Актуальность сборки двухтактного усилителя с однополярным питанием
В статье приведена схема усилителя выходной мощностью 47 Вт на 4-омной нагрузке. Схема является переработанной версией некогда популярного ретро-усилителя Leak 30. УМЗЧ имеет однополярное питание с применением в выходном каскаде транзисторов одной проводимости.
Актуально ли заниматься сборкой такого усилителя в современных реалиях, когда есть много более современных конструкций двухтактных схем?
Вообще говоря, сборка какого-либо электронного устройства в радиолюбительских условиях опирается не только на технические характеристики и качественные показатели, но и на наличие и доступность тех или иных компонентов.
Например, меня эта схема заинтересовала, потому что был в наличии с десяток трансформаторов от списанных радиостанций речного флота со вторичной обмоткой 42 В и мощностью 150 Вт. Трансформаторы залиты каким-то компаундом и перемотка их проблематична. Я давно собирался найти подходящую схему УМЗЧ для их применения.
Так что при наличии подобного трансформатора или подходящего ИИП эту схему я однозначно рекомендовал бы для сборки радиолюбителем. Делать конечно её с нуля, в плане покупать специально для неё трансформатор или перематывать, я бы не стал.
Есть ещё нюанс использования разделительного конденсатора на выходе усилителя, который отталкивает многих радиолюбителей. А между тем в такой схеме есть и свои плюсы. При наличии разделительного конденсатора отсутствует необходимость защиты динамических головок от постоянного напряжения, которое может появится на выходе усилителя при пробое выходных транзисторов.
Завал АЧХ на НЧ решается охватом выходного конденсатора отрицательной обратной связью. Сам выходной разделительный конденсатор должен обладать большой ёмкостью в диапазоне от 3300 до 10000 мкФ и иметь низкие значения ESR.
Также нет необходимости заботится и о постоянной составляющей, которая может появится на выходе в следствии, например, разбалансировки входного дифференциального усилителя.
Ещё один плюс такого усилителя – блок питания, который становится проще, вследствие меньшего количества деталей.
Применение в выходном каскаде транзисторов одной структуры, а не комплементарной пары, также упрощает отбор экземпляров по параметрам.
Схема электрическая
Технические характеристики:
- Режим работы выходного каскада – AB;
- Начальный ток (ток покоя) – 30 мА;
- Напряжение питания – однополярное 50 В;
- Номинальное входное напряжение – 1 В;
- Номинальная выходная мощность (4 Ом) – 47 Вт;
- THD при номинальной выходной мощности (47 Вт) на частотах:
1 кГц – 0,04%;
20 кГц – 0,06%.
Усиление по напряжению входного сигнала осуществляют транзисторы VT1VT3. Напряжение смещения для VT1 снимается через резисторы R7R3R4 и R5R6 со связями на конденсаторах C4 и C5.
Общая отрицательная обратная связь, определяющая усиление схемы – выполнена на R8C6 и R2C3. Для устойчивой работы на высоких частотах включены шунтирующие конденсаторы C7 и C8.
Нагрузкой для усилителя напряжения служит подстроечный резистор R12, которым устанавливается ток покоя, транзистор в диодном включении VT2, имеющий тепловой контакт с радиаторами VT6VT7 и резисторы R11R10.
С этой цепи напряжение поступает на каскад предварительного усиления VT4VT5, а с его нагрузочных резисторов R13R14 на оконечный – VT6VT7.
Конструкция
Чертёж односторонней печатной платы для усилителя показан выше. Транзисторы VT6VT7 запаиваются непосредственно на плату и крепятся к теплоотводу (не забываем про изолирующие подложки) как и транзистор VT2. Площадь теплоотвода - не менее 500 см^2 в пассивном режиме охлаждения.
Настройка
При правильном монтаже и исправных деталях вся настройка заключается в установке тока покоя. Сначала резистор R12 устанавливаем в минимальное сопротивление, затем, плавно увеличивая сопротивление попадаем в диапазон 30…40 мА. Падение напряжения между эмиттером VT6 и коллектором VT7 36 мВ соответствует току 35 мА.
Это ещё одно преимущество данной схемы – малое значение тока покоя. Дальнейшее увеличение начального тока до 100…150 мА, кроме как дополнительного нагрева выходных транзисторов больше ничего не даёт.