Схемотехника | Усилитель Класса А

Однотактный гибрид

Среди любителей лампового ренессанса гибридные однотактные усилители мощности класса "А" становятся всё более популярными, так как они обеспечивают более удачное, чем чисто ламповое, согласование с низкоомной нагрузкой. Такие усилители не охватываются обратными связями (ООС), и качество их звучания зависит от каждого элемента схемы.

Общая принципиальная схемотехника однотактных гибридных усилителей класса "А" понятна без сложнотехнического объяснения, так как - это есть классическое включение радиолампы и транзистора. Однотактный усилитель - усилитель с одним усилительным плечом, нет разделения и обратного слияния сигнала. Вследствие этого отсутствуют переходные процессы и искажений звука свойственные разделению / слиянию. Этим объясняется повышенная достоверность / музыкальность звуковоспроизведения однотактников.

Исключительно все однотактные усилители работают в чистом классе "А", что обеспечивает им высокую линейность + минимальные искажения сигнала. Недостаток схемы класса "А", это то, что большая часть энергии идёт на нагрев активных элементов схемы и только 20% на отдачу звуковой мощности - низкий коэффициент полезного действия (КПД). Вынужденное применение очень качественных - дорогостоящих компонентов, а также их кропотливый подбор + низкое КПД, это основные причины отталкивающие всех производителей, от построения полных гибридных однотактников.

Усилительный каскад класса "А" может иметь максимальный КПД равный 50% при условии работы с трансформаторным выходом, когда амплитуда выходного напряжения (на обмотках трансформатора) достигает величины напряжения питания. У каскада с резистивной нагрузкой, где максимальная амплитуда выходного напряжения ограничена величиной, равной половине напряжения питания, максимальный КПД составляет 25%.

Однотактные схемы

Приводим основные однотактные схемы гибридных усилителей звука, в чистом классе "А", на MOSFET транзисторах.
Ток выходных транзисторов термо стабилизирован на уровне 3-5а. Транзисторы - любые.
Выходная мощность может дорастать до 35 ватт.
Интегратор собран на операционном усилителе ОРА134. Возможно применение любого другого. Главное - у микросхемы вход на полевых транзисторах, что обеспечивает автоматическое удержание нулевого потенциала на выходе усилителя.
Интегратор увеличивает глубину обратной связи (ООС) по постоянному току и на инфранизких частотах, где основные звуковые частоты не эмитируются обратной связью, что благоприятно влияет на коэффициент демпфирования.

Схемы простые и не требуют заумного технического обоснования, хотя качество звучания на высоте и зависит исключительно от аудиофильных свойств применяемых компонентов. Можно и нужно удалить из схем все резисторы, микросхемы, MOSFET, электролиты, интеграторы и поднять качество звука до максимального предела, но в результате получится серийный усилитель "Grimmi". Однако - это сложно, хлопотно, дорого.

Схема гибридного усилителя класс А на MOSFET транзисторах Схема гибридного усилителя с транзисторным смещением
Схема однотактного усилителя на микросхеме Схема гибридного усилителя класс А на последовательных повторителях
Схема однотактного усилителя на транзисторах Схема высоколинейного, широкополосного, транзисторного усилителя класса "А"

Все радиосхемы имеют низкое выходное сопротивление 0.2 - 0.05ом, что принципиально отличает их, от чисто ламповых однотактных усилителей. Высокая верность воспроизведения и мощная динамическая активность (даже на малом уровне громкости) - отличительные звуковые качества этих схем.

экспериментальный усилитель "Grimmi"

Самая первая - экспериментальная конструкция однотактного гибридного усилителя "Grimmi", выпущена в одном экземпляре в 2009 г. Отлично работает по настоящее время. Хотя качество звукоусиления уступает современному серийному образцу. Отличительная черта - стабилизаторы напряжения на варисторах, что является новым принципиальным схемотехническим решением в аудио.

Убираем резисторы

Основополагающая схема усилителя Grimmi на лампах

Разрабатывать и тестировать однотактную гибридную схемотехнику начали сразу после апгрейда лампового усилителя на триодах, так как звук "чистой" лампы нас не покорил.
В представленной схеме показаны пути совершенствования (при наведении курсора) - как вместо резисторов установить активные элементы и достигнуть звукоусиления без ограничения.
По этой методике не грех выкинуть все резисторы и получить самый новый - уникальный звук.
Кроме усилителя "Grimmi" больше нет аудио изделий которые сориентированы на такой принцип построения, так как электросхема всегда будет возбуждается. Убрать возбуждение возможно только дополнительными резисторами, но мы применяем кропотливый метод подбора радиоэлементов, и в дополнительном сопротивлении по току не нуждаемся.

Реальное звучание усилителя "Grimmi"

Рабочие моменты. Моно запись (18 минут) сделана с мобильного телефона (объём 1.7гб) и сжата до 52 мб, по программе "Total Video Converter 3.5".

Основополагающая схемотехника Grimmi

Раздел: Режимы и принцип работы усилителя на транзисторах класс: A, B, A/B, C, D

Баннер - Усилитель мощности Grimmi

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик - однотактный гибридный усилитель звука.

символ - вакуумная радиолампа

          Мы не создаём иллюзий,
          Мы делаем звук живым!

символ - полупроводниковый транзистор

Земля - то, что всегда дорого | Разводка земельных шин | Схемотехника

В промышленной радиоэлектронике, это ёмкое название нашей планеты доставляет множество хлопот.
Теоретическая схемотехника, с техническими обоснованиями и новыми введениями ничего не стоит, если нет многократного практического подтверждения всей конструкции в корпусе.

Радиоинженер-конструктор-технолог знает - ошибочная разводка земельных шин изменит изначальную схемотехнику до неузнаваемости и расположение компонентов в корпусе оказывает существенное влияние на построение схемы в целом. Но, проводить подобные эксперименты практически невозможно, так как материальная - затратная часть неизвестна. Ввиду этого, производители серийной High-End Audio продукции моделируют новые изделия на хорошо отработанных конструкциях, что ограничивает схемотехнические нововведения.

обозначение земли на схеме

Разводка земельных шин (звезда) частично балансирует схему - ликвидирует фон переменного тока и электровозбуждение. Это позволяет скорректировать схему построения - удалить местную ОС и антизвонные резисторы. Следовательно, возможны отступления от традиционной схемотехники. Где принято, организовывать напряжение смещения из общего питания, игнорируя, независимую подачу местного напряжения смещения. Имея ввиду, что изготовить отдельные блоки питания для каждого усилительного элемента и его управления дорого стоит, а их неумелое внедрение в общую конструкцию приведёт к всеобщему возбуждению. Убрать сверхвозбуждение возможно только резисторами и ОС. Итак, всё идёт по кругу - одно (возбуждение) убрал, другое (качество звука) упустил. Как быть дальше? Нет конструктивного ответа.

Впрочем усилитель "Grimmi" построен по такому - малореальному принципу и производится серийно. Аналогов конструкции нет и никогда не будет - "чудовищно" дорого и конструктивно непонятно. Как, в таком относительно маленьком корпусе можно разместить гибридный однотактник мощностью более 30 ватт на канал, без резисторов, без обратных связей, без электролитов, с раздельным питанием активных элементов (16 силовых трансформаторов).

Итого: экспериментируя с земельными проводниками и расположением элементов, частично убираем резисторы.
Разводка земельных проводников "звездой" не всегда есть лучший вариант.