Усилитель Солнцева «QUAD-405» (измененный вариант)

Усилитель Солнцева «QUAD-405» (измененный вариант)

Создатель нижеследующего описания ни в коем случае не претендует на авторство данного усилителя. На написание этой статьи (или исправленной исходной) автора сподвигло лишь желание облегчить труд своим друзьям и знакомым, собиравшим усилитель по его рекомендациям.

Основные параметры усилителя:

Максимальная выходная мощность на нагрузку 4 Ом: 70 Вт

Номинальное входное напряжение: 0,2 В

Верхняя граница диапазона при максимальной амплитуде выходного сигнала: 50 кГц

Скорость нарастания выходного напряжения: 5,5 В/мкс

Отношение сигнал/шум (не взвешенное): 80 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне 20 – 20000 Гц: 0,05%

Введение

Зная как относятся пользователи технической литературы к старым статьям (а исходная таковой и является) хочу сразу сделать важное замечание. На протяжении ряда лет я искал и испытывал схемы для создании высококачественного усилительного комплекса домашнего кинотеатра. Как показала практика усилитель QUAD 405 (на основе которого создан данный) до сих пор отвечает современным требованиям и при существующей на сегодняшний день элементной базе показывает характеристики которые порой не могут превзойти промышленные образцы (естественно зарубежные, о наших говорить не приходится). Кроме всего прочего, приведенная конструкции является простой как в понимании, так и в изготовлении. Так что дерзайте…

В данном описании приведена информация по всем элементам усилителя. Исходную версию статьи можно найти в журнале Радио №5 за 1984 год.

Усилитель

При проектировании описываемого ниже усилителя за основу был взят уже упоминавшийся «Квод 405», удачно сочетающий в себе высокие технические характеристики и схемную простоту. Структурная схема усилителя в основном осталась неизменной, исключены лишь устройства защиты транзисторов выходного каскада от перегрузки. Практика показала, что устройства такого рода не исключают полностью отказов транзисторов, но вносят нелинейные искажения при максимальной выходной мощности. Ток же транзисторов можно ограничить иначе, например, используя защиту от перегрузки по току в стабилизаторах напряжения. В то же время представляется целесообразной защита громкоговорителей при выходе из строя усилителя или источников питания.

Для улучшении симметрии усилителя выходной каскад выполнен на комплиментарной паре транзисторов (рис. 1):

Учитывая, что основные параметры усилителя улучшаются с ростом коэффициента передачи тока h21Э. В выходном каскаде применены составные транзисторы КТ827А (VТ9) и КТ825Г (VT10), в оконечном каскаде линейного усилителя (VT5) – составной транзистор КТ825Г. Для уменьшения нелинейных искажений типа «ступенька» между базами транзисторов VТ9, VT10 включены диоды VD5 и VD6. При этом обеспечивается достаточно надежное закрывание транзисторов выходного каскада в отсутствие сигнала.

Незначительно изменена входная цепь. В качестве сигнального использован не инвертирующий вход ОУ DA1, что позволило увеличить входное сопротивление усилителя (оно определяется сопротивлением резистора R1 и равно 100 кОм). Если большое входное сопротивление не требуется, входную цепь лучше выполнить в соответствии с оригиналом. Входное сопротивление при этом уменьшится до 22 кОм, но усилитель станет инвертирующим и менее склонным к самовозбуждению при возникновении обратной связи между его выходом и входом (эта связь будет отрицательной). Следует, однако, отметить, что и в не инвертирующем варианте устойчивость усилителя остается высокой.

Для предотвращения щелчков в громкоговорителях, обусловленных переходными процессами при включении питания, а также для зашиты громкоговорителей от постоянного напряжения при выходе из строя усилителя или источников питания, применено простое, хорошо зарекомендовавшее себя устройство (VТ6-VТ8), используемое в промышленном усилителе «Бриг-001». При срабатывании этого устройства загорается одна из ламп HL1, НL2, сигнализируя о наличии на выходе усилителя постоянного напряжения той или иной полярности. Замена лампового индикатора на светодиодный описана в схеме блока питания (см. ниже). В остальном схема описываемого усилителя не отличается от схемы усилителя «Квод 405».

