О легенде
В этой публикации рассмотрим разберём схемотехнику, расчёт номиналов некоторых электронных компонентов и возможную конструкцию легендарного усилителя QUAD 405.
Почему автор называет его легендарным? Да всё просто, хоть и прошёл уже не один десяток с момента выпуска первого экземпляра QUAD 405 в Британии, он до сих пор остаётся в числе одних из первых конструкций для повторения радиолюбителями по всему миру.
Естественно, что собирается сейчас этот усилитель не по оригинальной схеме, а по её адаптированному варианту для современной компонентной базы, но здесь важна сама схемотехника, заложенная в эту схему, а не её аппаратная часть.
По популярности среди радиолюбителей оппонентом QUAD-а является усилитель «JLH» Джона Линсли-Худа (John Linsley-Hood), не менее популярный и повторяемый по всему миру.
Схема QUAD 405 далеко не самая простая и требует от радиолюбителя некоторых навыков и понимания её работы, чтобы правильно настроить и получить желаемый результат. Усилитель не относится к классу, как любят выражаться не которые из читателей «собрал на коленке».
Качество самой схемотехники подтверждено тем фактом, что данная схема представлена множеством DIY-наборов на различных площадках в сети, например AliExpress. А ребята из поднебесной, в этом плане очень практичны, они копируют только ту электронику, которая пользуется популярностью у пользователей.
Если говорить о проработке и качестве схемы, то это разработка не одного радиолюбителя, пускай даже и удачная, а целой группы инженеров, которые трудились над ней годами. При этом на разработку таких брендов как Quad, Leак, Naim, тратятся большие средства. Естественно, что при этом результат просто обязан быть на высоте.
Впервые в нашей стране, тогдашнем великом СССР, версия Квода появилась на страницах журнала «Радио» в 1979 г. в статье О. Решетникова. Стоить отметить, что это довольно быстрое реагирование на мировые тенденции звукотехники в тогдашнем Союзе.
Журнал «Радио» до начала 90-х годов был действительно передовым печатным изданием для радиолюбителей нашей страны. Потом уже была конструкция Солнцева Ю. в 84-м году и некоторых других авторов.
В представленной версии Квода за основу была взята схема Решетникова и венгерский вариант усилителя из журнала «Radiotechnika», ну и, конечно, схема оригинала.
Звук у усилителя действительно превосходный. Даже на моих стареньких тестовых 35 АС-015 «Электроника» его приятно слушать. Звук чистый и прозрачный без какого-либо так называемого дополнительного «транзисторного» окраса.
Схема электрическая
Технические характеристики:
- Режим работы выходного каскада – B;
- Начальный ток (ток покоя) – 6 мА;
- Напряжение питания – ±45 В;
- Номинальное входное напряжение – 350 мВ (амплитудное значение);
- Номинальная выходная мощность (4 Ом) – 75 Вт;
- Уровень шума – -95 дБ;
- THD при номинальной выходной мощности (75 Вт) на частотах:
1 кГц – 0,005%;
10 кГц - 0,016%;
20 кГц – 0,03%.
Выходной каскад схемы работает в экономичном классе B, а снижение искажений достигнуто с помощью ООС и коррекционной прямой связью, более известной под «буржуинским» наименованием «feed forward error correction».
Этот принцип коррекции с помощью моста RLC как раз очень хорошо и доступно описал О. Решетников в своей статье.
Предварительное усиление входного сигнала по напряжению осуществляется операционным усилителем (ОУ) DA1 LT1357CN8. Это малошумящий высокоскоростной ОУ с очень высокой скоростью нарастания и частота единичного усиления 25 МГц, разработанный для применения в широкополосных усилителях и активных фильтрах. Коэффициент усиления ОУ DA1 равен ≈10 и задаётся цепью ООС R5R6C3.
Второй каскад усилителя напряжения и выходной каскад охвачены глубокой токовой обратной связью. Входное сопротивление усилителя составляет 20 кОм и мало чувствительно к импедансу источника сигнала. Общая цепь ООС по постоянному току реализована на R3R5C2.
Баланс моста RLC
Важная особенность схемы и основная настройка, для минимизации искажений усилителя, является баланс моста. Нужно как можно точнее соблюсти следующее соотношение:
L1/C7=R15×R34.
Считаем всё естественно в системе СИ. Если взять идеальные номиналы, указанные в схеме, то получается 25000 и 23500. Но это в теории. На практике пользуемся одним прибором для снятия показаний RLC (чтобы была одна погрешность).
Резисторы сразу используем с допуском в 1 %. Катушки индуктивности были намотаны на ферритах: для 3 мкГн- 4мм ×20мм - 14-15 витков эмалированного провода 1,5 мм, для 6,9 мкГн - 8мм ×20мм - 20-22 витков того же провода.
Использовать такие же материалы для индуктивностей вовсе не обязательно, здесь важно получить значение мкГн. Ну и в итоге вооружившись прибором, для измерения RLC подгоняем вышеприведённую пропорцию к равенству. Это удобно делать подбором конденсатора С7, т.к., например, К10-17Б, имеют сравнительно большой разброс ёмкости.
Других регулировок при правильном монтаже и исправных деталях схема не требует.
Чертёж печатной платы показан ниже. Теплоотвод, помимо выходных транзисторов требуется также и для VT7, VT8. Для них удобно применять небольшие радиаторы, специально разработанные для корпуса TO-220, которые есть в розничной продаже.