Добрый день, уважаемые радиолюбители.

Думаем ни для кого не секрет, что аудиотехника – это одна из любимых областей для экспериментов достаточно большого числа радиолюбителей. Вот и мы решили немного поэкспериментировать, а заодно и рассказать, как мы пришли к идее и конструкции гибридного усилителя. Так как статья получилась достаточно объёмной было принято решение разделить её на 2 части. Сегодня мы расскажем Вам о первой части экспериментов.

Итак, цикл экспериментов начинался практически с классической схемы усилителя, показанной на схеме ниже. Разберёмся кратко как он (усилитель) работает.

Сигнал с выхода Вашего аудиоустройства через разделительный конденсатор С2 поступает на вход предварительного усилителя, выполненного на транзисторе VT3 [1]. Нагрузкой транзистора служит цепочка резисторов R7-R8, диоды VD1-VD2, а также высокое внутреннее сопротивление источника тока, выполненного на транзисторах VT1, VT2 по схеме токового зеркала [2]. Можно считать, что цепочка R7, R8, VD1, VD2 не оказывает влияния на работу предварительного усилителя по переменному току т.к. шунтирована конденсатором С4 относительно большой ёмкости. Данная цепочка необходима для задания режима предвыходного, и, соответственно, выходного каскада по постоянному току (установки тока покоя). Резистор R9 необходим для термостабилизации режима предварительного усилителя при изменении температуры окружающей среды. Данный резистор в совокупности с резисторами R5, R6 задаёт режим работы предварительного усилителя по постоянному току.

С выхода предварительного усилителя сигнал, через резисторы R10, R11 поступает на вход предвыходного каскада, выполненного на комплементарной паре транзисторов VT4, VT5 [3, 4, 5]. Нагрузкой данного каскада являются резисторы R12, R15. Назначение резисторов R13, R14 полностью аналогично назначению резистора R9.

С выхода предвыходного каскада усиленный сигнал поступает на выходной каскад, выполненный на комплементарной паре составных транзисторов VT6-VT10, VT7-VT11, включённых по схеме Дарлингтона [1, 2]. Нагрузкой выходного каскада служит акустическая система Rн.

Резисторы R26, R10, R11, R18, R21 – антипаразитные резисторы. Данные резисторы, в совокупности с входной ёмкостью транзисторов, а также ёмкостью конденсаторов С3, С5, С6, С7 определяют ширину полосы пропускания усилителя, а также задают необходимый спад АЧХ за пределами полосы пропускания. Этим достигается необходимая устойчивость усилительных каскадов. Кроме того, за счёт входного тока создаётся небольшая отрицательная обратная связь по входу, дополнительно линеаризуя параметры каскадов.

Резистор R4, конденсатор С1 – дополнительный фильтр питания предварительного усилителя.

Конденсатор С10 – дополнительный фильтр питания выходного каскада усилителя. Данный конденсатор необходимо установить, как можно ближе к транзисторам выходного каскада. Кроме фильтрации питания данный конденсатор играет роль источника питания на пиках сигнала, когда потребление тока на короткий промежуток времени значительно возрастает по сравнению со средним потреблением тока [6].

Резисторы R24, R25, конденсаторы C8, C9 – цепи Цобеля-Буше. Основное назначение данных цепочек – уменьшение влияния изменения импеданса акустической системы на различных частотах полосы пропускания усилителя. Кроме того, данные цепочки дополнительно повышают устойчивость усилителя в высокочастотной области. 

Резисторы R22, R23 – токовые шунты. Они необходимы для работы защиты выходного каскада от перегрузки по току, выполненной на комплементарной паре транзисторов VT8, VT9 [3, 4, 5].

Разделительные конденсаторы С11, С12 необходимы для разделения переменной и постоянной составляющих выходного напряжения усилителя. Так как усилитель выполнен с однополярным питанием, то на его выходе, в режиме покоя, присутствует половина напряжения питания. Для питания же акустической системы необходима только переменная составляющая выходного напряжения.

Частично данные конденсаторы берут на себя роль, аналогичную конденсатору С10 т.к. цепочка С11-С12 фактически включена параллельно конденсатору С10.

Кроме всего прочего данными конденсаторами создаётся искусственная средняя точка по переменному напряжению. С точки зрения работы симметричного выходного каскада подобное включение нагрузки (именно между выходом и средней точкой, а не выходом и общим проводом просто через разделительный конденсатор) является более правильным.

