Усилитель на германевых транзисторах с темброблоком
Характеристики усилителя
Параметры усилителя достаточно высоки:
номинальная выходная мощность усилителя на нагрузке сопротивлением 4 Ом составляет 20 Вт, на нагрузке 8 Ом — 10 Вт;
максимальная выходная мощность — соответственно 25 и 12 Вт;
Диапазон рабочих частот 40… 18 000 Гц при неравномерности частотной характеристики не более ±2,0 дБ и 20…20000 Гц при неравномерности частотной характеристики не более ±3,0 дБ;
чувствительность со входа 200…250 мВ;
коэффициент гармоник не превышает 0,5 %;
Пределы регулировки тембра по низшим и высшим частотам ±12 дБ.
Принципиальная схема
Для упрощения конструкции усилителя регуляторы уровня громкости усилителя (R1) раздельные для каждого канала. Они же осуществляют и функции регулятор растереобаланса.
Усиливаемый сигнал с движка переменного резистора R1 через разделительный конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, выполняющего роль предварительного усилителя. Конденсатор С1 позволяет исключить шорохи и трески при регулировании громкости. Цепь R3C2 выполняет функцию сглаживающего фильтра по цепи питания предварительного усилителя.
Каскад на транзисторе VT1 через резистор R2 охвачен отрицательной обратной связью по напряжению, а через резистор R5 — отрицательной обратной связью по току, что позволило значительно уменьшить нелинейные искажения, вносимые каскадом мощности звука на германиевых транзисторах (ГТ402, ГТ404, П217).
Примечание: Резистор R5* на схеме — 20 Ом!
С нагрузки предварительного усилителя (резистор R4) усиливаемый сигнал через конденсатор C3 поступает на регуляторы тембра по низшим (R7) и высшим (R10) звуковым частотам.
Регуляторы тембра включены по обычной, последовательной, схеме и особенностей не имеют. На частотах 100 Гц и 10 кГц они обеспечивают диапазон коррекции амплитудно-частотной характеристики ±12 дБ.
Увеличение этого значения в бытовых устройствах звуковоспроизведения практически нецелесообразно и не нужно.
Усилитель мощности содержит четыре каскада усиления с гальваническими связями между всеми каскадами. Сигнал с регулятора тембра через разделительный конденсатор С8 поступает на вход первого каскада усилителя мощности, выполненного на транзисторах VT2, VT3, включенных по дифференциальной схеме.
Питание эмиттерных цепей транзисторов стабилизировано стабилитроном VD1, что позволяет полнее использовать усилительные свойства дифференциального каскада.
Подстроечным резистором R13 осуществляется компенсация в различии коэффициентов /ігіз транзисторов VT2, VT3 и первоначальная установка на выходе усилителя нулевого потенциала.
С нагрузки дифференциального каскада (резистор R12) сигнал поступает на базу транзистора VT4, выполняющего функции каскада усиления по напряжению. Одной из особенностей каскада является применение местной отрицательной обратной связи по току (через сопротивление р-п перехода диода VD2).
Это позволило уменьшить не только нелинейные искажения, вносимые каскадом, но и его выходное сопротивление, что, в свою очередь, позволило снизить нелинейные искажения в выходном каскаде до пренебрежимо малой величины.
Диод VD2 осуществляет также температурную стабилизацию режима работы каскада на транзисторе VT4 и дифференциального каскада на транзисторах VT2, VT3. Второй особенностью каскада усиления напряжения является то, что нагрузкой транзистора VT4 служит источник тока, собранный на транзисторе VТ6, диодах VD3, VD4 и резисторах R20, R21.
Это позволило получить сигнал на базах транзисторов VT7, VT8 с максимальной неискаженной амплитудой, близкой к напряжению источника питания.
Последнее позволило уменьшить влияние нелинейности входных характеристик и значения тока покоя выходных транзисторов VT9, VT10, который устанавливают подстроечным резистором R19.
Транзистор VT5 выполняет функции термостабилизирующего элемента и должен быть размещен на одном из радиаторов выходных транзисторов или в непосредственной близости от него.
Фазоинверсный, каскад выполнен на квазикомплементарной паре транзисторов VT7 и VT8, выходной — на квазикомплементарной паре VT9, VT10 и резисторах R24 и R25 соответственно.
Благодаря принятым мерам удалось ограничиться общей отрицательной обратной связью глубиной всего около 20 дБ, которая осуществляется по цепям R17C10, R18C11. Небольшая глубина общей отрицательной обратной связи обеспечивает достаточный запас по устойчивости усилителя и малые динамические искажения.
В усилителе приняты меры для того чтобы ток, потребляемый от источника питания на частотах 20 000 Гц и выше, не превышал тока, потребляемого при частоте входного сигнала 1000 Гц, более чем в 2…2,5 раза, что особенно важно для усилителей ЗЧ, в выходных каскадах которых применены низкочастотные германиевые транзисторы. Для этой цели введена обратная связь через конденсаторы С9, С10 и нагрузка ВА1 усилителя зашунтирована цепочкой R27C12.
Резистор R26 служит для ограничения выходного сигнала при подключении к усилителю (разъем XS2) стереофонических головных телефонов.
Питание усилителя осуществляется от двухполярного нестабилизированного источника напряжением ±25 В.
Налаживание
Налаживание каждого канала усилителя начинают с подключения к выходу эквивалента нагрузки, в качестве которого можно использовать проволочный резистор сопротивлением 4…8 Ом на мощность рассеяния 15-25 Вт.
Затем устанавливают нулевой потенциал на выходах каждого из каналов (в левом канале подстроечным резистором R13, в правом — резистором R13′).
Налаживание предварительного усилителя (плата-модуль 1) сводится к установке на коллекторе транзистора VT1 подбором резистора R2 напряжения, указанного на принципиальной схеме.
Далее на вход усилителя подают сигнал звуковой частоты, например с линейного выхода магнитофона, и проверяют качественные показатели усилителя на слух. При наличии искажений воспроизводимого сигнала (несимметричное ограничение синусоиды) подбирают резистор R5.
Более качественно усилитель можно настроить с помощью осциллографа, генератора сигналов ЗЧ и милливольтметра переменного тока по одной из методик, неоднократно публиковавшихся в массовой радиолюбительской литературе.
С. Филин.
Источник: ВРЛ выпуск номер 91, 1985 год.
