Крылов схемотехника транзисторных усилителей мощности. Схемотехника умзч высокой верности. Видео: межблочные провода из витой пары своими руками

Рассказать в:

СХЕМОТЕХНИКА УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ ВЫСОКОЙ ВЕРНОСТИ

М. КОРЗИНИН, г. Магнитогорск

В настоящее время известен не один десяток вариантов как любительских, так и промышленных усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ), но только некоторые из них можно действительно отнести к высококачественным. В связи с этим перед любителями звуковоспроизведения встает непростой вопрос: приобрести УМЗЧ промышленного изготовления или попытаться сконструировать его самому? На первый взгляд, приобретение готового устройства представляется более простым, поскольку для этого потребуются лишь необходимые средства. Однако лучший ли это выход из положения? Ответить на этот вопрос попытался радиолюбитель М. Корзинин в публикуемой ниже статье.

Из высококачественных УМЗЧ отечественного производства по своим параметрам к усилителям высокой верности звуковоспроизведения можно отнести только полный усилитель "Форум 180У-001 С" и блочный усилитель мощности "Корвет 200УМ-088С".

Оговоримся сразу, по каким критериям УМЗЧ можно отнести к высококачественным. Напомним, что условное обозначение высококачественной радиоаппаратуры "hi-fi" представляет собой сокращение от английского "high fidelity", что в переводе означает "Высокая верность (звуковоспроизведения)".

К этим аппаратам относятся только те, которые не вносят в усиливаемый сигнал заметных на слух непрограммируемых искажений. В последнее время в самостоятельный класс звуковоспроизводящей аппаратуры выделилась группа аппаратов, обладающих такой высокой линейностью усиления сигнала которая отвечает требованиям самых взыскательных слушателей. Этот класс получил название "high-end" - "Наивысший". Именно аппаратура этого класса представляет для нас наибольший интерес.

Оба указанных выше усилителя звуко вой частоты, безусловно, могут быть отнесены к категории усилителей высокой верности звуковоспроизведения. По отдельным же характеристикам и субъективным оценкам их можно отнести к нижней группе класса "high-end".

При решении вопроса о приобретении названных нами отечественных УМЗЧ следует иметь в виду, что хотя они и выпускались предприятиями оборонной промышленности, оба усилителя имели существенные конструктивные недостатки.

У полного усилителя "Форум 180У-00tc производства завода им. М.И.Калинина в г.Санкт-Петербурге отмечалась крайне низкая надежность. В гарантийный период заводской брак превышал 30% в основном из-за аварийного перегрева выходного каскада. Попытки найти оптимальное конструктивное и схемотехническое решения не увенчались успехом, и в 1994 г. усилитель был снят с производства.

Следует также сказать об очень высокой сложности схемотехники усилителя, в котором использовалось около 200 транзисторов. В результате гарантийный ремонт аппарата приходилось производить в заводских условиях. Именно по этой причине альбом схем к усилителю при продаже не прикладывался.

Что касается усилителя мощности "Корвет 200УМ-088С. который до последнего времени выпускался заводом "Водтрансприбор" в г. Санкт-Петербурге то его конструкторы более удачно решили проблему отвода тепла от нагревающихся элементов Правда, в процессе работы верхняя крышка усилителя все же нагревалась до 40...50 С, а корпусы выходных транзисторов - до 90...95°С. Процент брака данной конструкции существенно ниже, чем у "Форума 180У-001 С", однако ее ремонтопригодность крайне низка, и ремонт также производился только в заводских условиях.

Остальные усилители звуковой частоты нельзя отнести к аппаратуре высокой верности. Так, выпускаемый заводом "Ладога" в г.Кировске Ленинградской области полный усилитель "Корвет 100У-068СМ" можно причислить лишь к аппаратам так называемого потребительского класса с весьма средними качественными параметрами

На внутреннем рынке продаются усилители 34 зарубежного производства. Однако они также далеко не всегда отвечают требованиям, предъявляемым к аппаратуре высокой верности воспроизведения звука. У многих из них характеристики находятся на уровне хороших аппаратов потребительского класса, что касается их стоимости, то она существенно выше. Следует, однако, отметить, что разница в цене полностью окупается несравнимо более высокой надежностью в эксплуатации, прекрасным дизайном с использованием современных технологий, большими потребительскими возможностями Схемотехника, как правило, достаточно проста, но стоимость ремонта от этого не становится ниже. Объясняется это недостатком радиокомпонентов в наших мастерских.

В последнее время на наших рынках начали появляться и усилители 34 высокого качества.

Стоимость их очень высока. Так, комплект из предварительного и оконечного усилителей звуковой частоты модели su-2000e фирмы "technics" стоит примерно столько же, сколько подержанный автомобиль.

По мнению автора, для радиолюбителей средней квалификации оптимальным является самостоятельное изготовление высококачественного усилителя. Этот путь длиннее, сложнее и вряд ли дешевле но он позволяет создать действительно высоколинейньй относительно простой и надежный усилитель мощности с использованием нестандартных радиокомпонентов и схемотехнических решений. Задача радиолюбителя значительно облегчается, если у него есть возможность основные конструктивные элементы усилителя - платы, панели, шас си, корпус, ручки управления - изготовить в заводских условиях.

В настоящей статье автором сделана попытка в максимально простой и доступной форме помочь радиолюбителям проанализировать известные и малоизвестные конструкции усилителей мощности, выбрать оптимальные схемотехнические и конструктивные решения, подобрать необходимые радиокомпоненты, а также настроить усилитель без использования сложной измерительной техники.

1. Основные концепции конструирования усилителей мощности 34 высокой верности

Как правило, подаваемое на вход усилителя мощности напряжение звуковой частоты составляет 0,25...2,0 В, а ток - единицы и десятки мкА Выходное напряжение УМЗЧ может достигать десятков вольт, а выходной ток-десятков ампер. Отсюда следует, что УМЗЧ должен обеспечить линейное без искажений усиление сигнала по напряжению в десятки, а по току - в десятки тысяч раз.

Для выполнения этих функций любой высококачественный УМЗЧ содержит три основных последовательно соединенных между собой узла. Сначала сигнал звуковой частоты поступает на входной каскад, где предварительно усиливается по напряжению и току. Усиленный сигнал поступает на усилитель напряжения, в котором усиливается по напряжению до конечной величины. Затем он попадает на усилитель тока, называемый также оконечным каскадом, где усиливается по току до конечной величины. В ряде конструкций любительских и промышленных усилителей мощности 34 делались попытки совместить в одном узле как усилитель напряжения, так и усилитель тока, либо возложить на усилитель тока дополнительно функции частичного усиления сигнала по напряжению. Попытки эти реализовывались путем схемотехнического компромисса за счет заведомого снижения линейности усилителя, что неприемлемо для техники высококачественного звуковоспроизведения

Упрощенная структурная схема УМЗЧ приведена на рис. 1,а. Известна разновидность УМЗЧ, называемая мостовой. Она представляет собой два обычных УМЗЧ, работающих в противофазе на общую нагрузку. Для мостовой схемы справедливы концепции обычного УМЗЧ высокой верности. Упрощенная структурная схема мостового усилителя мощности приведена на рис. 1 ,б

Чтобы УМЗЧ отвечал требованиям высокой верности звуковоспроизведения, его схемотехника и конструкция должны соответствовать определенным принципам, которые можно сформулировать следующим образом.

Все узлы такого УМЗЧ должны быть выполнены с использованием высоколинейных схемотехнических решений, современных высококачественных радиокомпонентов и согласованы между собой по электрическим, частотным и качественным характеристикам. Важно, чтобы схемотехнические решения по возможности были рациональны, а блок питания обеспечивал питание узлов УМЗЧ максимально отфильтрованным от пульсаций сети током с необходимыми стабильными напряжениями с учетом импульсного характера их потребления и независимого питания каналов усилителя. Следует стремиться к тому, чтобы глубина общей обратной связи была минимальна, а в идеале - равнялась нулю. Все радиокомпоненты должны работать в щадящих режимах по току, напряжению, мощности и рабочей температуре. С этой целью в конструкции нужно предусмотреть эффективный теплоотвод выделяющегося в процессе работы усилителя тепла, комплекс систем защиты узлов усилителя от перегрузок всех видов и возникновения аварийных режимов, индикации текущих и аварийных состояний.

В следующих разделах статьи будет рассказано, каким образом можно реа-лизовывать эти принципы при конструировании узлов УМЗЧ

2. Схемотехника входных каскадов УМЗЧ

Схемотехника и конструкция входного каскада УМЗЧ в основном определяет такие его характеристики, как диапазон допустимых входных напряжений, входное сопротивление, входные токи, отношения сигнал/шум, сигнал/фон/, сигнал/ помеха.

себя номинальное входное напряжение, которое соответствует номинальной выходной мощности усилителя, максимальное долговременное входное напряжение, соответствующее максимальной долговременной выходной мощности усилителя, и максимальное кратковременное входное напряжение, соответствующее максимальной кратковременной мощности усилителя. Эти параметры тесно связаны друг с другом и находятся в определенной зависимости, поскольку в рабочем диапазоне частот усилитель обладает конструктивным коэффициентом усиления по напряжению. Этот параметр при отсутствии цепей общей обратной связи определяется усилением по напряжению входного каскада и усилителя напряжения, а также потерями напряжения в усилителе тока. При наличии цепей общей обратной связи его коэффициент усиления по напряжению определяется параметрами именно этих цепей Поясним это на примере. Для УМЗЧ высокой верности указана чувствительность порядка 0,8 В.

