Efaster - быстрый поиск электронных компонентов

Простой надёжный усилитель начального уровня с параллельной токовой ОС в выходном каскаде

Многие радиолюбители замечали, что в некоторых случаях последовательная обратная связь (ОС) по напряжению несколько улучшает звучание усилителей низкой частоты (УНЧ) по сравнению с имеющей более широкое распространение параллельной общей ОС. И, несмотря на явную субъективность этого эффекта, до настоящего времени имеется достаточное количество приверженцев этой идеи. Кроме того, уменьшение номиналов резисторов обратной связи (при сохранении заданного коэффициента усиления) также положительно сказывается на звуке, хотя практически не меняет характеристики усилителя. А споры о плюсах и минусах входных дифференциальных каскадов до сих пор не утихают. С одной стороны, безусловно, дифкаскад даёт стабильность и устойчивость, снижая уровень искажений и улучшая параметры УНЧ. А с другой – обогащает спектр полезного сигнала гармониками высших порядков, хотя и невысокого уровня. И некоторые непримиримые аудиофилы искренне полагают, что входная часть хорошего усилителя обязана состоять из одиночного транзистора, а активных элементов в схеме должно быть как можно меньше. Я не разделяю данной точки зрения, однако соглашусь, что именно активные элементы и вносят в звук нелинейные искажения. Борьба с ними – дело схемотехники. Многие поклонники простоты и «натурального» звука недолюбливают операционные усилители, а ещё большее количество радиолюбителей, и я в том числе – интегральные усилители мощности. Исходя из всего вышесказанного, предлагается довольно простая схема усилителя, изображённая на Рисунке 1, которая имеет общую ОС по напряжению с последовательным введением на входе (в эмиттер входного транзистора).

ДКО Электронщик - B2B Маркетплейс электронных компонентов


Рисунок 1.	*Схема УНЧ АВ-150.*

Усилитель рассчитан на нагрузку 4 Ом, а его максимальная выходная мощность достигает 150 Вт и ограничена лишь типом применяемых выходных транзисторов. Но и на мощности 100 Вт в домашних условиях вряд ли кто-то станет слушать музыку, зато широкий динамический диапазон позволяет не доводить усилитель до ограничения при возникновении резких всплесков (атак) в музыкальном сигнале на средней громкости и избежать неприятных призвуков. Кроме того, на акустике 8 Ом, звук которой мне нравится гораздо больше за счёт увеличенного демпинг-фактора, мощность соответственно уменьшится вдвое. Но при желании её можно быстро нарастить, добавив в выходной каскад (ВК) ещё одну пару мощных транзисторов со своими эмиттерными резисторами и увеличив питание. Выходное сопротивление УНЧ около 0.02 Ом во всём диапазоне звуковых частот. Он хорошо «отрабатывает» меандр (имеет высокое быстродействие) и линеен по уровню 0 дБ до 70 кГц (без входного фильтра). Краткие характеристики усилителя представлены в Таблице 1.

Таблица 1.

Краткие характеристики УНЧ АВ-150

Номинальная мощность	100 Вт
Максимальная мощность	150 Вт
Чувствительность	0.9 В (эфф.)
Усиление	27 дБ
Уровень шума	–90 дБ
Гармонические искажения	0.030%

Как видно из таблицы, никаких выдающихся параметров этот УНЧ не имеет, но, тем не менее, он очень неплохо звучит. По-видимому, это достигается за счёт перераспределения гармоник в спектре сигнала: уровень низших гармоник здесь больше, а уровень высших – заметно меньше. И в целом при мощности, не превышающей номинальную, спектр искажений явно ниспадающий. На Рисунке 2 представлен расчётный спектр на частоте 20 кГц при номинальной мощности.


Рисунок 2.	*Спектр (20 кГц, 100 Вт).*

А на Рисунке 3 показан спектр реального усилителя на частоте 1 кГц на максимальной мощности (у порога ограничения), сделанный с помощью VA-анализатора и звуковой карты. В обоих случаях видимыми остаются только первые 7 гармоник. Остальные тонут в уровне шума. К тому же преобладают «тёплые» чётные гармоники, хотя их «красота» на самом деле спорна. Бесспорно другое: звуковая карта и программное обеспечение не являются полноценным промышленным спектроанализатором, и полученные данные лишь приблизительны, но некоторая тенденция всё же прослеживается.


Рисунок 3.	*Спектр (1 кГц, 145 Вт).*