Ю. Солнцев (СРСР)

Розробкою високоякісних систем звуковідтворення займаються багато радіоаматори. Одним з найбільш важливих вузлів звуковідтворювального комплексу є підсилювач потужності [1]. Створити таке пристрій високого класу нелегко, тим більше, що досі не вироблені єдині конкретні критерії якості підсилювача.

Зазвичай якість підсилювачів потужності звукової частоти (УМЗЧ) оцінюють кількома основними параметрами: номінальним діапазоном робочих частот (як правило, за рівнем -3 дБ), коефіцієнтом гармонік (Кг) і швидкістю наростання вихідної напруги (vy). Значно рідше користуються коефі

ціент інтермодуляционних спотворень (Кі), вихідним опором та іншими характеристиками. Завдання ускладнюється тим, що серед випускаються великими серіями вимірювальних приладів відсутні вимірювачі інтермодуляционних спотворень, генератори з Кг менше 0,05%, вимірювачі малих (менше 0,1%) гармонійних спотворень, широкодіапазонні аналізатори спектру з великим динамічним діапазоном. Прецизійні вимірювальні прилади, що випускаються малими серіями, для більшості радіоаматорів недоступні. З цієї причини малі нелінійні спотворення часто вимірюють за нестандартними методиками, що знижує їх достовірність.

При виборі норм на діапазон робочих частот, Кг і Vy намітилося два основних напрямки. Прихильники одного з них вважають, що необхідно вдосконалювати апаратуру практично безмежно і створюють виходячи з цього ультралінейной підсилювачі з Кг порядку десятитисячних часток відсотка, підсилювачі з Vy, кілька сот вольт в мікросекунду. Прихильники іншого напрямку цілком резонно відзначають, що якість звучання залежить від характеристик всіх ланок звуковідтворювального тракту і визначається тим з них, яке має гірші параметри. Виходячи з цієї передумови вони вважають допустимим Кг = 0,3 … 1%, a Vy або зовсім не нормують, або обмежують її порівняно невисоким значенням – 1 … 2 В / мкс. Підставою для таких норм є стандартизовані параметри основних джерел сигналу – програвачів, магнітофона, радіоприймачів. Відомо, наприклад, що навіть студійні магнітофони можуть мати Дог до I … 2%.

Практика роботи зі звуковідтворюючими комплексами показує, що при суб’єктивній оцінці підсилювачі з приблизно однаковими параметрами (смугою робочих частот, Кг і) відтворюють по-різному (природно, при використанні одних і тих же джерел сигналу і акустичних систем). В одних випадках різницю у звучанні обумовлюють такі параметри, як коефіцієнт демпфірування акустичної системи, динамічний діапазон і т. п., в інших – мікролінейность амплітудної характеристики, викликана, наприклад, самозбудженням на високих частотах. У багатьох випадках різниця у звучанні не знаходить задовільного пояснення і не підтверджується об’єктивними вимірами. З цього можна зробити два висновки:

на якість звуковідтворювального тракту впливає один або кілька маловивчених параметрів підсилювача потужності, тому судити про його якість можна тільки за результатами суб’єктивної (обов’язково кваліфікованої) експертизи, зіставляючи звучання знову розробленого підсилювача зі звучанням якого-небудь добре вивченого високоякісного, прийнятого за еталон підсилювача;

недоцільно безмежно покращувати такі об’єктивні показники підсилювача потужності, як смуга робочих частот, швидкість наростання вихідної напруги і т. п. Ці параметри мають цілком певні порогові значення, і подальше їх поліпшення не впливає на суб’єктивне сприйняття фонограми.

Які ж порогові значення основних параметрів? Природно, вони залежать від характеристик акустичної системи, джерела сигналу і т. Д. Оцінимо порогові значення Vy Кг і робочого діапазону частот для звуковідтворювального тракту, що складається, наприклад, з динамічних головок гучномовців 35АС-1 (номінальна потужність 35 Вт, максимальна потужність 70 Вт, номінальною

ве електричний опір 4 Ом, номінальний діапазон частот 30- Гц … 20 кГц) або їм подібних: підсилювача потужності і програвача, що реалізує характеристики грамплатівки по ГОСТ 7893-72 (Кг до 1,5% при номінальному рівні запису, відносний рівень фону до -60 дБ) або студійного магнітофона (Кг до 1%, відносний рівень шумів -60 дБ).

