Журнал Радио 10 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА

Журнал Радио 10 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА ВОЗВРАЩАЯСЬ К НАПЕЧАТАННОМУ "СВЕРХЛИНЕЙНЫЙ УМЗЧ С ГЛУБОКОЙ ООС"  Продолжаем публикацию ответов на вопросы читателей об особенностях схемы и конструкции УМЗЧ.

Продолжение. Начало см. в "Радио", 2000, ╧9

5. Каковы АЧХ и ФЧХ усилителя?

АЧХ собственно УМ (без фильтров) простирается от постоянного тока до 3.5...4 МГц (по уровню -ЗдБ). Полоса действия ООС несколько шире за счет действия форсирующих конденсаторов, включенных параллельно резисторам ООС. Фазовый сдвиг УМ в звуковой полосе частот составляет доли градуса.

6. В чем причина применения столь "древнего" ОУ?

Дело в том. что ОУ КР140УД1101 по своим характеристикам подходит для применения в УМЗЧ гораздо лучше, чем какой-либо другой.

Во-первых, АЧХ этого ОУ имеет дополнительную полюсно-нулевую пару, позволяющую резко повысить эффективное произведение усиления на полосу. В полиостью скорректированном усилителе его значение составляет примерно 50х103 на частоте 100 кГц, а частота единичного усиления — около 15 МГц. Именно это обстоятельство (втрое большее петлевое усиление, чем при стандартной однополюсной коррекции) значительно улучшает способность данного ОУ исправлять погрешности, вносимые другими элементами.

Во-вторых, время выхода ОУ из ограничения не превышает 200 не, это. в частности, предотвращает возбуждение УМЗЧ при перегрузках. Еще одно достоинство — отличное использование напряжения питания. Немаловажны также малые входные токи и емкость (менее 2 пФ), высокое усиление на постоянном токе, очень высокая линейность в широкой полосе частот.

Встречающиеся иногда утверждения о существенной (по сравнению с другими ОУ) нелинейности или асимметрии передаточных характеристик LM318 (КР140УД1101) не находят экспериментального подтверждения. Наоборот, благодаря глубоким местным ОС и относительно большому току покоя собственные искажения этого ОУ без ООС. особенно на ВЧ или под нагрузкой, оказываются ниже, чем у большинства ОУ общего применения. Асимметрия максимальных скоростей нарастания и спада (превышающих, как правило. 75 В/мкс) в инвертирующем включении не превышает 15 %. причем переходный процесс сохраняет вид и симметрию вплоть до скоростей нарастания и спада в 50...60 В/мкс (65...75 % от максимальной). Последнее свойство встречается не часто и свидетельствует о высокой динамической линейности.

Спектральная плотность ЭДС шума у КР140УД1101 на частоте 1 кГц составляет. 13.. 16 нВДТц, фликкер-шум выражен слабо (частота среза около 100 Гц). Спектральная плотность тока шума на средних частотах не превышает 0.4 пА/уТц. что позволяет использовать относительно высокоомные резисторы в цепях ООС. Рекомендуемый рядом авторов К574УД1 уступает по всем статьям — от диапазона линейности по входу (0.5 .0.6 В против 0,8 В) и полосы в режиме единичного усиления (5...6 МГц против 16...18 МГц) до статических характеристик (напряжения смещения, дрейфа и т. п.). Спектральная плотность ЭДС шума уК574УД1 (14...20 нВД'Гцна 1 кГц) в лучшем случае такая же. как у КР140УД1101.

Что касается скорости нарастания и частоты единичного усиления (50 В/мкс и 10 МГц), то для К574УД1 они даны ъ нескорректированном включении, при этом он устойчив (по ТУ) при коэффициенте передачи не менее 5. Это не лучше, чем у распространенного LF357 (КР140УД23). При коррекции на единичное усиление К574УД1 имеет при минимальном запасе устойчивости полосу не более 5...6 МГц и скорость нарастания около 25 В/мкс. Частота единичного усиления по петле ОС для УМЗЧ в целом в случае применения К574УД1 не может быть выше 2,5...3 МГц из-за относительно большого фазового сдвига на ВЧ (т. е. задержки сигнала), вносимого ОУ. Поэтому глубина ООС на частотах в десятки килогерц при использовании К574УД1 оказывается на порядок меньше, чем с КР140УД1101, соответственно выше искажения и УМЗЧ в целом.

Среди современных зарубежных ОУ есть много превосходящих КР140УД1101 (LM318) по отдельным параметрам. Однако заметно лучших по всему комплексу параметров до настоящего времени нет, и именно поэтому LM318 никто за рубежом с производства не снимает.

