Транзисторный усилитель мощности 36 Вт на 8 Ом

Здесь рассматривается оконечный каскад, для его нормальной работы требуется предварительный усилитель, обеспечивающим выходное напряжение 2 В. Отличительные черты усилителя — высокая устойчивость к самовозбуждению и очень малые нелинейные искажения.

Усилитель содержит два каскада усиления напряжения сигнала. Первый из них — дифференциальный, на транзисторах V7, V2 с источником тока в эмиттерных цепях на транзисторе V5. Второй каскад выполнен на транзисторах V7, V8. Выхрдной каскад — квазикомплементарный, на транзисторах VІ5—V18.

Основные параметры:

Номинальный диапазон частот, Гц       20…20 000;

Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 8 Ом         36;

(коэффициент гармоник, %, не более, в номинальном диапазоне частот при выходном напряжении, В:

2            0,002;

3            0,005;

4            0,007;

8            0,02;

17          0,05;

Относительный уровень шума и фона при замкнутом накоротко входе, дБ     —104.

Принципиальная схема усилителя

Необходимое для работы выходного каскада напряжение смещения создается устройством, собранным на транзисторе V14 и диодах V9—V11. Температурная стабилизация тока покоя транзисторов V17, V18 (220…250 мА) осуществляется за счет тепловой связи между корпусом одного из них и корпусом транзистора V14. Терморезистор R20 служит для температурной компенсации дрейфа нуля выходного напряжения усилителя; для этого терморезистор установлен на теплоотводе транзистора V8.

Малые нелинейные искажения и высокая стабильность усилителя обусловлены в основном ООС, охватывающей выходной каскад. Напряжение обратной связи снимается с делителя R25 R26 и подается на вход каскада через транзистор V13. Это требует увеличения тока покоя транзисторов V8, V13 до 25 мА и установки их, как и транзисторов V15—V18 , на теплоотводе.

Цепи L4 R48 и C12 R49 выравнивают нагрузку выходного каскада на высоких частотах.

Еще одна местная отрицательная обратная связь (глубиной около 15 дБ) охватывает выходной каскад и предшествующий ему каскад усиления на транзисторах V7, V8. Напряжение обратной связи подается с выхода усилителя через резистор R23 на базу транзистора V7. Цепь C8R27C9 ослабляет эту связь на высоких частотах, предотвращая самовозбуждение охваченных ею каскадов, и сужает полосу пропускания до 300…350 кГц.

Полоса пропускания первого каскада (примерно 30 кГц) и глубина обратной связи .(около 30 дБ в диапазоне звуковых частот), охватывающей весь усилитель мощности через делитель напряжения R13 R14, выбраны с таким расчетом, чтобы общая обратная связь на частотах выше 1 МГц не действовала. Сужение полосы пропускания первого каскада достигнуто включением в эмиттерные цепи транзисторов V1, V2 катушки L1 и отделением базы второго из этих транзисторов от выхода усилителя резисторами R12, R15 (они увеличивают спад АЧХ каскада с ростом частоты). Цепь R15 C7 корректирует фазу в области высших частот звукового диапазона.

Детали

Вместо указанных на схеме в усилителе можно использовать транзисторы КТ644А, КТ644В (вместо КТ626Б); КТ805Б, КТ903А, КТ908А (вместо KTS05A); КТ3102А, КТ3102В, КТ3102Д (вместо КТ3102Б); КТ373Г (вместо КТ3107Б). Диоды Д104 можно заменить диодами Д219А, Д219Б, Д220А, Д220Б;

Катушки L1—L3 могут быть любой конструкции, но с малой собственной емкостью. Первую из них, например, можно намотать проводом ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм (35 витков) на унифицированном трехсекционном каркасе, помещенном в арматуру от фильтра ПЧ транзисторного приемника «Сокол», вторую и третью — монтажным проводом площадью сечения 0,1 мм2 (12…

15 витков) на ферритовых (400НН) кольцах типоразмера К10 X 6 X 4. В качестве катушек 12, L3 можно использовать унифицированные дроссели Д-0,1, Д-0,2. Катушка L4 намотана в 4 слоя на каркасе диаметром 15 мм и содержит 40 витков провода ПЭВ-2 — 1,0.

Для питания выходного каскада усилителя пригоден обычный двуполярный выпрямитель с фильтрующими конденсаторами емкостью не менее 10 000 мкФ и быстродействующей защитой от перегрузок по току. Источник питания каскадов усиления напряжения сигнала должен быть стабилизированным. Напряжение пульсаций не должно превышать 2 мВ.

Налаживание УНЧ

Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R17) постоянной составляющей напряжения на выходе, установке (подбором резистора R35) требуемого тока покоя выходного каскада и к проверке устойчивости работы усилителя (если взамен указанны на схеме применены транзисторы других типов). Критерий устойчивой работы — отсутствие самовозбуждения при увеличении глубины любой ООС с выхода усилителя на 10 дБ. При недостаточной устойчивости необходимо подобрать конденсаторы С8, С9 и резистор R28.

Усилитель может работать на нагрузку сопротивлением 4 Ом. Для этого необходимо уменьшить напряжение питания выходного каскада до ± 24 В (потребляемый ток при этом увеличится примерно в 1,5 раза), а индуктивность катушки L4 — до 10 мкГн.