Для нормальної роботи динамічних головок гучномовців підсилювач повинен розвивати потужність не менше 50 … 70 Вт на навантаженні опором 4 Ом. При потужності до 70 Вт вихідна напруга

, Що відповідає амплітуді 23,7 В. Будемо вважати, що спектр фонограми постійний до частоти 20 кГц. Отже, верхня частота смуги пропускання ‘сигналу максимальної амплітуди для розглянутого підсилювача може бути прийнята рівною 20 кГц (малосигнальная смуга пропускання підсилювача при цьому може бути значно ширше). Мінімальну швидкість наростання вихідної напруги, що забезпечує необхідну смугу пропускання сигналу максимальної амплітуди 23,7 В, можна визначити як максимум похідною від напруги гармонійного сигналу частотою 20 кГц:

При цьому значенні vu вихідна напруга підсилювача зростає від нуля до максимальної амплітуди за 8 мкс. Для порівняння зазначимо, що в підсилювачі зі швидкістю наростання вихідної напруги 100 В / мкс цей час одно 0,24 мкс. Малоймовірно, щоб реальні джерела музичних програм (навіть електронні синтезатори) могли формувати музичні переходи з такими фронтами, і ще менш імовірно, щоб гучномовці їх відтворили.

Складніше оцінити граничне значення Кг, Який, як зазначалося, у основних джерел сигналу може досягати 1 … 1,5%. Однак, на думку автора, це не цілком достатня підстава вважати допустимим для високоякісного підсилювача потужності Кг = 0,2 … 0,5%. Видається більш доцільним встановити норму на цей параметр підсилювача виходячи з того, що всі побічні компоненти вихідного сигналу, обумовлені нелінійністю його амплітудної характеристики (т. е. гармонійні і інтермодуляційні спотворення) або зовсім не повинні сприйматися на слух, або повинні лежати на нижній межі динамічного діапазону, на рівні шумів (фону).

Інтермодуляційні спотворення призводять до появи негармонійних складових у спектрі многокомпонентного сигналу, для слуху помітність таких нових компонентів дуже значна, так як відсутній їх маскування корисним сигналом. Їх частоти не мають нічого спільного з вихідною музичною програмою, вони надають звучанню «важкий», атональні характер. У той же час помітність гармонійних спотворень істотно менше.

Співвідношення між продуктами гармонійних і інтермодуляционних спотворень (т. Е. Між Кг і Кн) Залежить від цілого ряду обставин, і, як правило, Ки в кілька разів вище Дог. Логічно тому задатися таким значенням Кі, при якому інтермодуляційні компоненти вихідного сигналу опиняться на нижній межі динамічного діапазону фонограми, на рівні 60 дБ щодо корисного сигналу, що відповідає Ки = 0,1%. Однак, як уже зазначалося, безпосереднє вимірювання Кі в аматорських умовах утруднено. Але, беручи до уваги, що Доі і Кг характеризують одну й ту ж нелінійність, можна ограни-

читься виміром тільки Кг, зробивши поправку, що враховує вплив на якість звучання інтермодуляционних спотворень, т. е. встановити норму на Кг виходячи з допустимого значення Кі · У цьому випадку допустиме значення останнього, природно, буде в кілька разів менше, і, як граничне, можна взяти значення Кг, рівне 0,03 … 0,05%. Коефіцієнт гармонік високоякісного підсилювача потужності не повинен перевищувати порогів < ? го значення у всьому діапазоні робочих частот і потужностей.

Що стосується малосигнальної смуги пропускання, то її вплив на якість звучання не настільки істотно, як вплив параметрів, розглянутих вище. Дійсно, задавши смугу пропускання сигналу повної амплітуди, тим самим встановлюємо діапазон частот, за межами якого починається спад АЧХ при великих сигналах (або, що те ж, зменшується максимальна амплітуда неспотвореного сигналу). Однак спектр вхідного сигналу за межами смуги пропускання сигналу повної амплітуди також спадає досить швидко, тому скільки-небудь помітні частотні спотворення відсутні.

Вже зазначалося, що малі нелінійні спотворення і висока швидкість наростання вихідної напруги необхідні, але ще недостатні для високоякісного звуковідтворення. Що ж потрібно ще?

