Ультралинейный усилитель мощности (100 Вт/8 Ом)

B 1975 г. на страницах радиолюбительских журналов многих стран появились сообщения o создании мощных ультралинейных усилителей низкой частоты, в которых оконечные каскады выполнены на полевых транзисторах. Речь шла o качественно новых усилительных приборах высокой и сверхвысокой частоты так называемых полевых МОП-транзисторах c вертикальной структурой затвора. Оказалось, что полевые транзисторы большой мощности, разработанные для использования в передатчиках высоких и сверхвысоких частот, могут c успехом работать в усилителях мощности низкой частоты. Так, уже первые образцы усилителей с полевыми транзисторами в оконечных каскадах имели выходную мощность до 100 Вт на канал при коэффициенте гармонических искажений не более 0,01 %. На средних частотах искажения сигнала были настолько малы, что их трудно было измерить существующими измерительными приборами. Речь идет o коэффициенте гармонических искажений на уровне 0,002 0,003%. Полевые транзисторы обладают значительно лучшими характеристиками при усилении сигнала без искажений, но приборы, пригодные для работы в оконечных каскадах, появились лишь в начале 70-х годов.

На рисунке приведена принципиальная схема усилителя:

tranzS-002 ldsound_ru

 

Технические характеристики:

 

Диапазон частот: 10 – 600000 Гц

Нагрузка на выходе: 8 Ом

Мощность: 100 Вт

Коэффициент гармонических искажений: 0,002 %

 

Как видно из рисунка, усилитель по дифференциальной схеме на транзисторах Т1, T2 и Т3, T4, каскад предварительного усиления на транзисторе T5 и оконечный каскад c бестрансформаторным выходом по схеме с дополнительной симметрией на полевых транзисторах (Т6, Т7 и T8, Т9) c различным типом проводимости канала. Начальное смещение на затворах транзисторов Т6, Т7 и Т8, Т9, включенных попарно параллельно, регулируется переменным резистором R13. Для защиты затворов полевых транзисторов от больших бросков напряжений, наблюдаемых при включении и выключении усилителя при работе c перегрузкой, применены дополнительные диоды Д2 – Д5. Для уменьшения влияния разброса входных характеристик полевых транзисторов на работу усилителя в целом в цепи затворов транзисторов Т6 – Т9 включены резисторы R14 – R17 по 220 Ом.

Использование попарно включенных транзисторов в оконечном каскаде позволяет при сопротивлении нагрузки 8 Ом получить выходную мощность 100 Вт. Если использовать только по одному полевому транзистору и нагрузку с сопротивлением 16 Ом, то выходная мощность составит 50 Вт. B одной из конструкций в оконечном каскаде усилителя на 60 Вт используют шесть полевых транзисторов, включенных параллельно по три. B этом отношении полевые транзисторы имеют большие преимущества перед биполярными, параллельное включение которых затруднительно.

Необходимо отметить две характерные особенности усилителя. Первая заключается в том, что используются четыре источника питания: два нестабилизированных, питающих оконечный каскад, и два стабилизированных для питания предварительных каскадов. Вторая особенность в том, что на выходе усилителя включены три корректирующие цепи R18С8, R20С9 и R19, L1. Назначение RС-цепей предотвращать самовозбуждение усилителя на высоких и сверхвысоких частотах. Цепь, состоящая из дросселя L1, зашунтированного резистором R19, уменьшает гармонические искажения сигнала на частотах выше 3 – 4 кГц. Оказывается, что при отсутствии этой цепи коэффициент гармонических искажений усилителя на высоких частотах около 0,01 %, а c цепью уменьшается до 0,002 %. K сожалению, в зарубежной литературе не указаны данные дросселя L1, поэтому при повторении конструкции усилителя необходимо подбирать намоточные данные экспериментальным путем.

