Пропонований УМЗЧ (рис.1) побудований на базі операційного підсилювача КР544УД2.

Параметри УМЗЧ

Робочий діапазон частот, Гц, не менше 15 … 30000
Нелінійність амплітудно-частотної характеристики, дБ, не більше 2
Номінальна потужність на навантаженні:
– 4 Ом, Вт 1940
– 8 Ом, Вт 1920
Коефіцієнт гармонік, при Рном,% не більше 0,01
Номінальна вхідна напруга, В 0,7
Вхідний опір, кОм, не менше 47
Вихідний опір, Ом, не більше 0,03
Відносний рівень шумів і фону, дБ, не більше -86
Номінальні напруги живлення, В ± 30

Операційний підсилювач DA1 живиться через транзистори VT1 і VT2, які знижують напруги живлення до значень, що задаються дільниками R3, R4 і R5, R6. Напруги зміщення транзисторів VT3, VT4 визначаються падінням напруги на резистора R8, R9. У разі необхідності DA1 може бути отбалансірован за допомогою дільника R14, R15.


Схема УМЗЧ на базі операційного підсилювача КР544УД2
Puc.1. Схема УМЗЧ на базі операційного підсилювача КР544УД2

Струм спокою предоконечних транзисторів VT3, VT4 визначає напругу зміщення на резистора R11, R12 (0,35 … 0,4 В), яке при малих рівнях сигналів підтримує транзистори VT5, VT6 в закритому стані навіть при підвищенні напруги живлення на 10 … 15% або перегрів на 60 … 80 °. Резистори R11, R12 одночасно стабілізують режим роботи предоконечного каскаду VT3, VT4, створюючи місцеві негативні зворотні зв'язки (ООС) по струму. Загальна ООС по напрузі формується дільником R7, R10.

Фільтри низьких частот R2, С2 і R13, С7 з частотами зрізу в області 60 кГц запобігають самозбудження підсилювача на високих частотах. Конденсатори С5, С6 коригують фазочастотную характеристику предоконечного і кінцевого каскадів. Котушка L1 підвищує стабільність роботи підсилювача при роботі на навантаження, що володіє підвищеною реактивністю.

Зборка та монтаж. При збірці конструкції необхідно користуватися паяльником з гарною ізоляцією і потужністю не більше 40 Вт. Креслення друкованої плати УМЗЧ наведено на рис.2, а складальний креслення – на рис.3.

Порядок складання наступний: перемичка S1, резистори, конденсатори, котушка L1, операційний підсилювач (DA1), транзистори VT1 … VT4, після попереднього регулювання – транзистори VT5, VT6. Безкаркасні котушка L1 містить 10 витків будь-якого мідного обмотувального дроту діаметром 1 … 2 мм. Її намотують на тимчасовій оправці діаметром 4 … 6 мм, наприклад на тонкій кульковій ручці або олівці.

З метою мінімізації нелінійних спотворень транзистори VT3 … VT6 повинні підключатися до друкованої плати провідниками довжиною не більше 50 мм.

Оптимальна конструкція УМЗЧ наведена на рис.3. За допомогою двох куточків плату пригвинчують до тепловідводу, а транзистори упаюється безпосередньо в плату. Найзручніше це робити в такій послідовності:

– Розмітьте тепловідвід, просвердлите необхідні отвори і наріжте в них різьблення МОЗ. Конструкція тепловідведення може бути довільною, проте площа його поверхні для максимальній вихідної потужності 60 Вт повинна бути не менше 500 см2;

– Пригвинтіть плату до тепловідвід;

– Встановіть транзистори VT3, VT4 у відповідні отвори плати, після чого закрутіть їх до тепловідводу, а потім припаяти їх;

– Після попереднього регулювання аналогічно змонтуйте транзистори VT5, VT6;

– Після цього припаяти дроти для підключення живлення і навантаження перетином не менше 0,5 мм2.

Налагодження. Для налагодження підсилювача необхідні осцилограф, низькочастотний генератор, тестер, еквівалент навантаження і біполярний джерело живлення з вихідною напругою ± 30 В при струмі навантаження не менше 4 А.


Друкована плата

Рис.1. Друкована плата

Висока стабільність УМЗЧ дозволяє живити його від найпростішого нестабілізованого джерела живлення. Харчування на підсилювач при його регулюванню і експлуатації подають через запобіжники на 5 А. Регулювання починають при відключених транзисторах VT5, VT6 і закороченном вході (точки 1 і 2 з'єднані).

До виходу УМЗЧ без навантаження підключіть осцилограф в режимі максимальної чутливості і короткочасно подайте харчування. Якщо на виході немає змінної напруги, тобто підсилювач не порушується, заміряйте режими роботи VT3, VT4; напруги на висновках 7 і 4 DA1. Вони повинні бути в межах 13,4 … 14 В і відрізнятися між собою не більше ніж на 0,3 В. Падіння напруги на резистора R11, R12 повинні бути в межах 0,35 … 0,4 В. Якщо вони відрізняються більше ніж на 10%, необхідно підібрати резистори R8, R9. При цьому їх нові значення, як і раніше повинні бути приблизно рівні між собою.

У разі самозбудження підсилювача слід збільшити ємності конденсаторів С5, С6, або, розрізавши до-ріжки, що сполучає висновки 1 і 8

DA1 підпаяні до них конденсатор типу КМ-5 ємністю 5 … 10 пФ.

Виміряйте постійне напруга на виході і, якщо воно перевищує 30 мВ, отбалансіруйте DA1. Для цього впаяти змінний резистор опором 100 … 200 кОм замість резисторів R14 і R15 (середнім виводом в точку їх з'єднання з виведенням 7 DA1). Обертанням осі цього резистора добийтеся потрібного значення вихідної напруги, заміряйте отримані величини опорів і впаяти відповідні постійні резистори R14 і R15. Небажано використовувати як балансування подстроеч-ний резистор – внаслідок старіння цього резистора можливе порушення балансування підсилювача в процесі його експлуатації.

Встановіть на тепловідвід і на плату транзистори VT5, VT6. На короткий час подавши харчування, переконайтеся, що УМЗЧ не порушується.

Підключіть до виходу УМЗЧ резистор опором 16 Ом потужністю 10 … 15 Вт, і подайте від генератора на вхід (точки 1 і 2 Від'єднайте) сигнал з рівнем 0,05 В частотою 1 кГц.

Перевірте симетричність обмеження обох напівхвиль синусоїди.

При необхідності, остаточної балансуванням DA1 добийтеся мінімального постійної напруги на виході УМЗЧ.

Підключіть номінальне навантаження – резистор опором 4 … 8 Ом потужністю не менше 50 Вт (наприклад реостат) – і ще раз виміряйте основні характеристики УМЗЧ.

Після остаточної регулювання підключіть джерело музичного сигналу і реальну акустичну систему.

Для роботи підсилювача потужності від джерел сигналу зі стандартним лінійним виходом 250 мВ (магнітофон, програвач тощо) слід використовувати попередній підсилювач з можливістю регулювання гучності і тембру.

Якщо джерело вхідного сигналу зібраний за схемою з однополярним живленням, при включенні підсилювача можуть прослуховуватися "клацання" в акустичних системах. Для усунення цього явища можна зібрати схему затримки підключення акустичної системи та захисту динаміків від короткого замикання, наприклад за схемами, наведеними в [1 … 3].

Література

1. Радіо, 1990, N8.C.63.

2. Радіо, 1991, N1, с.59.

3. Радіо, 1992, N4, С.37.

(РЛ 4 / 99)