Полевые транзисторы давно применяются в усилителях мощности. Основное их достоинство - низкий уровень гармонических и интермодуляционных искажений, что позволяет обойтись неглубокой общей обратной связью. Однако в предварительных каскадах их используют редко. А зря! Их применение позволяет создать простые схемы без общей обратной связи и теплым "ламповым" звучанием. Коэффициент грамоник с неглубокими местными ООС обычно не превышает 0,1...0,3%, гармоники высших порядков отсутствуют.
Большинство предлагаемых схем было разработано "по просьбе трудящихся". Поэтому, кстати, в этом разделе нет рисунков печатных плат - это дело сугубо индивидуальное, зависит от деталей и компоновки в целом. Но платы зависит многое, в том числе и количество "граблей", на которые наступит радиолюбитель при повторении, поэтому все дополнения только приветствуются. Я пока проектирую платы только для конструкций "личного употребления", на все нет времени...
При разработке ставилось два условия:* обойтись только однополярным питанием 12 вольт, чтобы не связываться с изготовлением преобразователей и не лезть за повышенным напряжением внутрь усилителя
* схема должна быть предельно простой и не требовать для повторения особой квалификации
Первая схема предназначена в основном для "домашнего" применения, когда сабвуфер располагается рядом с фронтальной акустикой. Ее можно использовать и в автомобиле, если сабвуфер будет воспроизводить частоты ниже 70 Гц. В противном случае потребуется добавить в схему фазовращатель. Фильтры Бесселя в основных каналах выбраны из-за наиболее гладкой фазовой характеристики.
Вариант с фазовращателем отличается от основного увеличением частоты среза применительно к распространенной автомобильной акустике и расширением диапазона перестройки частоты среза сабвуферного канала. Фильтры Бесселя в основных каналах уступили место фильтрам Баттерворта. (крутизна характеристики в зоне перегиба АЧХ у них выше).
При желании частоты среза, порядок и тип фильтров можно изменить. Необходимые для расчета формулы есть в "Справочнике". Кстати говоря, коэффициент передачи истокового повторителя (0,7...0,85) зависит от крутизны характеристики транзистора. Поэтому расчетные значения частотозадающих элементов нужно корректировать или использовать формулы, учитывающие коэффициент передачи. Они есть, например, в двухтомнике Горовица и Хилла. Пусть это будет"домашним заданием".
Помимо этого простые фильтры на истоковых повторителях имеют и другие недостатки. Основной - невысокий коэффициент передачи. При использовании распространенных маломощных полевых транзисторов с крутизной 3-7 мА/В сигнал на выходе основных каналов будет ослаблен на 2...3 дБ. В сочетании с невысокой перегрузочной способностью по выходу из этого вытекает только одно - чувствительность усилителя должна быть порядка 300...500 мВ.
Чтобы преодолеть этот недостаток, можно использовать комбинированные каскады структуры "Общий исток - общий коллектор" с усилением 2-3 дБ. Обратите внимание, что сигнал на выходе инвертирован.
Все предложенные схемы были предназначены для использования с широкополосным усилителем и пассивными кроссоверами. При переходе к многополосному усилению в активный кроссовер нужно ввести полосовой фильтр. Проще всего выполнить его на основе уже рассмотренного комбинированного каскада.
Если объединить описанные чудеса схемотехники, получится вот такой фильтр:
Трехполосный вариант комбинированного фильтра на основе рассмотренных схемотехнических решений предложил Максим Щербак из Петрозаводска. В этой схеме использованы полосовые фильтры второго порядка с фиксированной частотой среза.
В двух последних фильтрах есть формирователь сигнала для сабвуфера. Его не обязательно выполнять по предложенной схеме, возможны и другие варианты. Подробно работа формирователей рассмотрена в cтатье "Активные фильтры для сабвуферов".
Детали и монтаж
Для плавной регулировки частоты среза нужны резисторы с нелинейной зависимостью сопротивления (тип Б). В среднем пложении движка сопротивление одной половины "подковки" у них заметно больше, чем у другой. Включить их нужно так, чтобы движок закорачивал секцию с бОльшим сопротивлением. Керамические конденсаторы в звуковом тракте использовать нельзя из-за микрофонного эффекта, их можно ставить только в цепи питания. Из недорогих и доступных лучше всего использовать полипропиленовые, фторопластовые или лавсановые. Например, К73-17 (от 0,01 до 6,8 мкф, напряжение от 50 до 630В, цена от 0,5 до 8 р за штуку в зависимости от размера и допуска). Конденсаторы нужно подобрать в пары с минимальным разбросом (важно не точное значение емкости, а рассогласование по каналам). Многие современные мультиметры позволяют измерить емкость непосредственно. Если такой возможности нет, лучше использовать конденсаторы с допуском 5%.
Полевые транзисторы по каналам нужно подбирать в пары по начальному току стока и напряжению отсечки. Если нет такой возможности, лучше использовать транзисторы из одной партии - в пределах упаковки разброс параметров обычно невелик. Вместо КП303 можно использовать сборки серии КПС, там идентичность пар обеспечивается технологически. Вместо КТ3102Е можно использовать любые другие n-p-n транзисторы с коэффициентом передачи тока более 50. Словом, возможности для творчества открываются широкие...
Чтобы избежать наводок, у транзисторов КП303 нужно соединить с общим проводом "земляную" ножку транзистора (вывод корпуса). Входные делители также должны быть как можно ближе к транзистору, чтобы в цепи "делитель-затвор" не было длинных проводников. Особенно важно это при высоком сопротивлении делителя
