чают, что такие усилители на olIны.x ПТ звучат мягче>\ чем усилители на биполярных транзисторах, л;, чше передают сигналы, соответствующие ударным звукам, быстрее выходят из режима перегрузки. Ниже рассмотрен ряд конкретных полных схем усилителей мощности для высококачественного звуковоспроизведения п приводится ряд интересных и новых технических решений в практике построения подобных усилителей.

В усилителе, приведенном на рис. 8.23, применен высококачественный выходной каскад - трехступенчатый повторитель с квазикомплементариыми транзисторами. Предоконечныц каскад построен иа мошнэм ПТ VT1

¥Т7 KTSOSA

Sb/x

К18

зон Шгоззн т

VT8 тов А

Рис. 8.23. Усилитель мощности с предоконечным каскадом на мощном полевом транзисторе и балансной ООС

КП902А с транзисторной схемой стабилизации тока покоя выходного каскада (транзистор VT2 располагается на радиаторе, отхлаждающем оконечные транзисторы). Окоиечиый каскад работает в классе АВ с током покоя около 100 мА, что полиостью устраняет искажения типа ступеньки .

Особенность этого усилителя - использование балансной отрицательной обратной связи, известной еще в 1937 г. [163], но до сих пор иезаслуженио редко применяемой. Для осуществления балансной связи используют интегральный операционный усилитель с глубокой локальной отрицательной обратной связью, снижающей его усиление до 40 раз и практически устраняющей его собственные нелинейные искажения. На вход операционного усилителя подаются сигналы со входа основного усилителя и его выхода. Нормально (регулировка R3) эти сигналы взаимно нейтрализуются. Поэтому если основной усилитель не вносит искажений, то никакой общей отрицательной обратной связи нет. Но, как только в спектре выходного сигнала появляются любые составляющие (гармоники, шум, фои и т. д.), они уже ие компенсируются входным сигналом и ослабляются в 40 раз возникшей отрицательной обратной связью.

Итак, усилитель реализует новую концепцию высококачественных усилителей - никаких отрицательных обратных связей, если усилитель усиливает без искажений. Такой подход резко снижает специфические и малоисследованные динамические искажения, возникающие при передаче ударных звуков. Еще одно важное достоинство - не снижается усиление

основного усилителя, меньше вероятность перегрузки предоконечного каскада. Обеспечивается и прекрасное демпфирование громкоговорителей. Если диффузор динамика испытывает паразитные колебания (например, после ударного звука), то эти колебания порождают на катушке динамика электрические сигналы, которые выделяются балансной отрицательной обратной связью и резко ею ослабляются.

Усилитель на рис. 8.23 при /нм = 50 Вт имеет полосу усиливаемых частот от 15 Гц до 50 кГц и /(г<0,1% (при /?н=8 0м и нестабилизирован-вом f/n=48 В). Отношение сигнал-шум более 90 дБ. Хотя эти показатели далеко ие являются рекордными, указанные особеииости усилителя позволяют рекомендовать его для систем HiFi воспроизведения звука.

На рис. 8.24 представлена типичная схема HiFi, усилителя фирмы Hitachi (Япония) с комплементарными мощными МДП-транзисторами на вы-

0*65В

С Г кг Вх ш г,г/<

-65в Ь

Рис. 8.24. Схема HiFi усилителя с комплементарными мощными МДП-транзисторами иа выходе

ходе. Предоконечный н выходной каскады построены по схеме дифференциального усилителя на биполярных транзисторах. При 60 = ±65 В и Рн=80 Вт усилитель имеет /нм=100 Вт и Кг<1%. Резисторы 100 Ом в цепн затворов предотвращают самовозбуждение на высоких частотах (некоторые фирмы рекомендуют с той же целью одевать на провода, идущие к затворам, миниатюрные ферритовые кольца).

Еще одна схема HiFi усилителя мощности показана на рис. 8.25. Выходной каскад построен иа параллельно включенных п-каиальных КМДП-транзисторах VMP12 и работает в классе АВ. Предоконечный каскад обеспечивает идентичные условия возбуждения мощных оконечных транзисторов. Даже при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи усилитель при Рнм=40 Вт обеспечивает малый коэффициент /(г =0,4% при полосе пропускании частот от О до 400 кГц. Неглубокая общая ООС (глубина 22 дБ) снижает Кт> до 0,04% и расширяет полосу до 4 МГц. Это резко снижает динамические и иитермодуляциоиные искажения.

сг 10ПК

Рис 8 25 Схема HiFi усилителя с параллельно включенными (по три в каждом плече) УМДП-транзнсторами

Подобная схема на мощных УМДП-транзисторах 2N84GA [26] обеспечивает выходную мощность до 80 Вт прн практически полном отсутствии интермодуляцнонных искажений. Скорость нарастания выходного напряжения достигает 100 В/мкс, что в 2...5 раз лучще, чем в схемах усилителей мощности на биполярных транзисторах.

