Realizarea unui amplificator de audiofrecvență de putere medie de către constructorii amatori se lovește de multe ori de un serios impediment: procurarea unor condensatoare electrolitice de capacitate mare și tensiune de lucru ridicată.
Amplificatorul propus în cele ce urmează conține piese care se pot procura practic de la orice magazin de specialitate, necesită un număr minim de reglaje și permite obținerea unor performanțe suficient de ridicate având în vedere simplitatea schemei.
1. Amplificatorul de putere
Amplificatorul de putere are următoarele caracteristici:
-
- Bandă audio la -1 dB: 20-30 000 Hz
- Putere nominală: 40 W / 4 Ω sau 20 W / 8 Ω
- Distorsiuni armonice: ≤ 0,5% în banda 20-20 000 Hz la puterea nominală
- Impedanța de intrare: cca 60 kΩ
- Dinamică: ≥ 70 dB
Amplificatorul este compus dintr-un etaj diferențial de intrare realizat cu tranzistoarele T1 și T2, un etaj driver realizat cu tranzistorul T3 și un etaj de amplificare în curent realizat cu tranzistoarele T4 – T7.
Pentru a se obține o bună stabilitate a punctelor statice de funcționare este prevăzută o buclă de reacție în curent continuu realizată prin rezistența R3 = 39 kΩ. Coeficientul de amplificare în curent alternativ este dat de raportul: K = R3 / R4 + 1 = 40.
În scopul reducerii distorsiunilor, creșterii impedanței de intrare, etajul driver realizat cu tranzistorul T3 este prevăzut cu o reacție negativă de curent realizată cu ajutorul rezistenței R5. Pentru a se realiza în același timp și o amplificare ridicată, sarcina lui T3 este formată dintr-un circuit bootstrap realizat cu R10, R11, C4.
Circuitul format din P, D1 și D2 este folosit la „deschiderea” etajului final și la compensarea sa termică. Este de dorit ca diodele D1 și D2 să fie în contact termic cu radiatorul tranzistoarelor finale. În etajul final se remarcă grupările D3-R9 și D4-R15 care au rolul reducerii asimetriei etajului final.
Tranzistoarele finale se vor monta (izolate cu flanșe de mică) pe un radiator din tablă de aluminiu cu suprafața de minimum 200 cm² sau pe un radiator profilat.
Punerea în funcțiune și reglarea
Reglarea se rezumă la reglarea curentului de repaus care se realizează astfel:
-
- Se verifică cu atenție montajul;
- Se conectează la ieșire o sarcină de 4-8 Ω;
- Se reglează semireglabilul P în poziția „rezistență minimă” (cursorul spre D1);
- Se conectează alimentarea;
- Se măsoară cu un voltmetru tensiunea de nul pe rezistența de sarcină; aceasta nu trebuie să depășească ±30 mV;
- În colectorul lui T7, în punctul marcat în schemă se introduce un ampermetru și din P se reglează curentul de repaus la valoarea de 30-50 mA.
Corect executat și reglat, montajul va da deplină satisfacție.
2. Blocul de alimentare
Blocul de alimentare are schema prezentată în figura 2. Transformatorul de rețea va trebui să aibă o secțiune de minimum 12 cm² (pentru un etaj stereo) și va asigura în secundar o tensiune de 2 x 18,5 V. Numărul de spire depinde de miezul magnetic folosit.
Se poate folosi orice punte redresoare de tip 3PM1-3PM4 sau 4 diode cu siliciu care să suporte un curent mediu redresat de peste 2 A și o tensiune inversă de cel puțin 50 V.
Condensatoarele C3 și C4 se pot procura din orice magazin de specialitate ca piese de schimb pentru televizorul „Sport”. În cazul folosirii unei rezistențe de sarcină de 4 Ω se recomandă suplimentarea filtrajului prin două condensatoare de 1 000 – 2 200 μF / 25 V care se montează în paralel cu C3 și C4.
Deși tensiunea în gol pe condensatoare este egală cu tensiunea nominală, 25 V, probabilitatea defectării condensatoarelor din acest motiv este redusă.
Explicații suplimentare de funcționare
-
- Topologia schemei: Montajul utilizează o configurație clasică Lin (amplificator operațional discret). Etajul de intrare diferențial (T1, T2) compară semnalul audio aplicat pe baza lui T1 cu semnalul de reacție negativă adus prin R3 pe baza lui T2, asigurând stabilitatea termică și menținerea tensiunii de ieșire foarte aproape de 0V (nulul galvanic).
- Amplificarea în tensiune (Driver): Tranzistorul T3 preia semnalul din etajul diferențial și îl amplifică puternic în tensiune. Rețeaua bootstrap (R10, R11, C4) acționează ca o sursă de curent dinamică, permițând semnalului audio din colectorul lui T3 să atingă valori apropiate de șinele de alimentare, crescând randamentul.
- Curentul de repaus și super-dioda: Semireglabilul P, împreună cu D1 și D2, formează un circuit de polarizare (un simulator de super-diodă simplificat). Rolul lui este de a menține tranzistoarele finale la limita deschiderii în absența semnalului, eliminând distorsiunile de încrucișare (cross-over). Fixarea diodelor pe radiator asigură scăderea automată a tensiunii de polarizare când finalii se încing, prevenind ambalarea termică și distrugerea amplificatorului.
Ghid de echivalențe pentru piese moderne
Componentele originale din anii ’90 menționate pe schemă pot fi înlocuite cu succes cu componente actuale, mai performante și mai ușor de găsit:
- T1, T2 (BC177B / BC173C): Tranzistoare de semnal mic PNP/NPN. Se pot înlocui cu perechea modernă complementară BC557B (PNP) și BC547B (NPN).
- T3 (BD135): Tranzistor driver de medie putere NPN. Se poate înlocui direct cu BD139 (suportă o tensiune mai mare și este standardul actual).
- T4, T5 (BD135 / BD136): Tranzistoare prefinale. Se înlocuiesc cu perechea clasică BD139 (NPN) și BD140 (PNP).
- T6, T7 (2N3055): Tranzistoare finale de putere NPN în capsulă metalică TO-3. Deși se mai fabrică 2N3055, o alternativă modernă excelentă (și mult mai greu de contrafăcut) în capsulă de plastic TO-247 este TIP3055 sau MJE3055T (TO-220).
- D1, D2, D3, D4 (1N4001): Diode redresoare de siliciu. Se înlocuiesc cu clasicele 1N4007 (suportă până la 1000V și sunt omniprezente).
- Condensatoarele de filtraj (C3, C4 de TV Sport): Condensatoarele românești de tip „Sport” aveau de obicei capacități în jur de 4700 μF la 25V-40V. Astăzi se folosesc condensatoare electrolitice radiale moderne de 4700 μF / 35V sau 6800 μF / 35V, care sunt considerabil mai mici și au performanțe ESR superioare
