БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
В настоящее время наиболее широкое распространение получили бестрансформаторные УЗЧ. Большое преимущество этих усилителей в отсутствие выходного и межкаскадного трансформаторов (особенно для переносных и малогабаритных конструкций). Качественные показатели таких усилителей высокие, так как в них нет «трансформаторных» искажений. Хотя вариантов бестравсформаторных УЗЧ много, их построение сводится к двум типам: с фазоинверсным каскадом предварительного усиления и с дополнительной симметрией. Транзистор VI (рис. П,а) обеспечивает получение сигналов разной полярности (рис. 18,а,б), которые через разделительные конденсаторы Ср1 и Cpj. поступают на базы транзисторов выходного каскада, включенных последовательно. Динамическая головка Гр подключена к точке соединения транзисторов через конденсатор большой емкости С2. Базовые токи выходных транзисторов, устанавливают подбором резисторов R3 и R5 так, чтобы напряжение на коллекторах транзисторов равнялось UНит/2. Поэтому при отсутствии входного сигнала конденсатора С2 заряжен до этого напряжения (рис. 18,е). При появлении на базе транзистора VI положительного полупериода усиливаемого сигнала ток. транзистора V2 увеличивается (так как в этот момент на коллекторе транзистора VI и базе транзистора V2 отрицательный полупериод усиливаемого сигнала) ; следовательно, отрицательное напряжение на конденсаторе С2 увеличивается до значения Unит/2+UKmv2. Транзистор V3 заперт положительны» полупериодом сигнала на его базе. Во время следующего полупериода усиливаемого сигнала, наоборот, отпирается транзистор V3 и запирается V2. Напряжение на головке громкоговорителя имеет форму, показанную на рис. 18,г.
Налаживание такого бестрансформаторного двухтактного выходного каскада нанимают с установки режима по постоянному току. В коллекторную цепь транзистора V2 включают миллиамперметр, а параллельно выводам коллектор — эмиттер транзистора V3 вольтметр. Подбором сопротивления резистора R3 ток покоя в коллекторной цепи устанавливают равным 1 — 2 мА, если транзисторы маломощные, и 20 — 30 мА, если транзисторы мощные.
Вольтметр должен показать напряжение, равное UПИT/2. Если напряжение больше или меньше, его устанавливают подбором резистора R5.
Рис. 17. Бестрансформаторные УЗЧ: а — с фазоинверсным каскадом; б — с дополнительной симметрией
Рис. 18. Форма сигналов в бестрансформаторном УЗЧ
После этого параллельно звуковой катушке головки подключают осциллограф, на вход усилителя подают синусоидальный сигнал и проверяют симметричность выходного напряжения (рис. 18,г). Добиться симметричности, а значит, и необходимой амплитуды сигнала на базе транзистора V3 можно подбором резистора R3. Лучше всего это делать по минимуму показаний измерителя коэффициента гармоник, подключенного к динамической головке. Следует также проверить уровень нелинейных искажений при малом и большом входных сигналах. При малом уровне сигнала искажения вызываются нелинейностью входных характеристик транзисторов V2 и V3. Если искажения значительны, то надо увеличить ток указанных транзисторов подбором резистора R3. Если же искажения возникают при большом уровне входного сигнала (но до появления ограничения из-за насыщения транзисторов), то следует подобрать транзисторы V2 и V3 с одинаковыми параметрами.
Проверяют также уровень нелинейных искажений и при изменении температуры окружающей среды. Термокомпенсацию режима транзисторов V2 и V3 обеспечивают диоды V4 и V5, и чем меньше их обратное сопротивление, тем эффективнее термокомпенсация. Снимают также частотную характеристику выходного каскада. Завал на низших частотах происходит обычно из-за недостаточной емкости разделительных конденсаторов Cp1 и Ср2 или емкости конденсатора С2.
Максимальная выходная мощность достигается, если каскад на транзисторе V1 обеспечивает выходному каскаду (ом. рис. 17,а) напряжение амплитудой 0,4UПит. Если это не удается, нагрузку подключают к правой обкладке конденсатора С2, и к минусовой шине питания (как в усилителе на рис. 17,6), тогда за счет перезарядки конденсатора С2 в процессе работы на фазоинверсный каскад будет подано напряжение 1,5UПит, а форма напряжения на звуковой катушке головки будет иметь вид, показанный на рис. 18,6.
Бестрансформаторный выходной каскад с дополнительной симметрией (рис. 17,6) создает меньше нелинейных искажений, чем предыдущий усилитель, так как сигнал с .коллекторной нагрузки транзистора VI каскада предварительного усиления через разделительный конденсатор большой емкости С2 поступает сразу на оба плеча выходного каскада. При положительных полупериодах усиливаемого сигнала работают транзисторы V2 и V4, при отрицательных V3 и V5. Усилитель с дополнительной симметрией требует более тщательного подбора пар транзисторов. Налаживать его начинают с подгонки режима транзисторов V4 и V5 по постоянному току, для чего в их общую коллекторную цепь включают миллиамперметр и подбором резисторов R3 и R4 устанавливают указанный выше ток покоя. Если напряжение эмиттер — коллектор транзистора V4 меньше UПИT/2, надо немного увеличить сопротивление резистора R3 и уменьшить сопротивление резистора R4 (при напряжении, большем Uпит/2, поступают наоборот). При помощи осциллографа и измерителя коэффициента гармоник одновременно контролируют форму выходного напряжения (рис. 18,6). Тщательным подбором резисторов R3 и R4 или параметров пар-транзисторов выходного каскада можно уменьшить нелинейные искажения.
