С. Філін
Конструювання підсилювачів звукової частоти - одне з найбільш популярних напрямків творчості радіоаматорів-конструкторів. Однак слід зауважити, що в широкій роздрібної торгівлі та на базах Посилторга багато з вкрай необхідних перспективних радіодеталей - кремнієві транзистори і інтегральні мікросхеми (ІМС) - відсутні, та й ціни на них все ще порівняно високі. До того ж використання при конструюванні підсилювачів ЗЧ ІМС хоча, з одного боку, полегшує конструювання радіоапаратури, її налаштування та ремонт, з іншого - призводить до. Помітного погіршення пізнання процесів, що відбуваються під час налаштування і регулювання підсилювачів ЗЧ. Вихід із цього становища - продовжувати конструювання підсилювачів ЗЧ за модульним принципом з дискретних елементів з наступною їх модернізацією, т. Е. Впровадженням в конструктивно-змінні модулі ІМС.
На думку автора, на сьогоднішній день використання в підсилювачах ЗЧ германієвих транзисторів неперспективно. Однак вони, як правило, ще є з надлишком у широкого кола радіоаматорів міста і села, в магазинах, торгових базах і т. Д. До того ж ціни на них за останній час значно знижені. Але навіть при використанні тільки германієвих транзістороз може бути побудований підсилювач ЗЧ з досить високими характеристиками. Саме такий підсилювач і пропонується читачам. Більш ніж за п'ять років експлуатації він зазнав дві модернізації, однак схемне побудова підсилювача потужності залишалося незмінним.
Підсилювач коливань звукової частоти, принципова електрична схема якого приведена на рис. 1, розрахований на роботу від пьезокерамического звукознімача, лінійного виходу магнітофона, тюнера, радіотрансляційної лінії та інших джерел сигналу звукової частоти. Він виконаний по блочно-модульним принципом, простий у виготовленні і налаштуванні, і в ньому використовуються звичайні широкодоступні деталі, придбання яких не викликає труднощів. Однак, незважаючи на це, параметри підсилювача досить високі:
номінальна вихідна потужність підсилювача на навантаженні опором 4 Ом складає 20 Вт, на навантаженні 8 Ом - 10 Вт; максимальна вихідна потужність - відповідно 25 і 12 Вт. Діапазон робочих частот 40 ..18 000 Гц при нерівномірності частотної характеристики не більше ± 2,0 дБ і 20 ... 20 000 Гц при нерівномірності частотної характеристики не більше ± 3,0 дБ; чутливість зі входу 200 ..250 мВ, коефіцієнт гармонік не перевищує 0,5%. Межі регулювання тембру по нижчим і вищим частотам ± 12 дБ.
Мал. 1. Принципова схема підсилювача (R 5 * - 20 Ом)
Для спрощення конструкції підсилювача регулятори рівня гучності підсилювача (R1) роздільні для кожного каналу. Вони ж здійснюють і функції регулятора стереобаланса.
Підсилюваний сигнал з движка змінного резистора R1 через розділовий конденсатор С1 надходить ка базу транзистора VT1, що виконує роль попереднього підсилювача. Конденсатор С1 дозволяє виключити шарудіння і тріски при регулюванні гучності. Ланцюг R3 C2 виконує функцію фільтра, що згладжує по Ланцюги харчування попереднього підсилювача. Каскад на транзисторі VT1 через резистор R2 охоплений негативним зворотним зв'язком по напрузі, а через резистор R5 - негативним зворотним зв'язком по тику, що дозволило значно зменшити нелінійні спотворення, що вносяться каскадом.
З навантаження попереднього підсилювача (резистор R4) підсилюваний сигнал через конденсатор СЗ надходить на регулятори тембру по нижчим (R7) і вищим (R10) звукових частот. Регулятори тембру включені за звичайною, послідовної, схемою і особливостей не мають. На частотах 100 Гц і 10 кГц вони забезпечують діапазон корекції амплітудно-частотної характеристики ± 12 дБ. Збільшення цього значення в побутових пристроях звуковідтворення з практичної точки зору і не потрібно.
Підсилювач потужності містить чотири каскади посилення з гальванічним зв'язками між усіма каскадами. Сигнал з регулятора тембру через розділовий конденсатор С8 надходить на вхід першого каскаду підсилювача потужності, виконаного на транзисторах VT2, VT3, включених по диференціальної схемою. Харчування емітерний ланцюгів транзисторів стабілізовано стабілітронів VD1, що дозволяє повніше використовувати підсилювальні властивості диференціального каскаду. Під-строечним резистором R13 здійснюється компенсація у відмінності коефіцієнтів h21Е транзисторів VT2, VT3 і первісна установка на виході підсилювача нульового потенціалу.
З навантаження диференціального каскаду (резистор R12) сигнал надходить на базу транзистора VT4, що виконує функції каскаду посилення по напрузі. Однією з особливостей каскаду є застосування місцевої негативного зворотного зв'язку але току (через опір р- n переходу діода VD2). Це дозволило зменшити не тільки нелінійні спотворення, що вносяться каскадом, але і його вихідний опір, що, в свою чергу, дозволило знизити нелінійні спотворення у вихідному каскаді до пренебрежимо малої величини. Діод VD2 здійснює також температурну стабілізацію режиму роботи каскаду на транзисторі VT4 і диференціального каскаду на транзисторах VT2, VT3. Другою особливістю каскаду посилення напруги є те, що навантаженням транзистора VT4 служить джерело струму, зібраний на транзисторі VT6, диодах VD3, VD4 і резисторах R20, R21. Це дозволило отримати сигнал на базах транзисторів VT7, VT8 з максимальною негскаженной амплітудою, близькою до напруги джерела живлення. Останнє дозволило зменшити вплив нелінійності вхідних характеристик і значен. ня струму спокою вихідних транзисторів VT9, VT10, який встановлюють підлаштування резистором R19. Транзистор VT5 виконує функції термостабілізі-рующего елемента і повинен бути розміщений на одному з радіаторів вихідних транзисторів або в безпосередній близькості від нього.
Фазоінверсного каскад виконаний на квазікомплементарной парі транзисторів VT7 і VT8, вихідний - на квазікомплементарной парі VT9, VT10 і резисторах R24 і R25 відповідно.
Завдяки вжитим заходам вдалося обмежитися загальної негативним зворотним зв'язком глибиною всього близько 20 дБ, яка здійснюється по ланцюгах R17 C10, R18 C11. Невелика глибина загальної негативного зворотного зв'язку забезпечує достатній запас по стійкості підсилювача і малі динамічні спотворення.
В підсилювачі вжиті заходи для того щоб струм, споживаний від джерела живлення на частотах 20 000 Гц і вище, не перевищував струму, споживаного при частоті вхідного сигналу 1000 Гц, більш ніж в 2 ... 2,5 рази, що особливо важливо для підсилювачів ЗЧ, в вихідних каскадах яких застосовані низькочастотні германієві транзистори. Для цієї мети введена зворотний зв'язок через конденсатори С9, С10 і навантаження Ва1 підсилювача зашунтувати ланцюжком R27 C12.
Резистор R26 служить для обмеження вихідного сигналу при підключенні до підсилювача (роз'єм XS2) стереофонических головних телефонів.
Харчування підсилювача здійснюється від двополярного нестабілізованого джерела напругою ± 25 В, принципова електрична схема якого приведена на рис. 2. Ємність кожного з згладжують конденсаторів С13, С14 повинна бути однаковою і в межах 4000 ... 10 000 мкФ. При відсутності електролітичних конденсаторів зазначеної ємності можна використовувати кілька конденсаторів ємністю 500 ... 1000 мкФ, на номінальну напругу не менше 25 В, з'єднавши їх паралельно.
Мал. 2. Схема блоку живлення Рис. 3. Схема тонкомпенсірованного регулятора гучності
Підсилювач зібраний на чотирьох функціонально закінчених платах-модулях: плата 1 - попередній підсилювач лівого і правого каналів; плата 2 - блок регулювання тембру по нижчим і вищим звукових частот; плата 3 - двоканальний підсилювач потужності; плата 4 - блок живлення. Модульна конструкція дозволяє проводити подальше удосконалення (модернізацію) підсилювача шляхом заміни окремих модулів без порушення монтажу та функціональної цілісності всього пристрою. Так, наприклад, замість простого попереднього підсилювача (плата 1) можна побудувати усілшгель з вхідним каскадом на польових транзисторах або містить різні ланцюги частотної корекції; замість регуляторів тембру, зібраних по послідовній схемі (плата 2), можна використовувати активні або багатосмугові регулятори тембру; замість підсилювачів потужності (плата 3) - підсилювачі потужності, виконані на кремнієвих транзисторах і т. д.
Рис, 4. Схема активного регулятора гучності з тонкомпенсацією
Мал. 5. Схема блоку живлення з використанням двох трансформаторів ТВК
Мал. 6. Зовнішній вигляд підсилювача
З огляду на нелінійності чутливості вуха на різних звукових частотах і рівнях гучності в підсилювачах звукової частоти доцільно використовувати тонкомпенсірованние регулятори гучності, для чого змінні резистори R1 повинні мати один або два відводи для підключення елементів тонкомпенсації (на рис. 3 виділені потовщеними лініями). Але придбання змінних резисторів з відводами не завжди доступно, а самостійне їх виготовлення пов'язане з певними труднощами, тому тонкомпенсірован-ний регулятор гучності можна зібрати, використовуючи звичайні змінні резистори (без відводів групи «А»). Одним із шляхів реалізації цього рішення є використання активного регулятора гучності з тонкомпенсацією, схема якого наведена на рис. 4. Fro можна ввести в підсилювач або додатково, або замість плати-модуля 1. Тут каскад на транзисторах VT1, VT2 - складовою емітерний повторювач, призначений для збільшення вхідного опору підсилювача. Безпосередньо активний регулятор виконаний на транзисторах VT3, VT4. Змінний резистор R7, яким регулюють гучність, повинен обов'язково мати лінійну залежність опору від кута повороту движка, т. Е. Бути групи «А».
В підсилювачі використані постійні резистори МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, МЛТ-0,5; підлаштування резистори R13, R19 - СПЗ-1А або СПО-0,5; змінні резистори СПЗ-4В або СПЗ-12В з функціональними характеристиками типу «В» (R1) і «A» (R7, R10). Резистори R24 і R25 дротові, саморобні. Вони намотані на корпусах резисторів МЛТ-1 опором не менше 100 Ом. Конденсатори С10, СП - КТ1 або КТ2; С4, С5, С7, С12 - МБМ; С5 - КД або КМ; електролітичні конденсатори - К50-6, К50-16, К50-12, ЦЕ-1 або К53-1.
Замість зазначених на схемі транзисторів і діодів можна використовувати: МП39Б, П416Б, ГТ321А (VT1); МП26А, КТ203А, МП40А (VT2, VT3); МП40А (VT5, VT6); МП 10, МП11, МП37А (VT4); КТ502В - КТ502Е (VT7); КТ503В - КТ503Е (VT8); Д223Б, Д105 (VD2, VD3, VD4)
Мережевий трансформатор Т1 блоку харчування готовий, від стереофонічного підсилювача «Одіссей-001-стерео». Можна також використовувати уніфікований трансформатор ТПП304-127 / 220-50 або будь-який інший з габаритної потужністю не менше 80 ... 100 Вт (для стереофонічного варіанту підсилювача і має дві вторинні обмотки 2 × 18 В, розраховані на струм навантаження 1,2 ... 1,5 А).
Якщо виникають труднощі в самостійному виготовленні трансформатора або відповідні трансформатори відсутні в роздрібному продажі, -як мережевого можна використовувати два вихідних трансформатора кадрової розгортки телевізора ТВК-110-ЛМ-К або ТВК-П0-Л1 (при відповідному зниженні максимальної вихідної потужності підсилювача), з'єднавши їх за схемою, показаної на рис. 5.
Мал. 7. Схема індикатора вихідного сигналу
Зовнішній вигляд описаного підсилювача показаний на рис. 6. Його корпус із зовнішніми розмірами 400X230X60 мм зроблений з пластин листового дюралюмінію товщиною 5 мм. З дюралюмінію виточені на. токарному верстаті і ручки управління підсилювачем. Всі написи на лицьовій панелі виконані латинською абеткою (англійською мовою), використовуючи для.етого так званий «Моментальний шрифт», який можна придбати в багатьох містах країни (див. «300 практичних порад» видавництва «Московський робочий», 1982, с. 392, рада 294).
При модернізації в підсилювач введені індикатори рівня вихідного сигналу в кожному каналі і комутатор джерела вхідного сигналу. Індикатори рівня вихідного сигналу (рис. 7), в яких використовуються прилади М476 / 2, аналогічні вживаним в магнітофоні «Юпітер-201-стерео».
Комутатор джерела вхідного сигналу з індикацією на світлодіодах виконаний за схемою, наведеною на РРС. 8. Бажано яскравість світіння светодіо-доз V D 1 - VD3 встановлюють підлаштування резистором R1. Комутатор дозволяє використовувати підсилювач в складі радіокомплексу, виключає необхідність перемикання джерела вхідного сигналу, що створює певні зручності користування підсилювачем.
Налагодження кожного каналу підсилювача починають з підключення до виходу еквівалента навантаження, в якості якого можна, використовувати дротяний резистор опором 4 ... 8 Ом на потужність розсіювання 15 ... 25 Вт. Потім встановлюють нульовий потенціал на виходах кожного з каналів (в лівому каналі підлаштування резистором R13, в правому - резистором R13 ').
Налагодження попереднього підсилювача (плата-модуль 1) зводиться до установки на колекторі транзистора VT1 підбором резистора R2 напруги, зазначеного на принциповій схемі.
Мал. 8. Схема комутатора джерела вхідного сигналу
Далі на вхід підсилювача подають сигнал звукової частоти, наприклад з лінійного виходу магнітофона, і перевіряють якісні показники підсилювача на слух. При наявності спотворень відтвореного сигналу (несиметричне обмеження синусоїди) підбирають резистор R5.
Більш якісно підсилювач можна налаштувати за допомогою осцилографа, генератора сигналів ЗЧ і мілівольтметра змінного струму по одній з методик, неодноразово публікувалися в масовій радіоаматорського літературі.
