Транзисторный усилитель с «ламповым» звучанием

А. Соколов Высококачественный транзисторный усилитель. — Радио, 2021, №3, с.15-18

Автором, аудиофилом со стажем, разработана схема транзисторного усилителя не уступающего по качеству звучания ламповому.

УМЗЧ имеет следующие характеристики:

Максимальная выходная мощность (питание +/-30В, нагрузка 4 Ом)90 Вт
Полоса пропускания по уровню -3дБ0,27Гц …180кГц
Крутизна преобразования входного тока20 В/мА
Нелинейные искажения на частоте 1 кГц при выходном напряжении 5 В0,0001%
Нелинейные искажения при выходной мощности 85Вт в диапазоне 20 Гц — 10 кГц0,02%
Динамические искажения и интермодуляционные искажения0,02%

Входной каскад УМЗЧ с малым входным и большим выходным сопротивлением выполнен по симметричной каскадной схеме общий эмиттер — общая база (VT1-VT4). Такой каскад имеет большое усиление (около 70 дБ) и инвертирует входной сигнал только один раз. Следует учитывать, что из-за параллельной обратной связи входное сопротивление усилителя практически равно нулю, что требует использование специального предварительного усилителя с токовым выходом (с высоким выходным сопротивлением). Последующие каскады — симметричный усилитель тока на комплементарных транзисторных парах.

схема транзисторного УМЗЧ с ламповым звучанием - УМЗЧ Соколова

Ток покоя выходных транзисторов устанавливается резисторами R13-R16 в купе с транзисторами VT5-VT6. Транзистор VT5 (в пластмассовом корпусе) монтируется на общем теплоотводе с выходными транзисторами VT9-VT12. Оптимальный ток покоя выходных транзисторов — 45 мА при 200С и напряжении питания +/-30В.

Общая обратная связь по напряжению осуществляется через резистор R7 и конденсатор С6 с коррекцией на опережение по фазе. Главная особенность УМЗЧ — почти однополюсная частотная характеристика при разорванной петле обратной связи, примерно соответствующая однокаскадному усилителю, что позволяет отказаться от стандартной частотной коррекции на запаздывание и уменьшить слышимые искажения.

В таблице ниже приведены параметры основных компонентов и возможная их замена:

применяемые детали УМЗЧ
!Комплементарная пара к BC546 — BC547

Рассеиваемая мощность на остальных компонентах не превышает 10 мВт. Транзисторы VT1, VT2 должны иметь большой и близкий коэффициент передачи тока для снижения тока нуля (подойдут BC546C и BC856C). транзисторы VT3, VT4 должны иметь высокое напряжение коллектор — эмиттер и и малую ёмкость коллектора.

Конденсаторы, кроме С4 и С5, керамические X7R (например, серии FG от TDK), С8 и С9 должны иметь максимальное рабочее напряжение не менее 50В, остальные не менее 25В. Можно использовать оксидные на напряжение не менее 100В. Постоянные резисторы с допуском не более 5%, подстроечные — многооборотные металлокерамические (например, серии 64 от TT Electronics или серии PV37W от Bourns).

УМЗЧ можно питать от стабилизированного двухполярного источника напряжением 24..30В на холостом ходу или выпрямителя с сетевым трансформатором и фильтром ёмкостью не менее 22000 мкФ на выход, напряжение в этом случае — 30..40В. Габаритная мощность трансформатора не менее 100 В*А на канал.

Об особенностях настройки УМЗЧ смотрите в источнике.