В публикации представлена схема и конструкция УМЗЧ средней сложности со сравнительно небольшой выходной мощностью для такой величины питающего напряжения.
Главным преимуществом и отличием публикуемой схемы является абсолютно плоская АЧХ в широкой полосе частот (10 Гц…35 кГц) и высокая термостабильность, благодаря оригинальному схемному решению, в котором наряду с классическим транзистором для задания смещения выходному каскаду, используется дополнительный источник опорного напряжения на параллельном стабилизаторе – TL431.
Схема электрическая
Технические характеристики:
Номинальное входное напряжение – 700 мВ;
Напряжение питания – ± 30 В;
Ток покоя выходного каскада – 150 мА;
Номинальная выходная мощность на 4-омной нагрузке – 50 Вт;
Рабочий диапазон частот – 10 Гц…35 кГц;
Неравномерность АЧХ в рабочей полосе частот – ±0,3 дБ;
Коэффициент гармонических искажений при номинальной выходной мощности (50 Вт) на частоте:
1 кГц – 0,015%;
20 кГц – 0,1%.
В схеме нет привычного входного дифференциального каскада, а вместо него на входе использован двухтактный комплементарный каскод: общий эмиттер (ОЭ) – общая база (ОБ) – общий коллектор (ОК) на транзисторах VT2, VT1, VT2 и VT3, VT4, VT6.
Нагрузкой для комплементарных каскодов является усилитель напряжения, выполненный на транзисторах VT7 и VT9, на котором осуществляется усиление по амплитуде входного напряжения по амплитуде для дальнейшего его усиления только по мощности (току).
С этого же каскада снимается напряжение смещения на базы транзисторов VT10 и VT11, от которого и будет зависеть ток покоя выходных транзисторов VT12, VT13.
Транзистор VT8 должен иметь тепловой контакт с теплоотводом выходных транзисторов для термостабилизации тока покоя. Поддержание стабильного тока покоя в рабочих тепловых режимах выходных транзисторов выполнено на параллельном стабилизаторе VD3.
Выходные двухтактные повторители – биполярно-полевые, выполненные на транзисторах VT10, VT11 и VT12, VT13.
Общая ООС подается через R17 и R18 в эмиттеры входных транзисторов.
Два малозаметных нюанса – дополнительная ОС с выхода усилителя через R16 и R19 в коллекторы входных транзисторов, а также цепь высокочастотной ООС через С11 со входа, а не выхода, выходных повторителей на порядок повышают линейность усилителя без увеличения глубины общей ООС.
Конструкция
Схема выполнена на односторонней печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
Монтаж выходных транзисторов предусмотрен непосредственно на печатную плату, которая вместе с ними крепится к теплоотводу эффективной площадью охлаждения 600 см^2 (в расчёте на один канал).
На этом же теплоотводе, в непосредственной близости от одного из выходных транзисторов должен быть закреплён и транзистор VT8, который подключается к плате монтажным проводом.
Желательно также снабдить небольшими радиаторами и транзисторы VT10, VT11, на них выделяется порядка 0,5 Вт.
Детали
Конденсаторы применены: керамика К10-17Б и электролиты К50-35 (Ecap-ы китайские), кроме C7 и С8 в обратной связи, которые желательно поставить «Low ESR», например, с каталожным номером EEUFR1H471.
Индуктивность L1 – 8 витков провода ПЭЛ-0,7, на оправе диаметром 10 мм.
Наладка
Помимо стандартных операций по проверке и первому включению, наладка состоит из двух настроек – установки «нуля» на выходе и задания тока покоя выходного каскада.
Для этого перед первым включением движок подстроечника R7 ставим в среднее положение, а R25 в нижнее по схеме (максимальное сопротивление).
Далее после включения резистором R7 устанавливаем минимально возможное постоянное напряжение на выходе (не более 20 мВ), а резистором R25 ток покоя VT12, VT13 в пределах 150 мА.
Для установки тока покоя удобно ориентироваться по падению напряжения на R34, R35, которое составляет 70 мВ при 150 мА.