Главная Контакт Ссылки
УМЗЧ с индуктивной коррекцией Версия для печати
Написал В. Левицкий   
понедельник, 22 Сентябрь 2003

Особенность этого УМЗЧ — индуктивная коррекция входного каскада усилителя, а также симметричная структура.

Усилитель мощности, схема которого приведена на рис. 1, содержит практически один каскад усиления напряжения (транзисторы VT5, VT6) и трехкаскадный усилитель тока (VT7—VT12) с симметричной структурой, обеспечивающий на номинальной нагрузке сопротивлением 4 Ом мощность не менее 70 Вт. Такое схемное решение позволило получить очень хорошие переходные характеристики и широкую полосу пропускания. По мнению автора и других участников сравнительных прослушиваний, усилитель очень чисто и натурально воспроизводит ударные инструменты и сложные звуки (например, хоровой музыки).

Каскад усиления напряжения представляет собой обычный каскодный усилитель (структуры ОЭ-ОБ), только в симметричном исполнении. Он дополнен входным повторителем на полевых транзисторах, снижающим требования к цепям смещения входного каскада. Его температурная стабилизация обеспечена совместной работой диодов VD3—VD6 и VD8—VD11.

Фазово-частотную коррекцию в усилителе осуществляет местная ООС — катушка индуктивности L1, включенная в эмиттеры входных транзисторов, и резистор R12. Индуктивность во входном каскаде играет заметную роль для исключения интермодуляционных искажений при наличии в сигнале надтонапьных и высокочастотных составляющих [1]. Попытки скорректировать усилитель любым другим способом сказываются ухудшением звука — заметно уменьшаются прозрачность и объемность. Правда, у такого способа коррекции есть тот недостаток, что катушка чувствительна к магнитным наводкам. Поэтому ее желательно наматывать на кольцевом магнитопроводе либо экранировать (лучше и то, и другое).

В этом каскаде обязательно должны быть установлены два элемента — резисторы R15 и R18. Без них усилитель возбуждается, и транзисторы оконечного каскада могут выйти из строя. Причем без ООС это происходит даже быстрее, чем с ней.

Для упрощения цепей смещения и температурной стабилизации выходных транзисторов усилитель тока выполнен с токовой разгрузкой выходного каскада: транзисторы VT11, VT12 работают с отсечкой (в классе С), но предыдущая пара транзисторов работает непосредственно на нагрузку через очень низкое сопротивление резисторов R20, R21 (1 Ом) и тем самым полностью исключает переключательные искажения.

Такое построение каскада позволяет использовать в цепи смещения (VD7) обычный стабилитрон (его ТКН — около -0,11 %/°С) и не заботиться о стабилизации тока выходных транзисторов. Кроме того, и частотные характеристики получаются высокими, так как р-n переходы база - эмиттер выходных транзисторов зашунтированы резисторами и емкости переходов перезаряжаются с максимально возможной скоростью.

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате, кроме выходных транзисторов (VT7—VT12), размещенных на радиаторах без дополнительной изоляции. Сами же радиаторы должны быть изолированы.

В качестве катушки индуктивности L1 (400 мкГн) автор использовал два последовательно включенных высокочастотных дросселя ДПМ-0,1 с индуктивностью по 200 мкГн.

Кроме указанных на схеме элементов в УМЗЧ можно применить следующие детали: VT3, VT4 — транзисторы КТ972Б, КТ973Б; VT9, VT10 — КТ819В, КТ818В; VT11, VT12 — КТ8101Б, КТ8102Б; VD1, VD2 — КС175А; VD3—VD6, VD8—VD11 — серии КД522 или другие аналогичные.

Подбор пары комплементарных полевых транзисторов VT1, VT2 осуществляют раздельно следующим образом. В цепь истока каждого из них (между выводами истока и затвора) включают по два маломощных кремниевых диода (в прямом направлении), выполняющих роль источника напряжения смещения; в цепь стока включают миллиамперметр. При подаче на них напряжения питания в пределах 4...9 В (соответствующей структуре транзистора полярностью) измеряют ток стока. Пригодна пара транзисторов с током покоя 1...2 мА и различием токов не более чем 15 %, хотя элементы установки нуля на выходе (R2, R3) позволяют использовать пары транзисторов и с большей разницей в токах.

Настраивают УМЗЧ подбором резистора R5 до получения примерно одинакового тока (по 5...6 мА) для транзисторов VT3—VT6 в прогретом состоянии. При этом необходимо установить минимальное относительно общего провода смещение на выходе усилителя подстроечным резистором R3. На первом этапе базы транзисторов VT9, VT10 лучше отключить от эмиттеров VT7, VT8 и подключить их к выходу усилителя либо отключить коллекторные цепи питания VT9—VT12. Ток покоя транзисторов VT7, VT8 в этом случае составляет порядка 10...13 мА.

После этого нужно проверить падение напряжения на стабилитроне VD7, желательно, чтобы оно было чуть меньше нормы, ближе к 3 В (подобрать стабилитрон). Затем, отключив питание, восстановить исходные соединения и после подачи напряжения питания проверить ток покоя транзисторов VT9, VT10. Он должен находиться в пределах 150...200 мА. При сильном нагреве этих транзисторов (из-за большего тока) целесообразно установить резисторы R20, R21 с большим сопротивлением. Для создания необходимого напряжения смещения возможно применение и регулируемого аналога стабилитрона по известной из многих публикаций схеме.

Если нет возможности собрать усилитель с полевыми транзисторами, то входной каскад можно собрать с использованием ОУ (рис. 2). В этой модификации УМЗЧ в выходном каскаде сопротивление резисторов R20, R21 увеличивают до 3...4 Ом. Качество работы такого усилителя несколько хуже, но "звучание" его все же значительно лучше, чем у похожего по структуре УМЗЧ из [2]. Вдобавок он абсолютно устойчив, тогда как упомянутый прототип трудно "угомонить".

К электронным устройствам защиты от выхода из строя мощных транзисторов усилителя автор относится с некоторым предубеждением ввиду комплексного характера сопротивления нагрузки и поэтому ограничился лишь установкой в цепях питания для каждого из двух усилителей быстродействующих плавких предохранителей на 5 А, расположенных в блоке питания. Выпрямители для каждого из каналов стереоусилителя должны быть отдельными, а емкость конденсаторов фильтров не менее 10 000 мкФ.

После налаживания обеспечиваются следующие параметры усилителя:

номинальная мощность на нагрузке 4 Ом — не менее 70 Вт
полоса усиливаемых частот 20...20 000 Гц
гармонические искажения — не более  0,01 %
Номинальное входное напряжение — около*  2 В
* увеличением сопротивления резистора R4 чувствительность УМЗЧ можно повысить

ЛИТЕРАТУРА

  1. Витушкин Д., Телеснин В. Устойчивость усилителя и естественность звучания. — Радио, 1980, № 7, с. 36,37.
  2. Гумеля Е. Качество и схемотехника УМЗЧ. — Радио, 1985, №9, с. 31—35.

Радио № 10 1999г.

< Пред.   След. >
up Главная | Новости | Усилители мощности | Предусилители | Акустика | Источники сигнала | FAQ | Форум | Карта сайта up
 

Mambo is Free Software released under the GNU/GPL License.