Портал для радиолюбителей, меломанов, аудиофилов и сочувствующих последним.

Схемы усилителей, регуляторов громкости и тембра, DAC, блоков питания и стабилизаторов и т.п.

Усилитель мощности с компенсацией нелинейности амплитудной характеристики

Усилитель мощности, схема, конструкция, платы

Статья опубликована с разрешения автора!

Как говорится, всё новое — это хорошо забытое старое. Прототип предлагаемого усилителя был опубликован в журнале «Радио» №12 за 1989 год. Статья называлась «УМЗЧ с компенсацией нелинейности амплитудной характеристики» автор В. Король. Основная идея схемы в следующем: обычно линейность усилителя повышают введением местных и общих отрицательных обратных связей. При этом слишком большая глубина ООС (более 30-35дБ) снижает устойчивость усилителя, что влечёт за собой массу негативных последствий.

Дополнительным способом увеличения линейности усилителя является использование двухтактной схемы, за счёт чего компенсируются чётные гармоники. Однако и здесь возникают проблемы: либо требуется тщательный подбор элементов, либо степень компенсации чётных гармоник будет ограничена разбросом параметров применённых элементов.

Идея.

Для устранения этого недостатка автор (В.Король) предложил ввести в усилитель, построенный по двухтактной схеме, общую отрицательную обратную связь с дифференциальной регулировкой её глубины в плечах, что позволяет получить хорошую линейность при умеренной глубине ООС, обойтись меньшим усилением в ее петле и использовать активные элементы без подбора.

Схема-первоисточник:

Усилитель мощности схема

Но, это было более 20 лет назад...

Сегодня доступны комплектующие гораздо лучшего качества и схемотехника ушла далеко вперед.

И нашёлся энтузиаст, который провел реинкарнацию этой интересной схемы.

 

Схема.

В схему были внесены изменения:

  • изменены элементы обратной связи,
  • изменены элементы выходного каскада,
  • изменены цепи термостабилизации.
  • увеличен ток покоя предвыходного каскада.
  • заменены шумные стабилитроны — светодиодами.
  • добавлен модуль защиты АС.

В результате получилась следующая схема:

Схема усилителя мощности В.Короля

(Увеличение по клику)

 

Характеристики:

Мощность максимальная синусоидальная 160 Вт на 4 Ом.
Полоса 10 — 35000 Гц
Искажения:
— при 110Вт менее 0.015%
— при 160 Вт - 0.2%

 

Звучание:

Пустые цифры говорят мало, поэтому сразу приведу отзывы самого автора реинкарнированного варианта, людей принимавших участие в прослушивание усилителя и радиолюбителя, повторившего эту конструкцию.

От автора:

Усилитель порадует вас мощным, честным звуком без намека на «сухость», «зажатость» и прочих негативных эпитетов противников транзисторов, ОООС и т.д. Неглубокая и короткая обратная связь, симметричная структура обеспечивают усилителю отличную устойчивость, малые динамические, нелинейные и комбинационные искажения: у меня он спокойно работал на емкость 2мкФ.

Прикол в том что я собрал на макете 2 канала и на выход ставил РАЗНЫЕ!!! транзисторы в одном — указанные на схеме в другом аж КТ816,817+КТ818,819 После наладки оба канала звучали идентично, хотя искажения во втором случае были чуть больше. Для студии звукозаписи был собран аппарат на импортных комплектующих, в цепи ООС использованы прецизионные резисторы 0.5% (которые 6.2 кОм). Результат — тот же — отличный. И никаких заморочек с «маслом» шунтированием слюдой и проч...

От слушателей:

Звук точный, аналитичный без окраски — «прямой», как вода из брансбойта. Сцена глубокая и отлично пририсованная. Бас, кажется, бежит аж впереди музыки. Поэтому, может, для обычного слушателя не очень комфортный — на любителя. Идеальный вариант для мониторинга в среднем поле — дать мощу и отслушать: все ли правильно сведено, нет ли где ошибок.

От повторивших конструкцию:

В общем, резюме такое — звук очень точный, я бы сказал, методически правильный. Гонял на нем инструментал, вокал, погонял ПраймТест диск 1. Основная разница с автомобильной системой в басовой части.
В авто я в основном слушаю электрохаус и прочую клубную музыку, там нужен мощный завышеный бас, который, впрочем, несложно создать в замкнутом объеме салона. У этого усилителя басов несколько меньше, но самое главное — он другой. Пусть я повторюсь, но он точный, другого слова не подберёшь. Удар в барабан звучит именно как удар в барабан, а не как БУУУУУММММ, то есть сухо, плотно и четко. Поэтому на этой системе мне все больше нравится слушать именно вокал и живые инструменты.

Конструкция.

