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:

Предлагаемый вниманию радиолюбителей усилитель ЗЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке, не требует выносных элементов термостабилизации тока транзисторов выходного каскада.

Основные технические характеристики:
Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 4Ом, Вт 80
Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 8Ом, Вт 45
Номинальное входное напряжение УМЗЧ, В 0,8
Входное сопротивление кОм 100…120
Относительный уровень шума дБ не более -90
Номинальный диапазон частот, Гц 20…20 000
Коэффициент гармоник при максимальной выходной мощности 80 Вт, %, на частоте:
1 кГц 0,002
20 кГц 0,004
Коэффициент интермодуляционных искажений, % 0,0015
Максимальная частота, на которой максимальная мощность снижается на 1 дБ, кГц 50
Скорость нарастания выходного напряжения (без конденсатора С2), В/мкс 40

Принципиальная схема усилителя показана на рис. 1. Изменения коснулись выходного каскада. Для увеличения его входного сопротивления в усилитель ЗЧ введены транзисторы VT1, VT2. Это облегчило работу ОУ DA1 и позволило обеспечить стабильное напряжение база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 при изменении температуры. Кроме того, усилитель дополнен каскадом на транзисторах VT5, VT6, которые совместно с датчиками тока R33, R34 и выходными каскадами на транзисторах VT7-VT10 в режиме покоя образуют соответственно два генератора тока, что исключает отсечку эмиттерного тока транзисторов оконечного каскада и снижает коммутационные искажения. Последнее же, как известно, благоприятно сказывается на спектре гармоник.

Помимо указанных изменений в каждое плечо выходного каскада введена более глубокая местная ООС за счет увеличения сопротивления резисторов в эмиттерных цепях транзисторов VT3, VT4, что сделало выходной каскад более линейным. Так как резисторы R20, R21 подключены к датчикам тока R33, R34, то получается достаточно жесткая термостабилизация тока покоя транзисторов оконечного каскада (при колебаниях температуры теплоотводов выходных транзисторов от 20 до 90 °С ток покоя изменяется в пределах 150…180 мА). Наличие датчиков тока R33, R34, глубокой ООС по постоянному току и токоограничительных резисторов в базовых цепях транзисторов VT9, VT10 приводит к ограничению их коллекторных токов до приемлемого значения при коротких замыканиях в нагрузке.

Резистором R14 устанавливается симметрия плеч выходного каскада. Других изменений в усилитель не вносилось.

Нелинейные искажения измерялись осциллографом С1-68 с использованием генератора сигналов ЗЧ ГЗ-118 (Кг- около 0,002 %) и прецизионного двойного Т-моста, входящего в комплект генератора. Измерения проводились по методике, изложенной в статье Ю. Митрофанова «Экономичный режим А в усилителе мощности» (см. «Радио», 1986, № 5, с. 40-43).

Коэффициент интермодуляционных искажений измерялся по рекомендациям, которые даются в статье В. Костина «Психоакустические критерии качества звучания и выбор параметров УМЗЧ» (см. «Радио», 1987, № 12, с. 40-43), с использованием измерительной установки, показанной на рис. 2. Там же изображена полная измерительная схема.
Рис. 2

При испытании усилителя импульсным сигналом выбросов на выходном напряжрнии не наблюдалось.

О питании усилителя.

При испытаниях автор использовал нестабилизированный блок питания с фильтрующими конденсаторами емкостью 10 000 мкФ (50В). Заметного улучшения технических характеристик при питании от стабилизированного источника отмечено не было. При эксплуатации допустимо снижение напряжения питания до +20 и -20 В, естественно, с соответствующим подбором резисторов R12, R16 (ток через стабилитроны VD1, VD2 должен быть в пределах 10…12 мА). Максимальная выходная мощность при этих напряжениях питания снизится примерно до 12…13 Вт. Повышать напряжения питания сверх указанных в статье значений (+35 и -35 В) не рекомендуется, так как это приведет к значительному снижению надежности работы УМЗЧ.

Данные катушки L1.

Катушка L1 (индуктивность — 0.3 мкГн) намотана на корпусе резистора R35 (МЛТ-2) и содержит 12 витков провода ПЭЛ 0.8 мм.

Замена деталей.

Без ухудшения технических характеристик УМЗЧ возможна замена транзисторов КТ3107А (VT1, VT6) на КТ502В — КТ502Е; КТ3102А (VT2, VT5) — на КТ503В — КТ503Е; КТ639Д (VT7) и КТ961А (VT8) — соответственно на КТ626Б, КТ626В и КТ646А, КТ646Б; КТ819ГМ (VT9) и КТ818ГМ (VT10) — соответственно на КТ819В, КТ819Г и КТ818В, КТ818Г. Транзистор КТ3102А (VT3) можно заменить на КТ3102Б, а КТ3107А (VT4) на КТ3107Б. Вместо К574УД1Б можно применить К574УД1А. Заменой диодам КД105 (VD3, VD4) могут служить любые диоды серий Д220, Д223, КД522 и т.п.

При снижении напряжений питания вместо транзисторов с позиционными обозначениями VT1-VT6 можно применить КТ315В — КТ315Д и КТ361В — КТ361Д. В случае использования в оконечном каскаде транзисторов в платмассовых корпусах (серий КТ818, КТ819) между их теплопроводящими пластинами и теплоотводами необхдимо поместить медные прокладки диаметром 30 и толщиной 0,5…0,8 мм, смазанные теплопроводящей пастой.

Транзисторы VT7 и VT8 необходимо установить на теплоотводах с охлаждающей поверхностью не менее 40 см2.

Детали усилителя (за исключением транзисторов VT9, VT10 и предохранителей FU1, FU2) смонтированны на печатной плате (см.рис.3), изготовленной из фольгированного стаклотекстолита толщиной 1.5 мм. Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, подстроечного СП3-38а, конденсаторов К53-1 (C3, C4, C6, C7), К50-6 (C13, C16), КД-1 (C5), К73-11 (C12, C15) и КМ (остальные). Емкость блокировачных конденсаторов Cбл (также KM), шунтирующих стабилитроны VD1, VD2, — 0.1 мкФ. Резисторы R33 и R34 изготовленны из отрезков нихромового провода диаметром 0.8 мм. Для подключения к транзисторам оконечного каскада и источнику питания применен соединитель МРН-32.
Радио № 12 1990г.

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".

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 (максимальная) мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом, Вт. . . 60 (80)

Номинальный диапазон частот, Гц. . . 20...20 000

Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности в номинальном диапазоне частот, % . . . 0.03

Номинальное входное напряжение, В. . . 0.775

Выходное сопротивление в номинальном диапазоне частот, Ом, не более. . . 0.08

Скорость нарастания выходного напряжения (без конденсатора С2), В/мкс. . . 40

Принципиальная схема усилителя показана на рис.1. 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, соединенной с внешними цепями разъемом МРН32-1. Транзисторы VT3, VT4 снабжены теплоотводами (рис.2), 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.

На импорте:

Журнал "Радио" 4/87, Г. Брагин, г. Чапаевск, Куйбышевская обл.

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:

1. Радио, 1990, №8, с.63.
2. Радио, 1991, №1, с.59.
3. Радио, 1992, №4, с.37.