Усилитель на "рассыпухе" или назад - к истокам.

Автор: Сэр Мурр
Опубликовано 08.11.2006

Промышленность выпускает гигантское количество интегральных микросхем - мощных усилителей низкой частоты. Номенклатура и ассортимент позволяют выбрать, что душе угодно. Душе начинающего любителя угодно, чтобы попроще и помощней, а также - подешевле. В результате появилось немерянное количество конструкций, выполненных на микросхемах, предназначенных для автомобильной аудиотехники. Вроде - просто, но что скрывается за этой простотой? Смотрим в даташиты, и видим: "номинальное напряжение питания-14 вольт... Максимальное напряжение- 18 вольт..." То есть выше 15 вольт - работоспособность микросхем не гарантируется. Далее - ток потребления. Для обеспечения требуемой выходной мощности требуется и соответствующий ток от источника питания - не менее 3 ампер для стерео режима. А если система типа домашнего кинотеатра - 6 каналов? Потребуется источник с током 9 ампер, и выходным стабилизированным напряжением 14 вольт. Сделать линейный стабилизатор с такими параметрами ой как не просто. Можно сделать импульсный, или использовать компьютерный. А стабилизатор необходим, иначе есть риск повреждения микросхем в режиме работы без нагрузки, когда вырастает напряжение не нагруженного стабилизатора, или будет падать максимальная неискажённая мощность при подаче пикового сигнала. Ёмкость фильтрующего конденсатора для 12-вольтового питания можно рассчитать из условия 3000мкф на один ампер. Да, баночки получаются не хилые.. И диоды выпрямительного моста - тоже требуют радиатора.. И провода питания нужно соответствующие... (М-р-р.. Хозяин, а что сказать про внутреннюю схемотехнику интегральных УНЧ? Там ведь не один десяток полупроводниковых структур, и каждая может быть источником шумов и искажений. Примечание кота Сэра Мурра). Короче говоря - использование автомобильных УНЧ в стационарной аппаратуре - тупиковый путь.
Критика тогда хороша, когда она конструктивна. Поэтому предлагаю вернуться назад, к истокам транзисторной схемотехники. (Я наблюдаю возрастание интереса к ретро-технике, теперь "продвинутые" любители вдруг обнаружили, что схемотехника 30-40-летней давности на слух воспринимается, почти как ламповый хай-энд. Примечание кота Сэра Мурра). Итак, схему - в студию!

Схема содержит восемь транзисторов и девять резисторов, причём два из них - подстроечные. Усилитель охвачен обратной связью через резисторы R4 R5 и конденсатор С2. Структура усилителя соответствует двухкаскадному усилителю напряжения. Первый каскад собран на транзисторе Т1. Второй каскад - на транзисторе Т2, содержит в качестве нагрузки генератор тока для обеспечения тока покоя выходного каскада - транзистор Т3, и генератор тока Т4. Выходной каскад собран на составных транзисторах по так называемой схеме Шиклаи, что позволило объединить коллекторы выходных транзисторов и позволяет устанавливать их на общий радиатор без изоляционных прокладок. Кроме того, коэффициент передачи напряжения в такой схеме немного выше, чем у обычного составного эмиттерного повторителя. Из теории построения усилителей известно, что двухкаскадный усилитель является устойчивым вплоть до единичных коэффициентов усиления, и поэтому наш усилитель обходится без дополнительных корректирующих цепей. Нагрузка может подключаться традиционным способом - через выходной конденсатор, но лучше - с использованием искусственной средней точки. В этом случае выходные конденсаторы служат одновременно и фильтрующими для выпрямителя.
Усилитель работоспособен в широком диапазоне питающих напряжений - от 9 до 30 вольт. При этом можно обойтись только настройкой необходимого тока покоя - от 10мА при 9 вольтах, до 50..100 мА при 30 вольтах. Для стабилизации тока покоя желательно вынести на радиатор и закрепить рядом с выходными транзисторами либо диод D1, либо транзистор Т3. Размеры радиатора для выходной мощности 10 ватт - не менее 200 кв. см. Двойной размах выходного напряжения меньше напряжения питания примерно на 2 вольта. Коэффициент нелинейных искажений возрастает от 0,1% при малых выходных мощностях, до 1 % при достижении порога ограничения сигнала в диапазоне частот30 Гц - 20 кГц. Динамический диапазон- 80 дб, соотношение сигнал - шум 90 дб. Транзисторы могут использоваться любые, подходящие по смыслу. В описаниях заграничной аппаратуры они так и называются - транзисторы общего назначения. Размеры печатной платы соответствуют размерам печатной платы интегрального усилителя аналогичной мощности, и при желании могут быть уменьшены. Но начинающим любителям наоборот, лучше немного увеличить размеры, для облегчения монтажа.
Рисунок печатной платы приведён в виде для печати без "зеркального" отражения, рассчитан на цоколёвку заграничных мощных выходных транзисторов.

Вопросы, как всегда в Форум.