B усилителе можно применять только кремниевые высоковольтные транзисторы высокой частоты. Если не стремиться к достижению очень большой выходной мощности и ограничиться пределом в 30 – 40 Вт, то можно снизить напряжение каждого из четырех источников питания до 40 B и применить отечественные транзисторы: типа КТ626 с любыми буквенными индексами (Т1, T2, Т5), типа КТ602 также с любыми последующими буквенными индексами (Т3, T4 ) и полевые транзисторы типа КП904А (Т6, Т7), КП901А (Т8, Т9). Диоды Д1, Д2, Д5 типа Д220; Д3 и Д4 – типа КС156А. Входное гнездо Гн1 типа СГ-3 или СГ-5.

Налаживание усилителя c четырьмя источниками питания сводится к установке переменным резистором R13 такого напряжения смещения на затворах полевых транзисторов, при котором начальный ток стока каждого полевого транзистора составит около 50 мА. При таком начальном токе практически полностью устраняются искажения сигнала вида «ступеньки».

Приступая к работе с полевыми транзисторами, необходимо учитывать их склонность к пробою затвора под действием разряда статического электричества, поэтому требуется соблюдение условий, оговариваемых в инструкции, прилагаемой к транзистору. Следует также учитывать, что полевые транзисторы вообще и мощные в особенности являются приборами нового типа, поэтому их приобретение может быть связано c рядом трудностей.

Остается напомнить, что полевые транзисторы, работающие в оконечных каскадах, так же как и их предшественники биполярные транзисторы, требуют применения эффективных теплоотводов. Правда, y полевых транзисторов есть одно важное преимущество: они не боятся короткого замыкания на выходе. Если такое случится, то происходит повышение температуры канала и уменьшение его тока.

20 комментариев: Ультралинейный усилитель мощности (100 Вт/8 Ом)

  1. Andrey пишет:

    Может кто-то дать источник, из которого эта статья?

  2. Иван пишет:

    Эта схема должна особенно греть душу одного известного гуру на этом сайте, сторонника полевиков в выходном каскаде. Простота схемного решения, очень большая мощность и подозрительно широкая полоса должны мотивировать желание повторить ее. Можно еще и упростить убрав токовое зеркало и оставить в виде обычного каскада усиления и токовой нагрузкой.

  3. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Схема из Шкритека, которой 100 лет в обед. Себе такое точно не соберу, латералов жалко, сто ватт добываются более простым способом и незатратным.
    Помню, как в начале 80-х гадали , глядя в схему, что это за такие полевики и почему у нас таких нет нигде.
    Это сейчас ткни “хачу купить КП904” и вывалится ведро предложений. А тогда- фига, жалкая кучка озирающихся по сторонам барыжек на толкучке, вот и вся элементная база тех лет.
    Когда прочел строки умного человека про эти самые КП904, что у них порог открывания был в реальности от минуса до плюса- понял, что незачем гоняться за ними, как это модно нынче, чтобы повторить великую схему от Рыся(Линха) .
    Один свистнул- стая побежала, не понимая, зачем и куда. Зато все вместе и дружно. Рефлекс такой.

    • NEULO пишет:

      Сейчас из за неудобного корпуса они вряд ли кому нужны. И цена у них тоже прямо скажем неудобная. Лучше ваши любимые латералы прикупить, толку будет больше.

      • Иван пишет:

        “Лучше ваши любимые латералы прикупить…”
        Ну вот опять. Никогда так не делал и вот опять. Я уже сам начинаю проявлять интерес к этому созданию.

        • NEULO пишет:

          На самом деле обычные IRFы ненамного хуже(если вообще хуже). Просто им нужно смещение на затвор больше. Это как кремний и германий. Разница похожая.) И то и то можно заставить работать.

          • Иван пишет:

            “Это как кремний и германий. Разница похожая.) И то и то можно заставить работать.”
            Да заставить работать даже человека можно, только за ним следить постоянно придется. Просто импульсные транзисторы конструктивно заточены под меньшую среднюю мощность. Их задача – максимально быстрый переход из закрытого состояния в открытое. Когда-то давно захотелось сделать БП от 0 до 250 вольт. Так самым сложным было найти транзистор позволяющий обеспечить нужный ток при подводимом напряжении 370-400 вольт. Пришлось взять два в параллель КТ812. Можно было последовательно включить цепь менее высоковольтных транзисторов, но гирлянда транзисторов только возрастала.

