простота при весьма приличном качестве. Просмотрев различные модификации УМЗЧ Брагина, погоняв их в симуляторе, остановился на следующей схеме:
Схема имеет отличие от стандартного Брагина прежде всего в обвязке предвыходных транзисторов. Применение транзисторов с гарантированным коэффициентом усиления более 100, позволило увеличить сопротивление резисторов, что уменьшило тепловыделение на них, соответственно позволило использовать резисторы меньшей мощности. Еще одним достоинством парочки 2SA1837/2SC4793 является их высокочастотность, что тоже положительно сказывается на качестве усилителя. К тому же пластиковый корпус обеспечивает электроизоляцию от радиатора. Кроме того, как показывает симулятор, изменение параметров обратной связи уменьшает искажения.
Еще одним из важнейших элементов влияющих на качество усилителя является ОУ. Он обязательно должен быть быстродействующим. Из наших отлично подойдут 544УД2А и 574УД1Б. Применение низкоскоростных ОУ типа TL071 не имеет смысла, результат может быть еще хуже, чем у родного УНЧ-50-8.
Так как усиление сигнала по напряжению производится не только ОУ, но и последующими каскадами, нет необходимости задирать для ОУ напряжение питания. Вполне достаточно +/-12…13В.
В некоторых вариациях усилителя в качестве D3 используют выпрямительные диоды типа 1N400Х. Возможно, это не сказывается на качестве, но я установил там ультрабыстрый.
Из обратной связи исключен конденсатор на 2.7 пФ. Симулятор показал сложное влияние данной емкости на поведение усилителя, не точно подобранный номинал дает больше вреда, чем пользы.
Для повышения помехоустойчивости снижены сопротивления резисторов общей обратной связи. Для компенсации снижения нижней частоты среза, конденсаторы в обратной связи применены большой емкости. В этом плане отлично подходят низкоимпедансные емкости с материнских плат (отличаются от обычных золотыми или серебряными надписями) . По напряжению достаточно взять емкости на 6.3В, так как напряжение на них будет в районе нуля. Также по схеме видно, что присоединение обратной связи к массе идет через резистор, а не конденсатор как обычно. Такая перестановка резистора и конденсаторов никак не сказывается на работоспособности или параметрах усилителя, зато упрощает разводку платы.
Настройка усилителя сводится к проверке напряжения на резисторах R20 и R21. На них должно быть 0.2…0.3 вольта. При необходимости подстраивается подбором резисторов R8* и R9*.
Печатная плата для каждого канала своя.
Впрочем, различия минимальны, подключение массы сделано с разных сторон. Это позволяет для установленных рядом плат создать «звезду» массы.
Прорезь в нижней дорожке геометрически отделяет силовую массу от сигнальной.
О белых полосах на рисунке платы. Стандартная толщина фольги на стеклотекстолите составляет 0.035 мм. Для уменьшения сопротивления силовых дорожек рекомендую усилить их припайкой сверху медного провода ø0.8…1 мм. Расположение этого провода и обозначено белыми линиями.
Для снижения сопротивления сигнальной массы достаточно утолщить её припоем.
Плата разрабатывалась под КР544УД2А. В случае использования КР574УД1Б, дорожку между ногами 1 и 8 микросхемы следует удалить, а к ногам 5 и 6 припаять конденсатор 5…15 пФ.
Элементы для балансировки ОУ на плате не предусмотрены. В моем усилителе постоянка на выходе составила 5 мВ в одном канале и 12 мВ в другом, что значительно ниже допускаемых 30 мВ. Если же у кого-то возникнет желание подкорректировать, советую сделать это припаиванием постоянных резисторов с обратной стороны платы. Устанавливать для этих целей подстроечник считаю не целесообразным. Подстроечник хорош при массовом производстве, когда важна производительность. В личных же целях, лучше один раз потратить время на подбор постоянных резисторов, зато избавиться от сюрпризов подвижного контакта.
Не удалось красиво и качественно установить на плату цепочку C17-R26. Припаять её снизу платы оказалось наилучшим решением.
Обычно конденсатор в этой цепочке ставят на 0.1 мкФ или более. Мои платы с установленными емкостями на 0.01 мкФ показали абсолютную устойчивость усилителя, а грузить выход дополнительной бесполезной нагрузкой я не стал.
Плата разрабатывалась под установку отечественных резисторов типа МЛТ. В случае применения импортных резисторов, следует применять резисторы на вдвое большую мощность (касается только тех резисторов, для которых на схеме указана мощность).
Резисторы R24 и R25 конструктивно состоят из 4-х резисторов 1.2 ом на 0.5 ватт. Вначале спаивается по 2 резистора, а потом пары впаиваются в плату. Тут я не стал ничего изобретать, а использовал резисторы с выходников УНЧ-50-8. Оттуда же взята и катушка.
Установка нового усилителя требует переделки блока питания. В «Радиотехнике-101У» установлен трансформатор на 100 Вт, а используется на 80 Вт. Основная силовая вторичная обмотка рассчитана на получение постоянного напряжения +/-31В, и имеет отвод для получения +/-26В. В родной схеме на выходные каскады подается всего +/-26В. На Брагина же лучше подать большее напряжение питания. Поэтому следует поменять местами провода идущие от трансформатора на диодные мосты. Естественно, потребуется перевести на другой мост провода питания с блоков, работающих от напряжения +/-26В.
Коренным образом была переделана разводка массы. Все провода, припаянные в разных местах к корпусу, были убраны. Массы блока защиты и индикатора присоединены к массе на плате блока питания. Массы плат левого и правого канала были соединены тремя перемычками из медного провода ø0.8 мм и спаяны между собой. Эта спайка стала звездой разводки масс.
Провод, идущий вниз от звезды, приходит от массы блока питания. Провод, идущий вверх от звезды, идет на корпус усилителя к гнезду заземления. К этому же гнезду припаивается экран сетевого провода.
Массовые провода от колонок припаяны возле звезды масс с обратной стороны плат, каждая к своему каналу соответственно.
Снизу к звезде масс припаян провод, идущий на массу предусилителя-темброблока. Далее с темброблока масса идет на селектор входов.
Таким образом получаем массу, расходящуюся звездой и не имеющую замкнутых контуров.
Пара общих фото 
Было проведено небольшое приборное тестирование усилителя. Результаты и .
Прослушивание. Усилитель точно повторяет входной сигнал. При качественном источнике звук чистый и прозрачный, хочется слушать и слушать. А вот мп3 с низким битрейтом лучше не включать. Усилитель выдаст все артефакты мп3-кодирования, которые в плохих усилителях теряются на фоне собственных искажений усилителя и не слышны.
Предлагаемый вниманию читателей усилитель мощности ЗЧ (УМЗЧ) имеет низкий коэффициент гармоник при сравнительно простом схемном решении.
Способен выдерживать кратковременное короткое замыкание нагрузки и не требует термостабилизации тока покоя транзисторов оконечного каскада.
Основные технические характеристики
Номинальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 60 Вт
Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом: 80 Вт
Номинальный диапазон частот: 20 - 20000 Гц
Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности в номинальном диапазоне частот: 0,03 %
Номинальное входное напряжение: 0,775 В
Выходное сопротивление в номинальном диапазоне частот: не более 0,08 Ом
Скорость нарастания выходного напряжения (без конденсатора С2): 40 В/мкс
Принципиальная схема усилителя показана.
Основное усиление по напряжению обеспечивает каскад на быстродействующем ОУ DA1. Предоконечный каскад собран на транзисторах VT1-VT4. Выходной эмиттерный повторитель выполнен на транзисторах VT5, VT6, работающих в режиме В.
При разработке усилителя особое внимание было уделено предоконечному каскаду. С целью снижения нелинейных искажений был выбран режим АВ с относительно большим током покоя (около 20 мА). Температурная стабильность достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT3, VT4 резисторов сравнительно большого сопротивления R19, R20. Однако из-за отсутствия в предоконечном каскаде 100 %-ной ООС, при изменении его температурного режима возможны колебания тока покоя в пределах 15…25 мА, которые вполне допустимы, поскольку не нарушают эксплуатационную надежность усилителя в целом. Для компенсации возможной нестабильности напряжения база - эмиттер транзисторов VT1, VT2 при изменении температуры в их базовые цепи включены диоды VD3-VD5. Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT3, VT4 и через делители R11R14 и R12R15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT1, VT2. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсаторами С10, С11. Резисторы R13, R16 и R19, R20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT5, VT6 не превышает 3,5…4 А, причем в этом случае они не перегреваются, поскольку успевают сгореть предохранители FU1 и FU2 и отключить питание усилителя.
Диод VD6, включенный между базами транзисторов VT5, VT6, снижает искажения типа «ступенька». Падающее на нем напряжение (около 0,75 В) сужает интервал напряжений на эмиттерных переходах транзисторов, при которых они закрыты. Тем самым обеспечивается их открывание при меньшей амплитуде сигнала и в то же время надежное закрывание в его отсутствие. При малых сигналах в нагрузку течет ток предоконечного каскада, поступающий через резистор R21. К выходу оконечного каскада подключен фильтр нижних частот L1, C14 и R23, уменьшающий амплитуду резких всплесков сигнала (длительностью около 1 мкс) в момент переключения транзисторов выходного каскада и устраняющий колебательные процессы в выходном каскаде. Заметного влияния на скорость нарастания выходного сигнала фильтр не оказывает.
Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой (не менее 70 дБ) общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель C3-C5, R3 и R4 подается на инвертирующий вход ОУ DA1. Конденсатор С5 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС.
Жесткая стабилизация постоянного выходного напряжения на уровне не более ±20 мВ достигнута применением в усилителе 100 %-ной ООС по постоянному току. Для снижения этого напряжения до ±1 мВ и менее необходимо сбалансировать ОУ DA1. подключив к соответствующему выводу (в зависимости от знака напряжения) резистор R24 или R25 сопротивлением 200… 820 КОм.
Включенная на входе усилителя цепь R1C1 ограничивает его полосу пропускания частотой 160 кГц. Максимально возможная линеаризация АЧХ УМЗЧ в полосе 10…200 Гц достигнута соответствующим выбором емкости конденсаторов С1, С3 и С4.
Усилитель может питаться как от стабилизированного, так и от нестабилизированного источника питания, причем работоспособность его сохраняется при снижении питающих напряжений до ±25 В (разумеется, с соответствующим уменьшением выходной мощности). При использовании стабилизированного источника питания следует учитывать возможность появления на выходе стабилизаторов больших (до 10 В) пульсации с частотой усиливаемого УМЗЧ сигнала при мощности, близкой к номинальной.
Усилитель собран на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм.
Транзисторы VT3, VT4 снабжены теплоотводами, согнутыми из листового алюминиевого сплава толщиной 1 мм, и установлены на плате. Транзисторы оконечного каскада VT5, VT6 закреплены вне платы на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 400 см2 каждый. В усилителе использованы резисторы МЛТ, конденсаторы К73-17 (C1), KM (C2, C8-C11), К53-1 (С3, С4, С6, С7), КД (С5), МБМ (С14) и К73-16В (С12, С13). Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,8 в три слоя на корпусе резистора R22 (МТ-1) и содержит 40 витков.
Вместо указанных на схеме можно использовать ОУ К574УД1А, К574УД1В и транзисторы тех же типов, но с индексами Г, Д (VT1, VT2) и В (VT3-VT6).
Усилитель, собранный из исправных деталей, почти не требует налаживания. Как указывалось выше, ток покоя транзисторов VT3, VT4 устанавливают при необходимости подбором резистора R6, а минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя - резистора R24 или R25.
Коэффициент гармоник измерялся в полосе 20…20 000 Гц компенсационным методом. Первый выброс выходного напряжения (при отключенном конденсаторе С2) не превышал 3 %, что говорит о хорошей устойчивости усилителя.
Выходные транзисторы размещены на индивидуальных радиаторах
Вариант на зарубежных деталях
Силовой трансформатор на 200Вт
Индикатор выходной мощности выполнен на специализированной микросхеме к161пп1а.
Блок защиты громкоговорителей выполнен по схеме УКУ "Бриг".
