Простой усилитель НЧ с широким диапазоном частот

Хочу рассказать о довольно интересном усилителе звука класса AB с частотным диапазоном от 50Гц до 50+кГц и мощностью до 2.5 Ватта.  Этот усилитель собран на 5-ти транзисторах, сигнальных BC557 и BC547 (аналоги им КТ361 и КТ315, и КТ3107 и КТ3102) а также паре транзисторов BD139 (аналог КТ815, я применил КТ602БМ). За основу был взят очень неприметный и старый, но довольно простой усилитель на германиевых PNP транзисторах из журнала Радио №2 за 1970 год.

Схема для меня показалось интересной, и я решил её полностью перевести на новые детали. Схему я перевел на популярные современные кремниевые NPN транзисторы. Получилось вот так:

Я не только поменял тип транзисторов и заменил их кремниевыми, но и перенастроил схему для нормальной работы. Первичная настройка и тесты производились в симуляторе Microcap 12. В итоге по тестам в Микрокапе удалось полностью настроить схему, при правильной сборке настройка не требуются. На усиление влияют резисторы R8 и R9. По тестам, оказалось что очень нежелательно менять номинал резистора R8 в пределах больше чем +-100 Ом. От изменения номинала R8 в бо'льшую сторону будет падать усиление, при изменении же в меньшую сторону получается рост искажений. Номинал в 600-500 Ом будет оптимален. R9 это резистор обратной связи, на искажения практически не влияет, но именно им нужно настраивать усиление. Удалось получить мощность до 2.5 Ватта, и выходном напряжении пик-пик 10 вольт. Усилитель сделан с выходным каскадом в виде квазикомплиментарной пары (составной транзистор Дарлингтона + Шиклаи), что позволяет устанавливать на выходе 2 транзистора одинаковой проводимости (у меня это пара BD139). Такой тип выходного каскада увы даёт относительно высокий КНИ (около 0,5-1% у моей версии и около 0,1% у доработанной), однако у этого усилителя есть пара интересных особенностей. Этот усилитель очень приближен к классу B и имеет ток покоя всего в 1-2 мА (и даже ниже!) и очень хороший КПД, выходным транзисторам хватает даже маленького радиатора (транзисторы нужно ставить через диэлектрические прокладки!). Но самая интересная особенность в том, что при указанных транзисторах усилитель способен работать в частотном диапазоне от 50Гц до как минимум мегагерца! В реальности мне не удалось проверить действительно ли усилитель способен работать на настолько высокой частоте, т.к. у меня нет настолько высокочастотного генератора синуса, однако до 30кГц спада выходного напряжения не наблюдалось. Реальный усилитель я собрал на совсем разных деталях транзисторах, в следствии чего получил приличные искажения в НЧ диапазоне (100Гц и ниже), т.к. транзисторы были уже много раз паяные и собрано было навесным монтажем и только для теста. Усилитель желательно собирать либо на макетной плате под пайку либо на печатной плате чтобы избежать искажений и самовозбуждений. Вот несколько фотографий тестов усилителя.

В простое:

Синус 830Гц:

Синус 10кГц:

Синус 20кГц:

Один из пользователей форума cxem.net предложил ещë вот такую модифицированную версию этого усилителя, КНИ на уровне 0,1%. АЧХ у обоих усилителей абсолютно ровная с 50Гц по 100кГц (с плавным спадом к 1МГЦ и почти полным падением амплитуды к 10МГц)

Из-за своего КПД усилитель хорошо подойдёт например для самодельного радиоприемника. Если соберете этот УНЧ, покажите и отпишитесь о результатах в комментариях! Любые идеи по доработкам схемы тоже пишите в комментарии, я их проверю и если они нормально заработают добавлю в статью. Модель усилителя для Microcap 12 я добавил в файлы статьи, каждый может потестировать этот УНЧ. Спасибо за прочтение статьи! 

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