Источник питания построен по классической схеме:
- Трансформатор на 48 В со средней точкой - даёт две полуволны напряжения, удобные для получения двуполярного питания.
- Мостовой выпрямитель - преобразует переменное напряжение в пульсирующее постоянное.
- Конденсаторы фильтров - сглаживают пульсации, обеспечивая чистое питание.
На выходе формируется двуполярное напряжение примерно ±35 В. Этого достаточно для питания мощного выходного каскада. Для питания же операционного усилителя (IC1) напряжение стабилизируют до ±15 В с помощью стабилитронов (D1, D2) и резисторов (R19, R20). Такая стабилизация защищает чувствительную аналоговую часть схемы от колебаний напряжения и помех.
Входной тракт начинается с простой, но эффективной цепи:
- Делитель напряжения на резисторах R1 и R2.
- Потенциометр R3 - служит регулятором уровня сигнала для субнизкочастотного громкоговорителя (сабвуфера).
- Буферный повторитель на части микросхемы IC1 (IC1‑a) - согласует сопротивления, не нагружая источник сигнала и сохраняя его качество.
Такая схема позволяет гибко подстраивать уровень входного сигнала без искажений и потерь.
Чтобы сабвуфер воспроизводил только низкие частоты, в схеме используют два активных фильтра, собранных на одном операционном усилителе IC1, но на разных его частях. Вместе они образуют полосовой фильтр, который пропускает только нужный диапазон.
Фильтр высоких частот (ФВЧ)
На части IC1‑b, конденсаторах C2, C3 и резисторах R5, R6 собран фильтр высоких частот с крутизной 12 дБ на октаву.
При указанных номиналах частота среза составляет примерно 34 Гц. Это значит, что частоты ниже 34 Гц будут ослабляться. Усиление и добротность фильтра задаются резисторами R7 и R8.
Дополнительно установлен простой RC‑фильтр (C1 и R4) с крутизной 6 дБ на октаву и частотой среза около 20 Гц. Он выполняет роль предварительной фильтрации, отсекая самые низкие частоты и инфранизкие помехи.
Фильтр низких частот (ФНЧ)
На части IC1‑c, конденсаторах C4, C5 и резисторах R9, R10 собран фильтр низких частот также с крутизной 12 дБ на октаву. При выбранных номиналах его частота среза - 72 Гц. Резисторы R11 и R12 определяют усиление и добротность этого каскада.
Последовательное включение ФВЧ и ФНЧ формирует полосовой фильтр с полосой пропускания примерно от 34 до 72 Гц - идеальный диапазон для сабвуфера.
Выходной каскад: мощность и усиление
После фильтрации сигнал поступает на выходной каскад, который должен отдать достаточную мощность в нагрузку.
Часть IC1‑d формирует управляющий сигнал. При питании ±15 В её выходное напряжение может достигать 10 В. Этот сигнал управляет транзисторами Q1 и Q2. Резисторы R17 и R18 формируют местную отрицательную обратную связь и задают усиление выходного каскада примерно в 3 раза. В результате пики выходного напряжения могут достигать 30 В.
Если использовать супербета‑транзисторы нужного типа, можно получить значительную выходную мощность. Для нагрузки 8 Ом пиковая мощность 112,5 Вт.
Это внушительная мощность, достаточная для раскачки большинства бытовых сабвуферов.
Общий коэффициент усиления всей схемы определяется парой резисторов: R13 и R14 (резистор общей обратной связи). Грамотный подбор этих элементов позволяет точно настроить чувствительность и уровень выходного сигнала.
Практические замечания
- Стабильность питания критически важна: пульсации и помехи в цепях ±35 В могут проникать в аудиосигнал, особенно если плохо подобраны фильтрующие конденсаторы.
- Тепловой режим выходного каскада нужно учитывать: при мощности 112,5 Вт транзисторы будут сильно нагреваться, поэтому им необходим радиатор.
- Точность номиналов в фильтрах влияет на частоту среза и форму АЧХ. Для более предсказуемого результата лучше использовать резисторы и конденсаторы с допуском 1–5 %.
- Согласование с нагрузкой: если сопротивление акустики будет меньше 8 Ом, выходная мощность возрастёт, но и токи увеличатся - это может привести к перегрузке транзисторов.
Рассмотренная схема - это сбалансированное решение для сабвуфера: она не только выделяет нужный диапазон низких частот с помощью активных фильтров, но и способна отдать в нагрузку значительную мощность. Сочетание стабилизированного питания, качественной фильтрации и мощного выходного каскада делает её пригодной для использования в домашних аудиосистемах. При сборке важно уделить внимание качеству компонентов и тепловому режиму, чтобы схема работала надёжно и долго.