Усилитель-коррректор
УК Никитина в «Электронике-ЭП-017»:
homely editing.
Для установки в «Электронику – ЭП-017», в котором мало свободного места, был выбран УК [1], который легко можно сделать довольно миниатюрным. Схема была немного изменена. Транзисторы структуры npn имеют довольно большое объёмное сопротивление базы и для снижения уровня шумов использовано параллельное их включение – VT1, VT4, рис. 1.
Вновь собранный корректор вначале упорно не желал входить в режим, напряжение на коллекторах VT1, VT4 не превышало 1 В. Как оказалось, вход составного транзистора VT5VT2 был шунтирован относительно низким сопротивлением утечки оксидного конденсатора С3 исходной схемы (С6 на рис. 1) . Чтобы не зависеть от прихотей судьбы, в этой позиции целесообразно устанавливать «сухие» конденсаторы. Достаточно ёмкости 0,47…1,0 мкФ.
На промежуточном прослушивании обнаружилось, что уровень низкочастотных составляющих явно недостаточен.
Для начала были удалены цепи коррекции, что дало возможность рассчитать чистый, частотнонезависимый коэффициент усиления. «Просмотр» УК с помощью генератора и осциллографа показал, что коэффициент усиления исходной схемы всего 500 раз на НЧ (150 раз на ВЧ), чего маловато для точной коррекции на НЧ. Это заинтриговало. Кu каскада с ОЭ определяется отношением сопротивления нагрузки, здесь – до мегома, к сопротивлению в цепи эмиттера – R3 и R4, здесь – не более полукилоома, и, казалось бы, проблем с недостатком усиления не должно быть. Но невесть где образовавшееся паразитное параллельное нагрузке сопротивление воровало дефицитный коэффициент и «садило низа». Первым попало под подозрение сопротивление коллектора, составляющее от сотен килоом до единиц мегом. Усилители с ОЭ, подобные применённому в исходной схеме, отличаются большой динамической входной ёмкостью и сравнительно небольшим выходным сопротивлением. Преобразование схемы усилителя напряжения в каскод включением VT4 устраняет ёмкостную связь входа с выходом через Скб и увеличивает выходное сопротивление каскада. Усиление возросло с 500 до 660 раз. Наращивать его далее препятствовало низкое входное сопротивление повторителя на составном транзисторе. Из самых лучших тактических побуждений в исходной схеме в позиции VT2 был установлен транзистор с высоким h21э. Соответственно, бедолага VT5 работал …в сверхголодном режиме по току эмиттера: IэVT5=IбVT2=IэVT2/h21эVT2, что составляет примерно 1…2 мкА, со свойственным этому режиму малым статическим коэффициентом усиления тока и был не в силах полноценно «сопротивляться». Поэтому отнюдь не парадоксально, что установка параллельно переходу база-эмиттер VT2 резистора 10 килоом для задания начального тока эмиттера VT5 50 мкА увеличила Кu до 800 раз. Беглый «анализ» схемы показал, что входное сопротивление динамической нагрузки может быть повышено. Действительно, с увеличением сопротивления резистора R4 с 1 до 3,3 килоом усиление увеличивается чуть ли не вдвое - до 1300 раз. Общий выигрыш – 2,5 раза. Следует заметить, что усиление УК с подключенными цепями коррекции возрасти не может, повышается только точность следования заданной АЧХ, особенно на НЧ.
Далее были измерены вносимые усилителем искажения. Здесь и далее к.н.и. измерялся при входном напряжении 1,5 мВампл, без цепей частотной коррекции, поскольку такое измерение не было бы чрезмерно информативным: кроме того, что будут завышены параметры, необходимо было бы с повышением частоты или увеличивать напряжение входного сигнала, или мириться со снижением выходного напряжения, нарушая принцип неизменности условий измерения. Для исходной схемы указывается 0,01% THD. К сожалению, автор [1] не уточнил условий измерений к.н.и.: производились ли они с подключенными цепями коррекции, и тогда высокочастотные гармоники благополучно отфильтровывались ими, а параметры соответственно завышались, или же коррекция отключалась. Указание частоты измерения 1 кГц говорит в пользу первого предположения. Насколько завышаются параметры УК с подключением цепей коррекции, видно из примера. С активной нагрузкой в виде цепочки из резистора 75 килоом и конденсатора 1 мкФ при выходном напряжении 700 мВамл на частоте 2,3 кГц к.н.и. доработанного «от фонаря» УК 0,08 %, а с частотнозависимой нагрузкой в виде конденсатора 1000 пФ при равных прочих условиях – 0,012 %, или в семь раз меньше. Надо сказать, у подобных схем благодаря малости входных сигналов и местной ООС по току эмиттеров VT1, VT4 линейность усиления определяется линейностью сопротивления нагрузки. С уменьшением её полного сопротивления нелинейности активных элементов отходят на второй план и к.н.и. уменьшается. С другой стороны, после предложенной доработки можно при необходимости получить от схемы большее усиление или выходное напряжение при прежнем уровне искажений.
