Симметричный усилитель мощности #43 (350Вт 8Ом)

Хочу представить вам усилитель мощности разработанный мной по учебникам аж в 2008 году. Тогда я еще только закончил школу, но уже что-то начинал соображать в усилителестроении. Усилитель является полностью симметричным начиная от входа, заканчивая выходом и даже узел регулировки и стабилизации тока покоя сделан симметричным. Такой подход (симметричная схема), был тогда выбран мной по идеологическим соображениям и под впечатлением от усилителя мощности "Ланзар". В названии усилителя присутствует цифра "43" - это номер ревизии схемы. Мною тогда было смоделировано много похожих схем и от ревизии к ревизии они чем-то улучшались и каждый раз к номеру ревизии добавлялась единица. Данная схема задумывалась как высокомощный и высококачественный усилитель. Усилитель обеспечивает хорошие технические характеристики и обладает приятным звучанием.

Схема усилителя довольно "наворочена". На входе применяется симметричный, дифференциальный каскад (VT5, VT6 и VT6 VT10) с каскодными парами (VT2, VT8 и VT3, VT11) в коллекторных цепях и токовыми зеркалами (VT1, VT7 и VT4, VT12). Входные диф. каскады питаются от источников тока на транзисторах VT14, VT16 и VT13, VT15. Рабочий ток входного каскада - 1,5мА. Коррекция АЧХ используется стандартная (C8, С9), при возникновении самовозбуждения необходимо увеличивать номиналы именно этих емкостей. Каскад усилителя напряжения построен на транзисторах VT19 и VT20, является стандартным для подобных усилителей и не представляет собой ничего интересного. Транзисторы VT17 и VT18 являются датчиками температурной компенсации тока покоя. Эти транзисторы обязательно устанавливают на общий с выходными транзисторами радиаторе. Ток покоя усилителя задается подстроечным резистором R19. Оптимальное значение тока покоя: 40 - 80мА. Большее значение тока покоя не улучшит качество звучания, но сильно скажется на нагреве транзисторов выходного каскада. Сам выходной каскад - стандартный, не представляет из себя чего-либо нового. Цепи питания выходного каскада и усилителя напряжения разделены цепочкой из диода и резистора (VD3, R21 и VD4, R24), сделано это для того, чтобы уменьшить пульсации питания усилителя напряжения и исключить возможность "похищения" заряда выходным каскадом из конденсаторов фильтра питания усилителя напряжения.

Технические характеристики (получены путем моделирования схемы в Multisim):

• Выходная мощность (1 кГц) = 360 Вт
• Соотношение сигнал/шум = -100 дБ
• Коэффициент нелинейных искажения (100 Вт, 1 кГц) = 0.005%
• Коэффициент нелинейных искажения (300 Вт, 1 кГц) = 0.025%
• Коэффициент нелинейных искажения (100 Вт, 20 кГц) = 0.006%
• Коэффициент нелинейных искажения (300 Вт, 20 кГц) = 0.035%
• Диапазон усиливаемых частот (-1 дБ относительно 1 кГц) = 2 - 115 000 Гц
• Скорость спада/нарастания выходного напряжения = 40 В/мкс
• Коэффициент полезного действия = 57%

Характеристики приведены при напряжение питания +/- 80 В, токе покоя 75 мА, нагрузке 8 Ом.

Спектрограмма снятая с выхода усилителя при замкнутом на землю входе усилителя:

Спектрограмма снятая на выходе усилителя при выходной мощности 1 Вт на нагрузке 8 Ом: 

С применяемой элементной базой можно ознакомится заглянув в список радиоэлементов под статьей. Все детали доступные и широко распространенные. Мощностные показатели резисторов, а также тип и напряжение конденсаторов применяемых в схеме, указаны в графе "примечание" списка радиоэлементов. 

Поскольку усилитель работает в режиме AB и имеет относительно низкий КПД, необходимо обеспечить очень качественный отвод тепла от выходных транзисторов. При пассивном охлаждении площадь поверхности радиатора для одного канала усилителя не должна быть меньше 3000 см2. При наличии активного охлаждения, площадь радиатора можно уменьшить в 3-4 раза. 

Для питания усилителя допускается использовать любой источник питания способный обеспечить на своем выходе долговременную выходную мощность не менее 350 Вт, при напряжении питания не ниже +/- 70 В.

Собранный из исправных деталей усилитель, начинает работать сразу же после первого включения. Единственное, что необходимо сделать это выставить ток покоя выходных транзисторов с помощью подстроечного резистора R19.

Фотография готового усилителя:

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Симметричный усилитель
• УНЧ
• Sprint-Layout
• Multisim
• nem0