В настоящее время выделилось два подхода к конструированию аналоговой звукоусилительной аппаратуры. Первый из них — традиционный. Он ставит во главу угла, прежде всего, достижение по возможности более высоких технических характеристик. При этом предполагается, что высокие технические характеристики автоматически гарантируют и высокое качество звучания. К настоящему времени общепринятым для такого подхода стало построение усилительного тракта на основе схемотехники операционных усилителей (ОУ), охваченных глубокой отрицательной обратной связью (ООС), что позволяет добиться превосходных технических характеристик.
Выбор УК в качестве объектов для экспериментов обусловлен сохраняющимся интересом к грамзаписи, поскольку многие фонограммы музыкальных произведений, тиражированные на грампластинках, отсутствуют или труднодоступны в версиях на компакт-дисках. Особенно это касается классической музыки.
Элементная база УК была выбрана с учетом того, что биполярные транзисторы в силу ряда особенностей их характеристик, описываемых экспоненциальными функциями, имеют нелинейные входные токи, что при конечном внутреннем сопротивлении источника сигнала увеличивает нелинейность тракта, поэтому они непригодны для построения высококачественного усилителя без общей ООС [3]. Остаются лампы и полевые транзисторы (ПТ), имеющие передаточные характеристики, описываемые степенными функциями (показатель степени близок к 3/2 у ламповых триодов и к 2 у ПТ). Такие характеристики облегчают получение желаемого спектра гармоник.
Применение ПТ привлекательно с точки зрения минимизации габаритов УК и упрощения конструкции. Их характеристики близки к характеристикам ламп, что делает их пригодными для построения усилителей сигналов небольшой амплитуды, когда нет опасности возникновения тепловых искажений. В то же время число опубликованных УК, выполненных полностью на ПТ, на удивление мало. Из журнальных публикаций можно упомянуть лишь [9]. В Интернете встречаются также описания одной, двух конструкций. Известен, например, УК "Pacific", выполненный на двух ПТ на канал. Его характеристики достигнуты применением зарубежных ПТ 2SK170.
В данной работе была поставлена задача создать УК на распространенных отечественных ПТ. В процессе макетирования стала ясна причина малой распространенности усилителей на ПТ — большой разброс их параметров и необходимость подбора и отбора ПТ, что несовместимо с принципами профессиональных разработчиков. Поэтому сразу следует подчеркнуть: за повторение описанных конструкций следует браться только тем, кто имеет достаточное количество ПТ и соответствующую измерительную аппаратуру, а также опыт наладки радиоэлектронных устройств. Иначе отрицательный результат гарантирован!
Исходные данные для проектирования были следующие. УК предназначен для работы с магнитной головкой с подвижным магнитом (ММ), должен обеспечивать амплитуду выходного сигнала 200...1000 мВ, быть выполнен по возможности на недорогих отечественных ПТ с каналом n-типа по двухкаскадной схеме без общей ООС. Желательно также уменьшить число конденсаторов в цепи сигнала до минимума, а оксидных — до нуля. Все разделительные конденсаторы и конденсаторы цепей коррекции должны иметь постоянное напряжение поляризации, значительно превышающее амплитуду сигнала, чтобы уменьшить искажения, которые могут возникать из-за смены поляризации в диэлектрике [10].
Наконец, схема УК должна быть максимально простой с целью минимизации числа элементов, через которые проходит сигнал, и иметь батарейное питание. Решено также не использовать истоковые повторители. Были опробованы следующие схемы первого каскада: обычный резистивный каскад с общим истоком (ОИ) и два варианта каскадных схем для минимизации входной динамической емкости. В качестве второго каскада был использован транзисторный аналог известного лампового каскада с динамической нагрузкой (в англоязычной литературе обозначаемого обычно аббревиатурой SRPP) для уменьшения выходного сопротивления и увеличения коэффициента усиления. Между каскадами располагались цепи сосредоточенной пассивной коррекции.
