У многих радиолюбителей наверняка имеется «загашник» с «устаревшими» радиокомпонентами, из которых можно изготовить вполне работоспособные конструкции. Например, телефонный усилитель мощности с высоким КПД и широкой полосой усиливаемых частот. Одно из главных достоинств рассмотренных в статье конструкций -низкая цена комплектующих, простота схемы и ее наладки. Рассмотренные в статье схемы могут быть полезны начинающим радиолюбителям, при самостоятельном освоении усилительных устройств, а также руководителям радиокружков.
Рассмотренные в статье схемы достаточно просты в сборке даже начинающими радиолюбителями. Они не содержат дефицитных и дорогих радиодеталей.
На рис.1 показана схема телефонного усилителя с двухполярным питанием (до ±15 В). Эту схему можно считать классической, ее можно найти как в учебниках и радиолюбительской литературе, так и в сети Интернет.
На ОУ IC1 собран предварительный усилитель (усилитель напряжения), а на комплементарной паре транзисторов Т1 и Т2 — усилитель мощности, работающий в режиме класса В.
Связь между каскадами гальваническая без разделительных конденсаторов. Резисторы R4, R5, R6 — ограничительные. Замечу, что сопротивление резистора R6 желательно выбирать как можно меньше, вплоть до замены его перемычкой. С1 — разделительный конденсатор. С3, С6 — конденсаторы фильтров питающих напряжений. Резисторы R1, R2 — цепь отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному и переменному напряжениям. ООС по постоянному напряжению задает и стабилизирует режим всего усилителя, а ООС по переменному напряжению определяет коэффициент усиления схемы, который при номиналах R1, R2, указанных на рис.1, равен 10. С6, R7 -демпферная цепочка, устраняющая (ослабляющее) «бубнение» в динамиках (головных телефонах), свойственное усилителям класса В на низких частотах.В схеме, показанной на рис.1, можно использовать следующие типы полупроводниковых приборов:
- IC1 — LM741, LM748 или один из 2-х ОУ микросхем LM747, МС1458;
- комплементарные пары транзисторов Т1 /12 — КТ3102/КТ3107, ВС550/ ВС560 и т.п.
Телефонный усилитель можно питать и от одного источника питания, добавив к рассмотренной схеме несколько деталей (см. схему на рис.2). Для обеспечения оптимального режима микросхемы IC1 установлен делитель напряжения на два R9R10, выход которого зашунтирован по переменной составляющей конденсатором С3. Диод D1 обеспечивает быстрый разряд С3 при выключении усилителя. В этой схеме обязателен разделительный конденсатор С4 на выходе, так как на эмиттерах Т1 и Т2 будет постоянная составляющая напряжения, равная половине напряжения питания (Vcc/2).
Рассмотренные выше схемы имеют и заметные искажения выходного сигнала. Это связано не только с режимом класса В в выходном каскаде, но и с характеристиками используемых микросхем ОУ. Эти ОУ имеют также ограниченную полосу частот усиливаемого сигнала. Можно заметно улучшить качество работы усилителей, если заставить работать ОУ как повторитель, а усиление сигнала осуществлять с помощью дополнительного транзистора.
Схема такого усилителя с двумя источниками питания показана на рис.3, а с одним источником — на рис.4. Транзистор Т3 типа КТ3102 (ВС109С, ВС546-ВС550, 2NE5818) в приведенных схемах — это усилитель напряжения с общим эмиттером (ОЭ).
Отличие схем этих усилителей только в наличии на рис.4 разделительного конденсатора С4 на выходе усилителя и отсутствие фильтрующих конденсаторов, которые на рис.3 обозначены как С4, С5.
Наличие глубокой отрицательной обратной связи с эмиттеров Т1, Т2 непосредственно на инвертирующий вход ОУ IC1 обеспечивает линеаризацию частотной характеристики усилителя и существенную компенсацию нелинейных искажений усилителя.
В схемах можно использовать иные ОУ и комплементарные пары транзисторов малой и средней мощности, например, КТ502/КТ503.
Примечание редакции:
Использованный автором ОУ LM741 — это, так называемый, 741-й операционный усилитель -универсальный интегральный ОУ второго поколения на биполярных транзисторах. Оригинальный ОУ типа µA741 (другое обозначение и А741) был разработан в 1968 году Дэвидом Фуллагаром из Fairchild Semiconductor.
Более чем за 45 лет этот ОУ выпускался рядом фирм. При этом их тип обозначается несколько иначе: LM741, UA741, МС1741, SN72741 и т.д. Аналогами 741 ОУ, произведенных в СССР и на постсоветском пространстве, являются микросхемы К140УД7, КР1407УД2 и К1407УД2.
Автор: Петр Петров, г. София, Болгария
Источник: Радиоаматор №11/12, 2014