Необходимость создания искусственной средней точки решается применением двухполярного источника питания. Но, фактически и в таком случае нагрузка включена между выходом и средней точкой. Только при применении двухполярного источника питания она включается так и по постоянному и по переменному току, а в нашем случае т.е. при применении однополярного источника питания – только по переменному току.

При сборке усилителя резистор R7, диоды VD1, VD2 необходимо установить на один из радиаторов транзисторов выходного каскада и обеспечить хороший тепловой контакт. За счёт этого происходит температурная компенсация параметров усилителя при изменении температуры окружающей среды, а также температуры выходных транзисторов при изменении рассеиваемой на них мощности.

Настройка усилителя не представляет сложности. Для настройки усилителя в разрыв коллектора одного из выходных транзисторов (либо по падению напряжения на токовых шунтах R22, R23 вычисляется протекающий ток) включается амперметр и резистором R8 устанавливается ток через выходные транзисторы равный 200 мА. При этом резистором R5 в точке соединения резисторов R22, R23 устанавливается половина напряжения питания относительно общего минуса усилителя.

При этом величину резисторов R19, R20 необходимо выбрать так, чтобы ток через выходные транзисторы не мог превысить 2.7-2.8 Ампера (действующего значения). Этого можно добиться экспериментально, установив вместо данных резисторов спаренный переменный резистор сопротивлением 100-470 Ом. После этого необходимо установить максимальное сопротивление данного резистора и, плавно повышая ток покоя резистором R8 установить его равный 2.8 ампера (это необходимо делать крайне аккуратно т.к. зависимость выходного тока от величины резистора носит примерно экспоненциальный характер в соответствии с ВАХ транзистора. На всякий случай можно установить в один из проводов питания предохранитель на ток равный 3А на время настройки).

Далее, понижая сопротивление спаренного резистора, необходимо зафиксировать момент, когда ток покоя начнёт падать вместе с уменьшением сопротивления резистора и уменьшится до 2.7 Ампер. После этого необходимо выключить усилитель и измерить полученное сопротивление. Искомым сопротивлением будет значение, округлённое в низшую сторону до ближайшего по ряду Е24. Именно с таким сопротивлением необходимо установить резисторы R19, R20. На этом настройку усилителя можно считать законченной.

В данном усилителе применяется самый простой вариант защиты выходного каскада. Его простота, к сожалению, компенсируется описанными выше особенностями настройки.

Впрочем, настройку токовой защиты можно произвести и в обратном порядке, установив нулевое сопротивление спаренного переменного резистора и плавно повышать ток покоя. Ограничение тока начнёт наступать значительно раньше, чем будет достигнут необходимый ток ограничения (при исправных транзисторах VT8, VT9). После практически прекращения роста тока покоя необходимо незначительно провернуть переменный резистор R8 в сторону увеличения тока покоя. Далее необходимо увеличением сопротивления спаренного переменного резистора установить ток покоя равный 2.7-2.8 Ампера.  После этого, аналогично предыдущему варианту настройки токовой защиты, необходимо измерить полученное сопротивление и округлить в меньшую сторону до ближайшего номинала по ряду Е24 – это и будет искомое сопротивление резисторов R19, R20.

Транзисторы выходного каскада VT6, VT7, VT10, VT11 необходимо установить на теплоотвод достаточной площади.

После настройки и налаживания усилителя нами было проведено измерение его основных характеристик.

На скрине далее показана АЧХ описанного выше усилителя. По скрину хорошо видно, что АЧХ по уровню -3 дБ простирается примерно от 8-9 Гц до 15-16 кГц с небольшим подъёмом в области 15 Гц (примерно на 3 дБ).

Расширить АЧХ сверху можно, если уменьшить ёмкость конденсаторов С6, С7, а также величину резистора R26. При этом необходимо их выбрать так что бы не образовывался подъём АЧХ вблизи верхней границы полосы пропускания усилителя более 2-3 дБ (в идеальном случае, при оптимальной коррекции, его быть не должно, и он должен устраняться цепями коррекции АЧХ т.к. напрямую влияет на устойчивость усилителя в области высоких частот).

Данная рекомендация справедлива и для других вариантов усилителя, которые мы опишем чуть позже. В описанной схеме возможно расширить полосу пропускания усилителя по уровню -3 дБ вплоть до 50-70 кГц без особых трудностей, но при этом необходимо тщательно продумать и выполнить монтаж усилителя.

