Материал: МРБ 1060.(1983).[doc]

Значительно лучшие результаты можно получить -при замене транзи­сторов серий П213 — П216 высокоча­стотными транзисторами серий ГТ806, ГТ905, имеющимися в продаже. Они обеспечивают равномерное усиление сигнала на частотах до 20 кГц и вы­ше. Кроме того, им требуется и мень­ший ток покоя, всего 5 — 10 мА для ГТ905А, ГТ905Б и 10 — 15 мА для ГТ806А, ГТ806Б. Возможно также применение среднечастотных транзи­сторов большой мощности серий ГТ703, ток покоя которых около 12 мА.

Во всех описанных выше устройствах, где применены низкочастотные мощ­ные транзисторы, можно с успехом использовать транзисторы серий ГТ7ОЗ, ГТ806 и ГТ905, изменив лишь расположение отверстий на теплоотводах и под­строив режим работы по постоянному току. Например, в универсальном уси­лителе требуемый режим работы транзисторов устанавливается путем отклю­чения одного из диодов.

При использовании высокочастотных германиевых транзисторов нужно помнить, что они чувствительны к перегрузкам по току, поэтому следует избе­гать короткого замыкания на выходе усилителя.

Недостатком германиевых транзисторов является ухудшение их характери­стик с повышением температуры корпуса. Эти транзисторы могут работать при температуре корпуса не более 60 — 70° С. С приближением температуры к пре­дельно допустимой выходная мощность должна быть значительно снижена. Несоблюдение этого требования приводит к выходу транзисторов из строя, что часто бывает на практике. Значительно стабильнее при повышении температуры характеристики усилителей, собранных на кремниевых транзисторах. Поэтому их широко применяют в современных любительских и промышленных электро­акустических установках. Ниже описан один из возможных вариантов такого усилителя мощности.

Универсальный усилитель нч на кремниевых транзисторах

Принципиальная схема усилителя, собранного полностью на кремние­вых транзисторах, изображена на рис. 33. Рабочая полоса частот усилителя — от 20 Гц до 20 кГц, чувствительность входа 150 мВ, нелинейные искажения не превышают 1% при выходной мощности 10 Вт.

Усилитель собран по классической бестрансформаторной схеме. Ступень на транзисторе Т2 — предварительный усилитель сигнала. Транзисторы ТЗ — Т8 об­разуют составной эмиттерный повторитель с искусственной симметрией. Транзи­стор 77 совместно с подстроенным резистором R7 образуют регулируемый ис­точник начального смещения для транзисторов составного эмиттерного повторителя. Ток покоя усилителя устанавливают этим резистором. Напряжение «средней точки» усилителя, равное половине напряжения источника питания, устанавливают цодстроечным резистором R3.

В усилителе могут быть использованы транзисторы КТ315Г или КТ315В (Т1, ТЗ); КТ209К (б); КТ605 или КТ608 (Т4, 77); КТ802Б или КТ903А {Т5, Т8), последние желательно с близкими значениями статического коэффициента передачи тока базы. Оксидные конденсаторы — К.50-6; С2, С5, С6 рассчитаны на номинальное напряжение 50 В, остальные — на 10 В.

Транзисторы Т5 и Т8 необходимо установить на теплоотводы, способные рассеивать тепловую мощность не менее, чем по 5 Вт каждый. Пригодны пластинчатые теплоотводы из листовой меди или латуни толщиной около 3 мм, вырезанные в виде квадрата со стороной 70 мм.

Усилитель может быть оформлен в виде отдельной конструкции или в блоке с источником питания и громкоговорителем. В усилитель можно ввести допол­нительные ступени, снабженные регуляторами громкости и тембра. Они особен­но желательны в тех случаях, когда требуется повышение качества звучания, а также использование усилителя с различными источниками сигнала.

Регулируемые ступени усилителей нч

Современные усилители НЧ имеют различные каскады, позволяющие регулировать в широких пределах громкость и тембр звучания, корректировать амплитудно-частотную характеристику таким образом, что качество воспроизве­дения остается высоким как при малой, так и при большой громкости. Сущест­вуют различные приставки, дающие возможность так преобразовывать монофо­нический сигнал, что он звучит как стереофонический. Особое место занимают такие устройства, как компрессор и экспандер. Они способны выравнивать гром­кость речевых и музыкальных программ, расширять динамический диапазон зву­чания электроакустических установок. Обычно такими устройствами снабжают профессиональные усилители, а также бытовую аппаратуру высокого класса. Ниже описаны различные узлы и устройства, применение которых может су­щественно расширить возможности усилителей и других конструкций, применя­емых в клубной работе.

Предварительные усилители

Усилитель с регулятором громкости. На рис. 34 приведена принци­пиальная схема двухступенного предварительного усилителя НЧ, предназначен-. ного для согласования выхода приемника или магнитофона со входом универ­сального усилителя, собранного по схеме рис. 33. Чувствительность предусилителя 3 — 5 мВ, коэффициент усиления — 240, входное сопротивление — около 50 кОм. При выборе транзисторов для усилителя предпочтение следует отдать транзисторам КТ315Г, у которых больше гарантированное значение статиче­ского коэффициента передачи тока базы и ниже уровень собственных шумов.

Особенностью данного усилителя является глубокая регулировка громко­сти — до 50 вместо обычных 40 дБ у регулятора громкости, включенных во входную цепь. Это достигнуто тем, что переменный резистор R7 подключен че­рез цепи C2R5 и C3R6 к коллектору и эмиттеру транзистора 77, на котором собрана усилительная ступень с разделенной нагрузкой.

Если движок переменного резистора R7 находится в верхнем по схеме по­ложении, то резистор R7 оказывается включенным полностью в цепь отрица­тельной обратной связи ступени, а сопротивление ее нагрузки близко к нулю. Следовательно, близко к нулю и результирующее усиление ступени. По мере перемещения движка вниз сопротивление цепи отрицательной обратной связи уменьшается, а сопротивление нагрузки увеличивается. При этом увеличивает­ся и коэффициент усиления, достигая максимума (равного примерно 60) при крайнем нижнем положении движка. Коэффициент усиления второй ступени на транзисторе Т2 равен четырем.

В усилителе можно использовать переменный резистор СПЗ-4в или СПЗ-23а группы А или В. Номинальное значение его сопротивления может находиться в пределах 33 — 68 кОм. Усилитель можно собрать на отдельной плате и раз­местить либо в отдельной коробке, либо вместе с усилителем мощности. Режим работы транзисторов по постоянному току устанавливают подборкой резистора R1 для 77 и R8 для Т2. Потребляемый ток около 3,5 мА.

Усилитель с раздельной регулировкой тембра. На рис. 35 изображена принципиальная схема двухкаскадкого усилителя, имеющего глубокое регули­рование тембра по низшим и высшим частотам переменными резисторами R5 («НЧ») и R9(«B4»). Первая ступень собрана на полевом транзисторе Т1 по схеме с общим стоком и обладает высоким — не менее 5 МОм — входным сопротивлением. Регуляторы тембра содержат две RC-цепи, включенные в общую цепь обратной связи и второй ступени, собранной на биполярном транзи­сторе Т2. Выбранная схема регулятора тембра позволяет получить большую глубину коррекции тембра и малые нелинейные искажения усилителя в целом. Общее усиление устройства равно 30. Это значит, что для получения выходно­го напряжения 1 В напряжение на входе должно быть около 33 мВ.

В усилителе можно применить также тпанзисторы КПЗОЗБ или КПЗОЗВ (77) и КТ312Б, КТ315Е, К.Т315Г, КТ316Д (77). Режим работы транзистора Т2 по постоянному току устанавливают подбором резистора R10. При необходимо­сти напряжение питания можно понизить до 6 В. При этом постоянное напря­жение на коллекторе транзистора Т2 нужно установить равным половине на­пряжения источника питания.

Описанный усилитель целесообразно использовать совместно с универсаль­ным усилителем мощности на кремниевых транзисторах. Чувствительность та­кого комплекса достаточна для работы от микрофона.

Многоканальный регулятор тембра. Современные высококачественные уси­лители НЧ часто имеют не два, а значительно больше каналов регулирования тембра (у некоторых до 10 каналов). В любительском усилителе вполне можно обойтись и более простым пятиканальным регулятором тембра. Вариант схемы такого регулятора изображен на рис. 36. Регулирование тембра происходит путем изменения уровня сигнала на выходах пяти полосовых фильтров, на­строенных на частоты 160 Гц, 340 Гц, 1,5 кГц, 4 кГц и 5,7 кГц. Входной сиг­нал усиливается первой ступенью на транзисторе Т1 и далее через полосовые фильтры поступает на вход второй ступени на полевом транзисторе Т2 по схеме с разделенной нагрузкой. Уровень на средней частоте каждого из полосовых фильтров может изменяться на ±16 дБ относительно среднего значения. Из-за больших потерь в полосовых фильтрах коэффициент усиления регулятора не превышает пяти.

