Підсилювачі низької частоти великої потужності не можна віднести до звичайних конструкціям, оскільки вони за своєю суттю завжди достатньо складні у виготовленні. Найменша помилка в процесі зборки призводить до того, що все доводиться починати спочатку, і це стає дуже дорогим задоволенням.

Описуваний підсилювач-досить серйозна конструкція, незважаючи на його очевидну простоту і невеликі розміри. Підсилювач може бути зібраний досвідченим радіоаматором за кілька годин. Рекомендується при складанні цього підсилювача використовувати друковану плату. Не намагайтеся зібрати цей підсилювач, якщо це ваша перша серйозна конструкція.

Напруга постійного струму в схемі досягає величини 110В, що може призвести до серйозних уражень електричним струмом.

Розсіювана вихідними транзисторами потужність досягає дуже великих значень, тому при їх установці необхідно ретельно дотримуватися заходів по забезпеченню хорошого теплового контакту їх з радіатором.

Підсилювач призначений для короткочасного режиму роботи на навантаження опором 4 Ом, як зазвичай прийнято в сабвуферах.

У разі тривалої роботи підсилювача в режимі номінальної потужності необхідно навантажувати підсилювач на АС опором не менше 8 Ом. При цьому підсилювач може якісно працювати тривалий час і віддавати потужність близько 150 Вт Для роботи у безперервному режимі при номінальній потужності на навантаження опором 4 Ом необхідна додаткова установка ще 4 вихідних транзисторів (по 2 в кожне плече підсилювача).

В підсилювачі немає захисту вихідних транзисторів від короткого замикання виходу. Коротке замикання виходу миттєво виведе з ладу вихідні транзистори.

Конструктивно підсилювач розміщений в корпусі сабвуфера.

Підсилювач зберігає свої робочі характеристики при зміні напруги джерела живлення не більше ніж на ± 5 В.

Принципова електрична схема підсилювача наведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема підсилювача

Підсилювач виконаний за схемою, що стала традиційною для більшості сучасних підсилювачів НЧ: з двополярного харчуванням і диференціальним каскадом на вході.

Ланцюжок R1, С2 служить для фільтрації радіочастотних перешкод. Сигнал подається на вхід через неполярний конденсатор С1 ємністю 4,7 мкФ. Повне комплексне опір цій ємності забезпечує малий завал частотної характеристики на дуже низьких частотах. Якщо застосувати конденсатор з полістирольних або фторопластовим діелектриком ємністю 1 мкФ, то при номінальному вхідному опорі 22 кОм, завал на частоті 7,2 Гц буде близько -3 дБ.

Диференціальний каскад виконаний на транзисторах VT2 і ѴТЗ. Транзистор ѴТ1 виконує функцію джерела струму. База транзистора ѴТЗ з’єднана з виходом підсилювача через резистор R12. Як тільки на виході підсилювача з’явиться відмінне від нуля постійна напруга, посилений диференціальним каскадом сигнал неузгодженості надійде на наступні каскади і змінить їх режим так, щоб постійна напруга на виході стало дорівнює нулю. У разі ідентичності параметрів транзисторів ѴТ2 і ѴТЗ через навантаження не протікає постійний струм і, отже, розділовий конденсатор в ланцюзі навантаження можна не застосовувати.

Низькочастотний сигнал, посилений транзистором ѴТ2т знімається з резистора навантаження R5 і подається на базу транзистора ѴТ4. Далі посилений низькочастотний сигнал подається на двотактний підсилювач на транзисторах VT5 … VT8. Діоди VD2 і VD3 забезпечують початковий зсув транзисторів вихідного каскаду і також розміщуються на радіаторі. Вони повинні бути у хорошому тепловому контакті з радіатором підсилювача. Порушення цього правила призведе до того, що температурний режим вихідних транзисторів вийде з під контролю і, як наслідок, вихід кінцевих транзисторів з ладу від температурного перегріву.

У вихідному каскаді застосовані транзистори 2SC3856 і 2SA1492. Їх можна замінити на більш дешеві М J21193 / M J21194 або 2SC3281 / 2SA1302 відповідно. В якості світлодіода VD1 (рис. 1) можна використовувати будь-який малопотужний, зеленого свічення. Резистори R10, R11 і R22 плівкові потужністю 1 Bt, R16 … R21 дротяні потужністю не менше 5 Вт, інші плівкові – 0,25 Вт Оскільки вихідний каскад працює в режимі класу В, підсилювач має підвищені спотворення в області високих частот.

Глибока ООС в області низьких частот дозволяє отримати спотворення на частоті 1 кГц близько 0,04%. При вихідний потужності 250 Вт пікові значення потужності при перехідних процесах можуть досягати більше 300 Вт При застосуванні в блоці живлення потужного трансформатора і великих номіналів ємностей фільтра можна забезпечити стійку роботу підсилювача при вихідній потужності до 350 Вт У цьому випадку вихідний каскад потрібно зібрати за схемою, наведеною на рис. 2, додавши 4 потужних транзистора VT13 … VT16 і низькоомні резистори R23 … R26.

Незважаючи на широку смугу пропускання підсилювача, спотворення на частотах вище 10 кГц значні. При вимірюванні пікової потужності напруга джерела живлення “провалювалося” з 56 В до 50,7 В при навантаженні 8 Ом і до 47,5 В при навантаженні 4 Ом.

На рис. 3 [1] наведена схема пікового індикатора перевантаження.

Індикатор перевантаження призначений для стеження за режимом роботи підсилювача. Входи а і 6 індикатора підключені до базових ланцюгах диференціального каскаду підсилювача. При лінійному режимі роботи підсилювача напруги в точках а і 6 дорівнюють. У разі перевантаження підсилювача спотворений сигнал зворотного зв’язку надходить на базу транзистора ѴТЗ диференціального каскаду, буде відрізнятися від вхідного сигналу і на виведення 1 мікросхеми DA1.1 з’явиться напруга помилки, яке підсилюється підсилювачем на DA1.2 і надходить на піковий детектор DA2.1 … DA2.2.

Рис. 2. Схема вихідного каскаду

Індикатором перевантаження є світлодіод VD3 червоного кольору, включений у колле второвану ланцюг транзисторного ѴТ1. Час світіння світлодіода в сл чаї появи навіть короткочасне го сигналу помилки визначається п постійною часу ланцюжка C3R12. Р гуліровка індикатора полягає установці движків потенціометрів F і R9 в положення, при якому свічок ня світлодіода VD3 настає при н лічіі нелінійних спотворень вихідн го сигналу.

Рис. 3. Схема пікового індикатора перевантаження

   Параметри

Лабораторні вимірювання параметрів підсилювача показали наступні результати, наведені нижче.

Технічні характеристики

Вихідна потужність, Вт

 

при RH = 4 Ом

   240

Пікова потужність, Вт

   185

   

пРіТімп = 10мс

   172

Номінальна вхідна

 

напруга, В

   1,3

Рівень власних шумів, дБВ.

   -63

Відношення сигнал / шум, дБ

   92

Коефіцієнт спотворень,%

   0,4

при Рвих – 4 Вт, F ^ 1 кГц

   0,04

при РВЬ | Х = 4Вт, F = 10 кГц

   0,04

Час наростання, В / мкс

   >3

Ширина смуги пропускання, кГц

   30

   Блок живлення

Схема блоку живлення наведена на рис. 4.

Трансформатор необхідно використовувати з потужністю не менше 400 Вт і вихідною напругою 2×40 В.

Рис. 4. Схема блоку живлення

Конденсатор С1 повинен бути розрахований на напругу не менше 240 В, мостові випрямлячі – на струм 35 А, конденсатори фільтру – на робочу напругу не менше 63 В, ємність конденсатора фільтрів – 4700 … 10000 мкФ.

Автор статті: ft. Elliott. Стаття опублікована в РЛ, № 3 … 4, 2002 р.