На скрине далее показан спектр сигнала на выходе усилителя при номинальной выходной мощности равной 4 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.98%, а уровень самых высоких гармоник (2-й, 3-й, 4-й) грубо равен  -40 дБ.

На скрине далее показан спектр сигнала на выходе усилителя при половинной выходной мощности равной 2 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.75%, а уровень самых высоких гармоник (3-й и 4-й) грубо равен -40 дБ.

При превышении выходной мощности равной 4 Вт усилитель начинает относительно плавно входить в ограничение сигнала (клиппинг). Максимальная мощность усилителя в клипинге составляет 5.5 Вт. При этом суммарный коэффициент гармоник равен 10%.

В обоих случаях спектр искажений усилителя достаточно широк, а уровни гармоник высоки. Это связано с достаточно высокой нелинейностью транзисторов, выбранных режимов, а также низкой глубиной отрицательной обратной связи. Выходная мощность усилителя в описанном усилителе ограничивается напряжением питания (на момент первых испытаний в наличии имелся источник питания напряжением 20 Вольт).

Повысить выходную мощность усилителя, а также параллельно снизить уровень искажений можно повышением напряжения питания до 32-34 Вольт. При этом выходная мощность возрастёт до 12 Вт. Дополнительно снизить уровень искажений позволит подбор в пары транзисторов VT4-VT5, VT6-VT7, VT10-VT11, VT8-VT9. Данные две меры на некоторых версиях усилителей, которые мы опишем чуть позже, позволяли снизить уровень искажений при номинальной выходной мощности в полтора-два раза.

Ещё одной мерой, позволяющей значительно понизить уровень нелинейных искажений, является перевод усилителя из класса АБ в класс А. Для выходной мощности равной 12 Вт, напряжении питания 34 Вольта необходим ток покоя, протекающий через транзисторы не менее 2.5-2.7 ампер. При этом на каждом транзисторе будет рассеиваться мощность не менее 46 Вт. Таким образом, для перевода, описанного выше усилителя в класс А необходимо выходные транзисторы заменить на транзисторы с током коллектора не менее 3 Ампер, мощностью коллектора не менее 50-60 Вт, и напряжением коллектор-эмиттер не менее 35-40 Вольт. В качестве выходных транзисторов VT10-VT11 в этом случае можно применить транзисторы КТ818-КТ819 или другие подходящие по параметрам транзисторы [1].

Несколько не экономичное решение с точки зрения КПД и рассеиваемой мощности… Собственно, именно по этой причине усилители класса А, чаще всего, не делают с выходной мощностью выше 10 Вт. Это с одной стороны. С другой стороны – усилители класса Б, а также усилители класса АБ с относительно низким током покоя обладают значительно более высокими уровнями искажений, нежели усилитель класса А. Где же тогда выход из сложившейся ситуации?

Выход прост — повысить ток покоя транзисторов выходного каскада в классе АБ до 20-25% от амплитуды тока при максимальной выходной мощности. В этом случае коэффициент гармоник уже не будет катастрофически отличаться от класса А, но будет значительно ниже, чем в классе Б и в классе АБ с низким током покоя (формально классом АБ считается вся совокупность режимов, лежащих в промежутке между чистым классом А и чистым классом Б).

Давайте посчитаем что у нас получится в этом случае. Итак, для напряжения питания 34 Вольта, выходной мощности 12 Вт необходимо установить ток покоя равный 500-600 мА. В этом случае на транзисторах выходного каскада будет рассеиваться мощность 8.5-10.2 Вт.

Таким образом для класса АБ с током покоя, равным 20-25% от амплитуды тока при максимальной выходной мощности необходимо взять транзисторы с мощностью коллектора не менее 15 Вт, током коллектора не менее 3 Ампер и напряжением коллектор-эмиттер не менее 35-40 Вольт. В качестве выходных транзисторов VT10-VT11 в этом случае так же можно применить транзисторы КТ818-КТ819 либо любые другие, подходящие по характеристикам [1]. С таким подходом удавалось снизить уровень искажений некоторых описанных вариантов усилителей в 2-3.5 раза, по сравнению с классом АБ с низким током покоя (описанным в алгоритме настройки выше) — об этом так же пойдёт разговор чуть дальше.

Согласитесь, такой подход к выбору тока покоя выходного каскада намного рациональнее с точки зрения КПД и итогового уровня нелинейных искажений. Стоит отметить, что все описанные выше меры понижения уровня собственных искажений усилителя полностью справедливы и для описанных ниже вариантов усилителя, поэтому повторно мы не будем их описывать, но Вы всегда сможете внести данные корректировки самостоятельно. Данный подход можно использовать для усилителей с выходной мощностью вплоть до 100-200 Вт (при более высоких выходных мощностях применяются более интересные варианты построения выходных каскадов, впрочем, как и классов усиления. Хотя, и тут есть исключения…).

Кроме того, при повышении выходной мощности рекомендуется увеличить ёмкость конденсатора С10 до 6800 мкФ, а емкость конденсаторов С11, С12 до 4700 мкФ. Данная мера улучшит работу усилителя в области низких частот. Для выходной мощности более 10-12 Вт ёмкость конденсатора С10 выбирается из расчёта 2-4 тысячи мкФ на каждый ампер потребляемого тока при максимальной выходной мощности (действующего значения). При этом конденсаторы С10-С12 должны быть с низким ЭПС (ESR) т.е. способными работать с большими импульсными токами. Как правило, данные конденсаторы обладают неплохими частотными свойствами вплоть до нескольких десятков кГц (как минимум) т.к. предназначены для работы в импульсных источниках питания. Суть такой рекомендации в том, что именно через эти конденсаторы протекает переменная составляющая тока нагрузки и они должны уметь работать во всём диапазоне частот аудио сигнала.

На видео далее показана работа макета усилителя при проведении испытаний. Обратите внимание на площадь (величину) радиаторов транзисторов выходного каскада – для выходного каскада в классе АБ с высоким током покоя она недостаточна. Для выходной мощности равной 12 Вт с описанными выше условиями площадь радиаторов необходимо увеличить минимум в 2-3 раза. Для класса А и той же выходной мощности площадь радиатора придётся увеличить ещё в несколько раз. При этом в обеих случаях транзисторы закрепляются на хорошо отшлифованную поверхность радиатора через термопасту. Данная рекомендация так же справедлива для всех описанных ниже усилителей.

Не судите о качестве и вообще реальном звуке связки усилитель-акустическая система по представленному видео т.к. микрофон камеры не передаёт реального звучания, а помещение дополнительно вносит свои коррективы. Видео предназначено исключительно для ознакомительных целей.

В реальности в звуке данного усилителя при испытаниях чувствовался эффект овердрайва/дистрошена (перегрузки), что в общем-то логично, если вернуться к приведённым ранее скринам спектров сигнала на выходе усилителя (в этот момент из глубины памяти всплыло звучание китайских магнитофонов с выкрученной до предела, практически хрипоты, рукояткой громкости). В общем-то, уровень искажений в какой-то мере можно уменьшить, если выполнить все рекомендации, приведённые выше. Но в целом данный усилитель на наш взгляд обладает достаточно посредственными параметрами. Тем не менее его можно использовать в тех случаях, когда качество звучания не играет особой роли. После испытаний данного варианта усилителя мы произвели его модернизацию, показанную на схеме ниже.

Основным отличием данного варианта усилителя от исходного стало добавление дополнительного каскада усиления напряжения на входе, выполненного на транзисторах VT3, VT4. Данный каскад является дифференциальным. Использование дополнительного каскада усиления позволило повысить коэффициент усиления усилителя с разомкнутой петлёй обратной связи и, соответственно, повысить глубину отрицательной обратной связи.

Ещё одним преимуществом дифференциального каскада является возможность хорошего подавления синфазных помех, а также простота подключения отрицательной обратной связи – она подключается на вход второго плеча (а на вход первого плеча, соответственно, подаётся входной сигнал).

Нагрузкой данного каскада являются резисторы R7, R9. Источник тока, реализованный на транзисторах VT1, VT2, за счёт высокого внутреннего сопротивления обеспечивает нормальную работу дифференциального каскада [2].

Резистор R10, конденсатор С3 – дополнительный фильтр напряжения питания предварительного усилителя.

Резистор R37, катушка индуктивности L1 – дополнительная цепочка частотной коррекции, предотвращающая самовозбуждение усилителя на высоких частотах. Катушка L1 наматывается поверх резистора R37 эмалированным проводом диаметром 0.51-0.8 мм виток к витку до заполнения каркаса резистора. В качестве резистора R37 необходимо взять резистор в керамическом корпусе типа SQP мощностью 10 Вт. Внешний вид катушки L1 показан в подборке фото ниже.

• 

• 

Суммарный коэффициент усиления усилителя задаётся соотношением сопротивлений резисторов R11, R12.

Настройка данного варианта усилителя практически полностью аналогична настройке предыдущего варианта усилителя за одним исключением – установка половины напряжения питания в точке соединения резисторов R33, R34 осуществляется резистором R1, а установка необходимого тока покоя – резистором R18. При настройке данного усилителя исходно ток покоя был установлен равным 200 мА. Все измерения проводились при данном токе покоя. Для этого варианта усилителя так же справедливы все замечания по повышению выходной мощности, выбору режима работы выходного каскада, а также расширению полосы пропускания.

На скрине ниже показана АЧХ второго варианта усилителя. По скрину видно, что полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ простирается от 20 герц до 35 кГц. Таким образом, даже несмотря на то, что ёмкость корректирующих конденсаторов не изменилась, полоса пропускания усилителя значительно расширилась по сравнению с первым вариантом усилителя. Это связано с более глубокой отрицательной обратной связью. При уменьшении ёмкости корректирующих конденсаторов, а также при тщательном выполнении монтажа в данной схеме усилителя возможно расширение АЧХ по уровню -3 дБ вплоть до 150-200 кГц без особых трудностей.

На скрине ниже показан спектр сигнала на выходе усилителя при выходной мощности равной 4 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.2%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -52 дБ. Так же следует отметить, что на выходе нет ни одной гармоники уровнем выше -70 дБ. Основной вклад в суммарный коэффициент гармоник вносит именно вторая гармоника.

Следует отметить, что в подавляющем большинстве случаев гармоники уровнем ниже -70…-80 дБ можно не учитывать вообще (если у Вас, конечно, не сверхлинейный усилитель для каких-то специфических целей). Это вытекает из того, что подавление гармоники на 80 дБ – это подавление по напряжению в 10 ТЫСЯЧ раз, а по мощности в 100 МИЛЛИОНОВ раз (наш слух не способен обнаружить такие уровни гармоник на фоне основного тона  даже с учётом возможной квадратичной зависимости между «слышимостью» гармоники и её номером).

На скрине ниже показан спектр сигнала на выходе усилителя при выходной мощности равной 2 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.18%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -52 дБ.

После превышения мощности 4 Вт усилитель начинает относительно плавно входить в клиппинг. Максимальная мощность усилителя в клипинге равна 6 Вт. Коэффициент гармоник при этом равен 10%.

Если сравнить 2 приведённых выше спектра, то хорошо видно, что при изменении выходной мощности суммарный коэффициент гармоник практически не изменился. Небольшое уменьшение суммарного коэффициента гармоник в основном связано с заметным уменьшением 3-й и 4-й гармоник, а также полным подавлением 6-й гармоники (эти гармоники и до этого были достаточно низкого уровня).

На видео далее показана работа усилителя при проведении испытаний. Не судите о качестве воспроизведения по представленному видео – видео предназначено исключительно для демонстрационных целей.

В реальности звук связки данного усилителя и АС получился более прозрачным, чем у первого описанного усилителя, практически исчез эффект овердрайва/дистрошена, что логично, учитывая значительное понижение суммарного коэффициента гармоник и уменьшения ширины итогового спектра сигнала.

После прослушивания данного варианта усилителя, а также измерения его основных параметров была проведена следующая модернизация, показанная на схеме далее.

Основным отличием данного варианта усилителя от предыдущего является замена несимметричной раскачки выходного каскада симметричной. Это реализовано за счёт добавления дополнительного транзистора VT16. Других существенных отличий в данном усилителе по сравнению с предыдущим нет. Предположительно эта мера должна была повысить суммарную линейность усилителя… Но, итоговый результат получился несколько отличным от предварительного предположения…

Итак, исходно в данном варианте усилителя ток покоя выходного каскада был установлен равным 200 мА. Ток покоя устанавливается резистором R18, а половина напряжения питания в точке соединения резисторов R33, R34 – резистором R1.

На скрине далее показан спектр сигнала на выходе усилителя при номинальной выходной мощности равной 4 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.2%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -52 дБ.

На скрине ниже показан спектр сигнала на выходе усилителя при половинной выходной мощности равной 2 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник равен 0.14%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -55 дБ.

На скрине ниже показана АЧХ данного варианта усилителя. По скрину видно, что полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ простирается от 20 Гц до 45 кГц. Полосу пропускания усилителя выше 45 кГц не позволяют измерить технические характеристики звуковой карты ПК.

