Николай Трошин

Простой усилитель на 50 Вт.

В этой статье я хотел немного с Вами порассуждать, а также поделиться результатами своих экспериментов, которые мне пришлось провести вследствие этих рассуждений.

Собирал я некоторое время назад усилитель Линси Худа ( Ультралинейный усилитель класса А ). Не перестаю восхищаться этой замечательной схемой, которая несмотря на свою простоту, обеспечивает высокое качество звука. Однако есть у неё и особенности.
Как удачно выразился один из моих знакомых этот усилитель не только хорошо звучит, но и хорошо отапливает помещение. При 10 Вт выходной мощности - примерно 60 Вт уходит в тепло.
Большая потребляемая мощность приводит к необходимости мощного источника питания, что заметно усложняет и утяжеляет конструкцию, делает её более дорогой.
Использование малогабаритных акустических систем (которые в настоящее время довольно популярны), как правило, обладающих невысокой чувствительностью, приводит к тому, что 10 Вт выходной мощности далеко не всегда хватает для получения необходимой громкости, особенно в области низких частот. ( Впрочем большинство из выше перечисленного относится и к другим усилителям класса А ).
В результате возникла идея попробовать перевести данную схему в более экономичный класс АВ. Это не потребовало больших изменений, но позволило получить гораздо большую выходную мощность. Схема усилителя показана ниже на рисунке.

Диапазон рабочих частот у неё не менее 20…30000 Гц. Выходная мощность на нагрузке 8 Ом - 30 Вт, на нагрузке 4 Ом - 50 Вт. Нелинейные искажения померить точно не было возможности (нет соответствующих приборов), однако оценить все же удалось.
Для этого собрал режекторный фильтр с глубиной подавления около 70 дб, подавил им основную гармонику и наблюдал, что осталось на выходе усилителя осциллографом.
На частоте примерно 2 кГц и на мощностях до 25 Вт (на нагрузке 8 Ом) - гармонические искажения точно ниже 0.1%, а может быть и значительно ниже.
На нагрузке 4 Ом искажения не измерял. Звучит усилитель очень хорошо. Малое число усилительных каскадов способствует минимизации динамических искажений.

Несколько слов о схеме и о деталях.
Все транзисторы, кроме VT1, должны быть на радиаторах. На VT2 - 20 кв.см., на VT3, VT4 - 250 кв.см.(не менее).
Конденсаторы должны быть приличного качества. С5 слюдяной или пленочный.
Резисторы – любой мощности, кроме R7 R8, которые должны быть мощностью - 5вт, а R10, R11 - 2вт.
Поскольку усилительных каскадов мало, транзисторы должны иметь высокий коэффициент усиления.
Не менее: VT1 - 100, VT2 - 80, VT3,VT4 - 100 (при 8 Ом нагрузке) и 150 (при 4 Ом). При меньшем коэффициенте усиления транзисторов выходного каскада, заявленную мощность получить не удастся.

Оценить коэффициент усиления не сложно. Методика эта описана в статье «Простой усилитель класса А». Надо заметить, что транзисторы типа КТ818, КТ819 - имеют довольно большой разброс параметров. Мне встречались транзисторы с коэффициентом усиления (К. ус.) от 25 до 200.
Транзисторов с К. ус. 80…100 - около половины. С К. ус. более 150 - попадаются не часто.
При отсутствии таких транзисторов или нежелании мерить их К. ус. - лучше собрать выходной каскад усилителя на 4-х транзисторах (схема ниже).

Номиналы резисторов R7, R8 нужно увеличить примерно в 5 раз, а их мощность можно уменьшить до 0.25 Вт.
На транзисторы КТ814 КТ815, радиаторы в таком случае не нужны.
Настройка усилителя сводится к установке резистором R2 половины напряжения питания на выходе усилителя (на минусовом выводе С6), и тока покоя выходного каскада - резистором R9, в пределах 20…50 мА.

В качестве источника питания, я использовал два трансформатора ТН (разных типов, какие были в наличии) с обмотками на ток не менее 3 А (в стерео варианте не менее 6 А), соединил 6 обмоток по 6.3 В. каждая - последовательно, диодный мост на 10 А и два конденсатора по 4700 мкФ.
Можно собрать усилитель на транзисторах обратной проводимости. Для этого надо поменять полярность питания, всех электролитов и диодов.

В заключение небольшое отступление от темы.
Давно интересовал вопрос насколько справедливо мнение о том, что германиевые усилители звучат лучше кремниевых.
Поставил такой эксперимент:
Собрал два усилителя по схеме из статьи «Германиевый усилитель класса А», которая хорошо себя зарекомендовала.
Один усилитель понятное дело на германии, а второй полностью на кремнии. Коэффициенты усиления выровнял по приборам. Входы усилителей соединил вместе, а к выходам усилителей подключил переключатель, дающий возможность оперативно подключать то один, то другой усилитель к трёхполосной акустической системе приличного качества.
В качестве источника звука использовал CD проигрыватель хорошего уровня и CD диски с европейским качеством записи.

Прослушивались фрагменты различных произведений: классическая музыка, опера, хороший вокал, современная группа стиля «метал» (мелодичные композиции с отдельно звучащими инструментами и хорошим вокалом). В качестве слушателей пригласил троих человек, два из которых с музыкальным образованием и хорошим слухом.

Результаты такие:
1. Все слушатели отмечали высокое качество звучания обоих усилителей.
2. Никакой разницы в звучании германиевого и кремниевого усилителя ни я, ни мои слушатели не заметили.
Еще меня приятно удивило следующее. Один из этих моих слушателей некоторое время назад был на концерте той самой «металлической» группы, приезжавшей на гастроли в Россию. По его мнению, звучание моих усилителей лучше чем то, что он слышал на концерте.