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              ИРФы – у них тоже есть термостабильная точка, но в области токов, несовместимых с жизнью. А так- да фигня, то же самое, что и латералы, даже круче.
              Я же спаял, работает, значит, ваши латералы ерунда, не морочьте голову народу. И подпись.Народ.

  4. Сергей Гудков пишет:

    Слово “ультралинейный” уже закреплено за пентодными унч в ультралинейном режиме

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Некоторые адепты суперлинейных схем на транзисторах спешат обозвать свои детища ультралинейными, мечтая о добытом с их помощью супер-мега-ультра-гига – линейном звучании. Только что-то не сладывается никак. Понтов насыпано. Да звука не слышно.

  5. VALIKO пишет:

    …разрешите не согласиться с утверждением “ультралинейный”-только для ламп…схема с тремя видами обычных биполярных комплементарных транзисторов дает бой многим “ультралинейным” усилителям…по утверждению автора…
    FR_RES 20Hz-20kHz – 0.1 db,
    THD 0.0006 -1kHz 0.002 -10 kHz

    • NEULO пишет:

      Какие сложности. Обычный маленький Акулиничев с ШОС на 1 кгц выдаёт 0.0004 примерно. Так в нём транзистеров в три раза меньше.

      • VALIKO пишет:

        …да, вроде ее никто не хвалить…да, еще надо хороший звук…
        вон, БАС на одном транзисторе слушает…я к тому, что на первом месте -звук, и на втором, с какой ценой добыт звук…

        http://ldsound.ru/umzch-akulinicheva-s-shirokopolosnoj-oos-25-vt4-om/

        • NEULO пишет:

          То что на вашей картинке тоже никто не хвалит, более того никто даже не знает что это за штука такая. А Акулиничева знают все.) Кто то хвалит, кто-то плюётся( в основном криворукие всякие люди). На самом деле усилок с шос недокорректирован. И если увеличить всего один конденсатор с3 разика в два. То никакого возбуда уже и не будет. Ой. Видели бы вы как я его в своё время макетировал.) Кстати, где то кусочек от того макета ещё дома валяется. )

          • NEULO пишет:

            При небольших изменениях в схеме этот усилитель может и ватт 50 на 8 ома выдавать. Что интересно искажения от нулевой громкости и до -0.5 вольт до клипа- неизменны.

            • VALIKO пишет:

              …ну, я не специалист по настройке, может он и играет не плохо…но, схема которую я повесил, от Европы до Австралии сделали 20 тыс. человек…я эту информацию взял у фирмы…если, мы что-то не знаем или не видели, это не значит, что он плохой… просто на мир надо смотреть шире…насколько это возможно…всех благ…

              • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                А вам не взмыслилось, случайно, что схема, повторенная двадцатью тысячами человек, может вам- совершенно не подойти, вот просто, не понравиться. Чем-то едва уловимым, но бетонно -убедительным, лично вам. Не мой это звук, хоть тресните вы все , 20 тыщ слушателей. Не было такой мысли?

                • VALIKO пишет:

                  …БАС как всегда прав…первый вариант мне не понравился…чуть-чуть не хватае,т где-то инструменты, особенно тарелки, как будто легкой тряпкой обматали… а вокал звонкий, добротный…всех благ…

                  • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                    Знаете, есть некий высший Судия нашим поискам, это Колонка. Если повезло обзавестись таким другом, который не лжёт, то многие крутые решения осыпятся как шелуха , при простом прослушивании. Усилитель- Судия номер 2. Лампа , однотакт, прямонакал. Остальное от Лукавого.
                    У меня есть такой арбитр. Неподкупный. Когда со звуком порядок, он в двери стоит и слушает. А когда сочинил очередную понтовую лажу , дверь закрывается , чтобы не гадило звуком в соседнюю комнату. И не нужно доказывать и убеждать, что это лучшая в мире схема. На эти слова будет пара слов, что бас неразборчивый и нечиаемый по нотам. И все, круши свои схемки к свиньям, нет звука . А вот к лампам нет претензий, сразу интерес. Все партии можно нотами записать. Вот и думайте про лучшую в мире схему.

Добавить комментарий для NEULO Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *