Несмотря на кажущуюся простоту, этот усилитель показал отличные качественные параметры, что позволяет причислить его к Hi-Fi технике. Усилитель имеет хороший звук и в середине восьмидесятых был запатентован. С тех пор элементная база сильно изменилась, что позволило упростить схему, сохранив саму идею и получив наилучшие характеристики без ущерба для надёжности.

Схемотехника всей линейки этих усилителей практически и отличается лишь количеством оконечных транзисторов: в варианте MOSFIT-100 используется одна пара, в варианте MOSFIT-400 – 4 пары.

Устройство имеет предварительный буферный усилитель напряжения, выполненный на ОУ TL071 и двухкаскадный двухтактный усилитель мощности. Схемотехника выходного каскада построена таким образом, что, по сути, это два независимых усилителя – для положительной полуволны звукового сигнала (VT1 — драйвер, VT3, VT5, VT7, VT9 – оконечные транзисторы) и для отрицательной полуволны (VT2 – драйвер, VT4, VT6, VT8, VT10 – оконечные транзисторы).
Оба усилителя охвачены своими локальными отрицательными обратными связями: R14-R10 и R15-R11. Коэффициент усиления зависит от соотношения номиналов этих резисторов, и в данном случае его выбирают таким образом, чтобы получить в этом каскаде минимальные искажения.

Помимо локальной отрицательной обратной связи весь усилитель охвачен еще одной ветвью ООС, состоящей из R2 и R33. При этом коэффициент усиления Ку = R33/R2+1 = 48 раз (33 дБ). В небольших пределах можно изменять R2 для получения требуемого коэффициента усиления, но не более 37 дБ (R2 не должен быть меньше 680 Ом).

Из особенностей усилителя следует также отметить, что фланцы оконечных транзисторов электрически связаны между собой и выходом усилителя, поэтому при использовании небольших теплоотводов с принудительным охлаждением можно не использовать диэлектрические прокладки, а наоборот изолировать радиатор от корпуса. При использовании теплоотводов с естественной конвекцией воздуха габариты последних уже становятся большими, и подводить к ним выход усилителя не рекомендуется — будут создаваться слишком большие помехи, которые при неправильной установке плат в корпусе могут вызвать возбуждение усилителя.




Ток покоя каждой пары транзисторов оконечного каскада следует установить в пределах 30-40 мА — этого вполне достаточно для полного исчезновения искажений типа «ступенька» и технологического резерва для повышения напряжения питания. Об этом стоит сказать отдельно: в данном усилителе отсутствуют токостабилизирующие цепи, поэтому при изменении напряжения питания будут меняться и режимы работы оконечного каскада – при увеличении питания будет увеличиваться ток покоя, при снижении, оно уменьшится.
Это не имеет большого значения в том случае, если напряжение сети колеблется в пределах 5% или используется стабилизированный блок питания для усилителя, но если напряжение сети снижается на 10%, что на периферии бывает довольно часто, то ступенька уже гарантированно появится на выходе усилителя, а если увеличить на 10 %, то ток покоя будет уже 0,45 А, а мощность, выделяемая на каждый транзистор (при питании ±65 В + 10 % и четырех парах мощных транзисторов) составит около 30 Вт , что в итоге вызовет тепловыделение около 200 Вт!

По этой причине рекомендуется использовать усилитель как широкополосный со стабилизированным напряжением питания, либо как усилитель для сабвуфера и установкой тока покоя в пределах 15 – 20 мА. При уменьшении питания появляющаяся «ступенька» низкочастотная динамическая головка просто не способна воспроизвести из-за инерционности диффузора, а при увеличении тока покоя останется в пределах допустимого и такого сильного нагрева радиатора не произойдёт.

В качестве термостабилизирующих элементов используются диоды VD3-VD4, которые могут быть установлены как на радиатор, так и оставаться на печатной плате — мгновенного нагрева всё равно не происходит, поэтому скорости нагрева платы, установленной над радиатором, вполне достаточно.

Первое, что бросается в глаза и что можно сразу усовершенствовать в приведённой схеме – это подключить смещение оконечного каскада к стабилизатору питания операционного усилителя. Эта простая манипуляция позволит стабилизировать установленный ток покоя выходных транзисторов при колебаниях напряжения питания и предотвратить как перегрев транзисторов при увеличении Еп, так появление «ступеньки» при его снижении.

Второе уязвимое место – неоправданно высокое усиление двухкаскадного выходного каскада (около 28 дБ) и полное отсутствие цепей фазовой компенсации усилителя, что в совокупности создаёт предпосылки для возникновения генерации. Собственно говоря, этот факт неустойчивости усилителя подтверждается на страницах форума forum.cxem.net, ссылка которые приведена выше.

Исходя из этих соображений, ниже приведена слегка откорректированная схема описанного УМЗЧ.

Рис.1 Схема УМЗЧ с выходной мощностью 500 Вт

При величине напряжения питания ± 70 В и нагрузке 4 Ом усилитель обеспечивает около 500 ватт максимальной выходной мощности.

Токозадающий транзистор Т1 желательно закрепить на общем радиаторе с выходными полевыми транзисторами.

Для надёжной работы УМЗЧ выходные транзисторы НЕОБХОДИМО ПОДОБРАТЬ с максимально близкими характеристиками, а как это сделать – подробно описано на странице "Предварительный подбор биполярных и МОСФЕТ-транзисторов".