Регулятор обладает высоким входным и выходным сопротивлением. Поэто­му к его выходу можно подключать только высокоомный вход усилителя мощ­ности. Напряжение питания можно увеличить до 16 — 20 В. При этом подбором резистора R3 необходимо установить напряжение на коллекторе транзистора Т1, равное примерно половине напряжения источника питания.

В многоканальных регуляторах тембра обычно применяют переменные движковые резисторы СПЗ-23а (в монофоническом варианте) и сдвоенные CII3-236 (в стереофоническом). Лучше всего использовать резисторы группы А, тогда по положению их движков на лицевой панели можно будет легко судить об относительном уровне усиления на той или иной частоте.

Поскольку усилитель потребляет ток всего около 2 мА, питать его можно от малогабаритной батареи, например, «Крона» или двух соединенных после­довательно батарей 3336, поместив источник питания в одну коробку с усили­телем, смонтированным на печатной плате.

Приставки к усилителю нч

Выше было рассказано о том, как повысить громкость и улучшить ка­чество звучания. Но нередко требуется сохранить высокое качество звучания при малой громкости. И тут оказывается, что электроакустические установки, хорошо работающие на большой громкости, плохо звучат на малой. Причина этого в том, что ухо человека имеет неравномерную чувствительность по часто­те и мощности акустического сигнала. И чем тише звук, тем хуже мы слышим низшие и высшие частоты по сравнению со средними. Устранить этот недоста­ток можно применением регуляторов громкости с тонкоррекцией или отдельной приставки, реализующей требуемую коррекцию амплитудно-частотной характе­ристики (АЧХ) усилителя при работе с малой громкостью.

Амплитудно-частотной характеристикой устройства принято называть зави­симость его коэффициента передачи по напряжению Ки от частоты сигнала f при неизменном входном напряжении. Коэффициент передачи Ки равен отно­шению выходного напряжения к входному.

В радиотехнике часто приходится иметь дело с коэффициентом передачи устройства по мощности Кр, который, как известно, равен квадрату Ки: К_Р = К²и. На практике оказалось более удобным выражать отношения в логариф­мическом масштабе: А — 10 lg Др = 20 lg Ки. Единицей измерения в логарифми­ческом масштабе служит 1 Бел, соответствующий отношению, равному 10. В практической деятельности пользуются более мелкой единицей — 0,1 Бела или децибелом, сокращенно обозначаемым дБ. Нуль децибел соответствует отноше­нию, равному 1. 10 дБ соответствует отношению, равному 3,16 по напряжению или 10 — по мощности; 20 дБ — 10 по напряжению и 100 по мощности; 40 дБ — 100 по напряжению и 10 000 по мощности и т. д. Если устройство ослабляет сигнал, т. е. выходное напряжение меньше входного, то отношение, выраженное в децибелах, будет отрицательным (например, — 10 дБ).

При построении графиков АЧХ на вертикальной оси обычно откладывают децибелы в линейном масштабе, а на горизонтальной — частоту в логарифми­ческом. Для удобства сравнения АЧХ различных устройств исходный уровень входного сигнала при расчете отношений стандартизуют (принимают одинако­вым). Например, стандартное входное напряжение усилителей НЧ принято рав­ным 0,775 В.

Наиболее просто сделать тонкорректированный регулятор громкости, но для него требуется переменный резистор с отводами от токопроводящего слоя, а он для радиолюбителей не всегда доступен. В этом отношении более удобно применять специальные приставки.

Приставки для работы с малой громкостью. На рис. 37 представлена прин­ципиальная схема простой приставки, включаемой между выходом предвари­тельного усилителя и входом усилителя мощности, уменьшающей громкость на 16 дБ на средних частотах и корректирующей сигнал на низших и высших ча­стотах так, как показано на рис. 38. Все элементы приставки размещают в металлической экранирующей коробке.

К достоинствам приставки следует отнести ее простоту, отсутствие тран­зисторов и источника питания. Вместе с тем она имеет и недостаток — не по­зволяет варьировать коэффициент передачи на низших и высших частотах, что нередко требуется для коррекции звучания различных музыкальных программ.

От указанного недостатка свободна приставка, принципиальная схема ко­торой изображена на рис. 39. Здесь уже использованы два транзистора и плавный регулятор усиления на низ­ших и высших частотах. Средние ча­стоты подавляются на 20 дБ, а низ­шие и высшие могут проходить прак­тически без ослабления или даже с подъемом на 6 — 8 дБ, в зависимости от положения движка переменного резистора R4. По цепи сигнала при­ставку выключают переключателем В1.