Еще более высокие технические характеристики имеет УМ, описанный в (164]. Его полная схема приведена на рнс. 8.26. Оконечный каскад выполнен на комплементарных мощных МДП-транзнсторах с почти идентичными характеристиками, разработанных специально для таких применений фирмой Hitachi (Япония), рнс. 8.27. В схеме повторителя такие транзисторы намного превосходят биполярные по частотным свойствам-см. сравнение иа рис. 8.28

Усилитель (каждого из двух каналов) состоит нз оконечного каскада и предварительного усилителя (они обведены штриховыми лниняив). Наиболее интересной является схема предварительного усилителя. Она построена по принципу горизонтальной и вертикальной симметрии, что обеспечивает идентичные условия возбуждения обоих плеч выходного каскада. Входной каскад - дифференциальный.

ts ч

о п.

to см

W го 50 *о

О / f,Sl/3;i

о -г

Рис. 8.27. Семейство выходных (о) и передаточных (б) характеристик транзистора 2SK134

Усилитель обеспечивает уси-

ление 26 дБ и Р,ых=120 Вт при i? =8 Ом и 150 Вт при /?н=4 Ом. Коэффициент нелинейных искажений (при Р = = 120 Вт) не более 0,002% на частоте 1 кГц и 0,0065% на частоте 10 кГц. Скорость нарастания выходного напряжения (при отключеииом входном фильтре) не менее 60 В/мкс, время нараставня 1,3 мкс (при отключенном фильтре). В [164] приведены данные о конструкции усилителя, включая разводку печатных плат.

fOOn

Рис. 8.28. Сравнение АЧХ мощного повторителя на биполярных и МДП транзисторах

8.5. Усилители мощности на полевых транзисторах со статической индукцией

Новые возможности в построения HiFi усилителей открывают мощные ПТ со статической индукцией (СИТ). Эти приборы являются находкой для тех конструкторов HiFi аппаратуры, которые страдают ностальгией по ламповым усилителям мощности. Как и ламповые триоды СИТ, отечественные приборы КП801, КП802 и КП803 имеют триодиые ВАХ и поэтому без какой-либо ООС обеспечивают получение малого выходного сопротивления (/?вых 1/5о и для современных приборов составляет доли ома). Квадра-тчческая передаточная характеристика ведет к почти полному исчезновению четных гармоник, а применение двухтактных схем обеспечивает подавление нечетных гармоник в рабочем диапазоне токов (разумеется, до наступления перегрузок). При этом Кт оказывается очень низким. Происходит и присущий ламповым схемам быстрый спад амплитуды высших гармоник (как известно, у биполярных транзисторов из-за экспоненциальной входной характеристики высшие гармоники резко выражены).

Указанные обстоятельства привели к широкому применению СИТ в зарубежных HiFi усилителях мощности (сейчас они внедряются и в отечественные усилители). На рис. 8 29 показана схема усилителя мощности

фирмы Nippon Electric с Рим=50 Вт, выполненного полностью иа ПТ [29], В оконечном и предокоиечиом каскадах используются специально разработанные согласованные пары комплементарных СИТ. В дополнение к ука-

-<i*SOB X-I-г- -0**8 В

<>-г7в

Рис. 8.29. Схема усилителя мощности с приборами СИТ иа выходе

Рис. 8.30. Схема HiFi усилителя мощности с выходным каскадом иа СИТ, работающим в классе А

заиным достоинствам отмечается прекрасная температурная стабильность схемы, достигаемая без каких-либо специальных мер термостабилизации.

Для особо изысканных любителей HiFi аппаратуры были созданы стереофонические усилители с выходными однотактиымн каскадами, работающими в классе А. На рис. 8.30 показана схема одного канала такого усилителя [29] с выходной мощностью 30 Вт (и потребляемой около 160 Вт). Окоиечиый каскад выполнен иа СИТ VTO с динамической нагрузкой 77. Такой каскад обеспечивает КПД ие более 25%- Предоконечный и входной каскады выполнены по дифференциальным схемам также иа ПТ (сдвоенных фирмы Yamaha). На рис. 8.31 даны зависимости К (дБ) от частоты f и

Кг, %

50 28

Рис 8 31. Зависимости К и Кг от частоты f усилителя, приведенного иа

рис. 8.2

Кг от С/вых. Хотя и в этом случае ширина полосы частот и значения Кг далеки от рекордных (их значения сейчас достигают мегагерц и тысячных долей процента соответственно), качество звуковоспроизведения отвечает