Предлагаемый УНЧ является аппаратом среднего качества. При хорошем подборе оконечных транзисторов суммарный коэффициент искажений в электрическом тракте составляет около 0,7…1,2%. Данный УНЧ создает очень малые акустические искажения при взаимодействии с АС. По этой причине даже с суммарными искажениями до 3,5% он явно превосходит по естественности звучания практически любой обычный бестрансформаторный аппарат (включая зарубежные образцы).
Поскольку данный УНЧ хорошо взаимодействует с АС, по субъективному восприятию его отдача приравнивается к отдаче обычного бестрансформаторного УНЧ мощностью около 50 Вт.
Этот УНЧ отвечает трем основным конструктивным требованиям к аппаратам высокой верности воспроизведения:
— имеет двухтактный выходной каскад;
— выходной каскад выполнен по трансформаторной схеме;
— выходное сопротивление УНЧ согласовано с конкретной акустической системой.
Как показала практика, необходимо придерживаться еще одного правила. Глубина ООС в УНЧ должна быть не более 10… 16 дБ. Связано это не с возможностью появления динамических искажений, а с другими факторами, приводящими к потере «свежести» звучания. УНЧ, имеющий очень низкое выходное сопротивление и очень глубокую ООС, является самозамкнутой системой. По этой причине он практически не реагирует на изменение нагрузочного сопротивления. Его ООС решает при этом только одну задачу — в масштабе усиления строго повторять на выходе форму входного сигнала.
Даже самая качественная звуковая головка на частоте резонанса и на частоте около 10 кГц имеет сопротивление в 7…8 раз больше ее полного сопротивления на частоте 400 Гц. Кроме того, головка имеет большое количество выбросов и провалов на характеристике, но гораздо меньших по величине. Все эти выбросы и про¬валы при низком Rвых и бестрансформаторном выходе дают большое количество слабых призвуков, искажающих звуковую картину. Почти все призвуки и искажения имеют акустическое происхождение и на осциллограмме не фиксируются. Говорить об электроакустическом тракте как о чем-то едином при таком положении дел не приходится. Большинство конструкторов для уменьшения количества призвуков идет на очень значительное демпфирование головок. Резкая потеря отдачи при этом требует соответственного увеличения мощности, а это почти полностью восстанавливает уровень и призвуков, и искажений. Круг замыкается.
В предлагаемом усилителе все это происходит не так.
Данный УНЧ, имея в исходном состоянии (без ООС)
Rвых=7…10R.Haгp, обязательно реагирует на изменение нагрузки, т.е. на выбросы и провалы, изменением выходного сигнала. При этом даже неглубокая ООС способствует уменьшению провалов без всякого демпфирования или шунтирования,сохраняя «свежесть» звучания.
Введение неглубокой ООС уменьшает выходное сопротивление до 0,5…2,0 Rнагр, что говорит об открытости системы и в этом состоянии. При таком положении уже можно говорить об электроакустическом тракте. Как и раньше, в «дотранзисторное» время, встает вопрос уменьшения до минимально возможной величины сопротивления соединительных проводов, которое мешает полному участию ООС усилителя в исправлении отдачи АС по звуковому диапазону.
Если учесть все эти особенности, УНЧ не будет иметь практически никаких призвуков, влияющих на тембровую окраску звуковой картины. Это сразу отмечают неопытные слушатели как «бедность» верхнего звукового диапазона даже при хорошем уровне верхов. При сравнительном прослушивании необходимо сначала хорошо вслушаться в звучание трансформаторного УНЧ, а затем слушать бестрансформаторный. Такой порядок очень резко показывает преимущества трансформаторного УНЧ. Настолько резко, что его замечают даже те, кто вообще не обращает внимание на качество.
УНЧ без ООС должен иметь коэффициент усиления, приблизительно на порядок больший необходимого. При небольшой глубине ООС для получения суммарного коэффициента искажений порядка 1,0% необходимо, чтобы исходный УНЧ имел иска¬жения не более 4…6%. Следовательно, подбор транзисторов для выход¬ного каскада должен быть очень тщательным. Линейность в указанных пределах УНЧ должен сохранять во всем диапазоне выходного сигнала.
При выборе выходных транзисторов для схем с общим эмиттером (ОЭ) необходимо обязательно знать фор му зависимости h21э от Iк. Посмотрим на рис.1, где показана такая зависимость для транзистора КТ802А (кривая 1). Максимум значения п21э соответствует току порядка 3,5 А. За этой точкой начинается спад. Для того чтобы знать, в диапазоне каких токов можно использовать транзистор, нужно учитывать еще зависимость п21э от UK. В принципе, эта зависимость для подавляющего большинства мощных транзисторов имеет подъем разной крутизны с ростом UK.
