Широкополосный усилитель низкой частоты

Г. Крылов

Усилитель собран из распостраненных деталей и несмотря на некоторую сложность схемы, достаточно прост в налаживании. Выходная мощность усилителя 7 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 1%. Чувствительность усилителя со входа 0,2 В. Выходное сопротивление на частоте 1000 Гц равно 290 Ом. Неравномерность частотной характеристики в диапазоне 20-20000 Гц - менее 1 дБ.

Питание усилителя осуществляется от сети переменного тока через простой выпрямитель. При использовании этого выпрямителя уровень фона при верхнем положении, по схеме, регуляторов усиления и тембра не превышает 60 дБ.

Как видно из блок-схемы усилителя (рис.1), он состоит из предварительного усилителя напряжения с регулятором усиления, парофазного каскада со сложным регулятором тембра по ВЧ и НЧ, двух фазоинверторов для обеспечения необходимых напряжений на выходном каскаде и мощного выходного каскада, собранного по мостовой схеме.

Рис. 1. Блок-схема усилителя

Усиливаемый сигнал со входных зажимов поступает на регулятор усиления - потенциометр R1. Часть напряжения снимается с регулятора на управляющую сетку лампы Л1 типа 6Н2П, являющейся усилителем напряжения. Оба триода лампы соединены параллельно для получения большого усиления. Если требуется повысить чувствительность усилителя, можно оба триода этой лампы включить раздельно, собрав на одной лампе два каскада усиления.

Сопротивление R2 служит нагрузкой первого каскада, а на сопротивлении R3 образуется напряжение автоматического смещения, подаваемое на управляющие сетки лампы. За счет того, что это сопротивление не зашунтированно конденсатором, каскад охвачен отрицательной обратной связью (ООС).

Рис. 2. Анодное напряжение на выходном каскаде 290 В

Усиленный сигнал с нагрузки первого каскада через конденсатор C2 поступает на ячейку регулировки тембра. Переменное сопротивление R4 служит для регулировки усиления (а следовательно, и частотной характеристики) в области высших частот, а переменное сопротивление R6 - соответственно в области низших частот. В зависимости от положения регуляторов тембра, частотная характеристика может изменяться в значительных пределах.

На графике рис.3 показано, как изменяется частотная характеристика усилителя в зависимости от положения ручек регуляторов R4 и R6.

Рис. 3. Частотная характеристика усилителя

Следующий каскад, собранный на лампе Л2 типа 6Н2П, служит одновременно и усилителем напряжения, и разделителем фаз, что необходимо для нормальной работы следующего каскада - фазоинвертора.

Сопротивления R10 и R13 являются нагрузками этого каскада, сопротивления R9 и R14 - утечки сеток, R11 - сопротивление автоматического смещения, R12 является как бы нагрузкой левой по схеме половины ламп. На этом сопротивлении образуется напряжение сигнала для правой по схеме половины лампы Л2. Этот каскад также охвачен ООС за счет того, что сопротивление R11 не зашунтированно конденсатором.

После этого каскада сигнал в противофазе через конденсаторы С9 и С10 подается на управляющие сетки лампы Л3. Этот каскад состоит из двух обычных фазоинверторов, которые необходимы для подачи напряжений на сетки выходных ламп. Сопротивления R19 и R21 служат нагрузкой фазоинверторных каскадов, а R16 и R24 - утечки сетки фазоинверторов. Автоматическое смещение на сетках лампы Л3 создается за счет падения напряжения на сопротивлениях R17 и R22.

Выходной каскад усилителя собран по мостовой схеме на двух двойных триодах типа 6Н5С (Л4 и Л5). В одну из диагоналей моста, образованного половинами ламп, включен источник питания, в другую - громкоговоритель. При сбалансированном мосте потенциалы точек А и Б равны между собой и ток в звуковой катушке громкоговорителя отсутствует. В какой-то момент времени при подаче на сетки ламп напряжений сигнала, полярность которых условно показана на схеме рис.4 стрелками, потенциал в точке А повышается, а в точке Б понижается. Баланс моста нарушается и в обмотке громкоговорителя пойдет ток сигнала. При перемене полярности напряжения ток будет течь в обратном направлении.

Рис. 4. Упрощенная схема оконечного каскада	Рис. 5. Схема включения автотрансформатора

Использование мостовой схемы позволяет работать без постоянной составляющей в нагрузке. Частотная характеристика усилителя, собранного по мостовой схеме, почти прямолинейна. Мостовая схема обеспечивает компенсацию четных гармоник и частично фона переменного напряжения. Выходной мост работает в режиме класса А, что также позволяет работать с малыми искажениями.

Для улучшения частотной характеристики фазоинверторные каскады имеют гальваническую связь с лампами выходного каскада. Нагрузкой выходного моста служит акустический агрегат сопротивлением 300 Ом. Отсутствие выходного трансформатора позволяет еще более улучшить частотную характеристику, особенно в области крайних частот. При отсутствии высокоомного агрегата к усилителю может быть подсоединен и низкоомный громкоговоритель через выходной автотрансформатор. Схема и порядок включения обмоток выходного автотрансформатора показаны на рис.5.

Данные автотрансформатора рассчитаны на включение нагрузки с полным сопротивление 9 Ом (два соединенные последовательно громкоговорителя 5ГД-10, 5ГД14, 4ГД-1). Сопротивление R20 служит для создания автоматического смещения на сетках нижних по схеме ламп выходного мостового каскада.

Налаживание усилителя

Налаживание усилителя сводится к подгонке режимов, которые указаны на принципиальной схеме усилителя (рис.2). Режимы ламп измерены авометром типа "АВО-5М1" с входным сопротивлением 20 кОм/В. Для обеспечения симметрии в парофазном каскаде, фазоинверторе и выходном мосте следует особо тщательно подобрать сопротивления R10, R17, R18, R19, R21, R22 и R23. Эти сопротивления подбираются попарно для каждого каскада с точностью не менее 5%.

Конструкция и детали

Усилитель вместе с выпрямителем собран на коробчатом шасси из листовой стали толщиной 1,5 мм. Размеры шасси - 233х113х56 мм. Размещение деталей в подвале шасси может быть любым, не следует только располагать рядом сопротивление R20 и выпрямительные диоды. Вид на шасси усилителя сверху изображен в начале статьи. Все детали, кроме R25 и Тр1, фабричные. Сопротивления типа МЛТ или ВС, конденсаторы типа МБМ, КБГМ и ЭМ. Сопротивление R20 проволочное, остеклованное. Сопротивление R25, предохраняющее диоды от броска тока в момент включения, самодельное. Для его изготовления необходимо 0,5 м спирали от старой электроплитки. Провод наматывается на сопротивлении типа ВС-2 в один слой.

Тр1 - накальный трансформатор от телевизора "Воронеж" или "Неман". Данные этого трансформатора следующие. Сердечник набран из пластин УШ22, толщина набора 47 мм. Сетевая обмотка намотана проводом ПЭЛ 0,51 и содержит 618 витков, обмотка накала ламп имеет 19 витков провода ПЭЛ 1,62. Остальные обмотки (накал кинескопа и выпрямителя смещения) не используются.

Выходной автотрансформатор наматывается на сердечнике УШ16х32, секция I содержит 500 витков провода ПЭЛ 0,35, секция II - 110 витков провода ПЭЛ 0,7. Каркас и сердечник для выходного автотрансформатора использованы от дросселя фильтра телевизора "Рубин".

Г. Крылов. "Радио" №11/1963 год