У звичайному підсилювачі потужності звукової частоти ефективність негативного зворотного зв’язку (ООС), завдяки якій забезпечуються високі значення основних параметрів, падає з ростом частоти. Графічно це показано на рис. 1, де заштрихована область характеризує ефективність ООС (граничні частоти смуги пропускання підсилювача без ООС і з ООС позначені відповідно fi і Ϊ2). На.висшіх частотах смуги пропускання і тим більше за її межами параметри звичайного підсилювача потужності погіршуються, зокрема зростає рівень спотворень. До того ж вони в цій області частот значно помітніше, так як гірше маскуються корисним сигналом (у реальних фонограмах поблизу кордону смуги пропускання спектр спадає, а продукти нелінійних спотворень, розташовані біля верхньої межі смуги пропускання, зазвичай породжені більш потужними середньочастотними компонентами вхідного сигналу). В результаті спостерігається явище, яке називають по-різному (хриплость, призвуки, відсутність прозорості звучання і т. Д.), Але означає воно одне і те ж: погіршення звучання на високих частотах.

Щоб виправити становище, часто просто піднімають рівень високих частот за допомогою регулятора тембру. При цьому амплітуда високочастотних компонентів корисного сигналу збільшується, а среднечастотних, які породжують гармоніки і інтермодуляційні складові, що лежать поблизу верхньої межі

смуги пропускання, залишається практично незмінною. В результаті продукти нелінійних спотворень в області високих частот маскуються корисним сигналом і, суб’єктивно, звучання високих частот поліпшується.

Гармоніки високочастотних компонентів підсилюється сигналу лежать за межами звукового діапазону, породжувані або різницеві інтермодуляційні продукти добре маскуються більш потужними середньочастотними складовими сигналу, тому підйом посилення на високих частотах дає ефект поліпшення якості звукового відтворення. У високоякісному підсилювачі гармонік і інтермодуляционних складових менше, менше і їх рівень і вони можуть добре маскуватися без підйому АЧХ в області високих частот. Сказане пояснює той факт, що однакове, суб’єктивно збалансоване за тембром звучання в різних підсилювачах виходить при різних положеннях регуляторів тембру. Чим вище якість звучання підсилювача, тим менше бажання слухача підняти рівень високих частот регулятором тембру.

Очевидно, що для зниження рівня спотворень на високих частотах необхідно або збільшувати частоти fi (рис. 1), при цьому можлива втрата стійкості підсилювача, або збільшувати загальну глибину ООС, що, в свою чергу, може викликати динамічні спотворення.

Існують способи зниження спотворень на високих частотах, не пов’язані з використанням ООС. Один з цих .способов, що отримав назву

На якість звуковідтворення впливає форма фазочастотной характеристики (ФЧХ). У діапазоні звукових частот ФЧХ повинна бути лінійною, а її форма не повинна залежати від амплітуди вхідного сигналу. Вплив ФЧХ на якість звучання вивчено недостатньо добре, тому встановити будь-які норми на ФЧХ не представляється можливим, але необхідно вживати заходів щодо її лінеаризації.

Одна з найважливіших характеристик для будь-якого підсилювача – перехідна, т. Е. Його реакція на стрибок вхідної напруги. Два можливі види перехідної характеристики зображені на рис. 2. Одна з них (рис. 2, а) відрізняється більшою швидкістю наростання вихідної напруги і коливальним характером його встановлення, інша (рис. 2, б) -Менше швидкістю наростання, відсутністю вибору на фронті і монотонним характером встановлення напруги. Очевидно, що характеристика рис. 2, а небажана, тому що будь стрибок

вхідної напруги в цьому випадку супроводжується паразитними коливаннями дифузора динамічної головки гучномовця.

При експериментах з підсилювачами потужності з’ясувалося, що якість звучання залежить від характеристик блоку живлення. Якщо на один і той же підсилювач подається напруга спочатку від нестабілізованого джерела живлення з досить великою ємністю фільтра, а потім – від стабілізованого, то в другому випадку якість звучання, що оцінюється суб’єктивно, поліпшується як на низьких, так і на високих частотах. Ймовірно, провали напруги на піках сигналу, неминучі в нестабілізованому блоці живлення, погіршують якість звучання, незважаючи на великий коефіцієнт придушення флуктуацій напруг живлення, властивий всім сучасним підсилювачів.