В отличие от исходного (Солнцевского) варианта и собирал каждый канал усилителя на отдельной плате (рис. 2). Практика показала, что в этом случае легче исключить возможные помехи и наводки от соседних каналов и трансформатора.

Не пугайтесь размеров платы. При первом осмотре возникает ложное впечатление заниженной плотности монтажа. Проведенные испытания показали, что ряд элементов при длительной работе усилителя достаточно сильно греется, а такая конфигурация платы способствует циркуляции воздуха и охлаждению. К тому же она исключается взаимные наводки элементов.

Для соединения с внешними цепями в исходном варианте применялись разъемы типа МРН. Если хотите помучатся с их пайкой (я особого удовольствия при их пайке не испытал) пробуйте. Приведенный рисунок печатной платы я создал до встречи с этими разъемами и, естественно, переделывать его в последующем мне было лень. Да смысла нет – в те же отверстия можно без проблем впаять провода.

Разводка цепей по контактам разъемов приведена в таблице:

Список деталей усилителя

Микросхема:

1. DA1 К574УД1А (я использовал в металлическом корпусе)

Транзисторы:

1. VT1, VT3, VT4 – КТ3107Б
2. VT2 – КТ3102Б
3. VT5 – КТ825Г
4. VT6, VT8 – КТ312В
5. VT7 – КТ608Б
6. VT9 – КТ827А
7. VT10 – КТ825Г

Резисторы (я использовал резисторы с допуском в 5%):

1. R1, R28 – 100 кОм/0,25 Вт
2. R2, R3, R24, R25, R26 – 10 кОм/0,25 Вт
3. R4 – 330 кОм/0,25 Вт
4. R5, R6 – 1 кОм/0,25 Вт
5. R7, R11, R13 – 3,3 кОм/0,25 Вт
6. R8 – 560 Ом/0,25 Вт
7. R9 – 22 кОм/0,25 Вт
8. R10 – 100 Ом/0,25 Вт
9. R12 – 180 Ом/0,25 Вт
10. R14 – 510 Ом/0,25 Вт
11. R15 – 270 Ом/0,25 Вт
12. R16 – 2,2 кОм/0,25 Вт
13. R17, R18, R19 – 1,5 кОм/2 Вт
14. R20 – 47 Ом/0,5 Вт
15. R21, R23 – 22 Ом/0,25 Вт
16. R22 – 10 Ом/2 Вт
17. R27 – 82 кОм/0,25 Вт
18. R29 – 6,8 кОм/0,25 Вт
19. R30 – 300 Ом/0,25 Вт
20. резистор на светодиодный индикатор неисправности 2,4 кОм/0,5 Вт

Конденсаторы:

1. С1 – КМ 5Б Н90 0,15 мкФ
2. С2, С7 – К53-18 100 мкФ/16 В (дорогой танталовый конденсатор. Я ставил обычный электролит без заметной потери качества)
3. С3, С4, С5, С6 – КМ 5Б Н90 0,047 мкФ
4. С8, С12 – К50-17Б 330 пФ
5. С9 – К50-17Б 100 пФ
6. С10 – подстроечный КТ4-21Б 4-22 пФ
7. С11 – К10-17Б 91 пФ
8. С13, С16, С17 – К10-17Б 0,1 мкФ
9. С14, С15 – К50-29 220 мкФ/63 В с коаксиальным расположением выводов
10. С18 – К50-35 220 мкФ/10 В
11. С19 – К50-35 68 мкФ/100 В

Диоды:

1. VD3, VD4, VD5, VD6 – КД510А в стекле
2. VD7, VD8, VD9, VD10 – КД522Б в стекле
3. два светодиоды на индикатор неисправности: любые на 10 мА.

