Схема усилителя мощности не
сложная. Несмотря на это, усилитель обеспечивает исключительное качество
звучания при всех уровнях громкости. Схема приведена ниже:
Усилитель двухкаскадный. Первый
каскад собран на ИМС ОУ типа TL071, для стереоварианта можно использовать
сдвоенный ОУ TL072 с любыми буквенными индексами. Каскад обеспечивает усиление
сигнала по напряжению в R7/R65 раз (~26 дБ). Конечно, лучшие (по звуку)
результаты можно получить на другой схемотехнике, скажем на каскаде, в основе
которого ПТ с ОИ, но об этом - попозже.
Выходной каскад выполнен на
комплементарной паре полевых транзисторов Q1 и Q2. Транзисторы устанавливаются
на радиаторы, площадью не менее 700 кв.см каждый. В принципе, изменив
схемотехнику выходного, каскада можно применить и однотипные транзисторы (или
вообще изменить верхнее плечо, а пока...). Каскад Q2 - истоковый повторитель,
на Q1 собран генератор тока, величина тока покоя задается резистором R41.
Сопротивление нагрузки (громкоговоритель) обозначено на схеме R1 и может быть
любым в пределах 4-16 Ом. Ток покоя устанавливается для 4-х омной нагрузки
равным 3А, для 8-ми омной нагрузки - 1,5А. Выходная мощность в первом случае
будет равной 7Вт, во втором случае - 4Вт. Режим усилителя по постоянному
напряжению выставляется автоматически за счет ООС по постоянному напряжению
через резистор R89.
По переменному напряжению - ООС
отсутствует из-за шунтирующего действия C23, который вместе с низким выходным
сопротивлением ОУ не позволяет сигналу с выхода усилителя пройти на
инвертирующий вход ОУ. Конденсаторы С3 и С23 лучше использовать серии К73, либо
МБМ. Конденсатор С27 электролитический, полярный на напряжение не менее 16 В.
Диоды D1,D5,D6 кремниевые типа Д220, КД503-509 устанавливаются в тепловом
контакте с радиатором транзистора Q1 и осуществляют температурную стабилизацию
тока покоя усилителя. Конденсатор С19 подбирают, подавая на вход усилителя
прямоугольный сигнал частотой 20 кГц и амплитудой 100 мВ по неискаженной форме
фронтов выходного напряжения.
При использовании некоторых
экземпляров выходных транзисторов усилитель может проявить склонность к
возбуждению. Это устраняют увеличением сопротивлений (R6 и R2) в цепях затворов
транзисторов до 200-390 Ом с последующим подбором емкости конденсатора С19.
Источник питания усилителя
нестабилизированный, с емкостью конденсаторов фильтра в каждом плече питания не
менее 22 000 мкФ. Мощность трансформатора питания для одного канала усилителя
должна быть не меньше 150Вт. Более корректно можно выразиться следующим
образом: Блок питания усилителя должен иметь выходное сопротивление в рабочем
диапазоне частот нагрузки - не более 0,5 Ом. На самом деле это достаточно
трудно сделать.
Характеристики усилителя: полоса частот по уровню 0..-1дБ 15-150 000 Гц, Уровень
фона -90дБ, уровень шумов взвешенный -100 дБ, коэффициент гармоник при выходной
мощности 1Вт - не более 0,01%, при номинальной выходной мощности - 0,2% (вторая
гармоника, уровень третьей гармоники 0,05%, гармоники более высоких порядков -
отсутствуют). В усилителе отсутствуют "щелчки" на выходе при
включении и выключении питания.
Усилитель выполняется на
текстолитовой плате "навесным" монтажом с соблюдением всех правил
разводки шин питания и земли. Сильноточные цепи выполняются моножилой сечением
не менее 1кв.мм.
Дальнейшее увеличение выходной
мощности усилителя может быть достигнуто параллельным включением полевых
транзисторов (с индивидуальными резисторами в цепях затворов), повышением
напряжения питания до +-25В с заменой операционного усилителя на более
высоковольтный и соответствующего увеличения тока покоя выходного каскада.
(Хотя, а зачем?) В качестве выходных транзисторов можно использовать любые
серий IRF530, 540, 630, 640 и комлементарных с ними 9530, 9540, 9630, 9640.
В качестве промежуточного варианта
(с выходной мощностью до 10 Вт) можно попробовать использовать вольтдобавку с
выхода усилителя по цепям питания ОУ с условием не превышения допустимых
синфазных напряжений на его входах. Был испробован данный вариант, при выходной
мощности 7Вт на нагрузке 8 Ом коэффициент гармоник не превысил 0,3% при той же
структуре искажений - только 2-я и 3-я гармоники.
Была также исследована работа
усилителя при 100% ООС по переменному напряжению (исключается конденсатор С23).
При этом на малых уровнях громкости коэффициент гармоник оказывался ниже уровня
шумов усилителя, но по достижении номинальной выходной мощности (на последних
4-х децибеллах) - коэффициент гармоник резко возрастал и превышал уровень
гармоник усилителя без ООС в 5 раз при наличии гармоник более высоких порядков,
вплоть до 12-й (как и положено транзисторному усилителю с глубокой ООС), при
этом отмечалась жесткость звука и некая его "искуственность". После
этих экспериментов конденсатор С23 был с удовольствием установлен на свое
"законное" место.
Необходимо отметить, что усилитель
имеет действительно "ламповый" (поправлюсь, скажем мягче: не совсем
транзисторный... или совсем не транзисторно-привычный... ) характер звучания и
"мягкое" ограничение сигнала при перегрузке при заведомо лучших
объективных параметрах. Благодаря этому, субъективная громкость звучания
акустических систем с этим усилителем достаточная, чтобы сравнивать с
громкостью звучания при использовании более мощных традиционных усилителей
класса В или АВ (порядка 25Вт против 10Вт данного усилителя).