На якість звуковідтворення впливає і стабільність режиму транзисторів вихідного каскаду, зокрема, його струму спокою. Стабілізація струму спокою – складне завдання, тому найбільш переважними при інших рівних умов слід вважати підсилювачі з вихідними каскадами, що працюють в режимі В. На підставі сказаного можна сформулювати такі основні вимоги до підсилювача потужності сучасного високоякісного звуковідтворювального комплексу. Діапазон частот при вихідній напрузі, відповідному максимальної вихідної потужності, повинен бути не вже 20 … 20 000 Гц, Кг в цьому діапазоні не більше 0,03%, νυ не менше 3 В / мкс, перехідна характеристика повинна бути гладкою (без викидів), а ФЧХ – лінійної у всьому звуковому діапазоні частот.

При проектуванні описуваного нижче підсилювача за основу був узятий вже згадуваний «Quad 405», що вдало поєднує високі технічні характеристики і простоту схеми. Структурна схема підсилювача в основному залишилася незмінною, виключені лише ланцюг «вольтодобавки» і пристрій захисту транзисторів вихідного каскаду від перевантаження. Практика показала, що такі пристрої захисту не усувають повністю відмов транзисторів, але вносять нелінійні спотворення при максимальній вихідної потужності. Ток ж транзистора можна обмежити інакше, наприклад використовуючи захист від перевантаження по струму в стабілізаторах напруги. У той же час видається доцільною захист гучномовців при виході з ладу підсилювача або джерел живлення.

Виняток ланцюга «вольтодобавки» призвело до деякого зниження вихідної потужності, проте отримане значення (приблизно 60 Вт) в більшості випадків достатньо. При необхідності ланцюг «вольтодобавки» можна відновити у відповідності зі схемою [2], проте слід враховувати, що «вольтодобавки» може викликати збільшення нелінійних спотворень.

Для поліпшення симетрії підсилювача вихідний каскад виконаний на комплементарної парі транзисторів (рис. 3). Враховуючи, що основні параметри підсилювача поліпшуються з ростом коефіцієнта передачі струму Ігь, у вихідному каскаді застосовані складові транзистори КТ827А (VT9) і КТ825Г (VTI0), в крайовому каскаді лінійного підсилювача (VT5) – складової транзистор КТ825Г. Для зменшення нелінійних спотворень типу «сходинка» між базами транзисторів VT9 і VT10 включені діоди VD5 і VD6. При цьому забезпечується досить надійне закривання транзисторів вихідного каскаду в відсутність сигналу. При виборі складових транзисторів необхідно звернути увагу на значення некерованого початкового струму колектора 1доо-воно має бути мінімально

можливим. В іншому випадку погіршуються характеристики підсилювача, а при дуже великих токах 1 ^ можливі мимовільні відкривання одного з плечей вихідного каскаду.

Незначно змінена вхідні ланцюг підсилювача. В якості сигнального використаний неінвертуючий вхід операційного підсилювача DA1, що дозволило збільшити вхідний опір підсилювача (воно визначається опором резистора R1 і дорівнює 100 кОм). Будь-якого погіршення характеристик підсилювача не відзначалося. Якщо великий вхідний опір не потрібно, вхідний ланцюг можна виконати відповідно до [2]. Вхідний опір при цьому знизиться до 22 кОм, але підсилювач стане інвертуючим і менш схильним до самозбудження при виникненні зворотного зв’язку між його виходом і входом (цей зв’язок буде негативною). Слід зазначити, що при правильно виконаному монтажі і неінвертуючому варіанті стійкість підсилювача залишається високою.

Для виключення клацань в гучномовцях, обумовлених перехідними процесами при включенні напруги живлення, а також для-захисту гучномовців від постійної напруги при виході з ладу підсилювача або джерел живлення застосовано просте, добре зарекомендувало себе пристрій, виконаний на транзисторах VT6-VT8. При спрацьовуванні цього пристрою загоряється одна з ламп HL1 або HL2, сигналізуючи про наявність на виході підсилювача постійної напруги тієї або іншої полярності. В іншому схема описуваного підсилювача не відрізняється від схеми підсилювача cQuad 405 ».

Друкована плата підсилювача (на рис. 4 наведено її креслення для стереофонічного варіанту) виготовлена ​​з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм. Всі ланцюги каналів повністю розділені. Як показала перевірка, це полегшує отримання низького рівня фону, зменшує проникання сигналу з каналу в канал. З тієї ж причини кожен з каналів підсилювача живиться від окремого двополярного стабілізованого джерела живлення.

