Підсилювач потужності звукової частоти (УМЗЧ) є найважливішим вузлом звуковідтворювальної апаратури, тому його параметри в значній мірі визначають якість звучання і надійність.

В даний час вітчизняна промисловість освоїла випуск потужних польових транзисторів з вертикальною структурою, мають триодного вольт-амперні характеристики. За кордоном такі транзистори називають транзисторами зі статичною індукцією (СІ! приладами).

ЗВТ прилади об’єднують в собі кращі властивості біполярних і польових транзисторів, тому затворні характеристики ЗВТ приладів аналогічні затворної характеристикам польових транзисторів, а характеристики інжекції струму аналогічні інжекційним характеристикам біполярних транзисторів.

Підсилювачі, виконані з використанням ЗВТ приладів, мають наступні позитивні властивості:

– Низькі нелінійні викривлення при малій глибині негативного зворотного зв’язку (ООС);

– Стабільну роботу в широкому діапазоні зміни температури без використання будь-яких схем компенсації;

– Високу надійність, оскільки ЗВТ прилади мають негативним температурним коефіцієнтом, тобто при підвищенні температури їх струми спокою зменшуються;

– Зменшується потреба в схемах захисту, оскільки ЗВТ пр бори стійкіші до пошкоджень, що виникають при короткому замиканні вихідних клем УМЗЧ, а це в цілому спрощує схему підсилювача.

Крім того, експерти, які проводили порівняльний аналіз “якості звучання” двох підсилювачів з однаковими параметрами на біполярних транзисторах і ЗВТ приладах, відзначили більш чисте, природне і прозоре звучання останніх. Очевидно, існують якісь конструктивні особливості, що усувають ефект “транзисторного» звучання.

Пропоную дві схеми УМЗЧ на ЗВТ приладах КП801А і КП801Б відповідно.

Перша – це УМЗЧ з вихідною потужністю 10 Вт, виконаний за схемою, наведеною на рис. 1.

Рис. 1. УМЗЧ з вихідною потужністю 10 Вт

Т ехніческіе характеристики

максимальна вихідна потужність, Вт .. .

 

   12

коефіцієнт гармонік при Рвих = 10 Вт,%, не більше

   0,15

смуга робочих частот, Гц

   20…20000

нелінійність АЧХ, дБ, не більше

 

   0,25

вхідний опір, кОм

 

   10

відношення сигнал / шум, дБ, не менше

 

   80

струм спокою, мА

 

   100

Схема складається з вхідного каскаду (транзистори VT1, VT2), каскаду посилення напруги (ѴТЗ, VT4) і вихідного каскаду, виконаного на ЗВТ приладах (ѴТ5, ѴТ6).

Вхідний каскад виконаний за схемою диференціального каскаду з симетричним виходом. Вхідний сигнал надходить на базу транзистора ѴТ1 через розділову ланцюжок, що складається з резистора R1 і конденсатора С1. Конденсатор С2 служить для придушення ВЧ наведень на вході підсилювача.

Сигнал ООС подається з виходу підсилювача через дільник, що складається з резисторів R10, R12. Таким чином, диференціальний каскад порівнює вихідну напругу з нульовим напругою загального дроти, і якщо з якихось причин постійна напруга на виході підсилювача стає відмінним від нуля, сигнал неузгодженості з виходу диференціального каскаду надходить на вихідний каскад, забезпечуючи тим самим нульове напруга на виході підсилювача. Змінюючи співвідношення R12/R10, можна змінювати коефіцієнт посилення УМЗЧ.

З виходу диференціального каскаду сигнал поступає на усілітѳлі напруги, а з навантажувальних резисторів R11, R14 – подається на затвори транзисторів вихідного каскаду (ѴТ5, ѴТ6).

Стабілітрон VD1 створює початкове зміщення для вхідного диференціального каскаду. Стабілітрон VD2 захищає вихідні транзистори ѴТ5, ѴТ6 від пробою в момент включення живлення, коли по ланцюгах стоку можуть протікати значні імпульсні струми. Причиною їх появи є запізнювання замикаючої напруги затвор-витік вихідних транзисторів ѴТ5, ѴТ6.

Резистором R6 виставляється струм спокою УМЗЧ порядку 100 мА при замкнутому вході.

Друга схема – УМЗЧ з вихідною потужністю 25 Вт, наведений на рис. 2, володіє покращеними властивостями. За основу взято схемотехнічне рішення з [2], однак при цьому схема істотно перероблена:

– Введено елементи R8, VD2 і R9, VD3;

-Диференціальний каскад на вході замінений на каскодной схемою;

– Ділянка затвор-витік ЗВТ приладу ѴТ5 захищений стабилитронами VD4 … VD6 від перенапруги, яке може виникнути в різних аварійних режимах;

– Введенням кремнієвого діода VD7 поліпшена температурна стабільність струму спокою УМЗЧ.

Рис. 2. УМЗЧ з вихідною потужністю 25 Вт

Каскодной схема на входѳ УМЗЧ виконана на транзисторах V11, ѴТ2 різної провідності. При цьому пѳрвая частина схеми (на ѴТ1) являє собою еміттѳрний повторювач, а друга (на ѴТ2) – каскад із загальним емітером. Для сигналу ООС, поданого на емітер ѴТ2, цей транзистор включений за схемою із загальною базою. Тим самим гарантується мінімальна затримка сигналу. Дільник напруги, що визначає коефіцієнт посилення УМЗЧ, складається з низькоомних резисторів R4, R5, що також сприяє мінімальним затримок сигналу ООС.

У предоконечного каскаду транзистор ѴТЗ включений по схемі із загальним емітером, а транзистор ѴТ4 – по схемі із загальною базою по відношенню до вхідного сигналу. Каскад можна було б вважати диференціальним, якби не “нестандартне” включення резистора R7, однак таке включення дозволило отримати на порядок менший коефіцієнт спотворень, ніж при “класичному” включенні резистора R7.

Стабілітрон VD1 створює початкове зміщення для вхідних Каскод-ної схеми. Резистор R12 служить для установки струму спокою УМЗЧ порядку 150 м А.

Коригуюча ланцюг, що складається з R17, R18, С4 і L1, служить для усунення самозбудження УМЗЧ в області високих частот. Котушка L1 намотана на резисторі R17 (МЛТ-2) і містить 20 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,8 мм.

Технічні характеристики

– Максимальна вихідна потужність, Вт

   27

– Коефіцієнт гармонік при Рвих = 20 Вт,%, не більше

   0,06

– Смуга робочих частот, Гц

   20…25000

– Нелінійність АЧХ, дБ, не більше

   0,25

– Вхідний опір, кОм

   10

– Відношення сигнал / шум, дБ, не менше

   80

– Струм спокою, мА

   150

Автор статті – П. Беляцкий. Стаття опублікована в РЛ, 1999 р.