После превышения выходной мощности равной 4 Вт усилитель начинает относительно плавно входить в клиппинг. Максимальная мощность в клипинге данного варианта усилителя равна 6 Вт. При этом суммарный коэффициент гармоник равен 10%.

Если же теперь сравнить представленные скрины АЧХ и спектров данного варианта усилителя с предыдущим, то хорошо видно, что суммарный коэффициент гармоник практически не изменился, как и уровень 2-й гармоники. Конечно, есть перераспределение уровней высших гармоник (и не в лучшую сторону), но их уровень настолько мал, что их можно не учитывать вообще (только в качестве собственных шумов усилителя разве что в качестве довеска) – по спектрам это хорошо видно. Тем не менее, судя по результату измерения АЧХ полоса пропускания усилителя значительно расширилась сверху. Как минимум, полоса стала шире на 10 кГц по сравнению с предыдущим вариантом усилителя. Насколько реально расширилась полоса не можем сказать т.к. параметры имеющегося в наличии измерительного комплекса на базе ПК не позволяют измерить АЧХ выше 45-48 кГц. Из этого следует, что данная модернизация всё же несёт в себе определённую пользу. Кроме того, уменьшая ёмкость корректирующих конденсаторов и выполнив тщательно монтаж полосу усилителя можно без особых трудностей расширить до 150-200 кГц. Причём это будет сделать даже проще, чем в предыдущем описанном варианте усилителя.

После проведения серии испытаний именно на данном варианте усилителя была проверена рекомендация по выбору тока покоя выходного каскада в пределах 20-25% от амплитуды тока при максимальной выходной мощности. Для проверки данного предположения ток покоя усилителя был увеличен с 200 мА до 600 мА. После этого был повторён цикл измерений.

На скрине далее показана АЧХ усилителя после повышения тока покоя. Если сравнить данный скрин АЧХ с предыдущим, то хорошо видно, что АЧХ при изменении тока покоя не изменилась (что, в общем-то, логично).

На скрине далее показан спектр сигнала на выходе усилителя при номинальной выходной мощности равной 4 Вт и токе покоя равном 600 мА. По скрину видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.064%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -62 дБ. Так же следует отметить, что всего несколько гармоник имеют уровень выше -80 дБ (2-я, 3-я, 4-я. Причем 3-я и 4-я лежат в диапазоне между -70 и -80 дБ)

На скрине ниже показан спектр сигнала на выходе усилителя при половинной выходной мощности, равной 2 Вт. По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.076%, а уровень самой высокой гармоники, 2-й, грубо равен -60 дБ. При этом хорошо видно, что по уровню выше -80 дБ находятся всего 2 гармоники – вторая и третья. При этом третья гармоника имеет уровень примерно равный -78 дБ, а четвёртая гармоника примерно -82 дБ. Все остальные гармоники по уровню лежат гарантированно ниже -90 дБ.

Если же теперь сравнить выходные параметры усилителя с током покоя 200 мА и током покоя 600 мА, то становится отчётливо видно, что при повышении тока покоя суммарный коэффициент гармоник в среднем уменьшился в 3 раза. Это как раз тот самый случай и подход к выбору тока покоя, который мы описывали в начале данной статьи.

После проведения всех экспериментов и измерения параметров данного варианта усилителя было произведено его контрольное прослушивание. На видео ниже показана работа макета усилителя при проведении испытаний. Не стоит судить по видео о качестве звучания усилителя – видео представлено исключительно для демонстрационной цели. В реальности, после повышения тока покоя с 200 до 600 мА на мой взгляд улучшилось воспроизведение только высоких частот – они стали более чистыми исчезла их небольшая приглушенность.  Это связано с уменьшением суммарного коэффициента гармоник, а также значительным сокращением ширины спектра (т.е. из спектра исчезли гармоники высших порядков с относительно высоким уровнем).

В подборке фото ниже представлены фото макета первого и второго вариантов усилителя при проведении испытаний. Конечно, макеты получились достаточно корявыми, но от них какой-то красоты и эстетики не требовалось ввиду проведения множества промежуточных экспериментов и переделок.

• 

• 

• 

• 

• 

На этом мы заканчиваем описание первой части экспериментов. Описание остальных экспериментов смотрите во второй части данной статьи.

С уважением, Андрей Савченко, Кулаковский Максим.