Высококачественный гибридный усилитель мощности (180 вт, 4 Ом)

Или – как подружить лампу с транзистором? Схема УМЗЧ с драйвером на двух 6Н23П и выходным каскадом на полевых транзисторах

Гибридная концепция построе- ния УМЗЧ – это неиссякающий источник заинтересованности как у заядлого самодельщика, так и у эксклюзивного производителя Hi-End аппаратуры. Объясняется секрет подобного интереса довольно просто: желанием уйти от габаритных и сложных в конструкции выходных трансформаторов, особенно при необходимости достижения высоких выходных мощностей.

А поскольку гибридный усилитель способен обеспечить сопоставимый с ламповым уровень звучания, то именно этот фактор в совокупности с простотой реализации мощных полупроводниковых выходных каскадов определили популярность класса гибридных усилителей мощности.

Однако в данной концепции возникает ряд требований, которым необходимо строго следовать:
1. Выходной транзисторный каскад должен иметь параметр нелинейных искажений значительно более низкий, чем у лампового драйвера. Только в этом случае звучание гибридника будет в значительной степени определяется не транзисторным выходом, а звуком, то есть набором гармонических составляющих ламповых каскадов.
2. Ламповый усилительный каскад должен обеспечивать высокие качественные показатели с учётом относительно низкоомной нагрузки в виде выходного транзисторного каскада.
3. Ну и, конечно же, всё это надо реализовать без введения межкаскадных отрицательных обратных связей, так как, как известно, что ОС улучшает параметры, но портит звук!

Собственно говоря, походящий выходной транзисторный каскад был подробно описан нами на предыдущей странице. Вот его схема:

Рис.1 Выходной каскад на полевых транзисторах для гибридного УМЗЧ

Осталось только ко входу этого транзисторного каскада присовокупить ламповый драйвер, который с минимальными искажениями раскачает низкоуровневый входной сигнал до амплитуды, соответствующей максимальной мощности УМЗЧ. В нашем случае эта амплитуда должна составлять величину: ± 38 В.

В ламповой схемотехнике гибридных конструкций довольно часто используется каскад, называемый СРПП или SRPP – Shunt Regulated Push Pull. По сравнению с обычным каскадом (с общим катодом) SRPP обеспечивает одновременное улучшение нескольких важных параметров: стабильности режима, линейности, широкополосности, выходного сопротивления и перегрузочной способности. Не вижу причин отказываться от всех этих достоинств, поэтому, исходя из этого – вот, что у нас получилось в итоговом продукте:

Рис.2 Драйверный ламповый каскад гибридного усилителя мощности

По большому счёту двойной триод 6Н23П не является специализированным прибором для звуковых трактов, однако, учитывая его популярность на этом поприще, было решено использовать именно эту лампу. Значительно лучше будут звучать 6Н23П-ЕВ, либо импортные 6DJ8, 6922, или ЕСС88. Все эти лампы считаются близкими аналогами, однако звучат несколько по разному, а, к примеру, лампа 6922 фирмы Philips (80-ых годов выпуска) – это крайне качественный продукт, одобренный многими аудиофилами по всему миру.

Каскад на триоде V2 – это и есть SRPP каскад, обладающий довольно низким выходным сопротивлением (около 1 кОм), необходимым нам для оптимального согласования с выходным транзисторным каскадом. Отсутствие шунтирующего конденсатора, обычно подключаемого параллельно резистору R10, объясняется желанием снизить коэффициент усиления (примерно до 14,8 раз или 23 дБ), а вместе с ним и коэффициент нелинейных искажений каскада.

Усилительный каскад по схеме с общим катодом, выполненный на половинке триода V1, призван компенсировать недостаток усиления SRPP для получения соответствующей чувствительности УМЗЧ, которая составляет ~ 250 мВ. Именно при такой амплитуде входного сигнала выходная мощность гибридного усилителя будет составлять 180 Вт на 4-омной нагрузке.

Приведём параметр Кг драйвера при разных уровнях сигнала, соответствующих выходной мощности усилителя 10, 50 и 150 Вт. Измерения проводились на эквивалентной нагрузке, соответствующей входному сопротивлению и ёмкости выходного транзисторного каскада.

Характеристики лампового драйверного каскада:

По сути дела, именно эти характеристики и будут в большей степени определять параметры всего гибридного усилителя, однако для того, чтобы в этом убедиться, снимем и общие показатели.

Основные параметры гибридного усилителя: