Усилитель напряжения на каскаде SRPP

Усилители на транзисторах

Часто в литературе указывается на то, что основные искажения в УМЗЧ вносятся выходными транзисторами как наименее быстродействующими. Но это утверждение, на мой взгляд, справедливо только для усилителей с глубокой общей отрицательной обратной связью.

В них на выходные транзисторы подается сигнал импульсного характера очень сложной формы, являющийся результатом вычитания неискаженного входного сигнала и сигнала с выхода усилителя со всем “букетом” искажений от усилительных и оконечных каскадов. Использование раздельного усиления сигналов по напряжению и по току без общей ООС показывает, что основные искажения возникают в усилителе напряжения.

Оконечный усилитель тока, работающий в режиме повторителя, генерирует, в основном, переключательные искажения, уровень которых даже в режиме класса “В” обычно не превышает 0,1% и эффективно устраняется переводом в режим класса “А” или “А+”.
В этом случае на оконечный усилитель тока приходит сигнал, близкий к синусоидальному, хотя и искаженный усилителем напряжения.

Сюда добавляются гармоники этого сигнала, которые по форме также являются синусоидальными, и с ними легко справляются даже медленные выходные транзисторы. Поэтому основная задача получить усиленный по напряжению сигнал с минимальными искажениями.

Мною опробованы различные схемы усилителей напряжения:

  • транзисторный с неглубокой общей ООС [1, рис.5];
  • ламповый резистивный каскад с катодным повторителем на выходе [2. рис.1];
  • трансформаторный усилитель [3];
  • классический ламповый SRPP- каскад с автосмещением на лампе 6Н23П (4].

Все варианты усилителей напряжения подключались к мощному усилителю тока, работающему в режиме класса “А” [3]. Такой оконечный каскад позволяет очень четко определить разницу в звучании всех тестируемых усилителей, а также изменения в звуке при регулировке режимов.

Что касается переключательных искажений, то с описываемыми усилителями напряжения при переводе оконечного усилителя тока в режим класса “В” (на выход подключен только усилитель следящего питания) в одном из каналов, Очень трудно определялась разница в качестве звука. Это еще раз подтверждает, что основные слышимые искажения возникают именно в каскаде усиления напряжения.

В итоге, я пришел к двум схемам, которые и предлагаю на суд читателей. Одна рассчитана на “лампадников”, предпочитающих “сочный”, “насыщенный” звук, а другая — для любителей “чистого и прозрачного”.

lampovyj_usilitel_naprjazhenija_na_SRPP_kaskade
Первая схема (рис.1) представляет собой модернизированный SRPP-каскад, заимствованный из [5]. Усилительным элементом в нем могут быть двойные триоды 6Н23П, 6Н1П, 6Н2П, 6Н6П. Как известно, звучание ламповых схем очень сильно зависит от режима ламп по постоянному току.

Для обеспечения поиска “желаемого” звука в схему введены три практически независимые регулировки:

  1. анодного напряжения;
  2. фиксированного смещения на сетке усилительного триода;
  3. тока покоя.

Использование фиксированного смещения позволило устранить катодный резистор и конденсатор большой емкости для шунтирования этого резистора по переменному току, как это делается в классическом SRPP-каскаде. Источник тока на транзисторе VT1 и диодах VD1, VD2 обеспечивает стабильный анодный ток через оба триода. Величина этого тока регулируется резистором R5 в пределах 1,5…7 мА.

Анодное напряжение подается от стабилизатора [2], обеспечивающего плавное его нарастание при включении и регулировку резистором R10 в пределах 100…220 В. Для удобства регулировки все подстроечные резисторы желательно вывести на верхнюю панель шасси.

Использование качественных многооборотных резисторов позволяет производить все настройки при включенном усилителе и сразу оценивать их влияние на качество звука. Накал лампы лучше осуществлять выпрямленным и стабилизированным напряжением (6 В). Напряжение фиксированного смещения (0. ..5 В) формируется из -15 В, которое используется для ОУ интеграторов в оконечном усилителе тока.

