наилучшим и уже использовался в прежних разработках (см. например, «Синхродин СВ-диапазона». «Юный техник», 2002, № 6, с. 69–73). Малое напряжение открывания, всего 0,15 В, способствует уменьшению искажений типа «ступенька» и лучшему использованию и так небольшого напряжения питания. Усовершенствования коснулись, в основном, предварительных каскадов.
Схема УЗЧ приведена на рисунке.
Входной сигнал с регулятора громкости R1 поступает на затвор первого, полевого транзистора VT1, имеющего очень высокое входное сопротивление. Оно полезно по многим причинам, позволяя использовать высокоомные источники сигнала.
Работа диодного амплитудного детектора, например, заметно улучшается при повышении сопротивления нагрузки: коэффициент передачи и чувствительность увеличиваются, а искажения становятся меньше. Очень небольшой ток стока первого транзистора (порядка 30 мкА) создает на сопротивлении нагрузки R2 падение напряжения около 0,5 В, достаточное для открывания второго транзистора VT2, «раскачивающего» оконечный каскад. Ток коллектора VT2 составляет около 140 мкА, а амплитуда усиленного напряжения ЗЧ может достигать 1,5 В. Оно приложено ко входу составного эмиттерного повторителя, собранного на двух комплементарных парах германиевых транзисторов. Они усиливают только ток, амплитуда которого, отдаваемого в 8-омную нагрузку, может достигать 100 мА.
Режим выходного каскада близок к режиму класса Б, а это означает, что на положительной полуволне сигнала открывается только верхнее плечо (транзисторы VT3 и VT5), а на отрицательной полуволне — только нижнее (транзисторы VT4 и VT6). Небольшое начальное смещение (около 0,15 В), необходимое для уменьшения искажений типа «ступенька», получается за счет прямого падения напряжения на диодах VD1, VD2.
Стабилизация режима усилителя, а он, как видно из схемы, имеет непосредственную связь между каскадами, получается следующим образом: постоянное напряжение 1,5 В с выхода усилителя (средней точки выходного каскада) через резистор R4 подается на исток первого каскада и является его напряжением смещения, поскольку затвор, соединенный по постоянному току с общим проводом через регулятор громкости, имеет потенциал -1,5 В относительно истока. Случайное повышение, например, выходного напряжения приводит к закрыванию VT1. Вслед за ним закрывается и VT2, потенциал его коллектора понижается и заставляет выходное напряжение вернуться к прежнему уровню. Таким образом, получается 100 % ООС по постоянному току. Коэффициент ООС по переменному току значительно меньше благодаря цепочке R3C1, уменьшающей переменную составляющую переменного напряжения на истоке примерно в 10 раз.
Такое же значение имеет и коэффициент усиления по напряжению всего усилителя. Его можно установить, изменяя номинал резистора R3.
В усилителе имеется еще одна цепь обратной связи, положительной. Она получается при соединении правого (по схеме) вывода резистора R5 не с общим проводом, а с «горячим» выводом громкоговорителя ВА1. Коэффициент ПОС несколько меньше единицы, поскольку меньше единицы коэффициент передачи по напряжению выходного каскада, поэтому усилитель не самовозбуждается. ПОС значительно улучшает симметричность выходного напряжения, то есть уменьшает нелинейные искажения. Происходит это вот от чего: на положительной полуволне выходного напряжения транзисторы верхнего плеча выходного каскада VT3 и VT5 открываются хорошо, так как ток в базу VT3 задает открывающийся транзистор VT2. При отрицательной же полуволне этот транзистор закрывается, а базовый ток транзистора VT4 определяется резистором R5, уменьшать величину которого невыгодно из-за снижения экономичности усилителя. Присоединив резистор к выводу громкоговорителя, мы увеличиваем напряжение на нем, а следовательно, и открывающий ток транзистора VT4.
Такое включение иногда называют схемой «вольтодобавки».
О возможной замене деталей. Транзистор VT1 должен иметь напряжение отсечки около 1,5 В. Подойдут КП303А, КП303Б и КП303И. Можно попробовать поставить и транзисторы с изолированным затвором КП305 и КП307, но они дороже и дефицитнее. У остальных, биполярных, транзисторов желательно, чтобы коэффициент усиления по току Вст был не ниже 50…70.
Будет совсем хорошо, если транзисторы выходного каскада подобрать с примерно одинаковым Вст. Пару с меньшим Вст лучше использовать в качестве VT5, VT6. К остальным деталям особых требований не предъявляется. Динамическая головка ВА1 — типа 2ГД38 или ей подобная, с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом. Желательно использовать головки с большой отдачей, невзирая на их размеры и мощность. Настоятельно рекомендуем поместить головку в деревянный корпус больших размеров — и громкость, и качество звука при этом значительно возрастут.
Налаживание усилителя начинают с проверки режима. Напряжение на выходе, в точке соединения коллекторов VT5, VT6, должно равняться половине напряжения питания, т. е. 1,5 В.
Его можно подкорректировать, подбирая сопротивление резистора R2. Если же сделать это не удается при изменении сопротивления в разумных пределах (скажем, от 10 до 27 кОм), то надо взять другой транзистор VT1. Транзисторы с большим напряжением отсечки дают и большее напряжение на выходе. Затем, включив миллиамперметр в цепь питания и подбирая число и тип включенных параллельно диодов VD1, VD2, устанавливают ток покоя усилителя, равный 1…1,5 мА. При подборе нельзя отключать сразу все диоды, потому что ток усилителя возрастет до недопустимо большой величины.
Подойдут любые маломощные германиевые диоды типов Д2,Д9, Д18, Д20, Д311, ГД507 и т. д.
В заключение, подав на вход усилителя звуковой сигнал и наблюдая напряжение на динамической головке осциллографом, убеждаются в симметричности ограничения при больших сигналах и отсутствии искажений типа «ступенька». Изготовленный автором усилитель имел следующие параметры:
— напряжение питания… 3 В;
— ток покоя… 1,3 мА;
— ток при максимальном сигнале… 30 мА;
— максимальная мощность неискаженного сигнала на нагрузке 8 Ом… 25 мВт;
— полоса воспроизводимых частот… 70 Гц — 20 кГц.
При необходимости расширить полосу частот в сторону нижних надо увеличить емкости оксидных конденсаторов C1, СЗ и С4. Ограничить полосу со стороны верхних частот можно, подбирая емкость конденсатора С2 в пределах 150…470 пФ.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Медики говорят, что клавиатура компьютера — настоящий рассадник микробов. Действительно ли это так? Как можно обеззаразить клавиатуру?
Наталья Самородкина,
г. Нижний Тагил
К сожалению, это правда. Недавно английский микробиолог Энтони Хилтон проверил на наличие микробов клавиши А (часто используемая в английских текстах буква) и Z (самая редкая буква) на клавиатурах 120 компьютеров Лондонского университета, где каждым из них пользуется в среднем не менее 20 студентов за день. Оказалось, что на клавишах