Он собран по схеме неинвертирующего усилителя. Соотношение величин резисторов его цепи ООС составляет 33. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению равен 34 Для входного напряжения 0,8 В (эффективное значение) величина выходного напряжения составит около 27 В (эффективное значение), что при сопротивлении нагрузки УМЗЧ, равном 8 Ом, соответствует выходной мощности порядка 92 Вт. Для того, чтобы этот усилитель на такой же нагрузке развил выходную мощность порядка 200 Вт, нужно чтобы напряжение на нагрузке составляло примерно 40 В. При коэффициенте усиления УМЗЧ по напряжению, равном 34, входное напряжение составит примерно 1,2 В

Поскольку такая мощность для этого УМЗЧ является долговременной максимальной, можно утверждать, что максимальное входное долговременное напряжение для него составит 1,2 В. Если принять максимальную кратковременную выходную мощность этого УМЗЧ равной 300 Вт, то напряжение на нагрузке должно составить примерно 49 В, что соответствует максимальному кратковременному входному напряжению УМЗЧ порядка 1,45 В. Следовательно, диапазон допустимых входных напряжений для этого УМЗЧ составляет 0,8...1,45 В. Диапазон входных напряжений ниже уровня 0,8 В является рабочим. Так, для выходной мощности УМЗЧ порядка 32 Вт необходимое рабочее входное напряжение составляет около 0,47 В, а для выходной мощности порядка 8 Вт - около 0,24 В.

Таким образом, рабочий диапазон входных напряжений УМЗЧ высокой верности находится в пределах 0,12...0,8 В, а диапазон допустимых входных напряжений - в пределах 0,8...1,45 В. При дальнейшем повышении входного напряжения УМЗЧ начинает работать в заведомо нелинейном режиме из-за перегрузки всех его узлов и нарушения линейности их работы

В связи с этим представляется целесообразным ограничить с помощью специального устройства максимальную величину входного напряжения УМЗЧ, рассчитав ее аналогичным образом для каждой конкретной конструкции. Для УМЗЧ высокой верности, описанного в [ 1 ], эта величина может быть определена на уровне 1,2...1,4 В. Принципиальная схема такого ограничителя, использованного в [ 2 ], приведена на рис. 2.

Это устройство представляет собой двусторонний симметричный диодный ограничитель входного сигнала УМЗЧ, собранный на кремниевых диодах КД521А Можно применить и любые кремниевые маломощные импульсные выпрямительные и универсальные диоды с допустимым током до 50 мА. Резисторы r1 и r2 ограничивают прямой ток через ограничитель при открывании диодов. Резисторы r3, r4 обеспечивают прямой ток на уровне около 2 мА для линеаризации амплитудной характеристики ограничителя на рабочем участке.

Уровень ограничения входного сигнала УМЗЧ устанавливается конструктивно изменением числа диодов в обеих ветвях одновременно как для отрицательной, так и для положительной полярности. Конструкция ограничителя максимально проста и надежна, легко адаптируется под любой УМЗЧ и может быть рекомендована для использования в каждом усилителе мощности 34.

Представляется оптимальной и уста-

Высоколинейный входной каскад УМЗЧ может быть выполнен как на интегральных операционных усилителях, так и на дискретных транзисторах. Рассмотрим оба варианта подробнее.

Интегральный операционный усилитель-это многокаскадный усилитель постоянного тока. Его внутренняя схемотехника сходна со схемотехникой усилителей мощности 34. Он содержит входной каскад, собранный по дифференциальной схеме с источниками тока, усилитель напряжения и усилитель тока. ОУ способен усиливать переменный ток, однако его конструкция не является оптимальной для этого из-за ограничений, накладываемых интегральной технологией его изготовления. Так, выходной ток ОУ составляет обычно единицы миллиампер, а выходное напряжение - единицы вольт. АЧХ интегрального ОУ на переменном токе далека от идеальной: начиная с определенной частоты коэффициент усиления ОУ начинает монотонно уменьшаться. Таких частот может быть несколько в зависимости от собственных частотных характеристик узлов ОУ. Частота, на которой усиление ОУ падает до единицы, называется частотой единичного усиления. Этот параметр достаточно хорошо характеризует частотные свойства ОУ как усилителя. Вторым важным параметром ОУ такого рода является скорость нарастания выходного напряжения. Этот параметр характеризует искажения, вносимые ОУ в сигнал импульсного характера с крутыми фронтами. Чем выше значение скорости нарастания выходного напряжения ОУ, тем меньше собственные искажения такого рода. На рис. 4 приведена типовая АЧХ интегрального ОУ без обратной связи, а на рис. 5 показано влияние скорости нарастания выходного напряжения интегрального ОУ на воспро- изведение переднего фронта прямоугольного импульса. Оба графика максимально упрощены для лучшего восприятия указанных положений.

Входные каскады современных ОУ выполняются, как правило, на полевых транзисторах по дифференциальным схемам и имеют вполне приемлемые для линейного усиления входные характеристики. В них зачастую предусматривается внешняя балансировка ОУ изменением токового режима плеч дифференциального каскада таким образом, чтобы постоянное напряжение на выходе ОУ в режиме покоя отсутствовало. Основные искажения ОУ вносятся в усиливаемый им сигнал его выходным каскадом.

В режиме покоя этот каскад работает в режиме класса А с небольшим током покоя, не превышающим, как правило, величины в 1 мА.

При работе ОУ в малосигнальном режиме его выходной каскад продолжает работать в режиме класса А, обладающем наименьшими искажениями. При увеличении входного сигнала свыше определенной величины выходной каскад ОУ переходит в режим класса АВ и его искажения увеличиваются примерно в 4 раза .

Это пороговое значение величины входного сигнала тесным образом связано с сопротивлением нагрузки ОУ. Действительно, если критерием является выходной ток ОУ при определенном значении коэффициента его усиления по напряжению, то при увеличении значения сопротивления нагрузки ОУ становится возможным увеличить допустимый диапазон входных и выходных напряжений ОУ, при которых его выходной каскад остается работать в режиме класса А, не переходя в режим класса АВ.

В любом случае следует стремиться к максимальному увеличению сопротивления нагрузки ОУ, используемого во входном каскаде высококачественного УМЗЧ По данным при увеличении значения сопротивления нагрузки ОУ К574УД1 с 10 до 100 кОм коэффициент его собственных искажений уменьшился в 10 (!) раз и составил всего 0,01%.

Известны попытки увеличить сопротивление нагрузки интегрального ОУ для постоянной работы его выходного каскада в режиме класса А. Делалось это с помощью подключения к его выходу в качестве динамической нагрузки эмит-терного повторителя на биполярном транзисторе, нагруженного в свою очередь на генератор тока .

Данные о конструктивной собственной линейности отечественных интегральных ОУ в справочной литературе не приводятся. Отрывочные сведения об этом можно найти в различных источниках. Так, собственный коэффициент нелинейных искажений (КНИ) интегрального ОУ К544УД2 составляет 1% (19 ], а ОУ К574УД2 - порядка 0,005% . Однако в справочной литературе можно найти данные о конструктивной собственной линейности для отдельных типов ОУ зарубежного производства. Так, собственный КНИ ОУ tl081 и tl083 по данным составляет всего 0,003%. Этот параметр весьма важен при выборе ОУ для входного каскада УМЗЧ высокой верности, так как невозможно получить высокую линейность всего УМЗЧ только за счет глубокой обратной связи: начиная с определенного значения КНИ при увеличении глубины ООС не уменьшается из-за низкой линейности исходного усилителя.

Оценивая шумовые параметры, а также параметры по подавлению помех всех видов, следует признать, что вполне достаточным для УМЗЧ высокой верности является отношение сигнал/шум, сигнал/ фон и сигнал/помеха порядка 100 дБ. При использовании ОУ К574УД1 и номинальном входном напряжении 0,8 В по данным этот параметр не превышает величины -112 дБ при измерении со взвешивающим фильтром МЭК-А. Подбор ОУ по шумовым параметрам для входного каскада УМЗЧ позволяет получить существенный выигрыш по шумам. Так, замена ОУ КР544УД1 на ОУ А081 позволила улучшить отношение сигнал/взвешенный шум в усилителе мощности "Корвет 100УМ-048С" со 100 до 110 дБ .

Подбирая ОУ по частотным характеристикам, следует отметить, что пригодны ОУ, имеющие частоту единичного усиления не менее 5 МГц и скорость нарастания выходного напряжения более 5 В/мкс .

Суммируя все сказанное, можно сформулировать следующие принципы построения высоколинейного входного каскада на интегральном ОУ для УМЗЧ высокой верности.

Во входном каскаде такого УМЗЧ следует использовать ОУ с полевыми транзисторами на входе, имеющий незначительные собственные искажения всех видов, частоту единичного усиления не ниже 5 МГц и скорость нарастания выходного напряжения более 5 В/мкс,

Важно, чтобы ОУ работал только в малосигнальном режиме и на высокоом-ную нагрузку;

ОУ в режиме покоя должен быть максимально сбалансирован, по возможности постоянное напряжение на его выходе в режиме покоя должно отсутствовать;

Обязательно нужно принять меры по ограничению до безопасных величин всех видов напряжений, поступающих на выводы ОУ;

Проследить, чтобы в процессе эксплуатации температура корпуса ОУ не превышала температуру окружающей среды.

Последнее утверждение необходимо дополнительно пояснить. Отсутствие нагрева корпуса ОУ косвенно показывает, что его выходной каскад работает во всех режимах только в классе А, т.е. наиболее линейном.

Нагрев же корпуса ОУ свидетельствует о работе его выходного каскада в режиме класса АВ и соответствующей потере линейности. Простейший расчет позволяет установить, что при напряжении питания ОУ порядка ±13 В и токе покоя 1 мА рассеиваемая ОУ мощность постоянна и составляет всего около 50 мВт с учетом токопотребления его входного каскада и усилителя напряжения. При такой рассеиваемой мощности корпус ОУ практически не нагревается. В любом случае нагрев ОУ однозначно говорит о неоптимальном режиме его использования.

Попробуем применить эти принципы для оценки линейности входного каскада на интегральном ОУ, примененном в УМЗЧ высокой верности, описанном в [ 1).

Упрощенная схема этого УМЗЧ приведена на рис. 6. Удалены система "чистой земли" и триггерная встроенная система защиты, поскольку усилитель вполне работоспособен без потерь в качественных показателях и без этих систем. Следует отметить, что система "чистой земли" малоэффективна при использовании соединительных кабелей с малым активным сопротивлением для соединения усилителя с акустическими системами. В то же время эта система может создать серьезные проблемы при использовании ее совместно с УМЗЧ в помещении, имеющем высокий электромагнитный фон сети, подавая этот фон на вход УМЗЧ со своего входа. Триггерная система защиты, по мнению автора, малоэффективна в случае аварии усилителя, поскольку не отключает напряжений его питания и имеет ограниченную функцию воздействия на УМЗЧ: предполагается, что она срабатывает при перегрузке УМЗЧ. Гораздо проще и надежнее ограничить напряжение входного сигнала, подаваемое на вход УМЗЧ и правильно рассчитать его схемотехнику.

Входной каскад УМЗЧ собран на интегральном ОУ К574УД1. Этот ОУ полностью соответствует требованиям, предъявляемым к входному каскаду УМЗЧ высокой верности.

В то же время из схемы усилителя следует, что на выходе ОУ в режиме покоя постоянно присутствует напряжение по рядка 4,9 В при напряжении питания ОУ ±13 В. Из описания УМЗЧ следует, что корпус ОУ в процессе работы ощутимо нагревается и его температура составляет 45...50°С.

Это позволяет сделать вывод: правильно выбранный по типу ОУ в данной конструкции используется в нелинейном режиме со значительными собственными искажениями. Поскольку такой потенциал на выходе ОУ создается в связи с конструктивными особенностями схемотехники УМЗЧ системой его балансировки, намеренно следует говорить о схемотехнически некорректном для УМЗЧ высокой верности решении входного каскада этого усилителя.

Даже в данном случае линейность УМЗЧ весьма высока. Однако если доработать входной каскад и поставить ОУ в линейный режим, мы сможем существенно улучшить качественные характеристики усилителя.

[Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)]
Сохрани статью в:

Рассказать в:

ПРАВДА и "СКАЗКИ" О ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОМ ЗВУКОВОСПРОИЗВЕДЕНИИ

И. СУХОВ, г. Киев, Украина

Давние разработки Н. Е. Сухова (системы динамического под-магничивания, УМЗЧ высокой верности и др.) до сих пор не забыты любителями высококачественной записи звука. Это отражают и письма в редакцию журнала "Радио", и ссылки на статьи в других изданиях, да и, насколько нам известно, личная почта автора.

В предлагаемой статье Н. Е. Сухов отвечает на вопросы наших читателей и ряд критических замечаний в его адрес. Полагаем, эта публикация для многих будет представлять интерес, тем более что она содержит рекомендации по доработке усилителей мощности и анализ некоторых аспектов современной звукозаписи.

Москвич Николай Клименко, один из читателей "Радио", с большим сомнением воспринял рассуждения и голословную критику экспертов журнала "АУДИО МАГАЗИН" (далее "AM") по поводу УМ 34 высокой верности (далее УМ 34 В В), описанного в . В частности, он попросил прокомментировать некоторые суждения (в рубрике "Почта" - "AM", 1996, №4, с. 3, 4).

Ознакомившись с заметками в "AM", могу отметить, что эксперты В. Зуев и С. Куниловский, на мой взгляд, в схемотехнике разбираются, мягко говоря, не очень хорошо. Так, например, В. Зуев, оценивая схемотехнику УМ 34 В В, пытался доказать, что (цитирую) "микросхема на входе усилителя... наверняка украдет виртуальную глубину стереопанорамы, столь необходимую для создания эффекта присутствия" (имеется в виду быстродействующий ОУ К574УД1 с входным каскадом на полевых транзисторах). Уместно спросить, почему именно этот ОУ " украдет глубину ", а десяток ОУ, через которые звуковой сигнал проходит до УМЗЧ в магнитофоне, CD-плейере или любом другом источнике сигнала (даже в "ламповых" CD-плейерах ЦАП выполнен, как должно быть известно и эксперту, на твердотельной ИМС, внутри которой несколько ОУ), будут вести себя "порядочно" и ничего "не украдут"?

Далее эксперт "AM" старается убедить нас в "практически невозможном получении хорошего звучания в любительских условиях", поскольку "для хорошего воспроизведения звука требуются изготовленные по специальной технологии дорогие "хай-файные" проводники, переключатели, сложные способы их соединения (бескислородная пайка, спецприпои)". Он оправдывает "смешную" цену усилителей фирм Audio Note ($120400) мощностью 17 Вт и Кедоп ($247000) мощностью 45 Вт, а также, очевидно, соединительных кабелей с некристаллической структурой проводников стоимостью в несколько сотен долларов.

Из курса физики известно, что любой контакт металла с металлом (при наличии хотя бы тончайшей оксидной пленки) можно рассматривать как нелинейный элемент электрической цепи. И эта нелинейность способна ухудшить звучание систем высокой верности. Но мне, например, трудно поверить, что В. Зуев слышал реальную работу УМЗЧ В В и тем более сколь-нибудь знаком с его схемой, поскольку именно вопросам устранения нелинейности соединительных проводов, контактов разъемов и реле при разработке этого усилителя было уделено особое внимание. В частности, в усилитель введен специальный каскад, компенсирующий не только нелинейность, но также активную и реактивную составляющие распределенного сопротивления соединительных проводов, а цепь общей ООС выполнена так, что компенсирует нелинейность "холодных" контактов реле коммутации выхода УМЗЧ и разъемов. Другими словами, те отрицательные факторы, о которых упоминает В. Зуев и которые способны ухудшить звучание, в УМЗЧ В В устранены наиболее эффективным способом - схемотехнически.

Не могу согласиться и с утверждением, что "любительство взвукотехнике не может сейчас конкурировать с фирменной аппаратурой... по качеству звука". Если речь идет о дизайне и исполнении корпуса - да, тут любителю трудно тягаться с промышленностью. Но если говорить о качестве звука, то сегодня даже радиолюбителю со средней подготовкой вполне под силу собрать УМЗЧ ценовой категории $300-500, затратив при этом всего $40...50. Но для этого надо быть радиолюбителем и не следовать совету В. Зуева "лучше купить готовый аппарат".

Несколько претенциозен, думается, и отзыв эксперта "AM" о том, что "г-н Сухов с большим опозданием обратил внимание на схемную экзотику некоторых зарубежных фирм, не отличающихся качеством звучания своих изделий (имеются в виду Kenwood и Akai. - Примеч. автора) и... опоздал примерно на 10 лет". Но почему же тогда "AM" обсуждает конструкцию семилетней давности как наиболее популярную и до сих пор не превзойденную по параметрам? Для мира электронной техники это большой срок.

Завершая изложение моего мнения о заметках в "AM", хочу отметить, что сами по себе такие журналы, конечно, полезны. Но многие утверждения отдельных авторов статей могут показаться бесспорными лишь тем читателям, которые, простите, не в состоянии отличить транзистор от резистора. На людей же, разбирающихся в схемотехнике аудиоаппаратуры, некоторые статьи в "AM" производят жалкое впечатление. Убежден, что учить кого-то можно в том случае, когда сам досконально, в мельчайших подробностях, знаешь то, о чем пишешь.

В своем письме в "Радио" Н. Клименко интересовался также "философией", которой я придерживался при разработке УМЗЧ ВВ, и проведением экспертных прослушиваний. Так вот, этот усилитель разрабатывался как оконечное звено стенда для субъективной экспертизы звучания CD-плейеров по заданию одной из испытательных лабораторий. Стояла задача выполнить конструкцию на отечественной элементной базе и обеспечить выходную мощность 100 Вт на нагрузке 8 Ом (студийные мониторы фирмы JBL) при уровне искажений и шумов на 10...20 дБ ниже, чем у CD-плейеров. Повторив на отечественных элементах до десятка вариантов УМЗЧ ведущих западных фирм, убедился, что на комплементарных транзисторах серий КТ818, КТ819 с низкой граничной частотой не удастся получ ить прие м л ем ого (п о ТЗ - не бол ее 0,001%) уровня нелинейных искажений на высшей частоте звукового диапазона. Фазовый сдвиг, создаваемый этими транзисторами уже на звуковых частотах (т. е. на один-два порядка ниже, чем у зарубежных), вынуждал вводить для обеспечения устойчивости более глубокую частотно-фазовую коррекцию, что, в свою очередь, ограничивало глубину ООС на высших частотах и ухудшало линейность.

Проблему удалось решить, полностью отказавшись от включения транзисторов по схеме с ОЭ. Была введена коррекция по опережению, компенсирующая формируемый транзисторами выходного каскада полюс на АЧХ усилителя с разомкнутой ООС. В результате требования заказчика по линейности были выполнены с большим запасом во всем звуковом диапазоне и усилитель был принят в эксплуатацию.

Но затем обнаружилось (я участвовал как "слухач" в большинстве субъективных испытаний), что проигрываемый компакт-диск звучит через мониторы (студийную АС), соединяемые с УМЗЧ разными кабелями, по-разному! Тогда, тщательно исследовав феномен, мы поняли, что те тысячные доли процента искажений, которые давал УМЗЧ, ничто по сравнению с искажениями, создаваемыми соединительными кабелями с разъемами. Замена разъемов на позолоченные, а обычные соединительные провода - на специальные с "некристаллической" структурой ($250 за витую пару длиной 4 м), лишь частично решила проблему - искажения уменьшились в несколько раз, но не исчезли. Тогда, после ряда экспериментов со студийными усилителями Kenwood с системой "Sigma Drive", попробовал ввести в УМ34 каскады компенсации полного импеданса проводов и нелинейности "холодных" контактов. Результат превзошел все ожидания - искажения исчезли, причем независимо от качества (и цены!) соединительных проводов и разъемов. Так родилась конструкция, описанная в "Радио" № 6, 7 за 1989 г.

Кстати, настоятельно рекомендую всем любителям высококачественного звука установить упомянутую схему компенсации в свои УМЗЧ. Это сделать несложно: потребуются лишь три прецизионных (или точно подобранных) резистора и один ОУ Его тип особого значения не имеет, это может быть и К140УД6, и К157УД2.

На рис. 1 показаны функциональные схемы типовых УМ34: рис. 1, а -с входным каскадом на дискретных элементах, рис. 1, б - с входным каскадом на ОУ, остальные каскады "упрятаны" в блок А2. Вход цепи компенсации соединяют с общим выводом прямо на клемме громкоговорителя, а выход через резистор Р|дош сопротивление которого должно быть точно равно сопротивлению резистора R2 в цепи общей ООС УМЗЧ, - с инвертирующим входом входного каскада. Резисторы в компенсаторе следует использовать прецизионные (с погрешностью не более 1 %).

Принцип работы такого компенсатора - измерение падения напряжения на одном из соединительных проводов, удвоение его и "добавка" к обычному сигналу на выходе УМЗЧ, что эквивалентно устранению проводов между усилителем и громкоговорителями. Такое схемное решение не требует какого-либо налаживания при замене соединительных кабелей или акустических систем. Попробуйте, и вы убедитесь, что эффект превзойдет все ваши ожидания (конечно, если ваш усилитель, источник сигнала и особенно акустические системы достаточно высокого качества).

Отвечая на вопрос о субъективном сравнении звучания УМЗЧ В В, хочу отметить, что я признаю только "анонимные" тесты, проводимые по системе так называемой А-В-Х экспертизы, в ходе которой сравниваемые устройства А и В невидимы экспертам и переключаются случайным образом (скажем,"А", затем "В", а последующие переключения "X" не объявляются).

Так вот, в ходе А-В-Х экспертизы сравнения УМЗЧ В В был лучше или не хуже имевшихся в распоряжении испытательной лаборатории Kenwood КА-500, Quad 405, Yarn aha A-1 стоимостной категории $400 - 1000 и намного лучше "Брига","Одиссея-010" или лампового "Прибоя". Кстати, именно А-В-Х экспертиза позволила воочию убедиться, как многие знатоки High End теряли способность отличить компоненты классов Hi-Fin High End, как только объект их безграничной, но "слепой" любви исчезал за черную перегородку.

Я, конечно, не обладаю идеальным музыкальным слухом, но, на мой взгляд, многое из того, что "крутится" сейчас вокруг слова "High End", похоже на религиозный диспут ("верю - не верю"), а ажиотаж нагнетается искусственно с единственной целью - стимулировать сбыт.

В связи с этим вспоминается случай с выпуском в свое время фирмой Nakamichi "спецварианта" популярного магнитофона "Nakamichi 1000ZXL", в котором все детали, вплоть до радиаторов блока питания, были позолочены! Добавило ли это качества звуку - читатели догадаются сами, а вот цена выросла примерно втрое по сравнению со стандартной моделью.

Ламповые усилители. Они, действительно, в большинстве своем звучат приятнее, чем транзисторные. Но "приятнее" не значит точнее. Выходной трансформатор -устройство с гораздо большей (из-за петли гистерезиса и конечной индукции насыщения магнито-провода) нелинейностью, частотными и фазовыми искажениями, чем транзистор в линейном режиме. "Чистые лампо-вики", понимающие проблему, создали бестрансформаторные УМЗЧ на 6СЗЗС, но это - исключение из правила. Именно из-за больших фазовых искажений ламповый УМЗЧ затруднительно охватить глубокой ООС, что и проявляется в конечном итоге в относительно большом выходном сопротивлении (единицы ома, у транзисторных - обычно сотые доли ома), а также сравнительно плавном ограничении при перегрузке (на рис. 2 кривые 1 и 2 изображают типовые амплитудные характеристики соответственно лампового и транзисторного усилителей).

Попробуйте искусственно увеличить выходное сопротивление любого "среднего" транзисторного УМЗЧ до 2...4 Ом (для этого достаточно последовательно с акустической системой включить 10- 20-ваттный резистор с таким сопротивлением) и не превышайте четверти его номинальной мощности, чтобы кратковременные пики сигнала не обрезались. Вы убедитесь, что звук в 95% случаев приобретет "ламповую мягкость". Причина кроется в том, что многие (но не все!) громкоговорители обеспечивают минимум интермодуляционных искажений (по звуковому давлению) не при близком к нулю выходном сопротивлении УМЗЧ, а при его величине не менее 3...5 Ом *. Однако такое сопротивление нарушает линейность АЧХ и ФЧХ пассивных разделительных фильтров акустических систем, которые обычно проектируются в расчете на нулевое значение выходного сопротивления УМЗЧ.

Но ведь это проблемы не усилителей, а акустических систем! Именно акустики должны позаботиться при разработке систем не только о линейности АЧХ и ФЧХ по звуковому давлению на синусоидальном сигнале, но и о минимизации акустических интермодуляционных искажений при REtK = 0 или, что хуже, нормировать REbK, скажем, величиной 3 Ома и рассчитывать разделительные фильтры на такое сопротивление источника.

Еще одно распространенное заблуждение аудиофилов: якобы компакт-диски (КД) обеспечивают больший динамический диапазон, чем аналоговая компакт-кассета (КК). При этом в качестве основного аргумента приводится формула для расчета шумов квантования: Nкв=6N+1,8 [дБ], где N - разрядность квантования по уровню.

Для КД принято N=16, следовательно, теоретический уровень шумов квантования

Nкв кд =6X16+1,8=97,8 дБ. С чьей то легкой руки это значение и принимают за дин ам ич ески й диап азон КД. Учиты вая, что у лучших КК отношение сигнал/шум составляет (без систем шумопонижения) порядка 55 дБ, делают вывод о выигрыше КД более чем 40 дБ.

Но нельзя забывать, что принципы аналоговой КК и цифрового КД в корне отличаются, поэтому применять для оценки динамического диапазона КД методы измерения КК некорректно. В КК динамический диапазон снизу действительно определяется уровнем шумов, но это не значит, что так же обстоит дело и у КД! Взглянув на рис. 3, на котором изображены типовые зависимости коэффициента нелинейных искажений Кни КК и КД в функции уровня сигнала, можно легко заметить, что в аналоговой записи с уменьшением уровня Кни монотонно убывает, в то время как у цифровой записи возрастает, стремясь к 40% (поскольку увеличивается относительный размер ступеньки квантования).

Если у аналоговой записи в спектре искажений преобладают не очень режущие слух третья и пятая гармоники, то у цифровой дело обстоит гораздо хуже - множествокомбинационныхс оставл яю-щих не образуют привычного для слуха гармонического ряда, и их действие становится заметно уже при уровнях около 1%. Легко убедиться, что при уровнях сигнала порядка -50 дБ и ниже искажения сигналов КД переходят порог допустимых 1%. Снизу его динамический диапазон оказывается ограничен не

шумами квантования, а нелинейными искажениями. И из теоретических 97,8 дБ остается только 50.