Стабилитроны:

1. VD1, VD2 – КС515А в металле.

Реле:

1. РЭС48А РС4.590.201.

Транзисторы выходных каскадов (VT9, VT10) я ставил через диэлектрические прокладки на радиаторы длинной 150 мм (продаются в магазинах радиодеталей) по 4 на каждый (1 радиатор на 2 канала). Транзисторы VT5 установлены без прокладок на отдельных игольчатых теплоотводах закрепленных на плате.

Смонтированный из исправных деталей усилитель налаживания почти не требует. Необходимо лишь подобрать резистор R30 (по надежному срабатыванию реле К1 через несколько секунд после включения питания) и суммарную емкость конденсаторов C10, C11 (по минимуму нелинейных искажений на частоте 20 кГц). Рекомендуемая методика подбора этой емкости в оригинальном усилители по минимум искажений формы выходного сигнала на частотах 50-100 кГц не всегда дает нужный результат, поэтому ею целесообразно пользоваться только при отсутствии измерителя нелинейных искажений.

Источник питания

Принципиальная схема блока питания стереофонического варианта усилителя приведена на рис. 3. Он содержит сетевой трансформатор Т1 с четырьмя вторичными обмотками и такое же число стабилизированный выпрямителей. Два из них (G1 и G3) обеспечивает напряжение положительной (по отношению к общему проводу) полярности. Два других (G2 и G4) – отрицательной. Каждый из узлов G1 – G4, в свою очередь, состоит из выпрямителя на диодах VD1 – VD4 (на рис. 3 изображена схема источников G1, G3), фильтрующих конденсаторов С1 – С4 и стабилизатор напряжения на транзисторах VT1, VT2 и стабилитроне V05. Стабилизированные выпрямители напряжения отрицательной полярности (G2, G4) отличаются от изображенного на рис. 3 противоположной полярностью включения диодов, стабилитрона и электролитических конденсаторов, а также примененными транзисторами (указаны в скобках).

Стабилизаторы напряжения выполнены по известной схеме на транзисторах разной структуры. Благодаря включению обоих транзисторов по схеме с общим эмиттером, параметры такого устройства, несмотря на простоту, достаточно хорошие. К тому же стабилизаторы устойчивы к перегрузке и к коротким замыканиям в нагрузке. При коротком замыкании обесточивается стабилитрон VD5, и транзисторы VT1, VT2 закрываются. После устранения замыкания работоспособность устройства автоматически восстанавливается. Изготовленные автором стабилизаторы выключались при токе нагрузки 7–8 А, что можно считать вполне допустимым, так как бросок тока в момент пробоя одного из транзисторов выходного каскада усилителя превышает это значение.

Как видно из схемы, регулирующий транзистор VТ2 включен в «холодный» (т.е. соединенный с общим проводом усилителя) провод выпрямителя. Это позволяет установить регулирующие транзисторы всех четырех стабилизаторов на общий теплоотвод без каких-либо изолирующих прокладок, и требует для каждого из выпрямителей отдельной обмотки трансформатора.

Трансформатор писания намотан на тороидальном магнитопроводе ОЛ100/50-50 сечением 12,5 см2. Его обмотка 1 содержит 880 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,86 мм, каждая из обмоток II-V – по 120 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,14 мм. Для уменьшения внешних полей, а следовательно, и наводок на чувствительные к таким помехам цепи, числа витков обмоток выбраны несколько большими, чем требовалось по расчету. С этой же целью между первичной и вторичными обмотками помещен элекростатический экран (один слой провода ПЭВ-2 0,3). Последний можно намотать и алюминиевой фольгой (например, от металлобумажных конденсаторов большой емкости), позаботившись, естественно, об изоляции ее витков друг от друга и от остальных обмоток. Лучше всего подходит лента из фольги шириной 10-20 мм, изолированная с обеих сторон конденсаторной бумагой.

При возникновении наводок от трансформатора можно экранировать его листовым алюминием. Я использовал экранирующую обмотку между первичной и вторичными с выводом на землю.

При наличии трансформатора только с двумя подходящими обмотками, схему блока питания придется изменить следующим образом: соединись с общим проводом выводы 3 стабилизаторов, в качестве источников на напряжений положительной полярности использовать стабилизированные выпрямители G2, G4 (рис. 2), отрицательной – G1, G3. Естественно, в этом случае транзисторы VТ2 можно устанавливать на общем теплоотводе только через изолирующие прокладки.

Список деталей блока питания

Транзисторы:

1. VT1 – КТ3107В
2. VT2 – КТ826А
3. VT1* – КТ3102Б
4. VT2* – КТ825Г

Резисторы (все с допуском 5%):

1. R1 – 3,6 кОм/0,25 Вт
2. R2 – 390 Ом/2 Вт
3. R3, R6 – 1,5 кОм/0,5 Вт
4. R4 – подстроечный 330 Ом (подбирал самый миниатюрный из тех которые были)
5. R5 – 470 Ом/0,5 Вт

Конденсаторы:

1. С1 – 4700 мкФ/63 В
2. С2 – К53-18 22 мкФ/40 В (Дорогой танталовый конденсатор. Я ставил его, знающие люди говорят, что на питании он полезен. Можно на первых порах заменить дешевым китайским электролитом).

Диоды:

1. VD1, VD2, VD3, VD4 – КД213А

Стабилитрон:

1. VD5 Д818Е в стекле.

* – для плат с отрицательной полярностью.

Конденсатор С1 монтируется на плату лежа (высота стабилизаторов уменьшается существенно).

Диоды КД213А (VD1 – VD4) монтируют без теплоотводов. Регулирующие транзисторы VT2 я ставил на таком же радиаторе что и транзисторы усилителя (по 4 транзистора). При этом желательно соединение выводов с платой проводами минимальной длины.

Конструкция катушек

Катушки усилителя намотаны в два слоя на каркасах диаметром 10 и длиной 30 мм проводом ПЭВ-2 1,0 и содержат: L1 и L3 – по 50 витков (индуктивностью 5-7 мкГн), L2 – 30 витков (3 мкГн). Для уменьшения взаимной связи катушки L1 и L3 установлены перпендикулярно одна к другой и параллельно к плате, а L2 – перпендикулярно ей. Длина намотки катушек L1 и L3 26 м, L2 – 18 мм. Как показала проверка, катушки могут быть и бескаркасными. В этом случае их наматывают тем же проводом в натяг на оправке диаметром 9-10 мм. Жесткость катушек, снятых с оправки, вполне достаточна. При необходимости ее можно повысить, скрепив витки подходящим клеем или эпоксидной смолой.

Как повысить номинальное входное напряжение усилителя до 0,7 В? Проще всего это сделать, включив последовательно с конденсатором С1 резистор сопротивлением 200-390 кОм. Это же цели можно добиться и уменьшением коэффициента передачи каскада на ОУ DA1. Для чего достаточно увеличить сопротивление резистора R3 до 30-47 кОм. При самовозбуждении ОУ между его выводами 6 и 7 необходимо включить корректирующий конденсатор емкостью 5-30 пФ.

Может ли усилитель работать на нагрузку сопротивлением 8 Ом? Да, может, однако его максимальная выходная мощность в этом случае уменьшится до 35 Вт. Коэффициент гармоник несколько снизится.

Автор усилителя: Солнцев Ю., г. Москва.

Правка исходной статьи с учетом современной элементарной базы: Green

[.pdf] версию статьи.