Монтаж усилителя осуществляется навесным способом с использованием лепестков ламповой панельки и дополнительных контактных площадок в виде небольших квадратиков из фольгированного стеклотекстолита, приклеиваемых на шасси со стороны монтажа в нужных точках. Стабилизатор напряжения собран на печатной плате, чертеж которой приведен на рис.2.

stabilizator_naprjazhenija_na_pechatnoj_platemontazhnaja_pechatnaja_plata_stabilizatora_naprjazhenija

Вторая схема усилителя напряжения является “твердотельной” и выполнена на “советских” комплектующих: ОУ К157УД2 и транзисторах КТ940А (рис.3). Высокая линейность ламповых SRPP-каскадов общепризнанна, поэтому я решил применить аналогичное решение и в транзисторном каскаде. Использование в качестве усилительного элемента “источника тока управляемого напряжением” на DA1 и VT1, а также высоковольтное питание транзисторов заимствованы из [6].

dvuhkanal'nyj_usilitel_naprjazhenija

Вместо резистивной нагрузки включена динамическая на транзисторах VT2 и VT3. Чтобы дополнительно повысить нагрузочную способность усилителя, введен выходной эмиттерный повторитель\/Т4 с источником тока в нагрузке VT5. Высокая линейность усилителя обеспечивается охватом глубокой ООС через DA1 самого нелинейного элемента транзистора VT1 и созданием облегченных условий работы с использованием динамической нагрузки в виде составного эмиттерного повторителя VT2, VT3.

Для расширения области линейной работы усилительного транзистора усилитель питается высоким (160 В) “ламповым” напряжением. Так как усилитель не охвачен общей ООС, то коэффициент усиления зависит от коэффициента передачи тока транзистора VT1, поэтому их желательно подобрать в обоих каналах одинаковыми. Точную подстройку усиления обеспечивает резистор R3.

Изменяя его сопротивление (от 0 до 2,2 кОм) можно компенсировать разницу усилений до 6 дБ. При подключении усилителя к ламповому оконечному каскаду можно исключить выходной эмиттерный повторитель на VT4. VT5 и повысить напряжение питания транзисторов до 300 В. Для раскачки двухтактного лампового “оконечника” подойдет фазоинверсный усилитель из [6].

Высоковольтное питание транзисторов осуществляется от того же стабилизатора, что и лампового SRPP. В принципе, для транзисторов источник можно упростить, т.к. транзисторам не требуется плавное нарастание напряжения и его регулирование. Цепь R7-C3 совместно с R6-C2 обеспечивает подъем низких частот в диапазоне 40 ..80 Гц на 6 дБ. Если это не требуется, то для устранения подъема достаточно увеличить емкость С2 на порядок.

При необходимости можно уменьшить коэффициент усиления каскада либо заменой транзистора VT1 с меньшим коэффициентом передачи тока, либо введением резистора R8, который с R7 образует делитель переменного напряжения в базе составного эмиттерного повторителя. Для двухканального усилителя напряжения разработана печатная плата, изображенная на рис.4.

pechatnaja_plata_dvuhkanalnogo_usilitelja_naprjazhenijapechatnaja_plata_2-kanalnogo_usilitelja_naprjazhenija

В схеме на рис.3 роль стабилитрона VD1 в эмиттере VT1 заключается в гашении избытка отрицательного напряжения. В сигнальной цепи использование стабилитрона, в общем-то, нежелательно из-за его повышенной “шумности”. Его можно исключить, заменив резистором сопротивлением 6.8…7,5 кОм и увеличив тем самым глубину местной ООС транзистора VT1.

shema_istochnika_toka_na_polevom_tranzistore

Лучшим выходом является использование источника тока на полевом транзисторе VT6 с резистором R13 в цепи истока для подбора необходимой величины тока VT1 (рис.5). Чтобы не вносить изменений в печатную плату усилителя, эти элементы можно разместить на дополнительной маленькой плате (рис.6), которую установить на место стабилитрона на жестких выводах перпендикулярно основной плате, а вместо R10 запаять перемычку.

pechatnaja_plata_istochnika_toka_na_polevom_tranzistore

Подбор R13 удобнее произвести отдельно. Для этого подключить плату через миллиамперметр к источнику -15 В и изменением сопротивления R13 (вместо него включить переменный резистор сопротивлением 1 кОм) добиться показаний миллиамперметра 1.4 мА. В заключение хотелось бы сказать, что хотя “на вкус и цвет (я добавлю — и на звук) товарищей нет”, мне больше нравится звучание транзисторного усилителя.

Читайте также статьи: усилитель звука

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector