Схема. УМЗЧ в режиме класса В с комбинированной ООС

      Предложенный усилитель при высоком качестве звучания относительно прост. По сравнению с прототипом, описанным в [1], он имеет большую выходную мощность благодаря применению выходного каскада с усилением по напряжению. Этот каскад наиболее полно использует напряжение источника питания на большой выходной мощности при малых искажениях.
      Один из таких усилителей успешно работает в ВИД на нагрузку в виде двух параллельно включенных громкоговорителей с сопротивлением 6 и 8 Ом с их суммарной мощностью 200 Вт.
      УМЗЧ рассчитан на работу с предварительным усилителем. Источником сигнала может быть мини-центр, компьютер, магнитола. Если эти устройства не обеспечивают необходимого выходного напряжения, то необходимо в УМЗЧ добавить дополнительный каскад усиления с регулятором громкости.

Основные технические характеристики
Номинальное входное напряжение, В ……………..2,5
Номинальная выходная мощность, Вт, при kг = 0,1 % на частоте 1 кГц
для нагрузки 4 Ом ………150
для нагрузки 8 Ом ……….80
Максимальная кратковременная мощность, Вт………220
Коэффициент гармоник kг, %, не более, при выходной мощности 1…220 Вт
на частоте 1 кГц ………..0,2
на частоте 20 кГц……….0,7
Диапазон рабочих частот, Гц, при неравномерности -0,5 дБ …………..10…200000

      Усилитель мало критичен к сопротивлению нагрузки, но оно должно быть не менее 3 Ом.
      Измерения параметров проводились автоматическим измерителем искажений С6-11 и низкочастотным прецизионным генератором сигналов ГЗ-122.
      УМЗЧ состоит из предоконечного усилителя напряжения и оконечного усилителя мощности, собранных в виде отдельных узлов.

      Усилитель напряжения (его схема показана на рис. 1) выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. Оба каскада охвачены местной ООС. Напряжение смещения на базу VT1 подается с выхода интегратора на ОУ DA1, вход которого подключен к выходу усилителя; так осуществляется «привязка нуля» на выходе УМЗЧ с точностью до напряжения смещения ОУ. Он питается от параметрического стабилизатора с дополнительными фильтрующими конденсаторами СЗ, С5. При включении усилителя плавный рост напряжения на них способствует отсутствию в это время переходных процессов. Транзистор VT2 обеспечивает основное усиление сигнала; переменное напряжение на его коллекторе в два раза меньше выходного, что значительно уменьшает искажения. Конденсатор С7 предотвращает возбуждение усилителя на высоких частотах.

      Схема усилителя мощности (рис. 2) собрана на транзисторах VT2— VT9 с применением местной ООС. Его усиление по напряжению, равное двум, определяется отношением сопротивлений резисторов R5 и R8, R6 и R9. Каскад на транзисторе VT1 — источник напряжения смещения для транзисторов выходного каскада с термостабилизацией через тепловую обратную связь. Цепь вольтодобавки (резисторы R3 и R4, конденсатор С4) питается выходным напряжением через делитель R19R21. Конденсаторы С2, СЗ устраняют возбуждение, которое проявляется в виде коротких «вспышек» при частоте входного сигнала более 1 кГц. Несимметричный выходной каскад выполнен на высокочастотных транзисторах (по два в каждом плече), работающих с близким к нулю током покоя.

      Усилитель охвачен комбинированной обратной связью по току нагрузки (с резистора R20) и напряжению (с выхода оконечного каскада).
      Чертеж печатной платы предоконечного усилителя напряжения с расположением деталей показан на рис. 3. Чертеж печатной платы мощного каскада изображен на рис. 4 (со стороны установки деталей и с обратной стороны).
      Монтаж УМЗЧ имеет ряд особенностей и выполнен в соответствии с требованиями, предъявляемыми к усилителям высокой верности [2].

      Предоконечный усилитель напряжения смонтирован на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, все детали припаяны со стороны печатных проводников («монтаж на поверхность»). Фольга на другой стороне платы служит экраном и подключена к общему проводу со стороны входа. К этой же точке припаян и экран подводящего сигнал провода. Для уменьшения наводок предоконечный усилитель помещен в экран из луженой жести и подключен к оконечному усилителю мощности шестью проводниками, длина которых может достигать 20 см. Провода А, Б и В свиты между собой. Общий провод должен иметь сечение не менее 1,5 мм2, он припаян к плате со стороны выхода.