Высококачественный усилитель класса B

В схемотехнике высококачественных усилителей звуковой частоты в последние годы сложился определенный стереотип. Такой усилитель содержит обычно входной дифференциальный каскад, ступень с резистивной нагрузкой, усиливающую сигнал до требуемого для нормальной работы выходного каскада уровня, предоконечный фазоинверсный каскад и двухтактный оконечный каскад с последовательным питанием транзисторов. Для снижения искажений ток покоя транзисторов оконечного каскада выбирают достаточно большим — нередко он составляет 250… 300 мА. При этом на каждом из транзисторов рассеивается значительная (до десятка ватт) мощность, что требует применения эффективных теплоотводов и принятия специальных мер по стабилизации теплового режима при изменении температуры окружающей среды. К сожалению, решение последней задачи часто оказывается не под силу радиолюбителю.
Дело в том, что для обеспечения постоянства тока покоя в интервале возможных температур тепловое сопротивление теплоотвод-среда должно быть вполне определенным. Однако добиться этого не так просто. Тепловое сопротивление теплоотвода зависит не только от его конфигурации, площади поверхности и ее обработки, но и от места установки в корпусе усилителя, и даже (особенно если теплоотвод выполняет функции задней стенки устройства, что часто бывает на практике) от расположения усилителя по отношению к другим блокам звуковоспроизводящего комплекса, к стенкам секционной мебели, стенам помещения и т. д. Не удивительно, что, казалось бы, правильно сконструированные любительские усилители НЧ нередко не выдерживают длительной непрерывной работы, перегреваются и даже выходят из строя.

Очевидно, радикальным средством повышения термостабильности усилителя мог бы быть перевод оконечного каскада в режим В. Однако такому режиму свойственны большие нелинейные искажения (типа «ступенька»), устранимые, как считалось до недавних пор, лишь глубокой отрицательной обратной связью (ООС), охватывающей весь усилитель. А это, вообще говоря, нежелательно, так как влечет за собой необходимость принятия специальных мер по борьбе с так называемыми динамическими интермодуляционными искажениями, возникающими в усилителях с глубокой ООС.

Но существуют и другие способы снижения искажений, присущих режиму В. С одним из них, кстати очень перспективным, по мнению некоторых специалистов, мы и знакомим читателей ежегодника. Речь идет об использовании для уменьшения искажений так называемой прямой связи (или связи вперед, в отличие от обратной связи, или связи назад). Запатентованный Харольдом Блэком еще в 1929 году (кстати, ему принадлежит и патент на отрицательную обратную связь), этот способ уменьшения искажений в течение десятилетий не находил применения в звукоусилительной технике, но в последнее время все чаще привлекает внимание специалистов как очень эффективное средство совершенствования техники звуковоспроизведения. На мировом рынке появились промышленные модели усилителей, в которых использована прямая связь. Один из них—мощный звуковой усилитель «Квод 405

», созданный английской . При сравнительно простом схемном решении разработчикам удалось довести коэффициент гармоник на средних частотах до 0,005 %.

Функциональная схема усилителя «Квод 405

» изображена на рис. 1. Здесь А1 — идеализированный усилитель, обеспечивающий усиление сигнала до требуемого для нормальной работы выходного каскада уровня, Vl и V2 — комплементарная пара транзисторов выходного каскада, работающего в режиме В, элементы Rl, C1, R2 и L1 — плечи рассчитанного определенным образом моста переменного тока, RC и RH — соответственно сопротивления источника сигнала и нагрузки усилителя. Принцип уменьшения искажений в таком усилителе становится ясным из анализа зависимости, связывающей напряжение на нагрузке uН с напряжением сигнала uC и базовым током iб транзисторов выходного каскада. Эту зависимость можно представить в виде uН = АuC + Вiб, где А и В — некоторые коэффициенты, численные значения которых определяются параметрами входящих в устройство элементов. Очевидно, что основным источником искажений может быть только базовый ток iб, поэтому избавиться от них можно, подобрав параметры элементов так, чтобы коэффициент В стал равным нулю. Выразив коэффициент В через параметры элементов моста, нетрудно показать, что условие отсутствия (компенсации) искажений совпадает с условием баланса моста, т. е. L1/C1=R1/R2 Иными словами, сбалансировав мост на какой-либо частоте, можно гарантировать, что во всем рабочем диапазоне частот искажения, вносимые усилителем, будут минимальными.