Для з’єднання з зовнішніми ланцюгами застосовані ^ три стандартних роз’єму типу МРН; через один з них (МРН 4-1) надходять вхідні сигнали, через два інших (МРН 22-1) підключаються транзистори вихідних каскадів, джерела живлення і головки гучномовців. Розводка ланцюгів по контактам соединителя наведена в таблиці.

Якщо відповідні з’єднувачі відсутні, замість них можна використовувати монтажні стійки або пустотілі заклепки. У пристрої застосовані також деталі наступних типів: резистори МЛТ, конденсатори – КМ-6Б (С 1, СЗ-С6, С8, С9, СП, С12, С16, С17), МБМ (С13), К50-29, (С14, С15), К5Е-16 (С18, С19), К53-18 (С2 , С7), Конденсатори підлаштування КТ2-19, реле РЕЗ-48А (паспорт РС4.590.201). Котушки намотані проводом ПЕВ-2 1,0 мм у два шари на каркасах діаметром 10 і довжиною 30 мм і містять: L1 і L3 – по 50 витків (індуктивність

5 .. .7 мкГнЬ L2–30 витків (індуктивність приблизно 3 мкГн). Довжина намотування котушки L1 і L3 26 мм, a L2 – 18 мм. Котушки можуть бути і безкаркасними. У цьому випадку їх намотують тим же дротом внатяг на оправці діаметром 9 … 10 мм. Жорсткість котушок, знятих з оправлення, цілком достатня. При необхідності її можна підвищити, скріпивши витки відповідним клеєм або епоксидною смолою. Для зменшення взаємного зв’язку котушки L1 і L3 встановлені перпендикулярно один одному і паралельно платі, a L2 – перпендикулярно платі.

Замість зазначених на схемі в підсилювачі можна використовувати операційні

Рис. 4

Таблиця

підсилювачі К574УД1Б, К574УД1В, К544УД2, μ740, TL072; транзистори КТ312В, КТ373А, ВС 107В, BFY34, 2Ν2219Α, ВС682, ΖΤΧ304. ВСХ32 (VT2, VT6, VT8); КТ3107В, КТ3107І, КТ313Б, КТ361В, КТ361К, ВС212, BCI77B, 2Ν2905Α, ВС214С, ВСХ36, ΖΤΧ5043 (VT1, VT3, VT4); КТ801, КТ815, ВС107, 2Ν2219Α. ВС682 (VT7). Замість транзистора КТ825Г можна застосувати 2Т825А, 2Т825Б, 2Ν6287, замість КТ827А-2Т827А, 2Т827Б, 2Ν6284. Діоди VD3-VD6, VD11, VD12 – будь-які кремнієві з максимальним прямим струмом не менше 100 мА, VD7-VD6 – те ж, але з прямим струмом не менше 50 мА (наприклад, діоди 1 N914). Стабілітрони КС515А можна замінити будь-якими з номінальним напругою стабілізації 15 В і максимальним струмом стабілізації не менше 20 мА, наприклад ZG15, ZF15, ZPD15, LR150C.

Друкована плата за допомогою гвинтів з надітими на них трубчастими втулками встановлена ​​на дюралюмінієвої задній стінці підсилювача, що виконує одночасно і функції тепловідведення транзисторів вихідного каскаду (VT9, VT10). Останні закріплені на ній через слюдяні прокладки товщиною 0,05 мм. Тепловідвід – штирьовий, виготовлений методом фрезерування. Площа ефективної тепловідводної поверхні – близько 1250 см2. Можна використовувати і окремі тепловідводи площею 400 … 500 см2 для кожного з транзисторів вихідного каскаду. Транзистор VT5 встановлений на окремому штирьового теплоотводе із загальною площею тепловідводної поверхні приблизно 45 см2 (Рис. 5). Радіатор з транзистором VT5 ставиться безпосередньо на друковану плату. При мон-. таже транзистори VT5, VT9, VT10 з’єднують з друкованою платою проводами мінімальної довжини.

Реле К1 в пристрої захисту гучномовців – будь-яке, з напругою спрацьовування 27 В і сумарним допустимим струмом через контакти не менше 4 А (РЕЗ-47, РЕН-34 і т. Д.). Сигнальні лампи HL1, HL2 – будь-які на напругу

24 .. .28 В (наприклад, СМ 28-1,5). Можна використовувати лампи розжарювання і на меншу напругу, проте в цьому випадку в ланцюг їх загального проводу необхідно -включити резистор відповідного опору. Індикатор на світлодіодах збирають за схемою рис. 6 (діоди VDil, VD12 при цьому можна виключити).

Принципова схема блоку живлення стереофонічного варіанту підсилювача приведена на рис. 7. Він містить мережевий трансформатор Т1 з чотирма вторинними обмотками і така ж кількість стабілізованих випрямлячів. Два з них (G1 і G3) забезпечують напруга позитивної (по відношенню до загального проводу) полярності, два інших (G2 і G4)-негативних. Принципові схеми стабілізованих випрямлячів позитивною (G1 і G3) і негативною (G2 і G4) полярностей наведено на рис. 8 і 9 відповідно.

Кожен з них складається з мостового однофазного випрямляча на діодах VD1-VD4, фільтруючих конденсаторів С1-С4 і стабілізатора напруги на транзисторах VT1, VT2 і стабілітрон VD5. Стабілізатори напруги виконані за відомою схемою на транзисторах різної провідності. Включення обох транзисторів по схемі із загальним емітером забезпечує хороші параметри такого пристрою. До того ж стабілізатори стійкі до перевантаження і коротких замикань у навантаженні. При короткому замиканні знеструмлюється стабілітрон VD5 і транзистори VTI і VT2 закриваються. Після усунення замикання працездатність пристрою автоматично відновлюється. Виготовлені автором стабілізатори вимикалися при токах навантаження 6 … 7 А, що можна вважати цілком допустимим, оскільки стрибок струму в момент лробоя одного з транзисторів вихідного каскаду підсилювача перевищує це значення. Як видно зі схеми (рис. 8 і 9). регулюючий транзистор VT2 включений в «холодний» (т. е. з’єднаний із загальним проводом підсилювача) провід випрямляча. Це дозволяє встановити регулюють транзистори всіх, чотирьох стабілізаторів на загальний

тепловідвід без будь-яких ізолюючих прокладок, але вимагає для кожного з випрямлячів окремої обмотки трансформатора.

Трансформатор харчуванні намотаний на тороидальном муздрамтеатрі ОЛ 100 / 50-50 перетином 12,5 см2 з електротехнічної сталі Е360. Його обмотка I містить 880 витків дроту ПЕВ-2 0,86, кожна з обмоток II … IV – по 120 витків дроту ПЕВ-2 1,14. Для зменшення зовнішніх полів, а отже, і наведень на чутливі до таких перешкод ланцюга число витків обмоток трансформатора вибрано дещо більшим, ніж було потрібно за розрахунком. З цією ж метою між первинною і вторинною обмотками трансформатора поміщений електростатичний екран (один шар дроту ПЕВ-2 0,3). Останній можна намотати і алюмінієвою фольгою (наприклад, від металопаперові конденсаторів великої ємності), передбачивши ізоляцію її витоків друг від одного і від інших обмоток. Найкраще підходить стрічка з фольги шириною 10 … 20 мм, ізольована з обох сторін конденсаторним папером.

Якщо, незважаючи на ці заходи, рівень фону підсилювача виявиться все ж високим, рекомендується спробувати змінити монтаж ланцюгів живлення і помістити трансформатор харчування в екран. Практика показала, що якщо трансформатор розрахований і виготовлений правильно, то переважну роль у створенні перешкод грає не магнітне, а електричне поле, тому для зниження рівня перешкод екран доцільно виконати з немагнітного матеріалу, наприклад з листового алюмінієвого сплаву.

Якщо в розпорядженні конструктора є трансформатор тільки з двома підходящими обмотками, схему блоку живлення можна видозмінити таким чином: з’єднати з загальним проводом висновки 3 (а не 4) стабілізаторів, в якості стабілізаторів напруг позитивної полярності використовувати стабілізовані випрямлячі G2 і G4, негативною – Gl, G3 (рис. 7).

Від однієї з вторинних обмоток подається напруга живлення стабілізованою випрямлячів G1 і G3, а від другої – G2 і G4. Транзистори VT2 слід ставити на тепловідвід через ізолюючі прокладки.

Кожен з стабілізованих випрямлячів змонтований на окремій друкованій платі (рис. 10), виготовленої з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм. Розташування деталей стабілізованого випря-

Рис. 10

Рис. 11

МІТЕЛ позитивної полярності G1 і G3 наведено на рис. 11, негативною G2 і G4 – на рис. 12.

Друковані плати розраховані на установку конденсаторів К50-29 (С1-С4), К53-18 (С5), резисторів МЛТ. Діоди КД213А (VDI-VD4) монтують на друкованій платі без теплоотводов. Регулюючі транзистори VT2 встановлюють на теплоотводе, в якості якого можна використовувати металеві шасі підсилювача, і з’єднують з друкованими платами провідниками мінімальної довжини.

У блоці живлення замість зазначених на схемах транзисторів можна використовувати транзистори КТ313Б, КТ361В, КТ361К, ВС212, ВС177В, 2Ν2905Α, ВС214С, ВСХ36, ΖΤΧ504 (VT1 в стабілізаторі напруги позитивної полярності), КТ827Б, 2Т827А, 2Т827Б, 2Ν6284 (VT2 там же); КТ315В: КТ312В, КТ3102А, ВС 107В: BFY34, 2Ν2219Α, ВС682, ΖΤΧ304, ВСХ32 (VT1 в стабілізаторі напруг негативної полярності); КТ825Д, 2Т825А, 2Т825Б, 2Ν6287, (VI2 там же).

Стабілітрони Д818Б можна замінити стабілітронами серії Д818. або будь-якими іншими з номінальною напругою стабілізації 8 … 9 В. Конденсатори С1-С4 – К50-16, K50-I8, К50-24, К50-27 і т. п .; VD1-VD4 – будь-які випрямні діоди з максимальним випрямленою струмом не менше 10 А і зворотним напругою понад 100 В. Подстроєчний багатооборотний резистор R4 – СП5-14 або СП5-22.

Налагодження підсилювача починають з блоку живлення. При навантаженні кожного з стабілізованих випрямлячів на еквівалент опором 27 … 75 Ом за допомогою підлаштування резисторів встановлюють напругу харчування 30 В.

Змонтований з справних деталей підсилювач потужності налагодження майже не вимагає. Необхідно лише підібрати опір резистора R30 (по надійному спрацьовування реле К1 через кілька секунд після подачі живлення) і сумарну ємність конденсаторів СЮ, СП (по мінімуму нелінійних спотворень на частоті 20 кГц). Рекомендована деякими авторами методика підбору цієї ємності по мінімуму спотворень форми вихідного сигналу на частотах

50 … 100 кГц за осцилограф не завжди дає потрібний результат, тому нею целе-

Рис. 13

згідно користуватися лише за відсутності вимірювача нелінійних спотворень.

В деяких випадках, коли роздільна здатність вимірювача нелінійних спотворень обмежена кінцевої вибірковістю фільтрів вимірювача, можна скористатися методом, суть якого полягає в тому, що два вимірювача нелінійних спотворень включаються послідовно (рис. 13). На випробуваний підсилювач потужності необхідно подати сигнал з генератора звукових частот, Кг якого повинен бути мінімально можливим, але не більше 0,02%. Якщо Кг генератора, наявного в розпорядженні конструктора, перевищує це значення, то між генератором і підсилювачем можна включити пасивний фільтр, за допомогою якого Кг слід знизити до необхідного значення.

Органи регулювання вимірювача Дог № 1 слід встановити в таке положення, при якому його свідчення будуть рівні 10 або 1%. З виходу вимірювача Дог № 1 (вихід «осцилограф») сигнал подається на вхід вимірювача Кг Ns 2, свідчення якого необхідно помножити на 0,1 (для першого випадку) або на 0,01 (для другого випадку). Вимірювач Кг Ns 2 може працювати в автоматичному режимі, а вимірювач Кг Ns 1 – обов’язково в ручному. Для вимірювання Кг на середніх частотах компенсаційним методом можна скористатися нескладної приставкою [3] (рис. 14). Резисторами R3, R4, R7 компенсують активні складові разбаланса, резистором R2 – реактивні. Компенсацію виробляють до отримання мінімального рівня залишкового сигналу (між точками А і В), що спостерігається на екрані осцилографа PS1. Ланцюг R9C4 послаблює потрапили на вихід підсилювача високочастотні зовнішні наводки і, таким чином, підвищує точність вимірювання. Так як точна компенсація можлива тільки на одній частоті, Кг генератора звукової частоти G1 і в цьому випадку повинен бути мінімально можливим. Вихідна напруга генератора повинно бути рівним вихідній напрузі підсилювача в режимі вимірювання ДогОпір резистора R6 вибирають так,

Рис. 14

щоб при середніх значеннях опорів резисторів R3 і R4 напруга на вході підсилювача А1 дорівнювало номінальному.

