Каталог радиолюбительских схем. Транзисторный усилитель мощности без обратной связи.

Обзор статьи в журнале "Радио" №12, 2004 г.,
узнать более подробно принципы работы,
конструкцию и методику настройки
можно в журналах Радио №12,2004 и №1,2005.

Транзисторный усилитель мощности без обратной связи

АЧХ усилителя достаточно равномерна, график ее в полосе частот 2...90000 Гц приведен на рис. 7.

Ограничения по полосе обусловлены только качеством выходного трансформатора. Оно же является и причиной нелинейности ФЧХ, график которой представлен на рис. 8.

Усилитель не создает выраженной окраски и обеспечивает музыкальное, тембрально сбалансированное звучание во всем динамическом диапазоне. Этому способствует слабая зависимость коэффициента гармонических искажений от частоты, она показана в виде графика на рис. 9 для разных уровней выходной мощности.

Некоторый подъем искажений на низких частотах при небольших уровнях сигнала связан с гистерезисными потерями в магнитопроводе выходного трансформатора. (Искажения обусловленные третьей гармоникой рис. 10).

Это хорошо согласуются с принципами В. Шушурина [9].

В дополнение приведем две спектрограммы. Первая, показанная на рис. 11,— спектр гармонических искажений на разных частотах. Здесь совмещены спектры искажений на частотах 20 Гц, 1 и 20 кГц.

На рис. 12 представлен спектр интермодуляционных искажений при подаче двух тональных сигналов частотой 14 и 15 кГц с одинаковой амплитудой.

Усилитель собран на основе лампового усилителя "Прибой-204" или "Прибой-104".

Сетевой трансформатор подлежит частичной перемотке

Если громкоговорители имеют повышенное сопротивление — 12...16 Ом, то обмотки следует соединить последовательно-параллельно в соответствии с рис. 13.

Поскольку усилитель не имеет ООС, которая стабилизировала бы его параметры, он очень критичен к активным и пассивным элементам и желателен их подбор.

Транзисторы VT4, VT5 установлены на теплоотводы площадью 700... 1000 см2 каждый. Транзисторы VT1—VT3, VT6 установлены на общем для каждого канала теплоотводе площадью 80...120 см2. Транзисторы блока питания VT7—VT9 установлены через изолирующие прокладки на общем теплоотводе из согнутого листа дюралюминия толщиной 1,5 мм площадью 50 см2.

Фото усилителя со снятой верхней крышкой представлено на рис. 14 (вид сверху).

На нем помечено расположение всех отдельно стоящих элементов.

Плата блока питания сделана из нефольгированного текстолита точно в размер старой платы.

Основная часть усилителя собрана на 12-контактной колодке, установленной на малых теплоотводах с зазором в 10... 15 мм.

Малосигнальные провода в усилителе разведены микрофонным проводом Luxman внешним диаметром около 3...5 мм. Весь монтаж малосигнальных цепей размещен на задней стенке усилителя.

Еще одна доработка. На верхнюю крышку усилителя с внутренней стороны нужно наклеить кусок звукопоглощающего материала для предотвращения "подзванивания" в такт музыки или вибрации сетевого трансформатора. Сам сетевой трансформатор лучше закрепить на корпусе через двойные прокладки из пористой резины для снижения передачи его вибрации на каркас усилителя.

Cобираем стабилизированный блок питания для первого каскада. Учтите, что этот стабилизированный блок питания нельзя надолго включать без нагрузки.

До сборки усилителя надо подобрать транзисторы в пары. Для подбора транзисторов первого каскада соберите стендовый усилитель по схеме, представленной на рис. 15.

На вход подайте с генератора синусоидальный сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 0,2 В. Подбор транзисторов следует проводить по постоянному напряжению на истоке и переменному напряжению на выходе каскада. В любом случае желательно выбирать транзисторы из одной партии.

Для подбора транзисторов выходного каскада удобен стендовый усилитель, собранный по схеме на рис. 16, с питанием от одного из блоков питания выходных каскадов.

При подборе транзисторов производите измерения по прошествии одинакового времени после включения для измерений при одинаковой температуре. Когда будет подобрано по две близких по параметрам пары приборов, то для обеспечения минимального различия в усилении между каналами используйте в одном канале транзисторы с меньшим усилением в первом каскаде и с большим — во втором; для второго канала — наоборот.

Налаживание каналов усилителя лучше производить раздельно.

В усилителе возможно проводить изменения и замены элементов для достижения наилучшего качества звука. Очередными шагами к этому могут быть замена выходных трансформаторов на более качественные, замена входных конденсаторов на дорогие серии audio или их исключение, если выход источника сигнала не имеет постоянной составляющей. Оксидные конденсаторы в усилителе и в блоке питания также можно заменить на серию audio.

Обращаем внимание на схемы измерительных каскадов для подбора транзисторов. Первую из них (см. рис. 15) легко использовать в качестве усилителя для головных телефонов. При этом можно в 2...3 раза поднять ток покоя и соответственно уменьшить сопротивление нагрузочного резистора R3, увеличить емкость выходного конденсатора СЗ и убрать делитель на выходе. Такой усилитель обладает коэффициентом гармоник 0,15 % при выходном напряжении 1,5 В. Вторую схему (рис. 16) можно рекомендовать для однотактного усилителя. Исключив выходной конденсатор и нагрузку, вместо дросселя включаем трансформатор с зазором в магнитопроводе, рассчитанный на ток подмагничивания не менее 150 мА и приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки 650...900 Ом. Такой усилитель имеет чувствительность около 1,5 В и вдвое меньшую мощность. Искажения его немного выше за счет четных гармоник. Однако вторая гармоника при этом только на несколько децибел выше третьей. Однотактный усилитель будет гораздо критичней к качеству оксидных конденсаторов в блоке питания и в шунтировании цепи истока. Учтите, что без первого каскада такой усилитель имеет высокую входную емкость и его нельзя подключать к регулятору громкости.