Пропонований увазі читачів підсилювач потужності ЗЧ (УМЗЧ) має низький коефіцієнт гармонік при порівняно простому схемном вирішенні, здатний витримувати короткочасне коротке замикання навантаження і не вимагає термостабілізації струму спокою транзисторів кінцевого каскаду.
Основні технічні характеристики
Номінальна потужність на навантаженні опором 4 Ом: 60 Вт
Максимальна потужність на навантаженні опором 4 Ом: 80 Вт
Коефіцієнт гармонік при номінальній вихідній потужності в номінальному діапазоні частот: 0,03%
Номінальна вхідна напруга: 0,775 В
Вихідний опір в номінальному діапазоні частот: не більше 0,08 Ом
Швидкість наростання вихідної напруги (без конденсатора С2): 40 В / мкс
Принципова схема підсилювача показана на малюнку вище. Основне посилення по напрузі забезпечує каскад на швидкодіючому ОУ DA 1. предоконечних каскад зібраний на транзисторах VT 1 VT 4. Вихідний емітерний повторювач виконаний на транзисторах VT 5, VT 6, які працюють в режимі В.
При розробці підсилювача особливу увагу було приділено предоконечному каскаду. З метою зниження нелінійних спотворень був обраний режим АВ з відносно великим струмом спокою (близько 20 мА). Температурна стабільність досягнута включенням в колекторні ланцюга транзисторів VT 3, VT 4 резисторів порівняно великого опору R 19, R 20. Однак через відсутність в предоконечном каскаді 100% -ної ООС, при зміні його температурного режиму можливі коливання струму спокою в межах 15 ... 25 мА, які цілком припустимі, оскільки не порушують експлуатаційну надійність підсилювача в цілому. Для компенсації можливої нестабільності напруги база - емітер транзисторів VT 1, VT 2 при зміні температури в їх базові ланцюга включені діоди VD 3 VD 5. Кожне плече предоконечного каскаду охоплено ланцюгом місцевої ООС глибиною не менше 20 дБ. Напруга ООС знімається з колекторних навантажень транзисторів VT 3, VT 4 і через подільники R 11 R 14 і R 12 R 15 подається в емітерний ланцюга транзисторів VT 1, VT 2. Частотна корекція і стійкість по ланцюгу ООС забезпечуються конденсаторами С10, С11. Резистори R 13, R 16 і R 19, R 20 обмежують максимальні струми предоконечного і кінцевого каскадів підсилювача при короткому замиканні навантаження. При будь-яких перевантаженнях максимальний струм транзисторів VT 5, VT 6 не перевищує 3,5 ... 4 А, причому в цьому випадку вони не перегріваються, оскільки встигають згоріти запобіжники FU 1 і FU 2 і відключити харчування підсилювача.
Діод VD 6, включений між базами транзисторів VT 5, VT 6, знижує спотворення типу "сходинка". Падіння на ньому напруга (близько 0,75 В) звужує інтервал напруг на емітерний переходах транзисторів, при яких вони закриті. Тим самим забезпечується їх відкривання при меншій амплітуді сигналу і в той же час надійне закривання в його відсутність. При малих сигналах в навантаження тече струм предоконечного каскаду, що надходить через резистор R 21. До виходу кінцевого каскаду підключений фільтр нижніх частот L 1, C 14 і R 23, що зменшує амплітуду різких сплесків сигналу (тривалістю близько 1 мкс) в момент перемикання транзисторів вихідного каскаду і усуває коливальні процеси в вихідному каскаді. Помітного впливу на швидкість наростання вихідного сигналу фільтр не робить.
Зниження коефіцієнта гармонік досягнуто введенням глибокої (не менше 70 дБ) загальною ООС, напруга якої знімається з виходу підсилювача і через дільник C 3 C 5, R 3 і R 4 подається на інвертується вхід ОП DA 1. Конденсатор С5 коригує АЧХ підсилювача по ланцюгу ООС.
Жорстка стабілізація постійного вихідної напруги на рівні не більше ± 20 мВ досягнута застосуванням в підсилювачі 100% -ної ООС по постійному струму. Для зниження цієї напруги до ± 1 мВ і менш необхідно збалансувати ОУ DA 1. підключивши до відповідного висновку (в залежності від знака напруги) резистор R 24 або R 25 опором 200 ... 820 КОм.
Включена на вході підсилювача ланцюг R 1 C 1 обмежує його смугу пропускання частотою 160 кГц. Максимально можлива лінеаризація АЧХ УМЗЧ в смузі 10 ... 200 Гц досягнута відповідним вибором ємності конденсаторів С1, С3 і С4.
Підсилювач може харчуватися як від стабілізованого, так і від нестабілізованого джерела живлення, причому працездатність його зберігається при зниженні напруги живлення до ± 25 В (зрозуміло, з відповідним зменшенням вихідної потужності). При використанні стабілізованого джерела живлення слід враховувати можливість появи на виході стабілізаторів великих (до 10 В) пульсації з частотою підсилюється УМЗЧ сигналу при потужності, близької до номінальної.
Замість зазначених на схемі можна використовувати ОУ К574УД1А, К574УД1В і транзистори тих же типів, але з індексами Г, Д (VT 1, VT 2) і В (VT 3 VT 6).
Підсилювач, зібраний з справних деталей, майже не вимагає налагодження. Як зазначалося вище, струм спокою транзисторів VT 3, VT 4 встановлюють при необхідності підбором резистора R 6, а мінімальне постійна напруга на виході підсилювача - резистора R 24 або R 25.
Коефіцієнт гармонік вимірювався в смузі 20 ... 20 000 Гц компенсаційним методом. Перший викид вихідної напруги (при відключеному конденсаторі С2) не перевищував 3%, що говорить про хорошу стійкості підсилювача.