Каков же механизм компенсации искажений в данном случае? Упрощенно его можно представить следующим образом. Как известно из теории электрических цепей, сбалансированный мост переменного тока обладает тем свойством, что переменное напряжение, приложенное к одной из его диагоналей, не может вызвать появления разности потенциалов в другой диагонали. Аналогичная картина наблюдается и здесь: напряжение искажений, возникающее в выходном каскаде на транзисторах V1, V2, приложено к диагонали BD, поэтому в другой диагонали — АС — оно появиться не может. Если в добавление к этому предположить, что усилитель А1 обладает бесконечно большим усилением, то можно считать, что точка А фактически соединена с общим проводом (т. е. с нижним — по схеме — выводом нагрузки RH) и, следовательно, искажений не будет и в нагрузке. Благодаря резистору R2 нелинейные продукты в спектре выходного тока i1 компенсируются «подкачкой» исправляющего тока i2 непосредственно с выхода линейного усилителя А1 в нагрузку, причем наиболее эффективно компенсируются высшие гармоники, что обусловлено в данном случае выбором сопротивления резистора из условия равенства токов i1 и i2 на высоких частотах.

Полная принципиальная схема усилителя, выполненного на отечественной элементной базе москвичом О. Решетниковым, приведена на рис. 2. Полученные им технические характеристики усилителя следующие:

Наряду с малыми нелинейными искажениями усилитель отличается очень низким уровнем динамических интермодуляционных искажений, достигнутым применением частотной коррекции АЧХ. К тому же, как уже говорилось, сам метод компенсации искажений, примененный в усилителе, обеспечивает наиболее эффективное подавление именно высших гармоник, которые принято относить к динамическим искажениям.

Линейная часть усилительного тракта (усилитель А1 на рис. 1) выполнена на операционном усилителе (ОУ) А1 и транзисторах V3 — V6, V9, оконечный каскад, работающий в режиме В, — на транзисторах V12 и V15, V16. Транзисторы V7 и V13 использованы в устройстве защиты оконечного каскада от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке. Питается усилитель от простейшего двуполярного выпрямителя на диодах V17—V20 с емкостным фильтром из конденсаторов большой емкости.

Коэффициент усиления каскада на ОУ А1 определяется параметрами элементов охватывающей его цепи ООС C1R2R5C3 и в номинальном диапазоне частот составляет примерно 15. Применение ОУ и глубокой ООС по постоянному току с выхода усилителя на его инвертирующий вход позволило без какой-либо подстройки свести к минимуму постоянное напряжение на выходе усилителя. Питается первый каскад стабилизированными напряжениями, снимаемыми со стабилитронов V1 и V2.

Второй каскад усилителя собран на транзисторе V4 с источником тока на транзисторе V3, применение которого позволило получить максимально возможное в данном случае усиление по напряжению. Следующий за ним двойной эмиттерный повторитель на транзисторах V5, V6 служит для согласования с последним каскадом линейного усилителя, выполненным на транзисторе V9. С выхода этого каскада усиленный сигнал поступает на оконечную ступень (V12, V15, VI6), а с нее — в нагрузку.

Элементами моста в данном усилителе являются резисторы R15, R29, конденсатор С6 и катушка L1. Подбором конденсатора С6 мост сбалансирован на высоких частотах, поэтому высокочастотные продукты искажений компенсируются исправляющим током, текущим в нагрузку через резистор R29. В области низших частот из-за конечного сопротивления провода катушки L1 (оно не может быть сведено к нулю) баланс моста нарушается. Для снижения искажений на этих частотах введена глубокая (50…70 дБ) ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель R12R15 подается в цепь эмиттера транзистора V4.

Элементы R30, L2, R31, СП—С13 предотвращают самовозбуждение усилителя, конденсаторы С6—С8 обеспечивают коррекцию его АЧХ с целью сведения к минимуму динамических искажений.

Устройства защиты обоих плеч усилителя выполнены одинаково. Каждое из них состоит из управляемого резистора (транзисторы V7, V13) и делителя напряжения (R21R18R20R26 и R23R19R22R27). Ограничение тока через транзистор V12 верхнего по схеме плеча оконечного каскада происходит следующим образом. В отсутствие сигнала через делитель R21R18R20R26 течет ток, определяемый приложенным к нему напряжением (24 В). Этот ток (примерно 6 мА) создает на резисторах R20 и R26 падение напряжения около 0,45 В, поэтому транзистор V7 закрыт. С появлением усиливаемого сигнала это падение напряжения начинает изменяться: в интервалы времени, когда напряжение сигнала изменяется в положительную сторону, падение напряжения на резисторе R20 уменьшается (из-за снижения напряжения, приложенного к резисторам R21, R18, R20), а на резисторе R26 (оно обусловлено в основном коллекторным током транзистора V12) — увеличивается. В момент, когда суммарное падение напряжения на резисторах R20 и R26 достигает значения примерно 0,65 В, транзистор защиты V7 начинает открываться и сопротивление его участка эмиттер — коллектор шунтирует вход усилительного каскада на транзисторе V9, ограничивая тем самым рост тока через транзистор V12. Аналогичные процессы протекают в нижнем по схеме плече усилителя при изменении напряжения сигнала в отрицательную сторону, но в этом случае участком эмиттер — коллектор транзистора V13 шунтируется вход ступени на транзисторе V15. Диоды V8, V14 предотвращают реакцию защиты на увеличение падения напряжения на резисторах R20 и R22 в моменты, когда напряжение сигнала изменяется в противоположную (отрицательную — для верхнего и положительную — для нижнего плеча) сторону.

При указанных на принципиальной схеме номиналах резисторов R18 — R23, R26, R27 ограничение тока транзисторов оконечного каскада наступает при значении около 3,5 А. На короткое замыкание в нагрузке защита реагирует ограничением тока на уровне 1,5 А.

В усилителе можно использовать операционные усилители К140УД7, 153УД6 (наиболее желательно, так как последний имеет пониженный уровень шумов), транзисторы КТ342Г, КТ315Г, КТ315Д, КТ315Е (V4), КТ361В, КТ361Д (V3, V5—V7, V13); диоды КД10ЗА и КД504А можно заменить любыми кремниевыми, рассчитанными соответственно на прямые токи 10 и 50 мА. При отсутствии стабилитронов КС515А возможно применение стабилитронов Д814А, соединенных последовательно и подобранных так, чтобы суммарное (на каждой паре) напряжение стабилизации составило 15 В.

Возможный вариант печатной платы усилителя показан на рис. 3. Она рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов КМ (С1, СЗ, С5, С10—С13), КСО-1 (С6—С8), К53-1 (С9) и К50-6 (С2, С4). Резисторы R26, R27 — отрезки константанового провода диаметром 0,3 мм. Катушки L1 (30 витков) и L2 (46 витков) намотаны виток к витку в два слоя на каркасах из органического стекла диаметром 7 и длиной 35 мм; первая жгутом из 20 проводов ПЭВ-2 0,23, вторая — проводом ПЭВ-2 1,0 (ее индуктивность может быть в пределах 4,9…8,8 мкГ).

