Ультралинейный усилитель НЧ класса А

Известен еще один способ снижения коэффициента гармоник усилителя до 0,05—0,1%, заключающийся в том, что оконечный каскад переводится в режим работы класса А при всех значениях входного сигнала. Недостатками такого пути уменьшения искажений являются очень низкий коэффициент полезного действия усилителя при работе с малой выходной мощностью и повышение мощности, рассеиваемой оконечными транзисторами, но при использовании современных кремниевых транзисторов большой мощности, снабженных эффективными тепло-отводами, эти недостатки несущественны.

 

Усилители НЧ класса А имеют одно существенное преимущество перед аналогичными усилителями класса АВ или В. Это постоянство среднего значения потребляемого тока, что снижает возможность появления дополнительных гармоник при резких изменениях уровня выходной мощности во время усиления музыкальных программ. На рис. 6 приведена принципиальная схема ультралинейного усилителя НЧ на 10 Вт, работающего в режиме класса А и имеющего коэффициент гармоник 0,1% в полосе частот от 30 Гц до 20 кГц. Усилитель выполнен на четырех транзисторах. Особенность его состоит в том, что весь он охвачен 100%-ной отрицательной обратной связью по постоянному напряжению.

 

 

 

 

 

 

 

Это позволяет обеспечить высокую стабильность работы усилителя, как при смене транзисторов, так и при изменении температуры. Кроме того, режимы работы всех транзисторов могут быть скорректированы в случае необходимости подбором лишь одного резистора R1.

 

Другой особенностью усилителя является его способность работать с динамическими головками, имеющими различные сопротивления звуковых катушек. При этом для обеспечения минимальных искажений сигнала требуется лишь подобрать необходимое напряжение питания, потребляемый ток и емкость конденсаторов С1, С2.

 

 

 

Значения указанных параметров для трех сопротивлений нагрузки приведены в табл. 1.

 

На рис. 7 приведена принципиальная схема стабилизированного выпрямителя, предназначенного для работы совместно с данным усилителем. В табл. 2 указаны данные выпрямителя для различных сопротивлений нагрузки (табл. 1).

 

Усилитель налаживают, устанавливая путем подбора номинала резистора R1 на общей точке транзисторов Т3 и Т4 напряжение, равное половине напряжения питания (±0,25 В).

 

Следует указать, что описанный усилитель практически нечувствителен к смене транзисторов оконечного каскада и допускает применение транзисторов без предварительного подбора их по параметрам. Подтверждением этому могут служить данные, приведенные в табл. 3, где приведены результаты измерения коэффициента гармоник усилителя при различных значениях коэффициента Вст транзисторов Т3 и Т4. Как видно из этой таблицы, даже при трехкратном различии Вст (120 и 40) коэффициент гармоник не превышает 0,4%.

 

При изготовлении усилителя могут быть использованы следующие детали: транзисторы Т3—Т5 типа КТ802 или КТ803, КТ805 с любыми буквенными индексами; Т1 — типа МП41А или МП20, МП21; Т3 — КТ801 или КТ802; Т2— КТ602А или КТ801А; электролитические конденсаторы любого типа, постоянные резисторы МЛТ-0,5 и МЛТ-1, переменный резистор R3 типа СПО или СП. Для выпрямительного моста можно использовать диоды Д242Б—Д242Г.

 

Трансформатор Тр1 должен быть рассчитан на мощность не менее 40—50 Вт. Транзисторы Т2—Т4 обязательно снабжаются эффективными теплоотводами, например пластинчатыми размерами 100Х Х100 мм.

 

Описание этого усилителя впервые было опубликовано на страницах одного из английских радиожурналов. Простота и высокие характеристики усилителя привлекли внимание радиолюбителей, и вскоре на страницах того же журнала появились первые отзывы их о работе собранных конструкций. В основном полученные результаты совпадали с данными, приведенными автором конструкции, но при этом была выявлена одна неприятная особенность работы усилителя— его склонность к самовозбуждению на высоких и ультравысоких частотах. Причина этого заключается в том, что с целью расширения полосы усиливаемых частот в оконечном каскаде применены высокочастотные транзисторы. В результате реальная полоса пропускания усилителя достигала 1 МГц.

 

Основные меры борьбы с самовозбуждением усилителей НЧ на высоких частотах заключаются в укорочении проводников, соединяющих выход усилителя с динамическими головками, а также включение непосредственно на выходе усилителя дополнительного фильтра, гасящего колебания высокой частоты. Такой фильтр состоит из соединенных последовательно постоянного непроволочного резистора сопротивлением 8—10 Ом мощностью 3—5 Вт и керамического конденсатора емкостью 0,01 мкФ. Фильтр в описанном усилителе включают непосредственно между коллектором и эмиттером транзистора Т4 Следует отметить, что подобные меры оказываются эффективными при борьбе с самовозбуждением усилителей НЧ других типов, в которых оконечные каскады работают на высокочастотных транзисторах.

Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.