В выходных каскадах усилителей мощности иногда применяют довольно старый вид активной нагрузки в виде резистивной вольтодобавки [1]. Утверждается, что такая нагрузка дает лучшее качество звука, чем транзисторный генератор тока, несмотря на несколько большие нелинейные искажения.
А в схеме усилителя из [2] автор использовал в качестве нагрузки транзисторный генератор тока, но с динамическим изменением величины тока, пропорционально выходному току. В обоих случаях работа однотактного усилительного каскада приближается к двухтактному, что улучшает линейность за счет снижения нагрузки на основной транзистор. В повторителе с обычным генератором тока при изменении входного напряжения ток основного транзистора поддерживается неизменным за счет пропорционального изменения сопротивления транзистора в генераторе тока.
Но такая стабильность тока наблюдается только в отсутствие нагрузки, т.е. в режиме холостого хода. При нагрузке повторителя часть тока ответвляется в нагрузку, и диапазон изменения тока основного транзистора становится больше, чем у генератора тока. Модуляция генератора тока приводит к противофазному изменению тока, так что основной транзистор обеспечивает ток в нагрузке без увеличения протекающего через него тока.
Таким образом, повышается линейность повторителя, поскольку его работа под нагрузкой приближается к режиму холостого хода.В транзисторном усилителе напряжения, описанном в [3], использованы три однотактных каскада, что ухудшает линейность и увеличивает долю четных гармоник. Для повышения линейности усилителя изменена схема генератора тока в дополнительном повторителе перед усилительным транзистором.
Теперь он выполнен на двух транзисторах VT1 и VT3 (рис.1), что обеспечивает возможность управления током. Для этого в базу VT1 через цепь R11-C4 подведена переменная составляющая сигнала с эмиттера усилительного транзистора VT6. Из этой же точки замыкается местная ООС через ОУ DA1, поэтому сигнал в ней достаточно точно соответствует входному, и модулирование им генератора тока не должно увеличивать нелинейные искажения.
Генератор тока на двух транзисторах можно представить как инвертирующий усилитель с эквивалентной схемой, показанной на рис.2. Его коэффициент усиления равен,
а ток определяется падением напряжения на R4. В усилителе из [2] коэффициент усиления генератора тока равен единице, что, видимо, связано с тем, что он используется в качестве нагрузки усилительного транзистора.
В предлагаемой же схеме на генератор тока нагружен повторитель VТ2 (рис.1), поэтому слышимые изменения в звуке появлялись только при коэффициенте усиления 5 и более, однако при Кu>10 уже возможны ограничения сигнала на большой громкости. Введение модуляции генератора тока приводит к “очищению” звука, и даже на малом расстоянии от динамика при большой громкости исчезает ощущение его “махровости” и “окрашенности”.
Предлагаемые изменения в усилителе напряжения проще всего сделать, разместив вновь вводимые элементы (выделены пунктиром) на дополнительной плате (рис.3). Подключение и настройка платы аналогичны описанным в [3]. В качестве VT1 желательно подобрать транзистор с коэффициентом передачи тока не менее 400, чтобы не было слишком большим падение напряжения на резисторе R9.
Подвергся модернизации и выходной повторитель, но сделано это несколько по-другому. В генератор тока и повторитель добавлены транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона, и резистор R17, разделяющий светодиод HL1 и базу составного транзистора. Таким образом, появилась возможность подключить к базе VT10 модулирующий сигнал.
Съем модулирующего сигнала производится с базы усилительного транзистора VT6 через цепочку R18-C6. Сопротивление резистора R18 зависит от коэффициента передачи тока составного транзистора VT10- VT11 и подбирается минимально возможным, при котором еще отсутствует ограничение сигнала на максимальной громкости.
Дополнительные элементы VT8, VT10, R15, R17, R18 и С6 смонтированы навесным способом со стороны печатных проводников монтажной платы. Ток, потребляемый 2-канальным усилителем напряжения, не превышает 10 мА, поэтому для питания его можно использовать малогабаритный преобразователь напряжения, вырабатывающий необходимые 160 В.
При проверке усилителя я использовал тестовый диск «Аудиохобби» и музыкальные записи различныхный жанров. При прослушивании данный усилитель с оконечным усилителем тока с режимом “А+” отчетливо воспроизводит сигнал с частотой 1 кГц с уровнем -80 дБ с тестового диска, а при воспроизведении двухтонального сигнала слышны только основные частоты 10 и 11 кГц, а тон с разностной частотой 1 кГц практически отсутствует.
Такие же результаты получены и с ламповым SRPP-усилителем из [3], но на музыкальном сигнале транзисторный усилитель точнее воспроизводит тембры инструментов. Для тех, кто захочет повторить данный усилитель “с нуля”, предлагаю полный чертеж печатной платы с учетом описанных в статье доработок (рис.4).
