УМЗЧ со стоками выходных транзисторов, соединенными с общим (100Вт)

Вниманию радиолюбителей предлагается инвертирующий УМЗЧ. Входной дифференциальный каскад выполнен на полевых транзисторах по симметричной схеме. Преимущества полевых транзисторов в дифкаскаде общеизвестны: высокая линейность, высокая перегрузочная способность, малые шумы.

Технические характеристики:

• Выходная мощность на нагрузке 8 (4) Ом, Вт  -  60 (100);
• Диапазон воспроизводимых частот, Гц  -  4...300000;
• Коэффициент НИ, %  - 0,1;
• Номинальное входное напряжение, В  -  2,0;
• Ток покоя выходных транзисторов, А  - 0,15;
• Входное сопротивление, кОм  - 2.

Принципиальная схема

Применение полевых транзисторов позволило существенно упростить схему — отпала необходимость в генераторах тока. DA1 504НТЗ(4)Б можно заменить подобранной парой КП103Л/Г/М/Д; КП307В - КП307Б/А/Е, КП302А или транзисторной сборкой КПС315А, КПС315Б (в этом случае плату придется переработать). Для увеличения коэффициента усиления ДК сигнал снимается с обоих плеч дифкаскада, а также на входе второго каскада установлен эмиттерный повторитель.

Второй каскад выполнен по каскодной схеме со следящим питанием. Следящее питание каскада с ОЭ нейтрализует входную динамическую емкость (эффект Миллера) и эффект Эрли (зависимость тока коллектора от напряжения эмиттер-коллектор) и выполнено на транзисторах VT5, VT6, VT8 и VT9.

 В качестве выходных транзисторов каскада использованы БСИТ транзисторы. Например, транзистор КП959 по сравнению с КТ940 имеет вдвое большую граничную частоту и вчетверо меньшую емкость коллектора. В качестве VT8, VT9 можно использовать транзисторы типа КТ851, КТ850, а также КТ814Г, КТ815Г Минского объединения «Интеграл» (граничная частота 40 МГц).

Использование выходного каскада с питанием от отдельных изолированных источников позволило обойтись низковольтным питанием (±10 В) для предварительного усилителя.

Выходной каскад выполнен на мощных МДП-транзисторах, и, несмотря на соединение стоков с общим проводом (на первый взгляд включены по схеме ОС), работают по схеме с общим истоком (ОИ) без инверсии сигнала. Как видно из схемы все каскады усилителя охвачены глубокими местными отрицательными обратными связями по току.

Благодаря тому, что частота среза усилителя с разомкнутой цепью ООС равна частоте среза усилителя с замкнутой цепью, глубина ООС во всей полосе воспроизводимых частот постоянна, что способствует и постоянству Кг Снизу полоса ограничена входной емкостью С1, сверху — конденсатором С4 (с конденсатором 1,5 пФ частота среза равна 450 кГц).

Конструкция и детали

Усилитель выполнен на двухсторонней плате размером 110x130 мм. Со стороны установки элементов плата максимально заполнена общим проводником. Резисторы R19, R20, R22, R23 выполнены из манганинового провода и представляют собой отрезки провода 0 0,4 мм и длиной 100 мм. Для исключения индуктивности этих резисторов провод складывают пополам и в сложенном виде наматывают на оправке 04 мм с шагом 1,5...2 мм.

Индуктивность L1 мотают проводом ПЭВ-2 00,8 виток к витку по всей поверхности резистора R24 мощностью 2 Вт.

Полевые транзисторы с каналом n-типа VT1, VT2 необходимо подобрать с примерно таким же начальным током стока, как и в транзисторах полевой сборки DA1. Напряжения отсечки не должны отличаться более чем на 20%.

Оптимальный ток дифкаскада выставляют резистором R3 по минимуму искажений на максимальной мощности (примерно в середине рабочего участка). Резисторы R4, R5 рассчитаны на ток около 2...3 мА в каждом плече при начальном токе стока около 4...6 мА. При меньшем начальном токе стока указанные резисторы необходимо пропорционально увеличить.

Транзисторы VT8, VT9 снабжены небольшим радиатором-флажком. Ток покоя выходных транзисторов в пределах 120... 150 мА устанавливают резистором R3, а также подбором резисторов R13, R14.

Помимо указанных  можно использовать следующие пары МДП-транзисторов: IRF530, IRF9530; 2SK216, 2SJ79; 2SK133...2SK135, 2SJ48...2SJ50; 2SK175, 2SK176, 2SJ55, 2SJ56 и др.

Для стереофонического варианта каждый усилитель запитывают от отдельного трансформатора, желательно тороидального или стержневого (типа ПЛ), мощностью 180...200 Вт.

Между первичной и вторичными обмотками необходимо проложить экранирующую обмотку в виде одного слоя, намотанного виток к витку проводом ПЭВ-2 00,5 мм. Один конец обмотки соединяют с общим проводом. Выводы силовых обмоток подводят к плате усилителя экранированным проводом.

Экран заземляют с одной стороны на плате усилителя. На одном из трансформаторов мотают обмотки для предварительного усилителя. Стабилизатор напряжения ±15 В выполнен на специализированных микросхемах типа IL7815AC (+15 В), IL7915AC (—15 В) — на схеме не показан. Для подачи на плату питания ±15 В использован соединитель ОНп-КГ-26-3.