Кілька примірників описуваного підсилювача потужності всебічно випробовувалися. Їх основні технічні характеристики виявилися наступними:

Останній з цих параметрів вимірювався серійним приладом С6-5. Джерелом сигналу служив вимірювальний генератор з Кг-0,05%. Виміряні значення Кг на вході і виході підсилювача практично збіглися, з чого можна зробити висновок, що рівень внесених ним нелінійних спотворень менше 0,05%.

При випробуваннях першого із зібраних підсилювачів спостерігалося цікаве явище: Дог істотно залежав від місця підключення відповідного проводу динамічної головки гучномовця до загального проводу підсилювача; при підключенні головки гучномовця до загального проводу безпосередньо на з’єднувачі друкованої плати підсилювача Кг виявився приблизно втричі менше, ніж у тому випадку, коли той же провід головки був з’єднаний із загальним проводом в джерелі живлення. З’ясувалося, що для забезпечення малого рівня нелінійних спотворень і фону монтаж зовнішніх ланцюгів підсилювача повинен відповідати певним вимогам. Перетин провідників, особливо токонесущіх, повинно бути не менше 0,5 мм2. Всі сполучні провідники повинні бути мінімальної довжини. Дроти живлення, проводи, що з’єднують вихід підсилювача з роз’ємом для підключення головки гучномовця, необхідно звити по всій довжині з кроком не більше 40 мм. Точки з’єднання загальних проводів з друкованою платою слід підібрати експериментально по мінімуму фону і Кг- У деяких випадках потрібно підібрати положення джгутів в корпусі підсилювача.

Особливу увагу було приділено суб’єктивним експертизам. Якість звучання підсилювача зіставлялося з якістю звучання цілого ряду промислових і радіолюбительських пристроїв з близькими основними параметрами. Джерела сигналів і акустичні системи, природно, у всіх випадках були одними і тими ж.

У ході експертиз відзначено більш природне звучання описуваного підсилювача. При відтворенні однієї і тієї ж фонограми для отримання приблизно однаково збалансованого за тембром звучання в більшості порівнюваних підсилювачів був потрібний підйом АЧХ в області високих частот від 3 до 10 дБ.

Фонограми, які при прослуховуванні через інші підсилювачі сприймалися як однакові за якістю, з новим підсилювачем стали звучати по-різному. Цікаво й те, що переваги описуваного підсилювача відзначалися навіть при використанні джерела сигналу середньої якості. Зокрема, оцінювалося звучання при роботі від касетного магнітофона з електричними характеристиками, відповідними другий класу. Незважаючи на те, що його параметри були значно гірше, ніж у будь-якого з порівнюваних підсилювачів (Кг близько 2% на частоті 1 кГц, робочий діапазон частот -40 … 14 000 Гц, відношення сигнал-Шум,

зважене по кривій МЕК-А, близько 56 дБ), при включенні в тракт описуваного підсилювача потужності якість звучання помітно поліпшувалося. У більшості випадків виявилося можливим прослуховувати фонограми, що не користуючись тембро- блоком, подаючи сигнал безпосередньо на підсилювач потужності.

Природно, що найбільш повно можливості розробленого підсилювача реалізуються в тому випадку, якщо інші ланки звуковідтворювального комплекту мають відповідні хороші характеристики.

Список літератури

1. Солнцев Ю. Високоякісний підсилювач потужності // Радіо.- 1984.-

№ 5.- С. 29-34.

2. Walker Р. J. Current dumping audio amplifier.- Wireless World, 1975, December, – PP. 560-562.

3. Зуєв П. Підсилювач з многопетлевой ООС // Радіо.- 1984.- № 12.- С. 42-43.

Джерело: Конструкції радянських і чехословацьких радіоаматорів: Зб. статей / Склад .: А. В. Гороховський, В. В. Фролов- Кн. 4.- М .: Радио и связь, 1991.- 208 с .: іл.- (Масова радиобиблиотека. Вип. 1169).