Усилитель с многопетлевой ООС (И снова усилитель П. Зуева)
Уважаемые радиолюбители, Вашему вниманию предлагается усилитель, который неоднократно уже обсуждался на многих форумах различных сайтов, усилитель П.Зуева, может быть, для кого-то он покажется уже не актуален. Однако, этот усилитель характерен своей хорошей повторяемостью, достаточно хорошим звучанием, несложной сборкой и настройкой для начинающих, наличием встроенной триггерной электронной защиты, стабильностью и надежностью в работе. Даже собранный на советской (отечественной) элементной базе усилитель обладает хорошими характеристиками и параметрами. Применение и использование импортных современных компонентов не ухудшат звучание, однако не стоит торопиться заменять все подряд элементы. Ниже будет описана рекомендуемая процедура замен. ОУ можно заменить высокоскоростными ОРА132, tl071, lf357nи др. по «вкусу», если учесть, что почти не осталось в продаже К544УД2, К574УД1 (в металле с соответствующими цепями коррекции), вполне приемлемы и их аналоги в пластмассе серии КР. Низкочастотный vt2 (КТ502Е), используемый в качестве источника тока, нет особой необходимости заменять на более высокочастотный. Без изменений можно и оставить vt4-5-6-7-9, желательно vt6-7-9 подобрать с более высокими коэффициентами усиления (своевременное срабатывание защиты, соответственно, порог срабатывания отстраивается при помощи r23-r26). Мной трижды собирался данный усилитель, существенных проблем не возникало, применялась в качестве экспериментов и импортная элементная база.Вовсе и не помешает применение в усилителе и отдельного узла защиты акустики (береженого бог бережет). Последующее описание приводится и с учетом практической деятельности.
Исследования заметности искажений, вносимых транзисторными усилителями мощности ЗЧ, показали, что она находится в прямой зависимости от величины коэффициента гармоник. В частности, такое неприятное явление, как «транзисторное звучание», полностью исчезает при коэффициенте гармоник менее 0,03 %. Получить столь низкое значение коэффициента гармоник можно только при достаточно большой глубине отрицательной обратной связи (ООС). Однако увеличение глубины общей ООС снижает быстродействие усилителя (скорость нарастания его выходного напряжения) и может привести к динамическим искажениям. Линеаризации усилителя НЧ и одновременное снижение глубины общей ООС повышают быстродействие усилителя, но получить таким путем коэффициент гармоник 0,03 % сложно, так как линеаризации подвергаются, как правило, предварительные каскады, а основным источником нелинейных искажений в усилителе мощности ЗЧ является выходной каскад. Анализ свойств ООС позволил сделать вывод о том, что малый коэффициент гармоник при высокой скорости нарастания сигнала и хорошей устойчивости усилителя можно получить введением многопетлевой (многоканальной) ООС. Усилитель мощности с такой ООС и предлагается вниманию читателей в публикуемой ниже статье. Достоинствами усилителя являются также эффективная электронная триггерная защита от перегрузок и коротких замыканий на выходе и хорошая повторяемость, выражающаяся в том, что его технические характеристики не зависят от разброса усилительных параметров применяемых транзисторов.
Основные технические характеристики
| Номинальный диапазон частот, Гц, при неравномерности АЧХ не более ±0,25 дБ | 20…20 000 | |
| Номинальное сопротивление нагрузки, Ом | 4 | |
| Номинальная (максимальная) выходная мощность, Вт, при сопротивлении нагрузки, Ом: | ||
| 4 | 70(100) | |
| 8 | 40(60) | |
| Диапазон частот, Гц, при выходной мощности — 3 дБ от номинальной | 5… 100 000 | |
| Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее | 15 | |
| Коэффициент гармоник, %, не более, при номинальной выходной мощности на частоте, Гц: | ||
| 20…5000 | 0,001 | |
| 10 000 | 0,003 | |
| 20 000 | 0,01 | |
| Коэффициент гармоник, %, не более, при выходной мощности 0,25…70 Вт, в диапазоне частот 20…20000 Гц | 0,01 | |
| Номинальное входное напряжение, В | 1 | |
| Входное сопротивление, кОм, не менее, в полосе частот 20…20 000 Гц | 47 | |
| Выходное сопротивление, Ом, не более, в полосе частот 20…20 000 Гц при отключенной катушке l3 | 0,001 | |
| Выходное сопротивление, Ом не более, в полосе частот20…3000 Гц при подключенной катушке l3 | 0,1 | |
| Максимально допустимая емкость нагрузки, мкФ | 0,1 | |
| Относительный уровень шума, дБ, не более, в диапазоне частот 20…20 000 | — 105 | |
| Относительный уровень фона, дБ, не более | — 105 | |
Принципиальная схема усилителя мощности показана на рис. 1. Первый каскад собран на операционном усилителе (ОУ) da1, остальные — на транзисторах (второй и третий — соответственно на УТ1, vt3, четвертый — на vt8, vt11 и vt10, vt12, пятый — на vt13, vt14). В четвертом (предоконечном) каскаде использованы транзисторы разной структуры, включенные по схеме составного эмиттерного повторителя, что позволило ввести в него местную ООС и таким образом повысить линейность и снизить выходное сопротивление. Для снижения переходных искажений на высоких частотах выходной каскад работает в режиме АВ, а сопротивления резисторов цепей смещения (r30, r33) ограничены величиной 15 Ом.
Все транзисторные каскады усилителя охвачены цепью местной ООС глубиной не менее 50 дБ. Напряжение ООС снимается с выхода усилителя и через делитель r10r12 подается в цепь эмиттера транзистора vt1. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечиваются конденсатором С4. Введение местной ООС позволило даже при самых неблагоприятных сочетаниях усилительных свойств транзисторов ограничить коэффициент гармоник этой части усилителя величиной 0,2 %. Дальнейшее снижение нелинейных искажений усилителя в целом достигнуто введением глубокой (не менее 66 дБ) общей ООС через делитель напряжения r3, r6. В результате, независимо от разброса параметров примененных экземпляров транзисторов и ОУ, удалось получить очень малый коэффициент гармоник. Частотная коррекция по цепи общей ООС осуществляется в самом ОУ при замкнутых выводах 1 и 8. На частотах выше 1 МГц, где сигнал общей ООС ослабляется и приобретает большой фазовый сдвиг, устойчивость усилителя обеспечивается местной ООС, напряжение которой снимается с выхода ОУ и через цепь r5c3 подается на его инвертирующий вход.
Необходимо отметить, что добиться значительного снижения нелинейных искажений при введении общей ООС возможно только в том случае, если первый каскад усилителя (в нашем случае, ОУ) обладает достаточно малыми искажениями. В частности, совершенно недопустимо использовать в этом каскаде усилителя ОУ с нулевым током покоя выходного каскада (даже если ОУ быстродействующий). Несколько слов о назначении отдельных элементов усилителя. Цепь r1С2 ограничивает полосу пропускания усилителя мощности частотой 100 кГц и таким образом, ослабляет проникающие на его вход внешние высокочастотные помехи, цепь r2c1 определяет нижнюю частоту среза АХЧ усилителя (5 Гц на уровне —3 дБ), l3r34c10 предотвращает его самовозбуждение на высоких частотах при емкостной характере нагрузки. Включенные в эмиттерные цепи транзисторов vt8, vt10 резисторы r25, r27 повышают устойчивость работы предоконечного каскада, а безындукционные резисторы r28, r29 — выходного. Резистором r4 балансируют усилитель при его налаживании (поддержание нулевого потенциала на выходе усилителя). Транзисторы vt4 и vt5 и резисторы r14, r15, r16 образуют цепь смещения выходного каскада. Резисторы r31, r32 в цепях эмиттеров транзисторов выходного каскада служат для температурной стабилизации тока покоя и одновременно являются датчиками тока для устройства защиты усилителя от перегрузок.
Устройство защиты состоит из триггера на транзисторах vt6, vt7 и порогового элемента на транзисторе vt9. Работает оно следующим образом. Как только ток через любой из выходных транзисторов превысит 8…9 А, транзистор vt9 открывается, и его коллекторный ток открывает транзисторы триггера vt6, vt7. В результате закрываются транзисторы vt2,vt3, а вслед за ними и транзисторы vt8, vt10 и vt11 — vt14. Диоды vd7, vd8 защищают выходные транзисторы vt13, vt14 от напряжения обратной полярности, возникающего при срабатывании электронной защиты из-за появления ЭДС самоиндукции на катушке l3 и катушках фильтров акустической системы. Состояние перегрузки индицирует светодиод vd5. Выходной каскад усилителя мощности находится в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет снято напряжение питания. Если причина перегрузки устранена, то при повторном включении работоспособность восстановится. В противном случае снова сработает защита, и выходной каскад будет отключен. Достоинство рассмотренной системы защиты — ее высокое быстродействие (несколько микросекунд), повышающее эксплуатационную надежность усилителя. Однако, перегрузка выходного каскада может быть вызвана не только чрезмерным уровнем входного сигнала, но и большой перегрузкой входа высокочастотной помехой, а также некоторыми неисправностями в цепи смещения выходных транзисторов. В этих случаях через оба транзистора может потечь опасный для них сквозной ток. Порог срабатывания описанной системы защиты от сквозного тока в два раза ниже, чем по току каждого из плеч выходного каскада, поскольку он создает падение напряжения на двух резисторах r31 и r32, и это, безусловно, повышает эффективность защиты усилителя от перегрузок. Порог срабатывания системы защиты по току регулируют подбором резистора r26. При работе усилителя на нагрузку 8 Ом резистор r26 можно исключить, что снизит порог срабатывания системы защиты до 6..6,5 А. Усилитель может питаться от нестабилизированного двуполярного источника питания напряжением (в режиме холостого хода) ±36 В с допустимым током нагрузки не ниже 3 А и емкостью конденсаторов фильтра выпрямителя не менее 2х10000 мкФ (параллельно зашунтировать пленочными). Уменьшение напряжения источника питания при номинальной выходной мощности усилителя не должно превышать 5В. Работоспособность усилителя сохраняется при снижении напряжения питания до ±25 В, при этом его номинальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом падает до 30 Вт.
Конструкция и детали.
Детали усилителя размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2). Транзисторы vt11, vt12 предоконечного каскада смонтированы на П-образных теплоотводах (рис. 3), установленных на печатной плате, выходные транзисторы (vt13, vt14) — на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности на каждый транзистор около 600 см2. К теплоотводу (в непосредственной близости от одного из этих транзисторов) приклеен и транзистор vt5. В усилителе применены подстроечные резисторы СП4-1В, СП5-2 (r16) или импортные желательно многооборотные, проволочные, постоянные резисторы МОН-1a (r28, r29, r34) и МЛТ (остальные, кроме r31, r32). Резисторы r31, r32 (СП5-16) выполнены из нихромового провода диаметром 0,7…0,8 мм (отклонение их сопротивлений от номиналов, указанных на схеме, не должно превышать ±5 %). Конденсаторы С1 (качественный пленочный полипропиленовый МКР, полистирольный К71-7, а также известных зарубежных брендов-производителей, С2-С4 — КМ, КТ, КСО и т.п. Катушки l1, l2 намотаны на. корпусах резисторов r28, r29 и содержат по 30 витков провода ПЭВ-1 0,2мм. Катушка l3 — намотана, на тороидальном (для уменьшения внешнего магнитного поля) текстолитовом каркасе с наружным диаметром 18, внутренним 11 и высотой 18 мм. Она содержит 35 витков провода ПЭВ-1 0,8мм, равномерно размещенных на каркасе в один слой.
Примененные в усилителе транзисторы КТ630Б (vt3, vt8) могут быть заменены на КТ630А, КТ630Г или на КТ602А(М), КТ602Б(М); КТ361К (vt1) — на ВС560С, kt3107a, КТ3107Б, КТ3107И, 2n5401 или на КТ313А, КТ313Б. Диоды vd3, vd4 — любые из серий Д220, Д223, КД503, КД513, КД522, 1n4148; vd6 — любой кремниевый импульсный диод с допустимым обратным напряжением не менее 80 В и емкостью не более 20 пФ (1n4148). Резисторы moh-1a (r28, r29) можно заменить на резисторы С2-1 того же номинала. ОУ da1 — любой из серии К(Р)544УД2 или К(Р)574УД1 (в последнем случае понадобится доработка печатной платы, поскольку для коррекции АЧХ ОУ необходимо дополнительно установить конденсатор емкостью 1,8 пФ, а для балансировки ОУ — подстроечный резистор с сопротивлением 3,3 МОм). При напряжениях питания усилителя не выше ±30 В транзисторы КТ814Г и КТ815Г (vt11, vt12) можно заменить на КТ814В И КТ815В, а КТ819ГМ и КТ818ГМ (vt13, vt14) — на 2Т819А, КТ819В (металлопластик) и на 2Т818А, КТ818В соответственно.
Требования к монтажу.
Низкий коэффициент гармоник усилителя накладывает определенные требования на монтаж внешних цепей. Для уменьшения наводок от магнитных полей, возникающих в монтажных проводах при протекании по ним электрического тока, провода, соединяющие выводы транзисторов выходного каскада с печатной платой, необходимо свить на всем протяжении, причем их длина не должна быть более 15 см, а сечение – не менее 1 мм2 , лучше 1,5мм2. Провода питания от конденсаторов фильтра выпрямителя до самой печатной платы также должны быть свиты. Длина этих проводов — не более 20 см, сечение — не менее 1 мм2 , лучше 1,5мм2 (от этого зависит преобладание более низкочастотных составляющих в звуке). Провода питания нужно припаять к соответствующим контактам 3, 12 печатной платы, а общий, провод — сначала к шасси усилителя (в непосредственной близости от контакта 7 печатной платы), а затем (от точки пайки) — к этому контакту. Провода, идущие от вторичных обмоток трансформатора питания к выпрямителю и от выпрямителя к конденсаторам фильтра, тоже должны быть по возможности более короткими и обязательно свитыми по всей длине. Скрученными проводами соединяют и выход усилителя с разъемом для подключения громкоговорителя. При этом общий провод соединяют с шасси усилителя в той же точке, что и общий провод питания. Рекомендуемый шаг скрутки проводов — не более 40 мм.
Сигнал следует подавать на вход усилителя через экранированный провод с наружной изоляцией, причем экранирующую оплетку необходимо надежно припаять сначала к шасси (в непосредственной близости от контакта i печатной платы), а затем и к самому контакту 1. Для уменьшения высокочастотных помех, наводимых на каскады предварительного усиления, шасси усилителя рекомендуется изготавливать из немагнитного материала с хорошей электропроводностью (алюминий, латунь и т. п.), а трансформатор питания разместить по возможности дальше от каскадов предварительного усиления или же отделить экраном. Налаживание начинают (при отключенной нагрузке) с установки (подстроечным резистором r16) тока покоя транзисторов vt13, vt14 в пределах 150…250 мА. После прогрева в течение 20…30 мин ток покоя измеряют еще раз и при необходимости, устанавливают в пределах, указанных выше. Затем подстроечным резистором r4 добиваются отсутствия постоянного напряжения на выходе усилителя (допустимое его значение не более ±10 мВ). После этого подключают к выходу усилителя эквивалент нагрузки, подают на выход синусоидальный сигнал частотой 20 кГц и напряжением 0,6 В и на экране осциллографа наблюдают выходное напряжение усилителя. Оно должно быть без видимых искажений и характерной для самовозбуждения «размытости». Для повышения вероятности обнаружения этих дефектов усилителя выходной сигнал рекомендуется подавать на вход осциллографа через дифференцирующую цепь с постоянной времени около 0,2 мкс, например, из резистора сопротивлением 200 Ом и конденсатора емкостью 1000 пф (на мой взгляд нет особой необходимости собирать дополнительную ниже приведенную схему для измерений, схема устойчивая, достаточно генератор и осциллограф). При этом необходимо предварительно убедиться в отсутствии искажений формы сигнала самого генератора. Далее увеличивают входной сигнал до тех пор, пока выходное напряжение не начнет ограничиваться. Ограничение должно наступить практически одновременно по обеим полуволнам синусоиды.
