Простые высококачественные усилители мощности НЧ на МДП-транзисторах

Несколько принципиальных схем высококачественных УМЗЧ на полевых транзисторах, привлекающие своей простотой и техническими характеристиками.

Применение полевых транзисторов в усилителе мощности позволяет значительно повысить качество звучания при общем упрощении схемы.

Передаточная характеристика полевых транзисторов близка к линейной или квадратичной, поэтому в спектре выходного сигнала практически отсутствуют четные гармоники, кроме того, происходит быстрый спад амплитуды высших гармоник (как в ламповых усилителях).

Это позволяет применять в усилителях на полевых транзисторах неглубокую отрицательную обратную связь или вовсе отказаться от нее.

После завоевания просторов "домашнего" Hi-Fi полевые транзисторы начали наступление на автозвук. Публикуемые схемы изначально предназначались для домашних систем, но может, кто-то рискнет применить заложенные в них идеи в автомобиле...

Схема УМЗЧ на биполярных и полевых транзисторах

Эта схема в различных вариантах известна с конца 70-х годов. Данный вариант реализован фирмой HITACHI. Выходную мощность усилителя можно изменять, меняя число пар полевых транзисторов на выходе.

Рис. 1. Схема самодельного усилителя мощности НЧ на полевых транзисторах (100Вт, THD=0,005%).

Здесь использованы транзисторы: 2SA872, 2SD756A, 2SB716A, 2SK134, 2SJ49.

Эта схема уже считается классической. В ней выходной каскад, работающий в режиме AB, выполнен на МДП-транзисторах, а предварительные каскады - на биполярных.

Усилитель обеспечивает достаточно высокие показатели, но для дальнейшего улучшения качества звучания биполярные транзисторы следует полностью исключить из схемы (следующая схема).

Схема усилителя мощности НЧ полностью на полевых транзисторах

Рис. 2. Схема простого УМЗЧ на семи полевых транзисторах (50Вт).

В схеме усилителя использованы полевые транзисторы: PA50A, 2SK69, 2SJ19, 2SK70, 2SJ20. Ей характерна высокая термостабильность, без принятия дополнительных мер.

Схема УНЧ с однотактным выходным каскадом в классе А

После того, как исчерпаны все резервы повышения качества звучания, остается только одно - однотактный выходной каскад в "чистом" классе А.

Ток, потребляемый предварительными каскадами от источника более высокого напряжения и в этой, и предыдущей схеме - минимален.

Рис. 3. Схема УНЧ на полевых транзисторах с однотактным выходным каскадом в классе А (30Вт).

В схеме усилителя использованы полевые транзисторы: 2SK69, 2Sj19, 2SK77. Выходной каскад здесь работает в классе А с динамической нагрузкой. Усилитель способен выдать на выходе примерно 30Вт, при этом потребляемая им мощность составит 160Вт.

УНЧ на двух полевых транзисторах и с выходным трансформатором

Рис. 4. Схема усилителя мощности ЗЧ на двух полевых транзисторах и с выходным трансформатором (4Вт).

Схема этого усилителя НЧ выполнена на двух полевых транзисторах: J108, VN64G. Выходной каскад с трансформатором - полный аналог ламповых схем. Это на закуску... Интегральный источник тока CR039 задает режим работы выходного каскада.

Простой УМЗЧ на трех транзисторах

Однако широкополосный выходной трансформатор - достаточно сложный в изготовлении узел. Изящное решение - источник тока в цепи стока - предложено фирмой "Pass Laboratories".

Рис. 5. Схема простого усилителя мощности низкой частоты на 10Ватт.

Однотактный выходной каскад работает с источником тока в нагрузке. Стабилитрон VD1 защищает цепь затвора транзистора VT3 от импульсных помех.

Доработанный вариант УМЗЧ с питанием 13,5В

Впоследствии усилитель был доработан - цепи ООС по постоянному и переменному току были разделены, что позволило несколько снизить коэффициент гармоник при максимальной мощности.

Достигнуто это ценой значительного снижения чувствительности усилителя. Номиналы деталей для этого варианта приведены в скобках.

Рис. 6. Схема УНЧ на трех полевых транзисторах с питанием от сети автомобиля (16Вт).

Однако в любом варианте для реализации потенциала этого усилителя требуется предусилитель с непривычно высоким выходным напряжением.

Успех этого усилителя побудил конструкторов к разработке однотактных усилителей класса A. Интересную схему предложил Андреа Чиффоли (Andrea Ciuffoli - http://www.audiodesignguide.com).

Чтобы снизить напряжение питания, он заменил источник тока в цепи стока дросселем. Качественные показатели усилителя в основном определяются конструкцией этого дросселя.

Его индуктивность - 0,5 Генри, при сопротивлении постоянному току не более 0,5 Ом. Выполнен он на ферромагнитном магнитопроводе. Питается усилитель от автомобильного аккумулятора (13,5В).

Автор: А. И. Шихатов (Железный Шихман).

Сайт автора в веб-архиве (2008 год): https://web.archive.org/web/20080406035935/http://www.bluesmobil.com/shikhman/

6 13663 Транзисторные УНЧ

УНЧ на полевых транзисторах транзисторный УМЗЧ УМЗЧ УНЧ автомобильный УНЧ 12В усилитель НЧ

Комментарии (1):

Насчет схемы "Доработанный вариант УМЗЧ с питанием 13,5В".
Какова конструкция дросселя? Какой мощности нужно брать резисторы? - Резистор R7 однозначно проволочный. - Мне говорили, что его мощность P_R7=7Вт. Оттуда же узнал, что мощности резисторов R6 и R7, P_R6=2Вт, P_R7=2Вт. Остальные (?) резисторы (информация оттуда же) мощностью P_R4=0.5Вт, P_R3=0.5Вт, P_R2=0.5Вт, P_R1=0.5Вт.
У меня сразу же возникло подозрение насчет резистора R4.

Рассмотрим эту схему. Схема однотактная и работает в режиме класса А, т.е. без отсечки, либо с углом отсечки =180. Потребляемый схемой ток равен 2.9А, т.е. половина этого тока, т.е. 2.9/2=1.45 (или около того) ампер потребляется оконечным каскадом (но у меня есть подозрения, что не 1.45, а все два, но при повторении на отечественной схемотехнике лучше принять это значение равным трем). Транзистор VT1 марки IRF9530 можно заменить по схеме [Шустов М.А. Практическая схемотехника: 450 полезных схем радиолюбителям: Книга 1. М.: Альтекс-А, 2001, С. 44. Рисунок 3.12] с резистором, включенным в цепь затвора второго транзистора. При этом количество резисторов R4 и R5 удваивается. Насчет изменения номиналов этих резисторов - не знаю, поэтому спрашиваю совета у более опытных людей.