В реальном УНЧ большему току всегда соответствует меньшее UK. Это означает, что если нанести зависимость h21э от UK на характеристику h21э от 1к, она имеет наклон, обратный по отношению к участку прямолинейного роста h21 (кривая 2). Во многих справочниках форма зависимости h21э от 1к есть, а зависимости h21э от UK нет практически нигде. Для исключения ошибки при выборе типа транзисторов нужно учитывать только прямолинейную часть подъема характеристики. Ток, при котором начинается изгиб характеристики, нужно считать максимальным линейным током данного типа. Зная максимальный линейный ток и допустимое напряжение на коллекторе, легко определить, какую мощность можно снимать с данной пары транзисторов. С ростом температуры кривая зависимости h21э от 1к начинает изгибаться при меньших значениях 1к. По этой причине площадь радиаторов выходных транзисторов должна быть в 1,5 раза большей, чем в обычных бестрансформаторных УНЧ.
Отбор пар транзисторов по величине h21э необходимо делать не менее чем при двух значениях тока. Для УНЧ средней мощности — на токах 0,3 А и 1,0 А. Лучше, если разница в усилении транзисторов не превышает 7…10%. Не все любители имеют возможность произвести замер h21э при усилении переменного тока. Отбирая транзисторы по параметрам на постоянном токе, следует принимать при расчетах величину на 30% меньшую.
Не менее важное значение имеет форма входной характеристики транзисторов. От нее зависит, в каком режиме должен работать возбуждающий каскад. На рис.2 приведена входная характеристика транзистора КТ802А. 
Такая характеристика свойственна довольно многим типам мощных кремниевых транзисторов. С этими транзисторами при раскачке их генератором напряжения, т.е. источником с очень низким выходным сопротивлением, можно получить на выходе сравнительно неплохую линейность. Однако гораздо лучшие результаты можно получить, если возбуждающий каскад работает в «умягченном» промежуточном режиме. Такой режим просто осуществляется на практике.
Схема предлагаемого УНЧ приведена на рис.3. Выбор довольно мощного возбуждающего каскада и отказ от составных транзисторов не случаен. Сделано это для сведения к минимуму искажений при переходных процессах, а также искажений, свойственных работе выходных транзисторов в классе Б.
Схема во многом заимствована из [ 1 ]. Бестрансформаторный выход заменен на трансформаторный. Емкость конденсатора фильтра в источнике увеличена до 11000 мкФ и не помешает увеличить ее до 15000 мкФ. В связи с проявлением индуктивности некоторых типов электролитических конденсаторов лучше использовать параллельное соединение нескольких, меньших по емкости конденсаторов.
Схема стабилизатора напряжения может быть любой. Главное, чтобы он мог длительное время работать при токе нагрузки не менее 350 мА и при этом имел малый уровень пульсаций.
Особое внимание необходимо уделить изготовлению выходного трансформатора (Т2). Автор применил железо Э-310 Ш20х40 с окном 20×50мм. Первичная обмотка состоит из четырех секций по 60 витков. Каждая секция занимает точно слой, если мотать проводом диаметром 0,68 мм. Допускается некоторое уменьшение толщины провода. Вторичная обмотка состоит из шести секций по 75 витков провода диаметром 0,56 мм, соединенных параллельно. Каждая секция также занимает слой. Схема соединений секций первичной обмотки приведена на рис.3, а расположение на катушке — на рис.4. Такая система намотки дает наибольшую плотность, что очень важно для получения хорошей АЧХ. Трансформатор имеет хорошую симметричность обмоток как по сопротивлению постоянному току, так и по индуктивности.
Если усилитель предполагается эксплуатировать с АС сопротивлением 4 Ом, то секции вторичной обмотки должны содержать по 53 витка, а при АС с сопротивлением 16 Ом — по 106 витков. Следует особо подчеркнуть необходимость строго одинакового числа витков в каждой секции вторичной обмотки. Для выполнения этого условия выводы начала каждой секции должны располагаться строго друг, над другом. Таким же образом на другой щечке следует располагать выводы концов.
Между слоями (секциями) нужно прокладывать 2 слоя чертежной кальки или подобной бумаги. Толщина намотки составляет около 11 мм.
Согласующий трансформатор (Т1) выполнен на железе Ш12х16. Качество железа особого значения не имеет.
Первичная обмотка содержит 400 витков провода ПЭЛ 0,27, а вторичная располагается в двух обособленных секциях по 315 витков провода ПЭЛ 0,51. Обе секции вторичной обмотки следует размещать между половинами первичной.
Для большей симметрии лучше вторичные обмотки мотать в 2 провода. Это делать можно в том случае, если есть опыт такой намотки без
опасных перехлестов витков при переходе на верхний слой.
Силовой трансформатор блока питания намотан на железе от приемника «Фестиваль». Сетевая об-мотка содержит 770 витков провода диаметром 0,51 мм. Обмотка питания стабилизатора имеет 122 витка провода диаметром 1,0 мм, а обмотка нестабилизированного выпрямителя — столько же витков провода 1,5 мм. Для питания схемы задержки наматывается 38 витков провода 0,51 мм. Для сигнальных ламп (3,5 В) мотается 12 витков проводом 0,68 мм. Экранная обмотка содержит один слой провода 0,25 мм.
Если в усилителе применены элементы хорошего качества, наладка его хоть и длительна, но не сложна.
Выходные транзисторы с h21э<22 применять не рекомендуется. Дело в том, что при этом необходимо увеличенное напряжение возбуждения, приводящее к нехватке усиления предварительных каскадов и даже появлению искажений в возбуждающем каскаде. Очень хорошие результаты дают транзисторы КТ908. Среди них часто попадаются пары с Ь21э=40…60. У транзисторов КТ805 перегиб на зависимости Ь21э от 1к начинается раньше, чем у КТ802 и КТ908. Однако это может сказаться только на самых больших громкостях, где чувствительность слуха уже притуплена. Все транзисторы должны быть в металлостеклянном корпусе.
Перед подачей питания резисторы Rl 1 и R12 устанавливаются в положение минимального сопротивления. Подав питание, проверяют режимы VT1 и VT2. При отклонении на 10% и менее подгонку делать не нужно. Для установки начальных токов выходных транзисторов необходимо включить миллиамперметр в разрыв коллекторной цепи. Нельзя включать прибор вместо R13 и R14, поскольку после их установки на место токи сильно меняются.
Ток покоя VT3 и VT4 устанавливается изменением сопротивлений Rl 1 и R12 равным 40 мА.
На время подбора R15 его можно заменить на переменное сопротивление 1,5 кОм. Уменьшать его необходимо до тех пор, пока нижние частоты не начинают хорошо прорабатываться. Обычно это сопровождается уменьшением усиления в 3…3,5 раза. Увеличением громкости уровень выхода необходимо поддерживать таким, на котором обычно производится прослушивание. Увеличение глубины ООС следует производить осторожно, прислушиваясь к тому, не началось ли глушение «свежести» звучания. Дальнейшее углубление ООС уже ничего не улучшает в звучании.
Чувствительность оконечного УНЧ после наладки составляет 1,2…2,0 В. При подборе глубины ООС может оказаться, что уровень верхов неприятно возрастает. Тогда, уменьшив С5 до величины 0,25 мкФ или 0,15 мкФ, можно сместить подъем в сторону более высоких частот и этим уменьшить выброс характеристики.
Наиболее ярко естественность звучания данного УНЧ проявляется при его работе на АС с малой степенью компрессии, т.е. с относительно большим объемом ящика.
Предварительный усилитель может быть любым. Важно, чтобы он дал необходимое усиление и возможность регулировки тембра. В этом отношении удобны предварительные усилители на микросхеме. Уровень выхода таких схем легко меняется в цепи ООС.
Усилитель не требует защиты оконечных транзисторов от короткого замыкания на выходе и защиты АС от пробоя оконечных транзисторов. Однако схему задержки включения АС ввести не помешает.
Данный УНЧ, как и многие другие трансформаторные, малокритичен к отсутствию тонкомпенсации. Получается это из-за того, что с уменьшением громкости уменьшается напряжение звуковой частоты на обмотках согласующего и выходного трансформаторов. Это приводит к росту числа витков на вольт, что расширяет полосу в сторону нижних частот и создает впечатление роста отдачи на этих частотах.
Может случиться, что при наладке появляется нежелательный подъем характеристики на нижних частотах. Избавиться oт этого можно просто уменьшением переходного конденсатора С1 на входе усилителя. Это чаще всего случается при использовании закрытых АС.
Как видно, стоимость и трудоемкость изготовления такого усилите¬ля намного больше, чем обычного бестрансформаторного. Однако естественность звучания, гораздо лучший стереоэффект, разделенность и хорошая распознаваемость инструментов и, наконец, лучшая динамичность окупают все затраты. Нужно только набраться терпения. Другого пути, на мой взгляд, пока нет.
О.ЖУКОВ Радиолюбитель 8-9/96
