Усилитель низкой частоты
В. СОКОЛОВ, Радио №12/1968, ст.19
В современных настольных сетевых приемниках u телевизорах должен быть достаточно мощный усилитель низкой частоты с раздельной регулировкой тембра, широкой полосой пропускания и малыми нелинейными искажениями во всем диапазоне воспроизводимых звуковых частот. Этим требованиям вполне удовлетворяет усилитель, схема которого изображена на рис. 1. Усилитель прост в изготовлении и настройке, не требует подбора транзисторов и других элементов.
Максимальная выходная мощность его при напряжении питания 24 в — 3 вт, полоса воспроизводимых частот —80—15 000 гц, коэффициент нелинейных искажений в рабочем диапазоне не более 2—3%. Регулировка тембра раздельная по низшим и высшим частотам не менее 12 дб. Чувствительность усилителя при выходной мощности 2 вт — 50 .«в. Потребляемый ток в режиме молчания — 35 .на, при номинальной мощности 3 вт — 200 .на. Напряжение питания усилителя может быть увеличено до 30 в. В этом случае максимальная выходная мощность достигает 4,5—5 вт.
Малые габариты и небольшой вес усилителя позволяют также использовать его в переносной аппаратуре с источником питания напряжением 12 в. Выходная мощность усилителя уменьшается до 0,9—1 вт, при этом сопротивление резистора R1H должно быть снижено до 120 ом
Нагрузкой усилителя служат два последовательно включенных громкоговорителя типа 1ГД-18 или комбинация любых других громкоговорн телей с общим сопротивлением звуковых катушек 10—15 ом. При питании от источника напряжением 12 в усилитель нагружается на один громкоговоритель типа 1ГД-18. Двухтактный выходной каскад усилителя собран по бестрансформаторной схеме на транзисторах типа П214Г.
Для согласования выходных транзисторов с предварительными каскадами усиления используется переходной трансформатор Тр1. Температурная стабилизация выходных каскадов обеспечивается резисторами R20, R23, включенными в цепи эмиттеров транзисторов Т4 и Т5, и термосопротивлением R20 R23 с отрицательным температурным коэффициентом. Один из резисторов R22 базового делителя — переменный, что позволяет симметрировать схему независимо от различия в коэффициентах усиления выходных транзисторов.
Влияние разброса параметров выходных транзисторов на работу усилителя в области высших звуковых частот снижено до минимума, благодаря отрицательной обратной связи, напряжение которой снимается с коллекторов выходных транзисторов и через конденсаторы С13 С15 подается на их базы. Предварительный усилитель трехкаскадный.
Для увеличения входного сопротивления первого каскада сведена последовательная отрицательная обратная связь по току. Резистор R1, в цепи эмиттера транзистора T1 не шунтирован конденсатором. После первого каскада включены регуляторы тембра. В данной схеме цепи регулировки тембра подобраны таким образом, что при широкой полосе пропускания всего усилителя частотная характеристика имеет па частоте 100 гц подъем 8 дб, а на частоте 6 000 гц подъем 5 дб (см. рис. 2). Подъем частотной характеристики необходим для коррекции акустических характеристик громкоговорителей в области низших и высших звуковых частот.
Цепь регулировки тембра вносит ослабление порядка 14 дб, поэтому сигнал на базе транзистора T2 равен сигналу на входе усилителя. Транзисторы Т2, Т3 имеют непосредственную связь, так что режим транзистора Т3, устанавливается током транзистора T3, который в свою очередь определяется сопротивлениями резисторов R11 R12 R14 Для уменьшения нелинейпых искажений усилитель охвачен отрицательной обратной связью, напряжение которой снимается с выхода усилителя и подается на эмиттер транзистора второго каскада предварительного усиления
От сопротивления резистора обратной связи R16 зависит коэффициент нелинейных искажений и чувствительность усилителя. С уменьшением этого сопротивления отрицательная обратная связь увеличивается, коэффициент усиления усилителя падает, но нелинейные искажения уменьшаются. В цепи питания каскадов предварительного усиления включены развязывающие цепи R5 C3 R18 C6.
