Усилитель класса В

Давненько не публиковали схем усилителей звуковой частоты. И вот буквально на днях один из радиолюбителей своим комментарием напомнил о таком замечательном транзисторном, биполярном усилителе класса В.

Надо сказать, что он отлично зарекомендовал себя и по мощности, и по качеству звука (хотя и класса В), т.к. основан на разработках фирмы Philips в области звукотехники начала 70-х гг. прошлого столетия. И вот в 1981 году один из британских журналов по практической электронике опубликовал концепцию усилителя. Сразу же у него появилось много последователей из-за неоспоримых достоинств. Радиолюбители оценили простоту сборки, доступность радиодеталей, неприхотливость как в номиналах компонентов, так и при эксплуатации, дешевизну, высокую мощность, качество звучания. Также многих радиолюбителей опубликованная схема усилителя подтолкнула к дальнейшим его модификациям.

Итак, с 1981 по 1986 гг. было проведено много доработок, модернизаций, что, естественно, сопровождалось испытаниями в домашних и полевых условиях. В конечном счете на базе того усилителя класса B была спроектирована новая схема усилителя с обратной связью. После небольших доработок заметно повысилась надежность и качественные показатели.

Схема усилителя класса В с обратной связью

Сегодня мы хотим предложить вам, уважаемые радиолюбители, для повторения эту схему усилителя класса В с обратной связью. Возможно, кто-то уже видел, слышал или даже изготавливал его. Хочется, конечно, услышать ваше мнение в комментариях. Тем, кто еще не собирал, но есть желание спаять достойный усилитель мощности – рекомендуем обратить внимание.

Отлично воспроизводит низкие частоты при высокой выходной мощности. Поэтому при использовании фильтра низких частот и регулятора фазы усилитель идеально подходит для сабвуферов. Но этим не ограничивается его применение. Усилитель универсален. Кристально чистое воспроизведение средних и высоких частот позволяет использовать его в любом канале широкополосной акустической системы.

Мифы о классе B

Вообще не стоит думать, что от усилителей В класса не получить качественного звучания. В звукотехнике давно известно, что нелинейные искажения динамика превалируют над коэффициентом нелинейных искажений усилителя мощности. Данное правило особенно актуально при воспроизведении НЧ. Особенно если сабвуфер открытого, фазоинверторного типа. Знаете, что такое экскурсия конуса динамика? Это максимально возможное его линейное перемещение относительно магнита из своего покоя. Так вот глубокое воспроизведение низких частот требует от диафрагмы перемещения больших объемов воздуха. Если конус превышает максимально возможное перемещение, то наблюдается overexcursion, т.е. выскальзывание катушки из магнитного зазора. Чем меньше эта самая экскурсия, тем меньше вносимые динамиком искажения. Поэтому мощные сабвуферные динамики имеют относительно небольшие пределы перемещения диафрагмы и/или довольно жесткую подвеску, удерживающую ее и не позволяющую значительно колебаться без высокой мощности.

Из сказанного можно сделать вывод, что при желании получить качественный глубокий бас от сабвуфера фазоинверторного типа обязательно проектируйте и собирайте его правильно. Тщательно высчитывайте размеры корпуса и правильно подбирайте динамик, чтобы свести к минимуму неминуемые искажения.

Между прочим, покупные малобюджетные сабвуферы, которые красуются на витринах гипермаркетов, в массе своей, совершенно не отвечают предъявляемым требованиям. Вообще кажется, что их не проектируют, внутренности штампуют на коленке и лишь придают красивый внешний вид. Недаром сейчас на рынке труда востребованы всевозможные дизайнеры, нежели инженеры (извините за лир. отступление - AndReas).

Всех тонкостей звукотехники в нашей коротенькой (хотя уже среднего размера) статье не опишешь. Да перед нами и не стоит такой задачи. Об этом в Интернете очень много публикаций. Мы лишь хотим показать, что усилители класса В, как наиболее производительные, рекомендуются для подключения к сабвуферам. В итоге вносимый ими шум при КНИ, допустим, 0,1% получается ничтожным по сравнению с КНИ саба, варьирующимся, в лучшем случае, от 3 до 50% в зависимости от громкости.

Описание усилителя мощности

В представленном усилителе мощности обратная связь и нужна как раз для снижения искажений, вносимых динамиком. Потому как любое изменение индуктивности катушки мгновенно корректируется цепью ОС. Получается, что ток, протекающий через динамик, пропорционален экскурсии конуса и может быть скорректирован обратной связью.

Синусоидальная (RMS) выходная мощность усилителя 40 ватт при коэффициенте нелинейных искажений <0,06% на нагрузку 8 Ом. Диапазон воспроизводимых частот от 20 Гц до 100 кГц.

Усилители класса В обычно питаются от однополярного источника питания. В нашем случае напряжение 56 вольт.

Обратная связь реализована через резистор 470 Ом. Налаживание усилителя сводится к установке в точке соединения двух резисторов 0,47 Ом напряжения, равного половине напряжения питания. Достигается путем изменения сопротивления резистора 39К при отсутствии входного сигнала. При тестовом включении вместо него можно установить переменный 100К и добиться необходимого напряжения (28 вольт в нашем случае). Ток покоя через выходные транзисторы может быть отрегулирован за счет изменения сопротивления резистора, включенного последовательно с двумя диодами 1N4007. Номинал резистора лежит в пределах 15…33 Ом. Необходимо добиться тока в 50 мА при питании от 56 В. Резистор 0,47 Ом на 2 Вт, 56 Ом на 0,5 Вт, а все остальные на 0,25 Вт.

Транзисторы BD139 и BD140 необходимо установить на небольшие радиаторы (например, алюминиевый лист с размерами 60мм х 25мм толщиной 1 мм), а выходные 2N3055 требуют усиленного отвода тепла, возможно, даже с применением вентилятора и/или термопасты. 2N3055 можно заменить на TIP41B.

Как и в предыдущем варианте усилителя, конденсаторы 220 мкФ и 47 пФ отвечают за воспроизводимость усилителем НЧ и ВЧ соответственно. Чем больше емкость первого, тем лучше низкие частоты; чем больше второго, тем тише высокие. Возможные замены транзисторов прописаны в предыдущей статье, но ими не ограничены.

Предусилитель с активным фильтром

Для рассмотренного усилителя В класса хорошим предусилителем с фильтром НЧ и ВЧ может послужить следующая схема:

Этот простой активный фильтр имеет частоту среза 50 Гц для низких и 10 кГц для высоких частот. В дополнение частоты среза могут регулироваться переменными резисторами R7 и R10. Транзистор Q1 (BC109) и связанные с ним компоненты (R1, R2 и R3) образуют эмиттерный повторитель, который является входным каскадом. Входное сопротивление около 225 кОм. Далее сигнал через конденсатор C1 проходит пассивную цепь регулятора частот и поступает на выходной каскад на транзисторе Q2 (BC109), который обеспечивает общий коэффициент усиления по напряжению >3. При питании его от 50 вольт необходимо увеличить сопротивление резистора R14 до 12 кОм. Ток потребления небольшой – около 3 мА. Вместо BC109 можно использовать BC546 или PN2222.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: сабвуфер, темброблок, УНЧ, фильтр НЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

УНЧ 900 Вт - Класс D
Hi-Fi усилитель ЗЧ на TDA2052