Вносимые усилителем искажения оценивают компенсационным методом. Схема соединений измерительных устройств показана на рис. 4. Резисторами r3, r4, r7 компенсируют активные составляющие разбаланса, резисторам r2 — реактивные. Компенсацию производят до получения минимального уровня остаточного сигнала (между точками А и В), наблюдаемого на экране осциллографа. Для повышения точности измерения входной сигнал следует подавать непосредственно на резистор r2 усилителя (при отключенных элементах r1 c1, c2), а выходное напряжение снимать с точки соединения резисторов r31, r32. Цепь r9c4 ослабляет попавшие на выход усилителя высокочастотные внешние наводки и, таким образом, повышает точность измерения. Устройство защиты от перегрузок проверяют следующим образом. При отсутствии сигнала на входе подключают к выходу усилителя нагрузочный резистор сопротивлением 2,45…2,55 Ом и вольтметр переменного тока (класса 1,5) с верхним пределом измерений 20…30 В, устанавливают частоту генератора в пределах 1…2 кГц и плавно повышают его выходное напряжение до тех пор, пока не сработает устройство защиты. Показание вольтметра в момент, непосредственно предшествующий его срабатыванию, должно составлять 14…16 В. В противном случае следует подобрать резистор r26 и повторить испытание. Эту процедуру нужно проводить достаточно быстро, чтобы не перегрелись выходные транзисторы.
В завершение вместо нагрузочного резистора сопротивлением 2,5 Ом подключают эквивалент номинальной нагрузки (4 Ом), подают на вход усилителя номинальное входное напряжение частотой 1 кГц и замыкают накоротко выход усилителя. При этом сразу должно сработать устройство защиты, а после повторного включения питания работоспособность усилителя должна полностью восстановиться. Несколько слов о характере искажений усилителя.
Указанные в технических характеристиках коэффициенты гармоник измерялись в полосе частот до 250 кГц, т. е. учитывалось не менее 10 гармоник даже высшей воспроизводимой усилителем частоты 20 кГц. Выходной каскад усилителя работал при этом в режиме АВ. Вносимые усилителем искажения носили импульсный характер, длительность импульсов лежала в пределах 0,5… 1 мкс, и возникали они в момент переключения транзисторов выходного каскада. Наличие импульсов отражает тот факт, что глубина ООС в усилителе падает с ростом частоты, и самые высокочастотные составляющие продуктов искажений слабо подавляются ООС. Степень подавления этих составляющих зависит, как известно, от быстродействия усилителя. Быстродействие рассматриваемого усилителя (предельная скорость нарастания snp его выходного напряжения) определяется током покоя iп каскада на транзисторе vt1 и суммарной емкостью СΣ корректирующего конденсатора С4 и коллекторного перехода транзистора vt3 (snp=iп/cΣ). При iп=1,2 мА и СΣ=60 пФ sпр= =20 В/мкс (2sc3502e — Скол.пер.=1,2 пф). Для исключения динамических искажений в усилителе, snp должна быть не менее 3 В/мкс, т. е. рассматриваемый усилитель имеет, как минимум, пятикратный запас по быстродействию. Поэтому он способен обеспечить на частоте 100 кГц мощность в нагрузке лишь на 3 дБ меньше номинальной. В тех случаях, когда допустимо некоторое увеличение коэффициента гармоник, выходной каскад усилителя можно перевести в режим В (с нулевым током покоя выходных транзисторов). Для этого между базами холодных транзисторов vt13, vt14 необходимо (резистором r16) установить напряжение 0,8…0,9 В. Искажения типа «ступенька» при этом будут отсутствовать, так как в переходной зоне, когда выходные транзисторы закрыты, ток в нагрузке усилителя обеспечивается предоконечным каскадом. Наибольший коэффициент гармоник (0,1 %) будет в этом случае на частоте 20 кГц при выходной мощности около 0,25 Вт. На средних частотах звукового диапазона и при больших выходных мощностях он снизится до 0,002… 0,02 % (измерения продуктов искажений усилителя проводились в полосе частот 0…2 МГц). Анализ спектрального состава продуктов искажений, вносимых усилителем, показал, что наиболее мощные составляющие приходятся на область частот 100…2000 кГц, т. е. лежат за пределами звукового диапазона. Мощность компонентов, попадающих в полосу звуковых частот, очень мала по сравнению с полной мощностью продуктов искажений и составляет примерно одну тысячную ее часть. Поэтому подобные искажения можно рассматривать как высокочастотную помеху, не воспринимаемую на слух, а значит, и не влияющую на качество звучания несмотря на то, что объективно измеренный (в широкой полосе частот) коэффициент гармоник усилителя может быть довольно большим. Видимо, имеет смысл практически исследовать степень заметности таких искажений на слух и, если они не будут оказывать заметного влияния на качество звучания, можно поставить вопрос о нормировании коэффициента гармоник высококачественных усилителей мощности ЗЧ (естественно, на достаточно малом уровне) с учетом только тех составляющих, которые попадают в полосу частот 20 — 20 000 Гц. Интересно, что измеренный таким способом (в полосе частот 5…20 000 Гц) коэффициент гармоник рассматриваемого усилителя (в режиме В) не превышал 0,003 % в диапазоне частот 20…20 000 Гц и выходных мощностей 2…70 Вт, что подтверждает сказанное выше о спектральном составе продуктов искажений. Измеренный этим же способом коэффициент гармоник усилителя, выходной каскад которого работает в режиме АВ, не превышает 0,002 % в тех же диапазонах частот и выходных мощностей, что говорит о высокой эффективности ООС в полосе звуковых частот. При мощности менее 2 Вт продукты искажений столь малы, что маскируются выходными шумами усилителя, поэтому измерение коэффициента гармоник становится практически невозможным. Радио № 11-12 1984г.
Возвращаясь к напечатанному: Радио № 10 1985г.
Блок питания для усилителя:
Конструкции блока питании зависит оттого, с каким усилителем он будет работать. Схема блока питания для усилителя, выходная мощность которого при сопротивлении нагрузки 4 Ом составляет 70 Вт, приведена на рисунке.
Для питания одноканального усилителя той же мощности при том же сопротивлении нагрузки или двухканального усилителя мощностью 2×35 Вт при 8-омной нагрузке подойдет блок питания с одним трансформатором. Первичная обмотка его включается так же, как и у трансформатора Т1. Две вторичные обмотки соединяются последовательно. Выводы от крайних точек получившейся обмотки подключают к выпрямителю, а среднюю точку — к точке соединения конденсаторов С1 и С2. Конденсаторы СЗ, С4 в этом случае следует исключить. Предохранители fu1, fu2 должны быть рассчитаны на максимальный ток 3 a, a fu3—fu6 — на 4 А. Для питания одноканального усилителя с выходной мощностью 70 Вт нужен трансформатор габаритной мощности 180… 200 Вт, а для стереофонического усилителя мощностью 2×70 Вт — 350…400 Вт. Вторичная обмотка состоит из двух частей, каждая из которых рассчитана на напряжение 26…27 В (в режиме холостого хода) и ток 3,5…4 А — для одноканального и 7…8 А — для стереофонического усилителя.
В качестве трансформаторов питания Т1, Т2 подойдут ТС-180, ТС-200, ТС-200К, которые применяются в телевизорах черно-белого изображения, а также тороидальные трансформаторы. Напряжение 220 В подается на выводы 1 и 1 первичных обмоток, а выводы 2 и 2 следует соединить между собой. Вторичные обмотки потребуется перемотать на отдельных каркасах. При использовании трансформатора ТС-200 или ТС-200К каждая из вторичных обмоток содержит по 84 витка провода ПЭВ-2 1,6мм, а для трансформатора ТС-180 — по 90 витков провода ПЭВ-2 1,55мм. Следует подчеркнуть, что параллельно соединенные вторичные обмотки трансформаторов Т1, Т2 должны содержать строго одинаковое число витков, иначе трансформатор может выйти из строя. В блоке питания можно применить также трансформатор ТПП321. В этом случае следует задействовать только часть вторичной обмотки между выводами 11 и 14 (если соединить 12 и 13) и 17 и 20 (если соединить 18 и 19).
(Иначе говоря, опять же желателен оптимально трансформатор с габаритной мощностью 250 Вт с двумя вторичными обмотками 2х27 В сечением около 1,5мм2).
При самостоятельном изготовлении трансформатора его можно рассчитать по методике, описанной в журнале «Радио», 1980, № 11, с. 62.
Исходные данные для расчета приведены в таблице.
| uп, В | ±26 В | ±28 В | ±32 В | ±36 В |
| Рвых, Вт при rн=8 Ом | 15 | 20 | 25 | 35 |
| Рвых, Вт при rн=4 Ом | 30 | 40 | 50 | 70 |
| vd1, vd2 | Д814В | Д814В | Д814Г | Д814Д |
| vd6 | Д219А, Д223А, Д223Б | Д219А, Д223А, Д223Б | Д219А, Д223А, Д223Б | Д219А, Д223А, Д223Б |
| r7, r8 | 620±5% | 750±5% | 820±5% | 1к±5% |
| r17. r18 | 75±5% | 75±5% | 75±5% | |
| r20 | 2,4к ±5 % | 2,7к±5% | 3,6к±5% | 4.7к±5% |
Защита громкоговорителей:
можно использовать тот же способ защиты громкоговорителей, который реализован в усилителе «БРИГ — 001 стерео» (см. «Радио», 1979, № 11, с. 37).
Особенности системы защиты при пониженном напряжение питания: система защиты рассчитана на работу, при номинальном напряжении питания ± 36 В. Опыт показал, что при пониженном напряжении питания иногда снижается надежность срабатывания защиты. Повышенное падение напряжения на диоде vd6 приводит к неполному запиранию транзистора vt3. Поэтому лучше отобрать такие экземпляры диодов Д220Б (vd6), прямое падение напряжения на которых не превышает 0,9 В при токе 30 мА.
Дополнение о замене деталей:
диоды в выпрямителе желательно высокочастотные, быстродействующие: КД213, КД2999, КД2997, КД2994, Шоттки и имп. В качестве vt2 (личное мнение о замене читайте вначале) можно использовать транзисторы отечественные КТ626В, КТ602А, КТ602Б, причем КТ602 должны иметь ток iкб0<1 мкА при напряжении uкб=80 В. Транзисторы vt 11-12 — КТ814Г, КТ815Г можно заменить на 2sb649a и 2sd669a, 2sa1837 и 2sc4793, 2sa1930 и 2sc5171 или 2sa1306 и 2sc2238,операционный усилитель К544УД2А — на lf357n, tl071, opa132, КР544УД2А или К(Р)574УД1В(А), как менее шумящую, обладающей большей скоростью нарастания выходного напряжения.. Емкость конденсатора, корректирующего АЧХ операционного усилителя К574УД1Б, должна быть 47 пф. vt3 — 2sc3502e(желательно на небольшой теплоотвод, пластину), vt4 – КТ3102ВМ, vt5 – КТ814А, КТ602БМ, vt9 – КТ814Г, vt8, vt10 – на 2sa1380 и 2sc3502Е, 2sb649a и 2sd669a. Стабилитроны Д814Д на КС515А, КС213Б или имп. на 15в (можно параллельно им установить электролитические и неполярные пленочные конденсаторы, например, 220мк х 25в и 0,33мк х 63в). Выходные транзисторы на 2sc3281 и 2sa1302 или 2sa1943 и 2sc5200. Диоды vd7-8 можно из серии frна 3 А, 200В.
Близко подобранные номиналы конденсаторов и резисторов значительно повысят устойчивость, надежность в работе и простоту в настройке усилителя.
О подборе транзисторов:
при повышенном обратном токе коллектора iкб0 транзистора КТ502Е (vt2) возможно нарушение режимов работы транзисторов vt8, vt11, vt13 после срабатывания защиты. Поэтому vt2 следует отбирать по величине lкб0< 1мкА при напряжении uкб=80 В (КТ9115- iкбо <0,05 мкА).
Желательно транзисторы выходного, предвыходного каскадов попарно подобрать с близким коэффициентом усиления.
Защита усилителя от воздействия импульсных помех:
При воздействии на вход усилителя импульсных помех большой амплитуды должна срабатывать защита усилителя. Во избежание перегрузок следует сузить полосу пропускания предварительного усилителя до 20…40 кГц, а также ограничить амплитуду его выходного сигнала до 2…2,5 В.
О максимально допустимой ёмкости нагрузки:
для проверки устойчивости усилителя и исследования характера переходных процессов при комплексной нагрузке иногда рекомендуют подключить к выходу усилителя, помимо эквиваленте нагрузки, конденсатор и подать на вход сигнал прямоугольной формы (см. «Радио», 1980, № 11, с. 31. Емкость нагрузки усилителя не должна превышать 0,1 мкФ (при испытаниях это емкость конденсатора, подключенного к выходу усилителя). Реально емкость нагрузки определяется собственной емкостью соединительного кабеля, которая обычно не превышает 0,1 мкФ; таким образом, накладываемое ограничение не влияет на выбор акустической системы и разделительных фильтре».
О температурном режиме транзисторов:
при нормальном режиме транзистор vt3 нагревается до 55…65 °С, а транзистор vt8 — до 65…75 °С, что не сказывается отрицательно на работе усилителя (по возможности использовать небольшие теплоотводы).
О налаживании усилителя.
Хотя налаживание усилителя достаточно подробно описано в статье, обнаружились некоторые типичные ошибки, допускаемые радиолюбителями при повторении конструкции. Приступая к настройке, важно не забыть соединить выводы 1 и 7 (после налаживания их надо подключить так, как это указано в статье). Транзисторы vt13, vt14 сначала не подключают. Установив движки резисторов r4 в среднее положение, а r16 в положение максимального сопротивления, измеряют постоянное выходное напряжение усилителя. Если оно превышает ±10 мВ, его следует уменьшить подстроечным резистором r4. Затем измеряют напряжения между точками 5 и 7, 7 и 10. Они не должны превышать ±0,55 В. После этого подключают выходные транзисторы vt13, vti4, расположенные на радиаторе с площадью охлаждения около 1000см2 и проверяют отсутствие напряжения на выходе усилителя. Подстроечным резистором r16 добиваются нужных напряжений на базах транзисторов (они указаны на схеме), при необходимости балансируют «0» на выходе r4. Работу устройства защиты проверяют по методике, приведенной в статье. Мощность рассеяния резистора r20: мощность рассеяния этого резистора должна быть 1 Вт. Если она будет меньше, то после срабатывания устройства защиты резистор r20 может перегореть.
О блоке питания для усилителя:
Вторичные обмотки трансформаторов Т1 и Т2 следует наматывать не на отдельных, а на тех же каркасах, что и раньше. Начало обмотки ii.2 трансформатора Т1 надо соединить не с концом, а с началом обмотки ii.1 того же трансформатора.
Перечень указанных взаимозамен далеко не ограничен. Использование либо неиспользование предварительного усилителя индивидуально для каждого. Приводится и вариант возможного использования в качестве ОУ КР574УД1А с соответствующими цепями коррекции, а также показательный вариант на импортной элементной базе. vd5 — на лицевую панель Вашего усилителя, транзистор vt5, обеспечивающий термостабильность – на радиатор между выходными транзисторами с использованием теплопроводящей пасты (КПТ-8) и через изолирующую слюдяную прокладку, если использован транзистор с «открытым» на корпусе коллектором. Изначальный вариант печатных плат представлен в указанных журналах «Радио», а также Новый в «Радио» № 11-2008г. (автор разработки не я, а однофамилец). Перед первымвключением удобно в целях безопасности подачу питания +-36 В осуществлять через резисторы 10 ом 2 Вт (вместо предохранителей) или же через механические, стрелочные приборы, например Ц4352 (хотя бы в одно плечо), имеющие защиту, в случае непредвиденных обстоятельств она сработает и отключит питание, предварительно установив предел измерения постоянного тока 1,5А (не больше). Прежде тщательно и внимательно проверьте правильность монтажа, пайки, соединений. Удачи!
