Усилитель необычное включение

Перед вами принципиальная схема усилителя мощности звуковой частоты, отличительной чертой которого является оригинальное схемотехническое решение - нестандартное включение операционного усилителя (ОУ) DA1, работающего на источник тока, сформированный транзистором VT1.

1. Усилитель напряжения на операционном усилителе DA1 (КР544УД2А).
2. Усилитель тока (выходной каскад) на транзисторах VT2–VT5.

Ключевая особенность схемы заключается в том, что ОУ нагружен не на обычный резистор, а на источник тока на транзисторе VT1 (КТ3102А). Это дает следующие преимущества:

• Более полное использование напряжения питания. ОУ может развивать большее выходное напряжение, приближаясь к пределам питания, без риска искажений.
• Снижение коэффициента гармоник, особенно в области высших звуковых частот.
• Высокая скорость нарастания выходного напряжения, что критично для качественного воспроизведения сложных музыкальных сигналов.
• Минимальные нелинейные искажения при относительно малом токе покоя выходного каскада (15–20 мА). Благодаря этому отпадает необходимость в сложной термостабилизации схемы.

Анализ основных узлов схемы

• Входной каскад и фильтрация:
• Сигнал поступает на вход через цепь R1–C1 (130 кОм, 1 мкФ), формирующую входное сопротивление 130 кОм.
• Диоды VD3–VD6 (КД522А) защищают вход усилителя от перегрузок и скачков напряжения.
• Конденсатор C3 и диод VD7 обеспечивают корректную работу при включении питания и фильтрацию.
• Каскад источника тока (VT1):
• Транзистор VT1 стабилизирует ток, протекающий через ОУ, что и обеспечивает описанные выше преимущества.
• Резистор R3 (10 кОм) задает базовый ток, а R8 (330 Ом) и C5 (1 мкФ) участвуют в формировании частотной характеристики и стабилизации.
• Выходной каскад (VT2–VT5):
• Представляет собой классический двухтактный усилитель мощности.
• VT2, VT4 (КТ815Г, КТ819Г) - транзисторы верхнего плеча (работают с положительной полуволной).
• VT3, VT5 (КТ814Г, КТ818Г) - транзисторы нижнего плеча (работают с отрицательной полуволной).
• Диоды VD1, VD2 обеспечивают правильное смещение и запуск каскада.
• Резисторы R11, R12 (по 0,5 Ом) включены последовательно с нагрузкой Rн для контроля тока и стабилизации.
• Катушка L1 служит для подавления самовозбуждения и повышения стабильности при работе на емкостную нагрузку (акустические системы).

Согласно предоставленным данным, усилитель демонстрирует следующие параметры:

• Входное сопротивление: 130 кОм.
• Номинальное входное напряжение: 0,7 В.
• Номинальная (максимальная) выходная мощность: 12 (15) Вт.
• Номинальный диапазон частот: 20…20 000 Гц.
• Коэффициент гармоник (на частоте 1 кГц): 0,04 (0,02) %.
• Скорость нарастания выходного напряжения: не менее 10 В/мкс.
• Относительный уровень шума: не более –90 дБ.

При реализации данной схемы радиолюбителям стоит обратить внимание на следующие моменты:

Замена компонентов:

• Диоды КД522А могут быть заменены на КД521 с любым буквенным индексом.
• Транзистор VT1 можно заменить на любой маломощный высокочастотный p-n-p транзистор с напряжением коллектор-эмиттер не менее 30 В.
• ОУ КР544УД2А допустимо заменить на К140УД8, однако это может привести к небольшому росту нелинейных искажений.

Катушка L1:

• Намотка: 30 витков провода ПЭВ-1 0,6.
• Каркас: бумажный, диаметром 8 мм и длиной 25 мм, намотка виток к витку.

Теплоотвод:

• Выходные транзисторы VT3–VT5 обязательно устанавливаются на общий теплоотвод для обеспечения теплового режима и минимизации дрейфа токов покоя.

Данная схема представляет собой удачное компромиссное решение для построения усилителя мощности средней мощности (до 15 Вт) с низким уровнем искажений. Благодаря нестандартному включению ОУ она позволяет достичь высоких показателей качества звука при относительно простой схемотехнике.