Усилитель на транзисторах мощностью 1,5 Вт
         

Усилитель на транзисторах мощностью 1,5 Вт


Усилитель, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, предназначен для носпроизведения грамзаписей. Он может быть с успехом использован и в различных радиоустройствах (приемниках, радиолах, электрофонах), так как параметры его до­статочно высоки. Номинальная выходная мощность усилителя — 1,5 Вт при коэффи­циенте нелинейных искажений 3%. Входное сопротивление — 0,5 МОм. Полоса рабо­чих частот усилительного тракта — 60 — 14 000 Гц. В усилителе имеются раздельные регулировки тембра по высшим и низшим частотам; пределы регулировки тембра на частоте 100 Гц — 16 дБ, на частоте 10 кГц — 14 дБ. Питается усилитель от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В с помощью выпрямителя.

Усилители подобного типа находят широкое применение в промышленной бытовой радиоаппаратуре и в радиолюбительских конструкциях. В состав УНЧ входят четыре каскада усиления напряжения, эмиттерный повторитель, фазоинверсный каскад и око­нечный усилитель. В первых двух каскадах, собранных на транзисторах Tl, Т2, при­менена последовательная отрицательная обратная связь по переменному и постоянно­му току. С этой целью в эмиттеры включены резисторы R5, R8, не зашунтированные конденсаторами. Применение отрицательной обратной связи позволяет обеспечить тем­пературную стабильность рабочих точек транзисторов Tl, Т2 и увеличить их входные сопротивления. Каскады имеют между собой непосредственную (гальваническую) связь, которая обеспечивает усиление сигналов в более широком диапазоне частот и обла­дает большей экономичностью. Конденсатор СЗ, включенный между базой и коллек­тором транзистора Т2, устраняет возможность самовозбуждения на высших звуковых частотах.

Между вторым и третьим каскадами усилителя включены регуляторы тембра высших и низших звуковых частот. Подъем частотной характеристики в области выс­ших звуковых частот производится цепью C4R9C5. Действительно, сопротивление це­почки R9C5 из-за сравнительно большого сопротивления переменного резистора R9 почти не зависит от частоты.


Поэтому с увеличением частоты сигнала напряжение на конденсаторе С4 будет уменьшаться, а на цепочке R9C5 — возрастать. Так как нап­ряжение с движка переменного резистора R9 через разделительный конденсатор С9 поступает на вход третьего каскада усиления — базу транзистора ТЗ, то с ростом частоты напряжение на ней будет увеличиваться. Плавная регулировка частотной ха­рактеристики в области высших частот производится переменным резистором R9. В верхнем (по схеме) положении движка этого резистора на базу транзистора ТЗ через конденсаторы С4 и С9 поступают преимущественно колебания высших частот. В ниж­нем (по схеме) положении движка переменного резистора R9 на базу транзистора ТЗ колебания высоких частот не поступают, так как они «срезаются» конденсатором С5.

Регулировка тембра в области низших частот осуществляется цепью R11R13R14C6C7C8. В нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора R13 на базу транзистора ТЗ подается напряжение сигналов верхних (около 1000 Гц) и средних (около 500 Гц) частот низкочастотной области звукового спектра. Это происходит из-за большого емкостного сопротивления конденсатора С7, осуществля­ющего завал низших частот (50 — 100 Гц). В верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R13 частоты около 500 — 1000 Гц «срезаются» конденсатором С8; за счет-этого и происходит относительный подъем низших частот (50 — 100 Гц).

Каскад на транзисторе ТЗ является дополнительным каскадом усиления напря­жения, так как цепи регулировки тембров имеют низкий коэффициент передачи и значительно ослабляют сигнал. Для стабилизации рабочей точки транзистора ТЗ ис­пользуется автоматическое смещение, осуществляемое через резистор R15, и отри­цательная обратная связь по постоянному и переменному току за счет включения в цепь эмиттера резистора R17, зашунтированного конденсатором С10, и резистора R18.

Для согласования выходного сопротивления каскада на транзисторе ТЗ с вход­ным сопротивлением усилительного каскада на транзисторе Т5 между указанными каскадами включен эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т4.

Кас­кады на транзисторах Т1 — Т4 питаются стабилизированным напряжением, полученным с помощью параметрического стабилизатора (Д1, R22). Цепочка R10C1 образует раз­вязывающий фильтр, через который подается питание на первые два каскада (Tl, T2). Эти каскады питаются напряжением сравнительно небольшой величины — 4,5 В, что позволяет снизить уровень собственных шумов и повысить стабильность работы всего усилителя.

Каскад на транзисторе Т5 — это также усилитель напряжения. Терморезистор R27 (ММТ-13) и резисторы R26, R25 образуют его нагрузку. Такое разделение кол­лекторной нагрузки вызвано использованием непосредственной связи с последующим предоконечным каскадом (транзисторы Тв, Т7), который, в свою очередь, связан не­посредственно с оконечным каскадом (транзисторы Т8, Т9). Разделение нагрузки так­же вызвано принятым способом подачи начального смещения на транзисторы предоконечного каскада. Для повышения коэффициента усиления каскада (Т5) в нем использована вольтодобавка (электролитический конденсатор С15 и резистор R26).

Предоконечный каскад выполняет функции фазоинвертера. Собран он по последо­вательной двухтактной схеме на транзисторах Т6, Т7 с различными типами проводи­мости, что необходимо для обеспечения нормальной работы оконечного каскада, соб­ранного по двухтактной последовательно-параллельной схеме на транзисторах Т8, 79. Нагрузкой оконечного каскада является динамическая головка прямого излучения Гр1 типа 4ГД-28.

Режим работы транзисторов Т5 — Т9 определяется напряжением на базе транзис­тора Т5, которое снимается с делителя, образованного подстроечным резистором R23 и резистором R21. Этот делитель включен между корпусом и точкой симметрии око­нечного каскада, благодаря чему между выходом УНЧ и каскадом на транзисторе Т5 создается сильная отрицательная обратная связь, способствующая стабилизации нап­ряжения покоя в точке симметрии. Для нормальной работы предоконечного и око­нечного каскадов усиления напряжение покоя в точке симметрии должно быть равно половине напряжения источника питания.


Устанавливают его в процессе налаживания усилителя.

Для уменьшения зависимости тока покоя оконечных транзисторов от температуры и для предотвращения теплового пробоя необходимо, чтобы смещение в базовой цепи транзисторов Т6, Т7 уменьшалось с повышением температуры. В рассматриваемом усилителе это достигается включением между базами указанных транзисторов термо­резистора R27 с отрицательным коэффициентом сопротивления. Правильный выбор напряжения смещения позволяет также уменьшить нелинейные искажения типа «сту­пенька», характерные для двухтактных усилителей. Повышению термостабилизации оконечного каскада способствует также наличие в базовых и эмиттерных цепях ре­зисторов R28, R29, R31 и R32. Для уменьшения нелинейных искажений и повышения стабильности работы каскадов на транзисторах ТЗ — Т9 они охвачены отрицательной обратной связью. Напряжение этой связи с выхода УНЧ (громкоговорителя Гр1) че­рез подстроечный резистор R19 подается в цепь эмиттера ТЗ (на резистор R18), а через конденсатор СИ — в цепь базы транзистора Т4.

Выпрямитель для питания УНЧ выполнен по типовой двухполупериодной схеме на диодах Д2, ДЗ с емкостным фильтром (конденсатор СП) на выходе.

Усилитель смонтирован на печатной плате из фольгированного гетинакса толщи­ной 3 мм. Размеры платы не указываются, так как они зависят от габаритов при­мененных деталей. На рис. 2 показаны рисунок печатной платы и размещение на ней детелей. Транзисторы выходного каскада (Т8, Т9) установлены на литых ребоистых радиаторах. На рис. 3 приведена конструкция самодельного радиатора, который мож­но изготовить из дюралюминия.



Наиболее целесообразно в усилителе использовать резисторы УЛ.М-0,125 или МЛТ-0,125, МЛТ-0,25; переменные резисторы СПЗ-12в типа «В» (R2), СПЗ-12в типа «A» (R9, R13), СПз-16 (R23, R19); конденсатры ЭМ, К50-3, БМ-2 и другие. Для уменьшения нелинейных искажений пары транзисторов Т6, Т7 и Т8. Т9 желательно по­добрать с идентичными параметрами. В усилителе можно также применить транзисто­ры КТ315Е (Т1); МП40А (Т2 — Т4); МП25, МП25А (Т5, Т6); МП35 — МП38 (77); П201 — П203 (Т8, Т9).


Но параметры усилителя, указанные выше, несколько ухудшатся и потребуется более тщательно подбирать режимы работы транзисторов.

Силовой трансформатор Tpl выполнен на сердечнике УШ19, толщина набора — 28 мм. Все обмотки наматывают проводом ПЭЛ 0,18. Обмотка 1а содержит 825, 16 — 605 витков; На — 100, Пб — 100, III — 32 витка.

Если усилитель предполагается использовать в электрофоне, то его размещают в корпусе электропроигрывателя, а динамическую головку прямого излучения помещают в отдельную акустическую колонку. Для уменьшения уровня фона все провода, идущие от печатной платы к регуляторам громкости и тембра, следует экранировать. Выпрями­тель лучше всего выполнить на отдельном шасси.

Обязательными условиями быстрого налаживания усилителя являются исправность используемых деталей и правильность их монтажа. Все детали перед монтажом не­обходимо тщательно проверить.

При отсутствии специальных приборов налаживание усилителя с включенной наг­рузкой (Гр1) начинают с измерения напряжений на отдельных электродах, при этом пользуются высокоомным вольтметром. Напряжения измеряют относительно «плюса» источника питания. В исправном усилителе измеренные значения напряжения могут отличаться от рекомендуемых на ± (10 — 15%). Отклонение на ±30% и более сви­детельствует о наличии неисправных деталей либо о том, что сопротивления резисто­ров подобраны неправильно. Измерение напряжений (режима работы транзисторов) начинают с «конца» усилителя — оконечного каскада.

Убедившись в исправной работе выпрямителя, между точкой симметрии и «плюсом» включают вольтметр и движок подстроечного резистора R23 устанавливают в такое положение, при котором показания вольтметра будут соответствовать — 10 В, т. е. половине питающего напряжения. Затем измеряют ток коллектора транзистора Те, который не должен превышать 5 — 7 мА. Если он превышает указанную величи­ну, надо проверить исправность электролитического конденсатора С16 и полярность его включения, а также измерить сопротивление терморезистора R27 (чем оно больше, тем больше ток покоя выходного каскада).


Иногда с целью уменьшения начального смещения на базах транзисторов Т6, Т7 приходится несколько увеличивать сопротив­ление резистора R2.6.

После этого измеряют режим работы остальных транзисторов. При необходимости требуемый режим работы транзисторов ТЗ, Т4 устанавливают резистором R16, а транзисторов Tl, T2 — резистором R3. Регуляторы тембра налаживания не требуют.

Затем, установив резистор R2 в положение максимальной громкости, а ручки регуляторов тембра R9, R13 в положение наиболее широкой полосы, проигрывают грампластинку. В процессе воспроизведения грамзаписи движок подстроечного резис­тора R19 устанавливают в такое положение, при котором усилитель обеспечивает на выходе мощность, близкую к номинальной, без заметных искажений.

Обычно усилитель сразу начинает работать и его налаживание каких-либо затруд­нений не вызывает.



Москва, Издательство ДОСААФ СССР, 1976 г. Г-80683 от 18/III-1976 г. Изд. № 2/7583 Зак. 761