Но это еще не все! При перегрузке КК нелинейные искажения пропорциональны квадрату уровня записи (при увеличении уровня в два раза коэффициент гармоник возрастает всего в четыре раза), поэтому их кратковременное появление на пиках сигнала незаметно на слух. У КД при превышении номинального входного уровня аналого-цифрового преобразователя (АЦП) всего на 2...3 дБ нелинейные искажения возрастают в тысяч и раз, поэтому в реальной аппаратуре цифровой записи за номинальный принимают уровень на 12... 15 дБ (т. е. на пик-фактор реального музыкального сигнала) меньше предельного входного для АЦП. В результате из исходных 97,8 дБ остается всего 35.. .37 дБ реальных, что на 20 дБ меньше, чем у КК.

Вот почему, несмотря на субъективное отсутствие "шипа", многие фонограммы, воспроизводимые с КД, приводят к быстрой утомляемости и имеют заметно худшую "глубину стереопано-рамы", чем та же фонограмма, воспроизводимая с аналоговой виниловой грампластинки или качественной КК. Кстати, современные грампластинки, выполненные по технологии Direct Metal Mastering, обеспечивают динамический диапазон 60...65 дБ и высоко ценятся аудиофилами.

Нельзя не упомянуть и еще о двух "наездах" на К К - со стороны фирм-разработчиков цифровой компакт-кассеты DCC и мини-диска MD. С момента появления DCC (1989 г.) и MD (1993 г.) фирма Philips -разработчик DCC - пыталась убедить аудиофилов, что именно DCC через 1-2 года полностью вытеснит КК. С аналогичным заявлением, но уже в отношении MD, выступала и Sony - разработчик MD. Но... время шло, а КК до сих пор является основным бытовым носителем аудиопрограмм с возможностью записи. Более того, если вначале формат DCC был поддержан мировым гигантом Matsushita и рядом других известных фирм, то сегодня DCC производит только Philips, да и то всего несколько моделей (на фоне десятков моделей КК).

Фирма Sony, также удрученная субъективной оценкой качества звучания, проведенной немецким журналом "Audio", в результате которой MD расположился на последнем месте с 45 баллами из 100 после разделивших 1-2-е места проигрывателя компакт-дисков (85 баллов) и кассетного магнитофона (85 баллов) и занявших 3-4-е места проигрывателя виниловых грампластинок (80 баллов) и DCC-магнитофона (80 баллов), начала лихорадочно совершенствовать систему сжатия цифровых аудиоданных, в результате чего за 4 года было рождено четыре(!) версии алгоритма сжатия ATRAC 1 -ATRAC 4, причем предыдущие не совместимы со всеми последующими (т. е. "старые" MD-плейеры не способны воспроизводить "новые" записи)...

Тут самое время вспомнить, что в DCC и MD применено, как и в КД, 16-разрядное квантование по уровню, но для снижения потока записываемых на носитель данных использовано цифровое сжатие по алгоритмам соответственно PASC (Precision Adaptive Subband Coding) и ATRAC (Adaptive TRansforrn Acoustic Coding), уменьшающих поток цифровых данных с 2 Мбит/с до 384 кбит/с и 300 к бит/с, т. е. и DCC, и М D принципиально менее точно воспроизводят звук, чем КД.

Прогноз - дело неблагодарное, но справедливости ради давайте вспомним судьбу еще одного (теоретически превосходящего по качеству КД) формата R-DAT которому в момент его появления в 1987 г. также прочили место наследника К К. Показателен в этом смысле довольно точный прогноз автора этих строк, опубликованный в . В то время, как практически вся зарубежная и отечественная пресса писала о том, что к 1991 г. R-DAT полностью заменит КК, это была, пожалуй, единственная публикация, в которой R-DAT отводилось скромное место разве что в полупрофессиональных студиях звукозаписи.

В заключение, пользуясь случаем, выражаю глубокую признательность всем корреспондентам и почитателям, чья моральная, информационная и материальная поддержка сделали возможной разработку многих моих конструкций.

* См. также статью С. Агеева "Должен ли УМЗЧ иметь низкое выходное сопротивление?" в "Радио", 1ЭЭ7, № 4, с. 14-16. - Примеч. ред.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности. - Радио, 1 Э8Э, № 6, с. 55-57; № 7, с. 57-61.

2. Сухов Н. Что такое R-DAT. Радиоеже-годн ик. - М.: ДОСААФ, 1Э8Э, с. 1 65-176.

Раздел: [Усилители мощности низкой частоты (ламповые)]
Сохрани статью в:

Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
->
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
->

Схема № 1

Выбор класса усилителя . Сразу предупредим радиолюбителя - делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста - как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом - вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика - и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами - трансформатором или конденсатором, - и оба варианта, что называется, один хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.

Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы - простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы - она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него - на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него - на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал - с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатором при расчетах можно пренебречь, называется частотой среза RC-цепочки. Частоту эту можно рассчитать по формуле

F = 1 / (R×C) .

Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

Плата . Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать . Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно . Хочу сразу предупредить радиолюбителя - звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.

Элементная база . При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы - любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы - любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы - электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

Радиаторы для усилителя . Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

P = (U × U) / (8 × R), Вт ,

где U - напряжение питания усилителя, В; R - сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

Во-вторых, вычисляем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

P рас = 0,25 × P, Вт .

В-третьих, вычисляем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

S = 20 × P рас, см 2

В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить - радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно - посчитайте сами!

Качество звучания . Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

Причина этого - «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 - на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

Причина этого также очевидна - больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность работы обратной связи, и больший ее компенсирующий эффект.

Продолжение читайте

Радиолюбителю Разное

Схемотехника усилителей мощности низких частот

Усилители мощности низких частот имеют в качестве основной задачи усиление сигнала частотой от 10 Гц до 20000 Гц. Применяются такие усилители, как в промышленных проектах и устройствах, так и в быту. Многие любители электронной техники самостоятельно создают УНЧ в домашних условиях, пользуясь готовыми схемами. А вот составить схему такого устройства будет очень непросто, так как схемотехника усилителей весьма специфична и требует определенных знаний. Подробно о конструктивных особенностях и принципе работы описано в учебном пособии авторов Завьялова С. А. и Мурасова К. В. под названием "Схемотехника усилителей мощности низких частот"
Данное пособие актуально и в наши дни, не смотря на то, что издано еще в 2010 году. Содержит в себе не только теоретические знания о базовых понятиях работы усилителей, но и практические исполнения, что поможет закрепить всю информацию в голове и воплотить в реальном устройстве.

Усиление звуковой частоты может быть трансформаторным и бестрансформаторным, однотактным и двухтактным или мостовым. Раньше, практически все схемы были трансформаторными. Одна из них представлена ниже.

Рис. 1. Трансфоматорная схема

Самым существенным недостатком был объем готового устройства и его вес. Естественно, что трансформатор требовалось мотать самостоятельно, что не каждый мог осуществить. Поэтому, большую популярность стали приобретать бестрансформаторные схемы и схемы, собранные на транзисторах.

Схема простого УНЧ на транзисторах существенно выделяется своей компактностью и простотой сборки.

Рис. 2. Схема простого УНЧ на транзисторах

Запитывается вся схема от "Кроны" или источника постоянного напряжения 9В.

Следующая схема так же без трансформатора, но с большим количеством электронных компонентов.

Рис. 3. Безтрансформаторная схема

Она признана многими радиолюбителями, довольно таки проста в сборке. Выдаваемая мощность получается достаточно существенной, начиная от 100 Вт, чего уже вполне достаточно для серьезного усилителя. Соединив такой усилитель по мостовой схеме, вполне можно ожидать мощности до 500 Вт. Входное напряжение двуполярное при этом составляет около 45 – 50 Вольт. При желании запитать подобную схему от сети потребуется собрать дополнительно простенький двуполярный выпрямитель.

Общеизвестно, что качество звучания любого звуковоспроизводящего комплекса во многом зависит от параметров усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). К настоящему времени опубликовано множество вариантов транзисторных УМЗЧ, отличающихся порой очень высокими качественными показателями, однако поиск новых схемных решений, позволяющих в еще большей мере приблизить звучание звуковоспроизводящих устройств к естественному, продолжается. В этой статье рассмотрены некоторые пути совершенствования УМЗЧ на современной элементной базе.

Несмотря иа многообразие схем транзисторных УМЗЧ, принципы их построения практически одни и те же. Подобно современным интегральным ОУ они, как правило, двухкаскадные (рис. 1). Основное усиление по напряжению обеспечивают первые два каскада. Выходной же каскад - чаще всего мощный повторитель напряжения, поэтому данная конфигурация УМЗЧ и получила название двухкаскадной.

Критерием качества УМЗЧ является характер и величина вносимых им искажений. Попытаемся классифицировать известные в настоящее время искажения сигнала ЗЧ.

Прежде всего обратим внимание на то, неидеальностью каких характеристик вызван тот или иной их вид. С этой целью разделим искажения на статические и динамические (см. рис. 2). Первые обусловлены нелинейностью статических передаточных характеристик каскадов УМЗЧ (например, нелинейностью входных и выходных характеристик используемых усилительных элементов), вторые - неидеальностью их переходных характеристик, под которыми понимается реакция усилители на скачок входного напряжения. Статические искажения, в свою очередь, можно подразделить на гармонические, выражающиеся в изменении формы исходного сигнала определенной частоты, и интермодуляциоиные, проявляющиеся в обогащении спектра выходного сигнала комбинационными составляющими.

