Громкость и мощность усилителя
При выборе мощности УМЗЧ, многие связывают её с громкостью итогового звука, воспроизводимого акустической системой (АС). Однако здесь не всё так просто, если начать разбираться касательно мощности усилителя в комплекте с АС и итоговой громкости звуковоспроизведения. Наконец, 200 Вт это много или мало? В конце концов это громко?
При прочих равных условиях 200-ваттный УМЗЧ будет звучать громче чем 100-ваттник. Но на итоговую громкость звуковоспроизведения влияет не только мощность УМЗЧ.
Все слышали такой параметр АС как чувствительность, которая измеряется в децибелах. Этот параметр характеризует звуковое давление, которое может выдать АС на расстоянии 1 м при подаче на неё сигнала мощностью 1 Вт. Так что, соотношение чувствительности АС и мощности УМЗЧ в итоге и определяет громкость воспроизведения.
Чем ниже чувствительность АС, тем нужен более УМЗЧ для её раскачки. Чтобы увеличить звуковое давление на 3 ДБ, УМЗЧ должен удвоить свою выходную мощность.
В рамках этой статьи я не буду оперировать расчётными формулами зависимости дБ/Вт, кого это заинтересует, тот без труда найдёт соответствующий материал в сети. Приведу лишь пример: усилитель мощностью 3 Вт в паре с АС чувствительностью 105 дБ создаёт такое же звуковое давление (громкость), как 384-ваттный усилитель с акустикой чувствительностью 84 дБ.
Ещё стоит отметить, что при выборе УМЗЧ, желательно чтобы он имел некоторый запас по мощности. Иначе говоря, при максимальной громкости прослушивания, усилитель работает не на полную, а процентов на 60…75. Такой режим снижает общие искажения, вносимые УМЗЧ в звуковой тракт, ведь они, как известно, растут с увеличением мощности выходного сигнала.
Схема электрическая
Технические характеристики:
- Режим работы выходного каскада – АB;
- Начальный ток (ток покоя) – 150 мА;
- Напряжение питания – ±60 В;
- Номинальное входное напряжение – 1 В;
- Номинальная выходная мощность (4 Ом) – 200 Вт;
- THD при номинальной выходной мощности (200 Вт) на частотах:
1 кГц – 0,07%;
10 кГц – 0,085%
20 кГц – 0,1%.
Силовая и сигнальная земли в этой схеме разделены 10-омным резистором R3. Общая отрицательная обратная связь и коэффициент усиления схемы задаются элементами на R10 и R5R6C3C4. Сопротивления резисторов R5 и R6 желательно использовать с допуском в 1 %. Схема очень чувствительна к этой цепи ООС. И в данном случае сопротивления этих резисторов рассчитаны именно для получения 200 Вт выходной мощности.
Входной дифференциальный усилитель на VT1VT2 использован самый простой без источника тока и зеркала. С резистора R9 сигнал снимается на усилитель напряжения VT3. На его коллекторе размах по амплитуде усиленного по напряжению сигнала составляет ±40 В.
За термостабильность и начальную установку тока покоя отвечает каскад на транзисторах VT4VT5. Транзистор VT4 в корпусе TO-126 должен иметь тепловой контакт с теплоотводом выходных транзисторов, а установка тока покоя производится подстроечным резистором R16 в цепи его базы.
Выходной каскад для усиления сигнала по мощности (току) выполнен на n-канальных mosfet-транзисторах в параллельном включении VT6VT8 и VT7VT9.
Конструкция
Печатная плата из фольгированного стеклотекстолита выполнена в одностороннем варианте. Транзисторы VT6VT8, VT7VT9 и VT4 запаиваются непосредственно на печатную плату и крепятся к теплоотводу, площадь которого будет зависеть от способа охлаждения. При пассивном методе охлаждения это минимум 2500 см^2.
Резистор R15 первоначально должен иметь максимальное сопротивление (5 кОм), а затем плавно его уменьшая выставляем ток покоя выходного каскада 130-150 мА. Это удобно делать, контролируя падение напряжения на одном из низкоомных проволочных резисторов R24…R27 – 13 мВ соответствует току 130 мА.