УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР.
ТЮНИНГ ФИНАЛЬНОЙ ВЕРСИИ

ТЮНИНГ

      По сути усилитель уже можно считать законченным, однако смущает слишком большой диапазон питающих напряжений усилителя мощности. Разумеется, что при изменении напряжения питания изменяются и токи, протекающие через первые каскады, следовательно транзисторы первых каскадов могут уйти с "золотой середины" минимальных искажений.
      Собственно это и был подверждено изменением номиналов и контрольными замерами при максимальном напряжении питания. Принципиальная схема усилителя для напряжения питания ±65 приведена на рисунке 1, и позволило снизить THD примерно в 2 раза.

Рисунок 1 УВЕЛИЧИТЬ

      Коф усиления у данного УМЗЧ составляет 27 дБ, другими словами при входном напряжении 1 В на выходе усилителя будет 16 В, что на нагрузке 4 Ома будет составлять 66 Вт. Для получения максимальной мощности с незначительным увеличением THD следует уменьшить R12 до 680 Ом (коф усиления 30дБ) и на вход подавать 1,5 В. Так же рекомендуется на выходе усилителя мощности поставить резистор на 3,9 Ом и дросселек на 5мкГн, соединенные параллельно.

МЫСЛИ В СЛУХ.

      Как то, в очередной раз, тестируя усилители Холтона посетила мысль - А не попробовать ли к этому усилителю напряжения прилепить выходной каскад на полевиках?
      Сказано - сделанно. После проверки работоспособности мысль нашептала на ухо, что предпоследний каскад практически не нужен, ведь затворы выходников тока то не потребляют и ставить дополнительный повторитель есть лишь увеличение себестоимости и трудоемкости...
      И действительно - после удаления предпоследнего каскада на слух ничего не изменилось, приборы же показали довольно серьезное снижение искажений на мощностях близких к максимальным (270 Вт), причем при одинаковых напряжениях питания (±65 В) и одинаковом входном напряжении (1,5 В)и нагрузке полностью биполярный вариант показал THD равным 0,1 %, а усилитель с полевиками на выходе 0,046 %, т.е. практически в 2 раза меньший.
      Принципиальная схема получившегося усилителя приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 УВЕЛИЧИТЬ

      Номиналы R8, R11, R17 и R19 для напряжения питания ±35 В, для напряжения ±65 следует использовать номиналы из предыдущей схемы.
      Ну чтож, вроде забавненько получается, однако мучает один вопрос - А чего бы еще такого сделать чтобы стало еще лучше?
      Ответ образовался сам по себе - диф каскад нагружен на базу транзистора с довольно большим током покоя, следовательно ток коллектора дифкаскада будет менятся в зависимости от амплитуды выходного сигнала, а это как раз лазейка для дополнительных искажений. Выход оказался не слишком сложным - по одному повторителю после диф каскада весьма успешно решили эту проблему.
      Но этой доработки показалось мало - усилитель уже вплотную приблизился к усилителям высокого качества, а эти игрушки питаются обычно от двух двуполярных источников - один для усилителя напряжения и второй для оконечных каскадов, т.е. усилителей тока. Такое построение блока питания довольно заманчиво, поскольку позволяет увеличить качество питания первых каскадов усилителя напряжения, а так же увеличивается КПД оконечных каскадов, поскольку напряжение питания усилителя напряжения всегда несколько больше напряжения питания оконечных каскадов.
      Однако этот вариант довольно сильно увеличивает трудоемкость изготовления блока питания и дополнительные конденсаторы фильтра питания тоже чего то стоят. Проглядев n-ое количество схем решение проблемы возникло довольно неожиданно - организовать плавающее питание для усилителя напряжения.
      Другими словами напряжение питания усилителя напряжения будет зависить от выходного сигнала - если на выходе увеличивается положительная полуволна - на усилителе напряжения увеличиваться будет плюсовая ветка питания и уменьшаться величина минуса и наоборот - при увеличении минусовой полуволны напряжение питания минуса будет увеличиваться а плюса уменьшаться. Таким образом от одного источника питания стало возможным получить питание на усителе напряжения больше самого источника питания. Кроме того, что усилитель теперь имеет максимальный КПД (при одном и том же напряжении питания выходная мощность увеличилась на 40 Вт по сравнению с предшественником и на 80 Вт по сравнению со схемой на рисунке 1) у него еще довольно серьезно снизился уровень THD, что позволило увеличить коф усиления до 35 дБ, а это означает, что при входном напряжении 1 В усилитель на нагрузку 4 Ома и напряжении питания ±65 В отдаст в нагрузку честные 400...410 Вт синусоидального сигнала при THD равном 0,01%.
      Тут в догонку еще появилась мыслишка - А не интегрировать ли в усилитель защиту от перегрузки? В результате на свет появилась схема приведенная на рисунке 3, которая и была воплощена в "металле".

Рисунок 3 УВЕЛИЧИТЬ

      Оставалось решить вопрос адаптации усилителя к различным источникам питания, точнее к величинам питающих напряжений. Ну эта проблема решилась довольно просто - в точки формирования опорного напряжения дифкаскада была введена цепочка из четырех диодов и подстроечного резистора. Таким образом появилась возможность не только изменять ток чере первые каскады в зависимости от напряжения питания, но и появилась цепочка которая будет поддерживать этот ток на одном уровне при изменении температуры окружающей среды. Другими словами усилитель теперь имеет 2 термостабилизирующих узла - первый следит за током покоя усилителя напряжения, второй - током покоя оконечных каскадов.
      Таким образом появился усилитель с повышенной термостабильностью, повышенным КПД, пониженным THD, защитой от перегрузки и идеальной адаптацией к напряжению питания, т.е. усилитель от которого, в зависимости от количества оконечных пар транзисторов, можно получить от ста до 600 Вт весьма приличного звука, на рисунке 4 собственно и изображена практически финальная версия черновика, полностью работоспособного черновика - защита еще несколько сыровата, тем не менее работает вполне надежно. Резистором R63 выставляется уровень сработки защиты в зависимости от требуемой мощности.

Рисунок 4УВЕЛИЧИТЬ

      Почему верхним пределом прописано 600 Вт? Просто суммарная емкость затворов оконечных транзситоров становится уже довольно высокой и для выравнивания характеристик уже требуется вводить дополнительный повторитель на полевиках. Да и греться это чудо будет уже слишком сильно. Так что выше 600Вт в этом варианте лучше не использовать.
      Однако заложенный, в данное схемотехническое решение, потенциал слишком велик и ограничиваться мощностью в 600 Вт как то не слишком серьезно, поэтому поломав еще немного голову мы изменили систему защиты от перегрузки - сделали ее по тиристорному варианту, т.е. в не штатной ситуации ток не ограничивается на каком то уровне, а транзисторы оконечного каскада полностью закрываются, что уменьшает нагрузку на них и увеличивает надежность усилителя. Ну а мощность было решено увеличивать переводом усилителя в класс G, что позволило используя все тот же модуль усилителя напряжения, получить на нагрузке 4 Ома до 1300 Вт и до 2400 Вт на 2 Ома при THD 0,02%.
     Конечно Америки мы не открыли - это уже где то было, тем не менее стало понятно что откуда берется и куда девается, надеемся и Вам тоже...

РЕГУЛИРОВКА УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР