В последнее время среди любителей качественной музыки возрос интерес к звуковоспроизводящей аппаратуре на лампах, а также к усилителям класса «А» и на германиевых транзисторах. Статья предназначена для тех, у кого есть желание и возможность поэкспериментировать с германиевыми полупроводниками
В случае транзисторных схем часто идут простой заменой элементов с кремниевых на германиевые в стандартных схемах усилителей, собранных в классе "А" или "АВ", а это не приводит к каким либо значимым результатам. Применение дифференциальных каскадов, генераторов тока, каскадов с динамической нагрузкой, токовых зеркал и вариантов отрицательных обратных связей не всегда оправдано, а иногда даже сводят на нет все преимущества германиевых полупроводников. Для получения высокого качества звука в таких схемах лучшие результаты дает применение однотактных каскадов и использование промежуточных согласующих трансформаторов.
Схема
Одна из таких схем, которую можно порекомендовать для повторения, публиковалась в журнале «Радио» ещё в 1971 году (№6) под авторством В. Позднякова, а затем неоднократно в интернете под разными авторствами :-)). Усилитель по этой схеме некоторое время назад был собран и на практике показал действительно хорошие характеристики при вполне достаточной мощности порядка 50 ватт на канал. При этом «звучание» схемы характерно для германиевых усилителей и очень близко к звуку ламповых схем. Но в отличие от ламп, транзисторные схемы не требуют высоких питающих напряжений и соответствующих дорогих трансформаторов и других высоковольтных деталей.
Приведу характеристики этого усилителя из публикации в упомянутом журнале:
« Усилитель НЧ предназначен для совместной работы с электропроигрывающими устройствами, магнитофонами, электромузыкальными инструментами и микрофонами. Чувствительность усилителя 50 мВ при входном сопротивлении 400 Ом, выходная мощность 46 Вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 3%. Полоса усиливаемых звуковых частот на уровне 3 дБ, при сопротивлении нагрузки 10 Ом и выходной мощности 20 Вт — от 18 Гц до 35 кГц. Динамический диапазон 70 дБ. Питается усилитель от сети переменного тока напряжением 220 В, потребляемая мощность не более 140 Вт... »
Поскольку все необходимые германиевые транзисторы имелись в «запасах» (ещё с советских времён! :-)), было решено повторить схему и лично оценить положительные и отрицательные моменты. Следует сразу уточнить, что на нагрузке 4 Ом схема способна выдать гораздо большую мощность. Принципиальная схема усилителя нарисована мной для этой статьи и представлена в более «читабельном» виде на рисунке :
Далее даю описание схемы непосредственно из «первоисточника», близко к тексту, но со своими комментариями и дополнениями...
Первый каскад выполнен по схеме с общим эмиттером, предоконечный каскад на Т3 - по схеме с трансформаторной нагрузкой . Выходной каскад бестрансформаторный. То есть помимо применения промежуточного трансформатора, схема не имеет каких-то других существенных особенностей.
Питание усилителя
Питается усилитель от двуполярного стабилизированного выпрямителя напряжением ± 30 в. Для оптимального электрического демпфирования и уменьшения нелинейных искажений целесообразно иметь нагрузку сопротивлением 8 — 10 ом. При такой нагрузке для получения выходной мощности 50 Вт требуется питания выходного каскада напряжением 30…32 В. При этом величина напряжения, поочередно воздействующего на транзисторы выходного каскада, будет 55...60 В, что является предельным для транзисторов типа П210А. Это обстоятельство заставляет применять стабилизированный источник питания, который можно собрать по несложной схеме, опубликованной здесь.
Детали
Все резисторы, мощность которых на схеме не указана, могут быть типа МЛТ 0,25 (0,5). Лампочка на выходе усилителя — типа НСМ или другая на напряжение 10 — 12 В и ток порядка 55 мА. Об истинном назначении этой лампы автор оригинальной статьи в журнале умалчивает и я, например, её вообще не ставил.
Согласующий трансформатор собран на сердечнике из пластин Ш18, толщина набора 22 мм. Обмотка I содержит 240 + 240 витков провода ПЭВ-1 0,47, обмотки II и III - по 120 витков того же провода. При изготовлении трансформатора вначале наматывают одну половину первичной обмотки, затем двойным проводом всю вторичную обмотку, после чего — другую половину первичной обмотки. Потом половины первичной обмотки соединяют последовательно. Дроссель Др1 имеет индуктивность 100 мГн при токе до 0,5 А и активном сопротивлении 10 Ом.
Транзистор Т3 установлен на радиаторе с охлаждающей поверхностью 60 см.кв, транзисторы Т4 и Т5 — на радиаторах с охлаждающей поверхностью по 1000 см.кв. каждый
Настройка
С помощью резисторов R7 и R15 при подключенной нагрузке 6...10 Ом устанавливают начальный ток транзисторов Т4 и Т5. Цепь обратной связи при этом должна быть разорвана (выпаять резистор R17) . После этого подбором резисторов R3 и R8 устанавливают режимы транзисторов Т1 — Т3 по постоянному току. Затем на вход усилителя подают сигнал звуковой частоты (1 кГц) порядка 100 мВ и, контролируя напряжение на выходе, восстанавливают цепь ООС (установкой R17). Если связь окажется положительной (выходной сигнал увеличится или усилитель возбудится), необходимо поменять местами точки подключения первичной обмотки промежуточного трансформатора. Глубина обратной связи должна быть порядка 10 дБ…
Дополнение
В статье постарался предоставить Вам всю известную мне информацию по этому усилителю. Как уже упомянуто выше, данная схема была собрана и испытана с теми же активными элементами, что указаны в оригинале. Правда найти такие полупроводники сейчас проблематично. Можно попробовать, конечно, использовать современные кремниевые транзисторы, но я такой вариант не тестировал и результат прогнозировать не берусь. Возможно, как вариант будет - подбор зарубежных аналогов. В интернете, например, удалось найти германиевые транзисторы типа VTE127, VTE160, SFT352 и другие, так что при желании найти и подобрать аналоги вполне реально...
Благодарю за прочтение!
* Если статья была Вам интересна, ставьте «палец-вверх» и/или подписывайтесь на канал
Ещё можно почитать:
Усилитель класса «А» для наушников
Компьютерный БП для питания усилителя