Транзисторы V9, V12, V15 и V16 устанавливают на общем теплоотводе с охлаждающей поверхностью 800…900 см2 и изолируют от него слюдяными прокладками толщиной 0,1 мм. Устанавливать транзисторы на отдельных, изолированных друг от друга и от корпуса усилителя теплоотводах, как это рекомендуется для улучшения теплового режима транзисторов (их в этом случае крепят без изоляционных прокладок), не следует. С одной стороны, в этом нет особой необходимости, так как из всех транзисторов существенно нагревается только транзистор V9 (рассеиваемая на нем мощность составляет около 1,2 Вт), с другой — такой монтаж выходного каскада может привести к трудно устранимому самовозбуждению усилителя на высоких (порядка нескольких мегагерц) частотах. Во избежание самовозбуждения транзисторы на теплоотводе и плату по отношению к нему необходимо расположить так, чтобы соединительные провода были возможно короче. Для облегчения теплового режима транзистора V4 (рассеиваемая на нем мощность составляет примерно 100 мВт) на его корпус желательно плотно надеть алюминиевый или медный теплоотвод в виде небольшой (примерно 20×20 мм) пластины толщиной 4…5 мм.

Трансформатор питания усилителя, изготовленного О. Решетниковым, намотан на тороидальном магнитопроводе внешним диаметром 100, внутренним 64 и высотой 32 мм. Первичная обмотка (1130 витков) намотана проводом ПЭВ-2 0,5, вторичная (2×104 витка) — проводом ПЭВ-2 1,3, электростатический экран между ними — проводом ПЭВ-2 0,21 (один слой). Конденсаторы фильтра С14, С15—К50-18. При отсутствии тороидального магнитопровода можно использовать Ш-образный магнитопровод сечением 8…10 см2, окно которого позволит разместить обмотки из указанного провода. Емкость конденсаторов сглаживающего фильтра допустимо уменьшить до 4000 мкФ.

прим. тут будет добавлена таблица токов и напряжений на транзисторах

Собранный из исправных деталей усилитель наладить нетрудно. Необходимо лишь при работе на эквивалент нагрузки проверить режимы транзисторов на соответствие приведенным в таблице (допустимы отклонения напряжений в пределах ±20%) и сбалансировать мост R15C6R29L1 по минимуму искажений выходного сигнала. Последнюю операцию лучше всего производить, рассматривая на экране осициллографа выходной сигнал, оставшийся после подавления первой гармоники, или разностный сигнал, полученный методом компенсации выходного сигнала входным. В последнем случае очень удобно воспользоваться устройством, описанным И. Акулиничевым в статье «Приставка к осциллографу для оценки качества усилителей» («Радио», 1980, № 4, с. 40). Балансируют мост на частоте 10…12 кГц подбором конденсатора С6 до получения минимальных всплесков на осциллограмме сигнала. Балансировку можно произвести и по осциллограмме неподавленного выходного сигнала. В этом случае его частоту увеличивают до 50… 100 кГц и добиваются минимальных искажений сигнала подбором того же конденсатора. Улучшения балансировки на низких частотах можно добиться, шунтируя конденсатор С6 резистором сопротивлением несколько сот килоом.

При желании выходную мощность усилителя можно довести до 60…80 Вт. Для этого необходимо повысить напряжение питания до 35…40 В и заменить транзисторы оконечного каскада на КТ803А. Для сохранения режимов по току (транзисторы V4 и V9) сопротивление резистора R9 необходимо уменьшить до 620..750 Ом, а резисторов R24, R25 — увеличить до 430…510 Ом. Кроме того, нужно поднять порог срабатывания устройств защиты от перегрузки по току, для чего уменьшить сопротивления резисторов R26, R27 до 0,1…0,11 Ом и увеличить сопротивления резисторов R21, R23 до 8,2.. 10 кОм. Кстати, подбор резисторов устройств защиты необходим в любом случае, если напряжение питания отличается от указанного на схеме.

Динамический диапазон усилителя можно расширить, снизив его чувствительность, которая во многих случаях оказывается чрезмерной. Сделать это нетрудно — достаточно подбором элементов С1, R2, R5, СЗ увеличить глубину ООС, охватывающей ОУ A1. Например, для снижения чувствительности усилителя до 0,7 В необходимо сопротивление резисторов R5 уменьшить до 100 кОм, а емкость конденсатора СЗ увеличить до 0,15 мкФ.

Источник:

Высококачественный усилитель класса В. Радиоежегодник 1983г. стр. 93-101