      Предоконечный усилитель напряжения размещают вдали от сетевого трансформатора, выходных и питающих цепей, при этом возможен контакт экрана с корпусом усилителя. К входному разъему ил и к дополнительному усилителю, где также допустим контакт с корпусом УМЗЧ, устройство подключено экранированным кабелем.
      Оконечный усилитель мощности смонтирован на печатной плате также из двусторонне фольгированного стеклотекстолита; монтаж деталей тоже поверхностный. Резисторы R5, R6, R19, R20 и конденсаторы С5, С6 одним выводом припаяны к фольге общего провода на обратной стороне платы, которая соединена перемычками сечением 1,5 мм2 с соответствующими участками фольги со стороны деталей. Для подключения конденсатора С4 также нужно впаять перемычки.

      Катушка L1 намотана на оправке диаметром 10 мм и содержит 30 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Внутри нее расположен резистор R18.
      Транзисторы VT4 и VT5 установлены на небольших теплоотводах; рассеиваемую ими мощность можно уменьшить, увеличив сопротивление резисторов R12, R13 до 24Ом. Выходные транзисторы смонтированы на общем теплоотводе, в качестве которого в авторском варианте использована боковая утолщенная панель корпуса типа «tower» (башня), известного по конструкциям персональных компьютеров. Длина проводов к мощным транзисторам (особенно к эмиттерам) должна быть минимальна.
      Монтаж сильноточных цепей необходимо выполнять высококачественным монтажным проводом сечением 2 мм2. Такие соединения лучше проводить двумя или тремя параллельно включенными проводами меньшего сечения. Эта рекомендация справедлива и для соединительного кабеля АС.

      Для питания УМЗЧ пригоден сетевой трансформатор мощностью около 500 Вт, имеющий вторичную обмотку с выводом от середины. Предпочтительно организовать «мягкое» включение усилителя. Диоды в выпрямителе — КД213А, они установлены на теплоотводах.
      Описанные выше узлы УМЗЧ сначала настраивают раздельно.
      В плате усилителя напряжения (см. рис. 3) провод Б перемычкой соединяют со средней точкой выпрямителя, а спаянные перемычкой провода А и В подключают через резистор сопротивлением 4,7 кОм к плюсовому выводу источника питания (+44 В). Включив блок питания, убеждаются в отсутствии постоянного напряжения на коллекторе транзистора VT2. После проверки технологические перемычки удаляют, а указанный выше резистор припаивают к плате оконечного усилителя мощности между проводом В и минусовым выводом источника питания. Конденсаторы С2, СЗ и мощные транзисторы VT6—VT9 пока к плате не подключают. После включения питания подстроечным резистором R2 устанавливают напряжение 0,5…0,55 В на каждом из резисторов R12, R13 при близком к нулю выходном напряжении оконечного усилителя мощности.

      Для совместной проверки плат удаляют технологический резистор 4,7 кОм, к плате выходного каскада подключают мощные транзисторы VT6—VT9 и плату усилителя напряжения.
      Далее в усилителе напряжения необходимо подобрать минимальную емкость конденсатора С7, при которой сохраняется устойчивая работа УМЗЧ в режимах без нагрузки и с нагрузкой. Для оценки устойчивости по форме сигнала на экране осциллографа лучше использовать испытательный сигнал вида «меандр» частотой 1… 15 кГц. Переходный процесс установления сигнала на фронтах «меандра» не должен быть более двух-трех полупериодов ВЧ колебаний. В оконечном усилителе конденсаторы С2 и СЗ (емкостью 100…500 пФ) устанавливают в том случае, если на эмиттерах транзисторов VT2 и VT3 возникают ВЧ колебания при входном сигнале с частотой 15 кГц.

      Редко встречающиеся транзисторы 2Т830Г и 2Т831Г можно заменить комплементарной парой КТ850А и КТ851А или импортными с соответствующими параметрами, а также транзисторами КТ816Г и КТ817Г при снижении напряжения питания до +35 В. Для оконечного каскада подойдут и менее быстродействующие транзисторы КТ8101 А, КТ808А, КТ819Г. В любом случае замены транзисторов емкость корректирующих конденсаторов необходимо будет подобрать заново.
      В усилителе можно использовать керамические конденсаторы К10-17, К10-47 термостабильных групп с емкостью до 0,1 мкФ, пленочные конденсаторы емкостью до 4,7 мкФ, оксидные конденсаторы К50-35 емкостью до 1000 мкФ илиК50-18, К50-37.

ЛИТЕРАТУРА
1. Акулиничев И. УМЗЧ с широкополосной ООС. — Радио, 1993, № 1,с. 22.
2. Атаев Д. И., Болотников В. А. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения. МРБ. — М.: Радио и связь, 1989, с. 121—130.

В. БАЦУНОВ, г. Тамбов
«Радио» №12 2003г.

Похожие статьи:
Стереомикрофон с комбинированным питанием