По монтажу — все транзисторы выходного каскада (включая 850 и 851 ) смонтированы на одном радиаторе (для каждого канала свой радиатор), датчик тока Q5 установлен рядом с одним из 8101 (2) провода к нему — «коса» длиной около 10см, транзисторы кт816,817 рассеивают мощность ок 0.6 Вт каждый. На них установлен небольшой теплоотвод из металлической пластины.
C7...C8 шунтируют датчик температуры (Q5) на верхних звуковых частотах и уменьшают (С7) переключательные искажения выходного каскада. Тип подойдет К73-17. С8 — 0.068...0.1 мкФ, С7 — 0.22...1.0 мкФ. Рабочее напряжение — от 63В.

С9... С10 — корректируют АЧХ для обечспечения устойчивости усилителя. Их тип не критичен — пойдет ВЧ керамика (однослойная, двухслойная) емкость 47...68 пФ напряжение не менее 63В (для питания 2×25...2×27В) Для питания 2×40В — напряжение не менее 160В.

светодиоды можно ставить любые (зеленые, красные и т.д. ) — отобрать по прямому напряжению 2В, или по сумме напряжений=6В

(примечание от главного редактора: я бы заменил цепочки светодиодов стабилизаторами на TL431. По шумовым параметрам будет не хуже, а то и лучше, подбирать ничего не придется. В одном плече стабилизатор сделать регулируемым, им и балансировать усилитель при настройке)

Все элементы (кроме оконечных транзисторов) монтируются на печатной плате:

Korol1

Korol2

Фото готовой конструкции (извиняюсь за качество — сделано мобильником):

Korol3

 

Настройка.

1.После прогрева усилителя (30 минут) резистором R17 устанавливаем ток покоя выходных транзисторов (70-100 мА для каждого транзистора.

2.Резистором R10 выставляем на выходе усилителя «0» Вольт (±20 мВ допустимо). После этой операции возможно потребуется откорректировать вновь ток покоя выходных транзисторов. Лучше проверить.

3. Настраиваем компенсацию нелинейности.
На выход усилителя подключаем эквивалент нагрузки (резистор  8 Ом мощностью 25 Вт). С генератора подаём сигнал 5...8 кГц, увеличивая его амплитуду, добиваемся начала ограничения сигнала на выходе усилителя (контролируем по осциллографу или вольтметром переменного напряжения). После этого на генераторе устанавливаем амплитуду величиной 0,7 от начала ограничения.

На выход усилителя подключаем фильтр и микроамперметр:

фильтр для настройки усилителя мощности

При выключенном генератора ещё раз убеждаемся в отсутствии постоянного напряжения на нагрузке.  Включаем генератор и резистором R8 добиваемся нулевых показаний микроамперметра.

На этом настройка усилителя закончена.

Самую точную настройку компенсации можно выполнить, используя анализатор спектра. Но как показала практика  предложенный метод даёт очень хороший результат.

Если настроить компенсацию не получается, значит, увы, вам попались транзисторы с очень большим разбросом параметров. Попробуйте поменять транзисторы в одном плече из другого канала.

Для достижения наивысшего качества при монтаже следует уделить внимание подключению общего провода.

Общий провод усилителя, нагрузки, входных разъёмов необходимо подключить отдельными проводниками к средней точке конденсаторов фильтра блока питания.

Иногда, в зависимости от конструкции, минимальный уровень фона получается при соединении корпуса с общим проводом вблизи входных разъёмов ( а не у трансформатора питания, как показано на рисунке).

При настройке усилителя общий провод эквивалента нагрузки и фильтра также необходимо подключать к средней точке фильтра выпрямителя.

 

Дополнения.

Вариант схемы с меньшей выходной мощностью (30-40Вт):

Схема усилителя мощности

Увеличение по клику

Рекомендуемые замены транзисторов на импортные:

Q2/Q4 — BC546B/BC556B
Q1/Q3 — 2SA1837/2SC4793
Q6/Q8 — MJE15032/MJE15033
Q7/Q9 — 2SC5200/2SA1943

Файлы печатных плат в формате Sprint-Layout:

(только для зарегистрированных пользователей)  

Удачного творчества и качественного звука!

**************************************************************

Понравилась статья? Расскажи друзьям:

0

Похожие статьи:


Следите за новостями портала:


Новое в "РадиоГазете"

  • http://vk.com/id198612898 Серж Савчук

    Собирал усилитель по схеме В. Короля из «Радио» 1989 г. При необычной простоте работало чисто и музыкально! Недостаток — плохая термостабильность. Будет время, повторю себе новую версию.

Поиск по сайту:

Рубрики:

Самое читаемое:

Последние комментарии:

Вход:

Подписаться на новые выпуски РадиоГазеты:


Новое в "РадиоГазете"
Подписаться письмом


Контакты:

Если Вы хотите:
  1. Предложить свои материалы для публикации,
  2. Сообщить о неработающей ссылке,
  3. Поделиться своими впечатлениями или замечаниями по сайту,
пожалуйста, воспользуйтесь для этого
формой для контактов
.

Тираж: