Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах


Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-0

Высокоэффективный однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах, далее ОУМЗЧ, обладает следующими достоинствами:

1. Высокая гермостабильность
2. Узкий спектр искажений
3. Мягкое, без щелчков, включение и выключение
4. Высокая устойчивость к коротким замыканиям в нагрузке
5. Некритичность к параметрам радиоэлементов
6. Простота сборки и настройки
7. Мягкий «ламповый» звук

Основной недостаток ОУМЗЧ — низкий КПД, свойственный всем усилителям, работающим в чистом режиме класса А, для
аудиофилов и меломанов не проблема.

Основные параметры ОУМЗЧ

1. Номинальная выходная мощность………………….10 Вт
2. Номинальное сопротивление нагрузки ………….4 Ома
3. Номинальный диапазон частот (при неравномерности ±1 дБ и активной нагрузке)………………………..20 Гц — 20 кГц
4. Относительный уровень шума (невзвешенный) не более ………………………………………………………………….-100 дБ
5. Коэффициент гармоник (при мощности 10 Вт, на частоте 1 кГц и активной нагрузке) не более…………………..0,05%
6. Входное сопротивление не менее………………..50 кОм
7. Номинальное входное напряжение…………………0,5 В

Когда появилась идея построить однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах, то сразу была поставлена задача достичь субъективно высокого качества звука при схемной простоте и невысоких требованиях к параметрам радиоэлементов. ОУМЗЧ состоит из (рис. 1) генератора тока, управляемого напряжением (DA2, VT2), нагруженного на активное токовое зеркало (DAI, VT1). ОУМЗЧ работает в чистом режиме класса А и имеет высокое выходное сопротивление, значительно уменьшающее искажения громкоговорителей. На частотах ниже 200 Гц введена ООС по напряжению (R11, 14, 18, С5, 6, 9), для демпфирования громкоговорителей.

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-1

Данные свойства ОУМЗЧ приводят к частотному перекосу по звуковому давлению, индивидуальному для каждой акустической системы. Как правило, происходит плавное увеличение отдачи акустической системы с ростом частоты, что можно компенсировать регуляторами тембра или эквалайзером.

Мягкий беззвучный выход на рабочий режим, динамичный прозрачный звук, узкий спектр искажений, низкий КПД, все эти свойства данного усилителя схожи со свойствами ламповых усилителей. Основные отличия от ламповых усилителей — высокая стабильность параметров и отсутствие выходного трансформатора.

Спектр выходного сигнала ОУМЗЧ при подаче на вход синусоиды частотой 1 кГц изображен на рис.2, Спектр искажений ОУМЗЧ состоит в основном из второй и третьей гармоник, а уровень искажений монотонно падает с уменьшением выходной мощности. Спектральный анализ производился звуковой картой AWE64 с активным фильтром.

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-2

Печатная плата ОУМЗЧ изображена на рис.3, монтажный чертеж на рис.4. Выходные транзисторы (VT1, VT2) необходимо установить на радиаторы площадью не менее 400 см2 каждый. Блок питания для одного канала ОУМЗЧ изображен на рис.5. В нем используется трансформатор ТС-90-2 от старых полупроводниковых черно-белых телевизоров.

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-3 Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-4

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах-5

Однотактный УМЗЧ на управляемых стабилитронах вместе с блоком питания устанавливается на задней стенке акустической системы, превращая её в активную. Для эксплуатации данной активной акустической системы необходимо применять предварительный усилитель, автор применяет промышленный предварительный усилитель «RADIOTEHNIKA УП-001-СТЕРЕО HI-FI».

Детали

Конденсаторы С2,5, 6,7 типа К73-17. Электролитические конденсаторы любые подходящие по габаритам. На плате ОУМЗЧ предусмотрена установка одного конденсатора С8 или двух конденсаторов, соединённых параллельно, общей ёмкостью 4700 мкФ. Резисторы R-15, 16, 17 проволочные типа С5-16.

Налаживание

Перед первым включением необходимо резистор R3 установить в крайнее верхнее положение, по схеме рис. 1, а резистор R9 в среднее положение. Регулировка ОУМЗЧ сводится к установке резистором R3 начального тока выходных транзисторов в пределах 1,25 -1,3 А. Ток выходных транзисторов удобно контролировать по падению напряжения на резисторе R17. Затем, подав сигнал на вход, резистором R9 устанавливают симметрию ограничения сигнала на нагрузке ОУМЗЧ. На этом регулировку ОУМЗЧ можно считать законченной.