Универсальный усилитель нч на германиевых транзисторах
Универсальными часто называют усилители, обладающие высокой чувствительностью и большой выходной мощностью, что обеспечивает их нормальную работу с самыми различными источниками сигнала (датчиками электрогнтар и других ЭМИ, линейным выходом приемников, магнитофонов и ЭПУ). На рис. 30 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ. Такой усилитель можно использовать в самых различных электроакустических установках.
Этот усилитель является дальнейшим развитием и совершенствованием мегафона. В первую очередь это относится к усложнению узла формирования напряжения смещения на базе первых двух транзисторов, что позволило значительно повысить входное сопротивление усилителя, сделать его работу более стабильной и упростить процесс установки режима работы по постоянному току. Для этой цели предусмотрен подстроечный резистор R2. Для предотвращения самовозбуждения усилителя из-за обратной связи по цепям питания (например, при значительном разряде батареи питания) введен транзисторный фильтр, состоящий из транзистора ТЗ, резистора R12 и конденсатора С4. Обычно для фильтрации напряжения питания первых ступеней усиления применяют простейшие RС-фильтры с конденсаторами большой емкости (1000 мкФ и более). Транзисторный фильтр дает возможность получить тот же эффект с конденсатором емкостью всего 50 мкФ (С4).
Для стабилизации тока покоя транзисторов Т6 и Т9 оконечной ступени начальное смещение на базах транзисторов Т4 и Т7 задано двумя, а не одним, как обычно, диодами. В случае заниженного значения тока (менее 15 мА) один из диодов можно отключить. Один из диодов отключают и при работе с пониженным напряжением питания.
В усилителе использованы конденсаторы К50-6. Переменный резистор R1 регулятора громкости — СПЗ-4в группы В; подстроечный резистор R2 — СПО-0,25. Чертеж печатной платы усилителя представлен на рис. 31.
Внешний вид сконструированного усилителя показан на рис. 32. Теплоот-водами мощных транзисторов служат торцовые дюралюминиевые стенки, изолированные от токопроводящих элементов. Размеры усилителя — 150Х80Х Х60 мм. На лицевой панели установлены гнездо СГ-5 входного разъема, регулятор громкости и кнопка П2К включения питания. Ручка регулятора громкости — от приемника «ВЭФ-202». На задней стенке корпуса предусмотрены планки, с отверстиями для закрепления усилителя внутри или снаружи ящика громкоговорителя, совместно с которым будет работать усилитель. Размещение усилителя может быть произвольным, важно лишь, чтобы был обеспечен конвекционный поток воздуха в зоне теплоотводов транзисторов.
Оконечные ступени всех описанных выше усилителей построены на низкочастотных германиевых транзисторах серий П213 — П216. Эти транзисторы легко доступны, но у них есть существенный недостаток — ограниченная полоса усиливаемых частот. Уже начиная с частоты 3 — 4 кГц начинается увеличение потребляемого тока и уровня искажений. Можно считать, что усилители с такими транзисторами могут эффективно работать на частотах не выше 12 — 13 кГц, тогда как для высококачественного усиления верхняя частота рабочей полосы не должна быть ниже 16 кГц.
Нередко радиолюбители, пытаясь компенсировать ухудшение частотных характеристик германиевых транзисторов, применяют более мощные, чем требуется, транзисторы, например, П217 или даже П210. Такая замена не приводит к заметному улучшению частотных характеристик усилителя, повышая лишь потребляемый ток, а для устройств с автономным питанием это имеет существенное значение.
Значительно лучшие результаты можно получить -при замене транзисторов серий П213 — П216 высокочастотными транзисторами серий ГТ806, ГТ905, имеющимися в продаже. Они обеспечивают равномерное усиление сигнала на частотах до 20 кГц и выше. Кроме того, им требуется и меньший ток покоя, всего 5 — 10 мА для ГТ905А, ГТ905Б и 10 — 15 мА для ГТ806А, ГТ806Б. Возможно также применение среднечастотных транзисторов большой мощности серий ГТ703, ток покоя которых около 12 мА.
Во всех описанных выше устройствах, где применены низкочастотные мощные транзисторы, можно с успехом использовать транзисторы серий ГТ7ОЗ, ГТ806 и ГТ905, изменив лишь расположение отверстий на теплоотводах и подстроив режим работы по постоянному току. Например, в универсальном усилителе требуемый режим работы транзисторов устанавливается путем отключения одного из диодов.
При использовании высокочастотных германиевых транзисторов нужно помнить, что они чувствительны к перегрузкам по току, поэтому следует избегать короткого замыкания на выходе усилителя.
Недостатком германиевых транзисторов является ухудшение их характеристик с повышением температуры корпуса. Эти транзисторы могут работать при температуре корпуса не более 60 — 70° С. С приближением температуры к предельно допустимой выходная мощность должна быть значительно снижена. Несоблюдение этого требования приводит к выходу транзисторов из строя, что часто бывает на практике. Значительно стабильнее при повышении температуры характеристики усилителей, собранных на кремниевых транзисторах. Поэтому их широко применяют в современных любительских и промышленных электроакустических установках. Ниже описан один из возможных вариантов такого усилителя мощности.