QUAD 405

Среди профессионалов и любителей давно известна схема мощного HI-FI усилителя «Quad 405″. По своему звучанию он приближается к ламповым усилителям, но отличается несколько большим коэффициентом гармонических искажений.

Часто коэффициент гармонических искажений неправильно называют коэффициентом нелинейных искажений, что не совсем верно, так как нелинейные искажения это сумма двух компонентов — гармонических и динамических нелинейных искажений.

Известно, что современные мощные усилители, собранные на транзисторах и интегральных схемах, обладают малым уровнем гармонических нелинейных искажений, которые уменьшаются путем введения глубокой общей отрицательной обратной связи. Оказывается, такое построение схем, как и в ламповых усилителях, «губительно» в отношении «гармонических нелинейных искажений», но позволяет при использовании транзисторов и микросхем минимизировать также коэффициент динамических нелинейных искажений. Поскольку методы уменьшения гармонических и динамических нелинейных искажений взаимно противоположны, обычно в современных усилителях находят компромиссный вариант, результатом которого является элементарное заключение профессиональных музыкантов и «слухачей», что усилитель похож на ламповый и имеет очень хорошее звучание.

Такой эффект реализован в схеме, разработанной британской фирмой Acoustical Manufacturing Company еще в середине 70-х годов прошлого века.

Принцип реализации схемы подробно описан в [1]. Первая информация в радиолюбительских HI-FI кругах о «Quad 405″ появилась через некоторое время в [2]. Статья написана О. Решетниковым и озаглавлена «Снижение искажений в усилителях мощности». Схема (рис. 1) структурно повторяет базовый «Quad 405″, но имеет меньшую выходную мощность и низкую чувствительность по входу.

Рис. 1 Схема усилителя Решетникова

Технические характеристики усилителя О. Решетникова следующие:

номинальная полоса частоты пропускания при неравномерности ±1 дБ, 20…20000 Гц;

номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом и коэффициенте гармонических искажений 0,02%, Вт 30;

максимальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом, 45 Вт;

чувствительность при номинальной выходной мощности, 200 мВ;

уровень собственных шумов, 75 дБ.

Транзисторы VT9, VT12, VT15, VT16 устанавливаются на радиаторе площадью 900 см2 и изолируются слюдяными прокладками. Интересно, что «Quad 405″ и его модификации работают в режиме класса В.

В начале 1983 г. в журнале «Радио» была опубликована схема О. Решетникова с подробным описанием [3].

В венгерском радиолюбительском журнале «Radiotechnika» [4] была опубликована версия «Quad 405″ с использованием распространенных микросхем µА709С и LM101/201/301, обычно не применяемых в традиционной HI-FI аппаратуре.

По своим техническим характеристикам эта версия наиболее близка к английскому прототипу:

выходная мощность на нагрузке 8 Ом, 100 Вт;

коэффициент гармонических искажений Кг 0,007%;

чувствительность по входу для Рвых = 50 Вт, 50 мВ.

Рис. 2 Схема из венгерского радиолюбительского журнала "Radiotechnika"

Рис. 3 Рисунок печатной платы вариант из журнала "Radiotechnika"

Рис. 4 конструкция катушек L1…L3

Рис. 5 Рисунок расположения деталей вариант из журнала "Radiotechnika"

Схема венгерской версии усилителя «Quad 405″ приведена на рис. 2, печатная плата — на рис. 3, а расположение элементов — на рис. 5. На рис. 4 показана конструкция катушек L1…L3.

При использовании микросхемы типа µА709С резистор R9 заменяется перемычкой, а резистор R11 из схемы исключается. При использовании микросхемы LM301 номинал R9 — 220 Ом, R10-1,8кОм, R11 — 1,8 кОм, а элементы R19, С9, С5 из схемы исключаются.

Следующая публикация на тему «Quad» появилась в журнале «Радио» — автор Ю.Солнцев [5]. Усилитель имеет чувствительность по входу 200 мВ, а выходную мощность — 70 Вт на нагрузке 4 Ом. Новым в этой разработке явилось следующее:

включение на выходе комплектарной пары мощных транзисторов по схеме Дарлингтона;

применение устройства защиты акустических колонок.

Рис. 7 Вариант схемы Ю. Солнцева

Схема представлена на рис. 6. С подробным описанием этой схемы можно ознакомиться в [5] и [6]. Вместо ОУ К574УД1А можно использовать TL071 или LF357.

Эта схема с кратким описанием была также опубликована и в [7].

В журнале «Радио, телевизия» [1] была опубликована схема с небольшими изменениями, по которой был собран стереофонический усилитель. Конструкция подтвердила технические параметры, приведенные в [1].

Базовая первоначальная модель усилителя «Quad 405/405-2″ изготовлена по схеме, приведенной на рис. 7.

Рис. 7 Базовая первоначальная модель усилителя "Quad 405/405-2"

Рис. 8 Располохение деталей базовая первоначальная модель усилителя "Quad 405/405-2"

Рис. 9 Печатная плата базовая первоначальная модель усилителя "Quad 405/405-2"

В оригинале была приведена таблица заменяемости элементов и допустимые отклонения номиналов. R2 — сопротивлением 10 Ом, мощностью 5 Вт-5% разделяет сигнальную «землю» от силовой «массы». В оригинале катушки L1 и L2 намотаны на оправке диаметром 8 мм в два слоя проводом ПЭЛ 0 1…1.5 мм и имеют индуктивность L1 — 3…3.3 мкГ, L2-22…24мкГн. На рис. 8 приведен чертеж печатной платы, а на рис. 9 — монтажная схема усилителя.

Автор собрал и испробовал венгерский (рис.2 [4]) и британский (рис.7 [8]) варианты с уменьшенным напряжением питания (±30 В) и пониженной мощностью — 45 Вт. При измерении технических характеристик различие оказалось минимальным. В схеме на рис. 7 коэффициент нелинейных искажений был несколько ниже, чем в схеме рис. 2.

Автор продолжает работу над схемами моделей «Quad 520″ (мощность 250 Вт, RH - 8 Ом) и «Quad 606″ (Pвых = 350 Вт, RH ~ 8 Ом), используя в этих конструкциях мостовую схему построения выходного каскада.

Инженер К. Прибойски — проводил эксперимент с «Quad 520″ с использованием ОУ типа LF357 и транзисторов KD503 в выходном каскаде. Эксперименты подтвердили высокие технические характеристики при выходной мощности до 250 Вт.