Для питания усилителя от сети лучше применять стабилизированный источник напряжением 24—27 в. Схемы их неоднократно описывались в журнале «Радио». Можно использовать обычный выпрямитель, состоящий из четырех диодов типа Д226В, дросселя фильтра с малым активным сопротивлением и двух электролитических конденсаторов емкостью по 2 000 мкф. Коэффициент пульсации источника питания не должен превышать 0,002. Увеличение коэффи- цента пульсации может привести к возбуждению усилителя на низших частотах звукового диапазона.
В усилителе применяются стандартные детали. Резисторы R13— типа УЛМ—0,12; R24 R19, — типа УЛИ — 0,25; R20 R23 типа ММТ-12
Транзисторы, используемые в усилителе, годятся с любыми разбросами параметров. Транзисторы Т4, T5 типа П213Б, П214Г. Транзисторы Т1Т5 типа МП40, МП41, МП42, T3 типа’ МП40А, МП25, МП26. Если усилитель работает на высокачественную акустическую систему, где большое значение имеет коэффициент шума, то в первых двух каскадах предварительного усиления рекомендуется использовать малошумящие транзисторы типа МП39Б.
Согласующий трансформатор выполнен на сердечнике из пластин электротехнической стали Ш10, толщина набора 10 мм, или на другом типе магнитопровода с близким сечением. Обмотка 1—2 имеет 1200 вит ков провода ПЭВ-1 0,1, обмотки 3—4 и 5—6 по 320 витков провода ПЭВ-1 0,19.Обмотки 3—4 и 5—6 наматывают в два провода поверх обмотки 1—2.
Усилитель собран на плате из фольгированного гетинакса размером 70×200 мм. Расположение элементов на монтажной плате показано на рис. 3. С целью экономии места электролитические конденсаторы типа ЭМ, К50-3 располагаются на плате вертикально. Конденсатор С14 (типа К50-3) крепится на плате гайкой; корпус конденсатора при этом должен быть изолирован от общего провода. Провода, идущие к потенциометрам регулировки тембров R10, должны быть по возможности меньшей длины и заключены в металлические экраны. Тоже самое относится к проводу, идущему от регулятора громкости (на схеме не показан) ко входу усилителя. Транзисторы T4 и Т5 крепятся на радиаторе из листового дюралюминия толщиной не менее 3 мм. Радиатор имеет форму скобы и крепится двумя винтами к плате. Ширина радиатора 70 мм, высота не менее 50 мм. На плате радиатор условно изображен пунктиром. Радиатор может иметь большие габариты и изгибаться в зависимости от используемого кожуха усилителя.
Необходимо помнить, что коллектор транзисторов типа П214Г выведен на их корпус; поэтому последний изолируют от радиатора тонкими шайбами и втулками. Транзисторы должны быть привернуты к радиатору как можно плотнее. Для лучшей температурной стабилизации, что важно, когда усилитель работает при большом перепаде окружающей температуры и максимальной мощности, терморезисторы R20 R23 приклеивают к плоскости радиатора и гибкими концами подпаивают к соответствующим точкам печатной платы. Согласующий трансформатор крепится к печатной плате скобой-обжимкой.
Налаживание усилителя сводится в основном к подбору режима выходных транзисторов. Регулируя сопротивление резистора R22 добиваются режима, указанного на принципиальной схеме. Напряжение измеряют относительно общего провода при отсутствии сигнала ламповым вольтметром или авометром. Режимы на схеме указаны при напряжении источника питания 24 в. Если радиолюбитель располагает звуковым генератором и осциллографом, то можно рекомендовать следующий порядок настройки. Сигнал от звукового генератора частотой 1 кгц напряжением 3—5 в подают на первичную обмотку согласующего трансформатора. Осциллограф включают параллельно громкоговорителям. Регулируя сопротивление резистора R22, добиваются симметричного ограничения синусоидального сигнала на экране осциллографа. После этого сигнал от звукового генератора подают на вход усилителя низкой частоты и проверяют работу всей схемы.
Если чувствительность усилителя недостаточна, можно уменьшить глубину отрицательной обратной связи, увеличив сопротивление резистора R16.
При воспроизведении грамзаписей с пьезоэлектрическим звукоснимателем для увеличения входного сопротивления усилителя последовательно с его входом следует включить постоянный резистор сопротивлением 300—450 ком. То же самое можно рекомендовать при работе усилителя от звукоснимателя электрогитары.