В ряде статей на страницахжурналов, посвященных аудиотехнике,часто обсуждается вопрос: что дляусилителей лучше - лампы илитранзисторы? При этом описываютсякак конструкции ламповых (в которыхи выпрямители иногда выполнены накенотронах), так и транзисторныхУМЗЧ. Редакция решила познакомитьчитателей с кратким описаниемособенностей комбинированногоУМЗЧ, выполненного на усилительныхприборах разных поколений: лампах,транзисторах, интегральныхмикросхемах.

Параметры комбинированногоусилителя весьма необычны дляламповых УМЗЧ. Достаточно указать,что для двухтактноготрансформаторного УМЗЧ на двухвыходных пентодах EL84 достигнутавыходная мощность 32 Вт с полосойполной мощности 5...55 000 Гц (на уровне-3 дБ). Коэффициент гармоник начастоте 1000 Гц при выходной мощности20 Вт не превышает 0,07%. Выходноесопротивление усилителясоставляет 0,6 Ом. Каким же образомдостигнуты такие параметры, еслиустройство (рис. 1) содержит, кромевыходных ламп, лишь двавысоковольтных транзистора и паруоперационных усилителей?

В отличие от транзисторныхусилителей мощности, ламповым УМЗЧнеобходим выходной согласующийтрансформатор, оптимизирующийнагрузочную характеристику лампдля получения максимальнойвыходной мощности. При этомсопротивление громкоговорителятрансформируется в нагрузочноесопротивление ламп.

Применение трансформаторанеизбежно ограничивает полосуэффективно усиливаемых частот,причем низкочастотная граница АЧХобусловлена фильтром ВЧ,образованным выходнымсопротивлением ламп каскада ииндуктивностью первичной обмотки,шунтирующей нагрузку.Высокочастотная границаопределена фильтром НЧ, состоящимиз того же выходного сопротивленияи паразитной индуктивностирассеяния первичной и вторичнойобмоток, что также приводит куменьшению сигналов в нагрузке.Следовательно, чем меньше выходноесопротивление ламп каскада, темшире диапазон пропускаемых частотсигнала.

Отрицательная обратная связь (ООС),применяемая для уменьшениягармонических и частотныхискажений как ламп, так итрансформаторов, в таких каскадахимеет ограниченное применение из-засложной фазовой характеристикитрансформатора. Фазовые сдвиги,образуемые его паразитнымииндуктивностями рассеяния иемкостями обмоток, а отчасти ипроходной емкостью самих ламп,приводят к тому, что на высокихчастотах связь становитсяположительной и возникаетухудшение параметров или дажесамовозбуждение. Для полученияширокой полосы частот, кромеприменения высококачественноготрансформатора, необходимо снизитьвыходное сопротивление ламп. Этогоможно достичь параллельнымвключением ламп, использованиемламповых триодов (илимногосеточных ламп, включенныхтриодом). Применение ламп в режимекатодного повторителя очень неэкономично ввиду низкогокоэффициента передачи понапряжению (меньше единицы).

Оптимальным путем снижениявыходного сопротивления лампявляется применение в каскадепараллельной отрицательнойобратной связи по напряжению,образующей источник напряжения,управляемый током (в отечественнойлитературе используетсяаббревиатура ИНУТ - ред.), а вкачестве источника сигнала длянего целесообразно применятьэффективный в этом режиметранзисторный каскад в видеисточника тока, управляемогонапряжением (ИТУН). Такимустройством является каскад натранзисторе (Tri, Tr2), управляемыйоперационным усилителем (A1, А2) сохватом их общей последовательнойобратной связью по току. Врезультате без общей обратнойсвязи получена высокая линейностьи значительно снижено выходноесопротивление ламп: приведенное квторичной обмотке, оно составляет 0,6Ом! Противофазность управлениядвухтактного лампового каскададостигается использованиемсигнала обратной связи длявозбуждения другого плечаусилителя, выполненного синверсией фазы сигнала.

Благодаря полной симметрии плечусилитель малочувствителен кпульсациям питающих напряжений,поэтому ОУ питаются отоднополупериодных выпрямителей:схема блока питания усилителяпоказана на рис. 2. Здесь напряжениедля этих выпрямителей (D1C7, D2C8)получают от двух шестивольтовыхобмоток трансформатора питания дляламповой аппаратуры. Аноднаяобмотка этого трансформаторадолжна обеспечивать напояжениеоколо 280 В.

В конструкции УМЗЧ использовансогласующий выходнойтрансформатор с коэффициентомтрансформации 20:1, индуктивностьего первичной обмотки не менее 8 Гнпри индуктивности рассеяния неболее 10 мГн. Допустимые отклоненияноминалов резисторов - не более ±1%,мощность резисторов, если она необозначена на схеме, - 0,5 Вт.

По материалам журнала "ElectronicsWord + Wireless Word", 1995,№ 10, p. 856

Примечание редакции. В этомкомбинированном УМЗЧ, как и вомногих транзисторных усилителях,выходной каскад охвачен достаточноглубокой обратной связью понапряжению, поэтому при перегрузкевыходного каскада отсечка сигналасравнительно резкая, она даетгармоники более высокого порядка,чем в ламповых усилителях безобратной связи. Кроме того, если приперегрузке появляется сеточный токлампы выходного каскада, онприводит к перезарядкеразделительного конденсатора (C1, С2)в цепи сетки и, следовательно, кдинамической нелинейности. Лучшимирешениями этой проблемы могут бытьисключение разделительногоконденсатора и обеспечение режималампы по постоянному токусоответствующим смещением рабочихнапряжений транзисторной частиусилителя.

Недостатком предложенноговарианта схемы является применениеоксидного конденсатора, которомунеобходимо поляризующеенапряжение. В этом случаеполяризация достигаетсяразделением сопротивлениярезистора R11 на две половины ивстречно-последовательнымвключением (с общим минусом) двуходинаковых конденсаторовудвоенной емкости (С4) сподсоединением этой общей обкладкик шине питания -Ve через резисторсопротивлением несколько сотенкилоом.

В конструкции УМЗЧ можноиспользовать отечественныеэлементы: лампы 6П14П, диоды КД226Г, КД226Д(для моста BR1), конденсаторы C1, С2 - К73-17,К78-2, С3, С4 - К50-16, К50-35 или оксидно-полупроводниковые(для С4 - например. К53-18). Транзисторы2SC2547E заменимы на КТ605А, КТ605Б. КТ604,КТ969. Микросхемы ОУ TL072 допустимозаменить отечественными К140УД25, К140УД26,К140УД18, К544УД1 с любым буквенныминдском.

Резисторы - МЛТ соответствующеймощности. Из-за значительнойвеличины напряжения на резисторах R7,R8 сопротивление 220 кОм получаютпоследовательным соединением двухрезисторов сопротивлением по 110 кОм(МЛТ-0,5).

("Радио" 10/97)