В публикации рассматривается схема и конструкция УМЗЧ советских времён Г. Брагина («Радио» 1987/4), вернее о его варианте на современных электронных компонентах (китайское – значит лучшее). Как не печально это признавать, но импортные электронные компоненты сейчас доступнее и дешевле, чем отечественные. Наша радиоэлектронная промышленность (если её вообще так можно назвать) по объёмам и технологичности далеко позади наших китайских друзей, соответственно и цены такие.
Из особенностей этой схемы можно отметить:
• низкий коэффициент гармоник при сравнительно простом схемном решении;
• способность выдерживать КЗ нагрузки;
• не требуется термостабилизация оконечного каскада.
Схема электрическая
Основные технические характеристики:
Класс усилителя – В;
Напряжение питания – ±35 В;
Номинальное входное напряжение – 900 мВ (действующее);
Выходная мощность номинальная (4 Ом) – 105 Вт;
Рабочая полоса частот по уровню 0 дБ – 20…20000 Гц;
THD при номинальной выходной мощности (105 Вт) на частотах:
1 кГц – 0,001%;
20 кГц – 0,05%.
Работа схемы
Основное усиление по напряжению в схеме обеспечивается каскадом на операционном усилителе (ОУ) DA1 NE5534. Предоконечный каскад собран на транзисторах VT1…VT4, а оконечный в виде эмиттерного повторителя, выполнен на VT5 и VT6, работающих в режиме В (без начального тока).
При разработке усилителя особое внимание было уделено предоконечном каскаду. С целью снижения нелинейных искажений был выбран режим с относительно большим током покоя – 20 мА.
Термостабилизация достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT3, VT4 резисторов сравнительно большого сопротивления R19, R20. Однако из-за отсутствия в предоконечном каскаде 100 %-ной ООС при изменении его температурного режима возможны колебания тока покоя в пределах 15...25 мА, которые вполне допустимы, поскольку не нарушают эксплуатационную надежность схемы в целом.
Для компенсации возможной нестабильности напряжения база-эмиттер транзисторов VT1, VT2 при изменении температуры в их базовые цепи включены диоды VD3…VD5.
Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT3, VT4 и через делители R11R16 и R12R15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT1, VT2.
Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсаторами C12, С13. Резисторы R13, R14 и R19, R20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки.
Диод VD6, включенный между базами транзисторов VT5, VT6, снижает искажения типа «ступенька». Падающее на нем напряжение – 700 мВ сужает интервал напряжении на эмиттерных переходах транзисторов, при которых они закрыты. Тем самым обеспечивается их открывание при меньшей амплитуде сигнала и в то же время надежное закрывание в его отсутствие.
При малых сигналах в нагрузку течет ток предоконечного каскада, поступающий через резистор R21. К выходу оконечного каскада подключен фильтр нижних частот L1C16R22, уменьшающий амплитуду резких всплесков сигнала (длительностью около 1 мкс) в момент переключения транзисторы выходного каскада и устраняющий колебательные процессы в выходном каскаде. Заметного влияния на скорость нарастания выходного сигнала фильтр не оказывает.
Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой обшей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель С4-C6R2R4 подается на инвертирующий вход DA1.
Конденсатор С4 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС.
Жёсткая стабилизация «нуля» достигнута применением в усилителе 100 %-ной ООС по постоянному току.
Чертёж печатной платы для схемы показан ниже.
Транзисторы VT3, VT4 должны быть снабжены небольшими пластинчатыми теплоотводами в виде пластин алюминия. Индуктивность L1 выполнена на резисторе R23 медным обмоточным лакированным проводом 1мм – 14…17 витков.