Статические интермодуляцнонные искажения могут быть амплитудными и фазовыми (обусловлены соответственно взаимной амплитудной и фазовой модуляцией входных сигналов). Динамические искажения также можно разделить на гармонические и интермодуляциониые. В первом случае речь идет об искажениях формы входного синусоидального сигнала, когда его амплитуда и частота превышают критические значения, определяемые максимальной скоростью нарастания выходного напряжения. Если же при этих условиях на входе УМЗЧ присутствуют еще и сигналы других частот, то появляются условия для возникновения и сильных интермодуляционных искажений.

Как уже было сказано, динамические искажения зависят, в частности, от такого параметра, как скорость нарастания выходного сигнала V u , которая связана с максимальной частотой f в усиливаемого сигнала максимальной амплитуды соотношением V u =2πf B U m , где U m - максимальная амплитуда выходного напряжения. Если учесть, что выходная синусоидальная мощность P=U m 2 /2R H , где R H - сопротивление нагрузки, то можно получить V u =2πf в √2PR н.

Оценим необходимую для неискаженного звуковоспроизведения скорость нарастания выходного напряжения, если, например, все спектральные составляющие усиливаемого сигнала лежат ниже 20 кГц, а мощность усилителя на нагрузке сопротивлением 4 Ом равна 100 Вт. В этом случае в соответствии с приведенной выше формулой V u =3,6 В/мкс. Дальнейшее увеличение скорости нарастания на динамические искажения в полосе звуковых частот Практически не влияет .

Приведенная классификация удобна тем, что позволяет наиболее полно охарактеризовать искажения, вносимые усилителем. Следует иметь в виду, что все виды искажений взаимосвязаны. Например, изменение коэффициента гармоник неизбежно скажется на интермодуляционных искажениях и т. д.

Человеческое ухо наиболее чувствительно к интермодуляционным искажениям. Их заметность в значительной мере зависит от вида музыкальной программы. Психоакустические исследования показали , что высококвалифицированные эксперты начинали замечать изменения в характере звучания фортепьяно, как только среднеквадратичное значение интермодуляциониых искажений достигало 0,003 % (!). Для сравнения укажем, что порог заметности искажения звучания хора - 0,03 %, скрипки - примерно 0,3 %.

Рассмотрим теперь пути совершенствования отдельных каскадов УМЗЧ с целью построения устройства с минимальными искажениями.

Входной каскад определяет такие важные параметры УМЗЧ, как напряжение смешения «нуля» (постоянная составляющая выходного напряжения усилителя) и его температурную стабильность. От схемотехнического решения этого каскада во многом зависят максимальная скорость нарастания выходного напряжения и отношение сигнал/шум. В подавляющем большинстве современных УМЗЧ входной каскад - дифференциальный. Требования к нему определяются видом ООС, охватывающей весь УМЗЧ. Сопоставим инвертирующий (с параллельной ООС) и неинвертирующий (с последовательной ООС) усилители. Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя (рис. 3,а) K U =1+R3/R2, инвертирующего (рис. 3,б) K U =R3/R2. Достоинство неинвертнрующего усилителя - высокое входное сопротивление, которое ограничено у него сопротивлением резисторе R1(200 кОм), в то время как у инвертирующего усилителя оно практически равно сопротивлению резистора R2 (10 кОм).

Для устранения влияния синфазной составляющей и снижения искажений неиивертируюшего усилителя следует повышать выходное сопротивление источника тока и подбирать в дифференциальный каскад пару транзисторов с возможно более близкими параметрами . В тех случаях, когда величина синфазной составляющей достигает нескольких вольт, вместо обычного однотранзисторного источника тока целесообразно использовать более совершенный источник тока на двух транзисторах VT5, VT6 (рис. 4) (3, 7]. В качестве дифференциальной пары VT3, VT4 использована интегральная сборка К159НТ1. транзисторы которой имеют близкие значения статического коэффициента h 21Э и напряжений эмиттер-база. Для снижения рабочего напряжения транзисторов сборки (допустимое напряжение между их коллекторами и эмиттерами составляет 20 В) в коллекторные цепи введены более высоковольтные транзисторы VT1. VT2, включенные по схеме с ОБ. Резисторы R5, R9 также способствуют уменьшению динамических искажений .

Основным способом улучшения качественных показателей УМЗЧ остается введение глубокой ООС, что возможно при достаточно большом коэффициенте усиления исходного (без ООС) усилителя. Усиление же типового входного дифференциального каскада составляет 10 ... 26 дБ. Увеличить его можно, заменив пассивную нагрузку в коллекторных цепях транзисторов VT1, VT2 (рис. 4) активной. Ее функции может выполнять так называемое «токовое зеркало» (рис. 5,а)или «токовое зеркало» со следящей ООС (рис. 5, б). Нетрудно заметить, что в последнем случае напряжение между базой и коллектором транзистора VT2" равно напряжению на эмиттерном переходе транзистора VT3" Благодаря этому падение напряжения на участке эмиттер-коллектор транзистора VT2" не превышает 1,3 ... 1,4 В. Напряжение же между эмиттером и коллектором транзистора VT1" зависит от каскада усиления напряжения, но и оно, как правило, не превышает 3 В. Все это позволяет использовать в «токовом зеркале» транзисторы с малым допустимым напряжением коллектор-эмиттер, в частности, транзисторную сборку КТС3103А.

Следует заметить, что для реализации большого усиления, которое способен обеспечить дифференциальный каскад с такой нагрузкой, входное сопротивление следующего за ним каскада должно быть достаточно высоким.

Во входном каскаде по схеме на рис. 4 можно использовать транзисторы КТ312В. КТ315В. КТ315Г и КТ3102Б и транзисторные матрицы серии К198 (К198НТ1-К198НТ4). Стабилитрон VD1 можно заменить на КС139А, VD3 - на КС175А или КС168А (в последнем случае сопротивление резистора R7 необходимо уменьшить соответственно до 3,3 или 3 кОм, а резистора R3 - увеличить до 3,9 кОм). Стабистор VD2 можно заменить одним-двумя последовательно включенными кремниевыми диодами, транзистор VT3 (рис. 5, б) - транзистором КТ3107Б, КТ3108А, КТ3108В, КТ313А, КТ313Б.

Экспериментальные исследования типового усилителя (рис. 1) показали, что входной каскад и усилитель напряжения вносят примерно равный вклад в ннтермодуляционные искажения УМЗЧ. Авторами был испытан неинвертирующий УМЗЧ с коэффициентом интермодуляционных искажений 0,1 %. Введение в его входной каскад двухтранзисторного источника тока (рис. 4) позволило снизить эти искажения в 3 ... 4 раза.

Усилитель напряжения вносит основной вклад в коэффициент усиления УМЗЧ с разомкнутой ООС. Он должен обеспечивать максимальную амплитуду выходного напряжения при минимальных гармонических и интермодуляционных искажениях, а для согласования с входным каскадом, работающим на активную нагрузку, иметь достаточно высокое входное сопротивление. В типовых УМЗЧ функции усилителя напряжения выполняет обычно каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ (рис. 1). Источник тока GI2 играет роль динамической нагрузки и способствует увеличению максимальной амплитуды выходного сигнала. Отметим основные недостатки такого усилителя напряжения.

Начнем с того, что выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ, существенно нелинейны, поскольку его коллекторный ток определяется в этом случае не только током базы, но в значительной степени и напряжением коллектор-эмиттер, которое в усилителях напряжения изменяется на величину размаха выходного сигнала. Эффект же модуляции коллекторного тока напряжением коллектор-эмиттер приводит к значительным гармоническим искажениям (до 10 % и более ).

Известно также, что нелинейность входных характеристик транзистора в рассматриваемом включении приводит к сильной зависимости входного сопротивления каскада от подаваемого на его вход напряжения, а поскольку это напряжение является выходным для предыдущего каскада, характер нагрузки входного каскада становится нелинейным.

И, наконец, емкость коллекторного перехода транзистора, включенного по схеме ОЭ, также изменяется в такт с колебаниями напряжения на коллекторе, в результате чего частота среза усилителя, линейно зависящая от суммарной емкости коллекторного перехода и конденсатора С1 (см. рис. 1), становится зависимой от выходного напряжения этого каскада. Модуляция же частоты среза выходным напряжением приводит к появлению фазовых интермодуляциониых искажений .

Вместо транзисторов КТ3107Г (VT1, VT2) в усилителе можно использовать любые другие кремниевые транзисторы с большим коэффициентом передачи тока h 21э (например, КТ3107 с индексами Л-Ж. К. Л, КТ361 с индексами Б и Е), вместо КТ313А (VT3) - любой транзистор с малым значением h 21Э и большим допустимым напряжением между коллектором и эмиттером. Стабилитрон VD1 можно заменить на КС 139 А.

Недостаток рассмотренного каскада - несколько меньшая (по сравнению с традиционным) амплитуда выходного сигнала из-за падения напряжения на двух транзисторах VT2, VT3 и резисторе R3 - несуществен, так как в большинстве случаев разница не превышает 5 ... 7 %.

Выходной каскад должен обеспечить в низкоомной нагрузке неискаженный сигнал требуемой мощности при высоком КПД. Рассмотрим традиционный каскад (рис. 1) на комплементарных парах транзисторов, включенных по схеме двухтактного эмиттерного повторигеля. В качестве выходных используют обычно мощные комплементарные низкочастотные транзисторы серий KT8I8, КТ819 и др. с граничной частотой 3 ... 4 МГц. При включении таких транзисторов по схеме на рис. 1 в их базах Накапливаются электрические заряды, что эквивалентно наличию внутренней емкости база-эмиттер, которая зависит от граничной частоты и у современных мощных транзисторов может достигать десятых-сотых долей микрофарады.

Рассмотрим это явление подробнее. Допустим, что на вход каскада поступает положительная полуволна сигнала и работает верхнее (по схеме) плечо двухтактного каскада (VT4, VT6). Транзистор VT4 включен по схеме ОК и имеет малое выходное сопротивление. Поэтому протекающий через него ток быстро заряжает входную емкость транзистора VT6 и открывает его. Теперь, чтобы полностью закрыть транзистор VT6, необходимо разрядить эту емкость, а разряжаться она, как нетрудно видеть, может в основном через резисторы R5, R6, причем относительно медленно. При использовании транзистора с граничной частотой 3МГц и резисторов R5, R6 сопротивлением 100 Ом скорость убывания коллекторного тока транзистора VT6 составит примерно 0,15 А/мкс . После смены полярности выходного напряжения включается нижнее (по схеме) плечо выходного каскада. Но поскольку ёмкость база-эмиттер транзистора VT6 к этому времени не успевает разрядиться, он не закрывается и через транзистор VT7, помимо своего, протекает коллекторный ток транзистора VT6. В результате из-за возникновения сквозного тока не только повышается рассеиваемая транзисторами на высоких частотах мощность и падает КПД усилителя, но и растут искажения сигнала. При чрезмерно высокой скорости нарастания выходного напряжения и воздействии на усилитель сигнала высокочастотной помехи возможен даже выход мощных транзисторов из строя .

Простейший способ устранения описанного недостатка - уменьшение сопротивления резисторов R5, R6, однако при этом возрастает мощность, рассеиваемая на транзисторах VT4, VT5. Другой путь - видоизменить схему выходного каскада (рис. 7). Здесь рассасывание избыточного заряда форсировано путем подключения резистора R3 к эмиттеру транзистора VT2, который находится под более отрицательным потенциалом, чем точка, с которой снимается выходное напряжение.

Из-за высокого выходного сопротивления предоконечного каскада избыточный заряд может накапливаться и на базах транзисторов VT1, VT2.

Чтобы этого не произошло, их базы соединены с общим проводом через резисторы Rl, R2. Экспериментальная проверка показала, что описанные меры достаточно эффективны: по сравнению с типовым скорость убывания коллекторного тока в каскаде по схеме на рис. 7 оказывается вчетверо большей (0,6 А/мкс), а вызванные рассмотренным эффектом искажения на частоте 20 кГц - примерно втрое меньшими.

Известно, что наименьшие искажения обеспечивают усилители, работающие а режиме А. Однако в подавляющем большинстве современных усилителей мощности ЗЧ (УМЗЧ) используется режим АВ. Объясняется это низким КПД первых из названных усилителей, что создает определенные трудности, связанные с отводом значительного количества тепла от выходных транзисторов, а также с проблемой обеспечения стабильности тока покой. Так, если а оконечном каскаде, работающем в режиме АВ, изменение этого тока в полтора-два раза вполне допустимо (хотя и нежелательно), то такое же изменение тока покой усилители, работающего в режиме А, может привести к самым серьезным последствиям. Современные мощные комплементарные транзисторы с рассеиваемой на коллекторе мощностью 100 и более ватт смягчают этот недостаток режима А, однако используют его все же преимущественно в УМЗЧ со сравнительно небольшой выходной мощностью. Схема одного из таких УМЗЧ показана на рис. 8. .

Основные технические характеристики усилителя
Номинальное входное напряжение, В		1
Номинальная выходная мощность, Вт		12,5
Сопротивлепие нагрузки. Ом		8
Номинальный диапазон частот (по уровню - 3дБ),Гц		5—225000
Коэффициент гармоник, %, в диапазоне частот 5 ... 20000 Гц при выходной мощности до 10 Bт		0,02
Скорость нарастания выходном напряжения, В/мкс		10
Относительный уровень фона, дБ		-85
Относительный уровень шума, дБ		-103

Особенность данного УМЗЧ - использование в каждом его плече как транзистора (VT1 И VT2), так и интегрального ОУ (DA1 и DA2). Оба плеча усилителя охвачены ООС. Для снижения искажений коэффициенты усиления обоих плеч должны быть одинаковы, что выполняется при соблюдении равенства: R2/R1=R3/R4.

Ток покоя стабилизируется следящим устройством, состоящим из дифференциального усилителя DA4 и инвертирующего повторителя напряжения DA3. Работает оно так. Любое колебание тока, протекающего через выходные транзисторы, изменяет падение напряжения на резисторах R22, R23, которое усиливается ОУ DA4 И подается на вход ОУ DA2, а через инвертор DA3 - на вход ОУ DA1. Цепи R19C3 и R20C11 образуют фильтры нижних частот, пропускающие на выход ОУ DA4 лишь самые низкочастотные колебания тока покоя. Начальное значение этого тока устанавливают резистором R26. Корректирующие цепи R14C9 и R15C10 предохраняют усилитель от самовозбуждения. Все ОУ питаются стабилизированным напряжением ± 18 В (цепи питании на схеме не показаны).При повторении усилителя транзисторы МJ1001 и MJ901 можно заменить на КТ827 с индексами А, Б и КТ825 с индексами Г, Д соответственно, микросхемы LM301 - на ОУ К153УД2 (в металлическом корпусе) или К553УД2 (в пластмассовом). Возможно также применение ОУ К157УД2 и К153УД6 (модификация ОУ К153УД2) и других ОУ с соответствующими цепями коррекции и напряжениями питания (если они ниже ±18 В, то, естественно, снизится выходная мощность усилителя).

В последнее время удалось существенно повысить КПД УМЗЧ, работающих в режиме А, и приблизить его к значению, характерному для усилителей, работающих в режиме АВ. Это стало возможным благодаря использованию режима работы выходного каскада с плавающей рабочей точкой (ее положение на рабочей характеристике изменяется в зависимости от уровня входного сигнала). На рис. 9 приведена принципиальная схема выходного каскада УМЗЧ , работающего в таком режиме. При увеличении напряжения не входе усилителя растет ток, протекающий через нагрузку, а значит, и через резисторы R10 (положительная полуволна), R11 (отрицательная полуволна). При увеличении падения напряжения на этих резисторах возрастает ток через резисторы R7, R6 и, как следствие этого, уменьшаются токи баз транзисторов VT3, VT2 и увеличиваются напряжения между их коллекторами и эмиттерами. Последнее обстоятельство приводит к увеличению напряжения смещения и соответствующему сдвигу рабочей точки выходных транзисторов в область больших значений тока покоя.

Во всех каскадах усилителя, кроме оконечного (VT12 - VT15), можно использовать практически любые маломощные высокочастотные транзисторы. Для реализации каскадов на транзисторах VT4 - VT7 («токовые зеркала») особенно удобны транзисторные сборки К159НТ1В и КТС3103А. В оконечном каскаде могут работать комплементарные пары транзисторов КТ814 и КТ815, КТ816 и КТ817, КТ818 и КТ819 с любыми, но одинаковыми буквенными индексами.

Частотная коррекция УМЗЧ. Снижения динамических искажений можно достичь, только уделив серьезное внимание частотной Коррекции УМЗЧ, охваченного глубокой ООС. Чтобы лучше разобраться а вопросах, связанных с реализацией оптимальной частотной коррекции, рассмотрим АЧХ типового УМЗЧ с коэффициентом передачи при разомкнутой цепи ООС, равным 60 дБ, а при замкнутой 26 дБ (рис. 10). Чтобы обеспечить такую глубокую ООС во всем диапазоне звуковых частот, полоса пропускания усилителя с разомкнутой цепью ООС должна быть не уже 20 кГц (Первый перегиб АЧХ на частоте f 1). Далее начинается спад усиления с крутизной 20 дБ на декаду. Полоса пропускания усилителя с замкнутой цепью ООС (частота f 2) определяется точкой пересечения АЧХ УМЗЧ с замкнутой и разомкнутой цепью ООС и в нашем случае равна 1 МГц. Для предупреждения самовозбуждения усилителя частота второго перегиба АЧХ f 3 , которая определяется, как правило, граничной частотой транзисторов оконечного каскада, должна быть в области, где коэффициент усиления усилителя с разомкнутой ООС менее 26 дБ.

Реальный звуковой сигнал носит импульсный характер, поэтому хорошее представление о динамических свойствах усилителя можно получить по его реакции на скачок входного напряжения. Эта реакция зависит, как известно, от переходной характеристики усилителя, которая для УМЗЧ с рассмотренной выше формой АЧХ может быть описана с помощью коэффициента затухания ξ вычисляемого по формуле: ξ=1/2√f 3 /f 2 . Переходные характеристики УМЗЧ при различных значениях этого коэффициента приведены на рис. 11. По величине первого выброса выходного напряжения U вых =f(t) можно судить об относительной устойчивости усилителя. Как видно из приведенных на рис. 11 характеристик, наиболее велик он при малых коэффициентах затухания. Такие усилители склонны к самовозбуждению и при прочих равных условиях имеют большие динамические искажения. С точки зрения минимизации искажений наиболее хорош усилитель с апериодической переходной характеристикой (ξ>1). Однако обеспечение такого коэффициента достигается слишком дорогой ценой. Дело в том, что в этом случае усилитель должен иметь АЧХ, частота второго перегиба f 3 которой лежит далеко за пределами полосы пропускания всего УМЗЧ с замкнутой цепью ООС (f 3 ≥4f 2). Реализовать такой усилитель технически очень трудно, поэтому приходится идти на компромисс, задавшись более низким коэффициентом затухания. В литературе в качестве оптимального рекомендуется коэффициент затухания ξ=0,8, при котором f 3 ≥2,6f 2 , а первый выброс выходного напряжения не превышает 1,4 %.

Указанные выше соотношения справедливы лишь для линейной области АЧХ УМЗЧ при условии, что скорость нарастания выходного напряжений усилителя не ограничивает длительность переходного процесса, а частота f 3 достаточно превышает f 2 . При невыполнении этих условий переходный процесс будет затягиваться и иметь более выраженный колебательный характер. Если АЧХ УМЗЧ с разомкнутой цепью ООС такова, что коэффициент усиления К u на частоте f 2 больше 26 дБ (штрих-пунктирная линия на рис. 10), то необходимо скорректировать ее до требуемого вида. В двухкаскйдных УМЗЧ коррекцию чаще всего производят во втором каскаде, приняв меры по обеспечению требуемой скорости нарастания при максимальном выходном сигнале. При этом следует иметь в виду, что максимальная скорость нарастания не связана прямой зависимостью с малосигнальной полосой пропускания усилителя.

Для налаживания усилителя на его вход подают прямоугольные импульсы и, наблюдай переходный процесс УМЗЧ на экране осциллографа, подбором корректирующего конденсатора (С1 на рис. 1 или рис. 5) добиваются еле заметного выброса выходного напряжения.

Таким образом, УМЗЧ с малыми динамическими искажениями должен обеспечивать переходный процесс с ξ не менее 0,8 (см. рис. 11) и иметь достаточную скорость нарастания выходного напряжения. Необходимо так-же выполнение требований по линеаризации всех его каскадов.

Конечное сопротивление «земляных» шин приводит к тому, что импульсы тока по общему проводу с выхода УМЗЧ могут попасть на его вход. Для борьбы с такими помехами обычно рекомендуют увеличивать сечение шин общего провода и соединять все идущие к ним проводники в одной точке. Но наиболее действенным способом защиты является гальваническая развязка общего провода входного каскада от мощной шины питания. Это возможно в УМЗЧ с дифференциальным входным каскадом. С общим проводом источника сигнала (левым по схеме на рис. 12) связаны лишь выводы резисторов R1 и R2. Все остальные проводники, соединенные с общим проводом, подключены к мощной шине источника питания (правой по схеме). Однако в этом случае отключение по каким-либо причинам источника сигнале может привести к выходу УМЗЧ из строй, так как левая «земляная» шина оказывается ни к чему не подсоединенной и состояние выходного каскада становится непредсказуемым. Во избежание такой ситуации обе «земляные» шины соединяют резистором R4. Его сопротивление должно быть не очень малым, чтобы помехи от мощной шины питания не могли проникнуть на вход усилителя, и в то же время не слишком большим, чтобы не влиять на глубину ООС. На практике сопротивление защитного резистора выбирают в пределах от единиц до десятков Ом.

Пути совершенствования УМЗЧ. В последние годы наметилась тенденция улучшения качественных показателей УМЗЧ путем построения полностью двухтактных (включая входные каскады) усилителей с мощными МОП-транзисторами (с изолированным затвором) в выходном каскаде. По сравнению с биполярными МОП-транзисторы выгодно отличаются лучшей линейностью проходных характеристик, высоким входным сопротивлением, хорошими частотными свойствами. У них отсутствует явление вторичного теплового пробоя, так как с увеличением температуры кристалла из-за большой рассеиваемой мощности сопротивление канала транзистора возрастает. Это позволяет в некоторых случаях обойтись без защиты УМЗЧ от тепловых перегрузок. В качестве примера на рис. 13 приведена схема полностью двухтактного усилители с комплементарными парами мощных МОП-транзисторов в выходном каскаде японской фирмы «Hitachi» .

Основные технические характеристики

Двухтактный входной каскад (VT1, VT2; VT4, VT6) позволил обойтись простыми источниками тока на транзисторах VT3 и VT5. Усилитель напряжения построен по схеме, аналогичной приведенной на рис. 6. Для увеличения выходной мощности транзисторы оконечного каскада VT14, VT16 (2SKI34) и VT15, VT17 (2SJ49) соединены параллельно. Фильтр R1C2 защищает вход УМЗЧ от проникания высокочастотных помех. Для исключения разбалансировки усилители из-за входных токов к неинвертирующему и инвертирующему входам подключены резисторы R2 и R27 одинакового сопротивления.

В данном усилителе разделены общие провода входных и выходных каскадов (см. предыдущий раздел), на что указывает изображение резистора R23. Такое неявное указание на разделение общих шин часто встречается в схемах УМЗЧ, публикуемых в зарубежных изданиях.

Ограниченный объем журнальной статьи не позволил познакомить читателей с другими интересными схемотехническими решениями УМЗЧ, поэтому тем, кто интересуется данной тематикой, рекомендуем обратиться к указанной в прилагаемом списке литературы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Cherry Edward M. Amplitude and Phase of Intermodulation Distortion.- Journal of the Audio Engineering Society, 1983, v. 31. № 5, p. 298-303.
2. Cordell Robert R. Another View on TIM. Part 1.- Audio. 1980, v. 64 №2, p. 38-49.
3. Cordell Robert R. Phase Intermodulation Distortion Instrumentation and Measurements.- Journal of the Audio Engineering Society, 1983. v. 31. № 3, p. 114-123.
4. Krauter M. Nf-Verstarker: Der Gesamt-eindruck zait,- Funkschau, 1983, №18, 59-61.
5. Petrl-Larml M., Otala M., Lammasmieml J. Psychoacoustic Detection Threshold of Transient Intermodulation Distortion.- Journal of the Audio Engineering Society, 1980. v. 28, № 3, p. 98-104.
6. Достал И. Операционные усилители. Пер. с англ.- М.: Мир, 1982.
7. Scott Robert F. Power MOSFET Amplifiers.- Radio-Electronics. 1983. v. 54, № 7, p. 80-81.
8. Leach Marshall W. An Amplifier Input Stage Design Criterion for the Suppression of Dynamic Distortions.- Journal of the Audio Engineering Society, 1981. v. 29, № 4. p. 249-251.
9. Cherry Edward M. Transient Intermodulation Distortion.- Part I: Hard Nonlinearity.- IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1981. v. ASSP-29, № 2. p. 137-146.
10. Cherry Edward M. Feedback. Sensitivity, and Stability of Audio Power Amplifiers.- Journal of the Audio Engineering Society, 1982, v. 30, № 5. p. 282-294.
11. Kondo Hikaru. Nuevo conceplo en amplificadores de potencia para audio sistema "super A" de JVC.- Mundo eleutronico, 1980, № 102, p. 75-81.
12. Borbely Erno. High Power High Quality Amplifier Using MOSFETs.-Wireless World. 1983, v. 89. № 1556. p. 69-75.
13. Cordell Robert R. Another View of TIM. Part 2.- Audio. 1980, v. 64. № 3. p. 39-40.
14. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер. с нем.- М.: Мир, 1982, с. 240.
15. Pollock N. 12 W class A power amplifier.-Wireless World. 1980. Vol. 86. № 1529, to. 74.
16. Jung Walter G., Marsh Richard. Selection Capacitors for Optimum Performance. Part I.-Audio, 1980. Vol. 64. № 2. p. 52-86.
17. Cherry Edward M. A New Distortion Mechanism It Class B. Amplifiers.- journal of the Audio Engineering Society. 1981. Vol. 20, № 5. p. 327-328.
18. Ефремов В. С. Двухтактные усилители со стабилизацией минимальных токов плеч.-Полупроводниковая электроника в технике связи.- М.: Радио и связь, 1983. вып. 93, с. 87-94.
19. Sandman A, Low cross-over distortion class B amplifier.- Wireless World. 1971. Vol. 77. № 1429, p. 341.
20. Horowitz Mannle. How to Design Analog Circuits. Audio Power Amplifiers.- Radio-Etectronics, 1983, Vol. 54. № 5, p. 73-76.
21. Hood Llnaley J. L. 60-100 W MOSFET Audio Amplifier.- Wireless World, 1982, Vol. 88. № 1558, p. 83-86.