Что касается наилучших из существующих ОУ. невзирая на цены и редкость, то в качестве DA1 и DA4 автор рекомендует LT1468 или НА5221. а в качестве DA3 — AD842. однако при применении AD842 нужно существенно изменить цепи коррекции УМЗЧ. Кстати, выигрыш по глубине ООС при применении AD842 в сочетании с лучшими импортными транзисторами не превышает 6...8 дБ. выигрыш же по частотным свойствам УМЗЧ составляет 30...40 %. Это совсем немного, а главное, что эти улучшения практически уже незаметны на слух.

7. Почему в усилителе применены отечественные выходные транзисторы, тогда как импортные по параметрам лучше?

Автор исходил из условия доступности используемых в усилителе полупроводниковых приборов. Действительно, недостатки примененных отечественных транзисторов проявляются, в частности, о ограничении мощности усилителя и необходимости параллельного включения большого числа транзисторов для обеспечения гарантированной надежности. Наиболее слабым элементом, кстати, оказываются не выходные, а предвыходные транзисторы (КТ639Е).

Тем не менее, по мнению автора. 100 Вт неискаженной мощности при комплексной нагрузке усилителя в домашних условиях вполне достаточно. Более того.большинство дорог их импортных усилителей не способны и на это. Например, модель "Symphonic Line RG-9 Mk3" ($2990). получившая очень хорошие оценки в зарубежной прессе (по сведениям журнала "Аудио Магазин"), при заявленной мощности 300 Вт на нагрузке 8 Ом, на тональном сигнале частотой 50 Гц фактически отдает без искажений (К- не более 0.1%) мощность, которая не превышает 70 Вт на чисто активном сопротивлении 8 Ом, около 95 Вт — на 4 Ом, а при комплексной нагрузке — и того меньше. Поэтому еще раз заметим что при желании снизить мощность сверхлинейного УМЗЧ целесообразно уменьшать номинальные значения напряжений его блока питания, при этом можно сократить и число транзисторов в выходном каскаде

Как показали специально проведенные исследования, выходной каскаде параллельным включением восьми отечественных транзисторов по искажениям не уступает варианту выходного каскада мощностью 120 Вт на лучших из существующих импортных транзисторов — в первом каскаде 2SA1380 и 2SC3502.3aieM по два на плечо 2SB649 и 2SD669. а на выходе — 2SA1215 и 2SC2921. также по два на плечо. Кроме того, вариант с использованием большего числа выходных транзисторов обеспечил более "мягкое" переключение плеч, при эюм наблюдалось полное отсутствие "переключательных" искажений. Что касается скоростных характеристик, то осциллограммы, демонстрирующие отличную динамическую линейность усилителя (см. статью в 'Радио*. 2000. ╧ 6). сняты именно на блоке УМЗЧ с отечественными мощными транзисторами.

Следует отметить, что применение импортных транзисторов, безусловно, снижает трудоемкость монтажа усилителя, а вместе с изменением цепей коррекции на 30...40 % улучшает скоростные характеристики. Однако на качество звука это уже практически не влияет.

8. При измерении коэффициента передачи тока базы транзисторов КТ819Г получено значение h21э = 400, а КТ818Г - 200. Не слишком ли это много для них?

Да, это чрезмерно много. Значения h21э= 100...160натоке 100 мА еще допустимы, ноболее двухсот — нежелательно. К сожалению, встречаются транзисторы с h21э до 500. Они крайне ненадежны, и у них наблюдается заметный спад коэффициента передачи тока базы уже при токе коллектора более 1 А. Лучше применять транзисторы КТ818Г и КТ819Г выпуска позднее середины 1997 г. — у них параметры обычно получше.

9. Можно ли использовать в выходном каскаде транзисторы серий КТ8101 и КТ8102 в качестве аналогов упоминаемых в статье 2SA1215, 2SC2921 ?

Проблема в том. что среди приобретаемых на рынках транзисторов этого типа встречается много брака, в том числе по ОБР. Электрические же параметры позволяют устанавливать эти транзисторы в выходном каскаде не более четырех-пяти на плечо из-за значительной емкости их переходов — в два раза больше, чем у КТ818. КТ819. Если транзисторы хорошего качества, то применять их в усилителе вполне допустимо

10. Чем объясняется применение в УМЗЧ дорогих транзисторов КТ632Б и КТ638А?

Во-первых, в продаже имеются и недорогие версии, но "в пластмассе* (например. КТ638А1). Во-вторых, это. по мнению автора статьи, единственно подходящие комплементарные отечественные транзисторы для усилителей с напряжением питания выше ±40 В. Кстати, линейность их выходных характеристик весьма высока, а объемное сопротивление коллектора при этом невелико. Импортные же транзисторы 2N5401 и 2N5551 в этом отношении несколько хуже, но применять их допустимо (с учетом разницы в цоколевке). В качестве их замены можно рекомендовать транзисторы КТ6116А. КТ6117А.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 10 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.