Выходное напряжение исходной схемы с отключенными цепями коррекции достигает на частоте 1,5 кГц 0,8 Вампл, а к.н.и. – 0,16 %. На частоте 15 кГц при выходном напряжении 350 мВампл – 0,7 %, Кu – 230 раз. Видимо, на высоких частотах сказывается шунтирующее действие ёмкости Скб транзисторов и нелинейное изменение этой ёмкости в зависимости от мгновенного напряжения сигнала, а при исчезающее малых токах VT5 – и различие его выходного сопротивления, токов зарядки и разрядки Скб VT2 для полуволн сигнала разной полярности. После установки VT3, увеличения сопротивления R5 и введения цепи R7VT6 выходное напряжение на частоте 1,5 кГц возросло с 0,8 Вампл до 2 Вампл, а к.н.и. увеличился с 0,16 % до 0,2 %. На частоте 15 кГц выходное напряжение возросло с 350 мВампл до 1500 мВ, а к.н.и. снижен с 0,7 % до 0,3 %. Линеаризирующее действие цепи R7VT6 проявляется в большей степени на высоких частотах: без VT6, с R7 10 килоом, к.н.и. на частоте 1,5 кГц 0,25 %, на частоте 15 кГц удваивается – 0,55 %. VT6 можно заменить диодом.
Конечный итог таков:
коэффициент усиления исходной схемы был поднят
с 500 до 1300 раз, или в 2,5 раза, на частотах до 12 кГц,
и со 150 раз до 1000 раз, или в 6,6 раза на частоте 15 кГц.
Если учесть, что при таком выигрыше в усилении Кг на НЧ увеличился незначительно: с 0,16 до 0,2%, а на 15 кГц уменьшился с 0,7 до 0,3%, или в 2,3 раза, доработка УК может быть признана удачной.
Подбором сопротивления R11 токи VT1 и VT4 регулируются по минимуму шумов УК при заданном сопротивлении источника сигнала или по напряжениям на эмиттерах VT1, VT4, указанным на схеме. R1 служат для устранения возможного различия режимов VT1, VT4 разных каналов и устанавливаются по необходимости.
Исходя из ограниченных габаритов посадочного места была применена более эффективная и миниатюрная схема стабилизатора напряжения питания. Здесь VT9 сохраняет высокое усиление ввиду большого входного сопротивления составного транзистора. Благодаря последовательному включению трёх каскадов с ОЭ общее усиление по напряжению с базы VT9 до коллектора VT11 достигает 10.000. Подавление пульсаций напряжения питания с 0,5 В до 0,1 мВ сохраняется при перепаде напряжения коллектор-эмиттер VT12 до 50 мВ. Стабилизатор запускается током через R18, R17 на базу VT10. В стационарном режиме низкое динамическое сопротивление прямосмещённого перехода VD1 совместно с R18 образует делитель напряжения, что практически исключает влияние пульсаций напряжения питания на качество выходного напряжения. Нестабилизированное напряжение питания УК +23 В взято от штатного БП.
Для улучшения помехозащищённости УК расположен в корпусе проигрывателя. Плата, рис. 2 и 3, с вертикально установленными резисторами МЛТ-0,25 и малогабаритными оксидными конденсаторами занимает 28 х 83 х 15 мм. Она комфортно помещается на полочке внутри корпуса, недалеко от узла крепления тонарма, над местом выведения наружу выходного кабеля. Кабель этот надо разрезать и подключить к впаянным в плату, к площадкам входа и выхода, стойкам. Так же подключены и провода питания. Плата крепится к корпусу проигрывателя болтами на М2 и изолирована от него тонким поролоном или полихлорвинилом.
При проверке звучания в комплексе с «Электроникой ЭП-017» и УК работал интегральный усилитель NAD C352 с 90-ваттными АС FSII сопротивлением 8 Ом и полосой 25 – 22.000 Гц от «Acoustic Kingdom». Об улучшении качества доработанного УК сравнительно с исходным косвенно говорит такой факт. До доработки УК из головок ЭДА и ГЗМ-008 «Корвет» знаменитая ЭДА была отбракована в связи с большей стоимостью при отсутствии явного преимущества в звуке. После доработки лёгкость звучания ЭДы была оценена по достоинству, а «Корвет» отправлен в запас.
Увеличение этого резистора ничего не даст. Для повышения отдачи на НЧ недостаточно усиления исходной схемы, см. выше. После доработки и повышения Ку - надобность в подборе пропадёт.Сообщение от alex-ms
В целом Ку регулируется вверх пропорциональным уменьшением ёмкостей кондиков С3, С4, С5 и увеличением сопротивления резиков R4 и R8. Но увеличивать Ку свыше 1,5 раза не следует: параметры цепи коррекции станут сопоставимы с паразитными параметрами монтажа и транзисторов.
. То, что Вы сделали, это Ваша схема (пусть основанная на моей, но достаточно сильно другая), поэтому прошу Вас завести отдельную ветку для обсуждения Вашей схемы. Здесь я её (и Ваши заблуждения) обсуждать не буду.
Потому с ними и не работало. 
Социальные закладки