Zesilovač DPA330

   Zesilovači s tranzistory MOS se zabývám několik let. Odzkoušel jsem řadu firemních zapojení, mnoho originálních firemních výrobků jsem měřil a testoval poslechově. Výsledek své několikaleté práce vám předkládám k posouzení. Před započetím případné stavby doporučuji přečtení úvodní části. Postavíte-li si tento zesilovač, věřím, že budete s výsledkem velmi spokojeni, neboť tyto přístroje, podle mého názoru, snesou srovnání s tím nejlepším, co se v tomto oboru vyskytuje.
  Vstupní a rozkmitový stupeň je stejný jako u typů 440 a 880, samozřejmě až na poněkud odlišné hodnoty kompenzací. Zapojení těchto stupňů vzniklo právě při vývoji mosfetového zesilovače, ve všech ostatních typech bylo aplikováno až po velmi dobrých zkušenostech, které jsem s ním na mosfetovém typu získal.
  Další stupeň je řešen zcela jinak. V zapojení jsem použil obvod korigující přechodové zkreslení (měření na vzorku potvrdila vynikající vlastnosti). Při konečném vylaďování mi poskytl velmi cenné rady RNDr. Bohumil Sýkora.

   Princip "korekce chyby" (stejný i DPA380) spočívá v aplikaci lokální zpětné vazby, pomocí které je signál dodávaný rozkmitovým stupněm korigován tak, aby přechodové zkreslení nemusela potlačovat smyčka celkové zpětné vazby. V konkrétním zapojení je tento obvod tvořen tranzistory T17 až T20 a rezistory R31 až R45. Vlastními korekčními zesilovacími součástkami jsou T17 a T18, sčítacími uzly "chybového" napětí jsou báze T19 a T20. Protože výkonové tranzistory MOS potřebují relativně velké prahové otevírací napětí a amplituda korekčního signálu je poměrně velká, musí být v korekčím obvodu zavedeno ss předpětí (dioda D11). Pro typy tranzistorů MOS, použitých v zapojení, by jeho napětí mělo být asi 12 V. Aby obvod pracoval co nejlépe, musí být tranzistory použité na pozicích T17 až T20 velmi rychlé. Základní předpětí pro pootevření výkonových tranzistorů je tvořeno děličem R46 a R48, jemné dostavení na požadovanou velikost se uskutečňuje pootevřením korekčních tranzistorů T17 a T18. Velikost budícího napětí se omezuje diodami D12 až D15. Potlačení náchylností "fetů" k oscialcím je zajištěno rezistory R49 až R52, členy RC (R53 až R56, C19 až C22) a kondenzátory C23 až C23. Všechny tyto součástky musí být co nejblíže vlastním elektrodám tranzistorů, jsou proto připájeny ze strany plošných spojů přímo na požadovaném místě. Jejich vývody musí být co nejkratší a a kondenzátory musí být dimenzovány minimálně na 150 V. Protože se jedná o zesilovače nejvyšší kategorie, je v zapojení použita i servosmyčka, tvořená obvodem OA1.
  Výkonové tranzistory MOS mají (oproti bipolárním tranzistorům) podstatně menší strmost a potřebují proto pro srovnatelný proud Ids mnohem větší řídící napětí Ugs. Chceme-li tyto tranzistory otevřít na maximální velikost Rdson, musí být v při aplikaci ve výkonovém zesilovači a v zapojení SD (sledovač signálu) budícího napětí větší o napětí Ugs, odpovídající požadovanému proudu. Jinými slovy, rozkmitový a budící stupeň musí být napájen větším napětím než vlastní výkonový stupeň. Při nedodržení této podmínky nelze tranzistor otevřít při maximálních amplitudách na minimální velikost Rdson, dosažitelné výstupní napětí je menší, je zhoršena účinnost zesilovače a je menší dosažitelný výkon.
  Napájení rozkmitového stupně lze v podstatě řešit dvěma způsoby. Zdroj může mít za prvé stejný referenční uzel jako zdroj pro napájení výstupních obvodů (pracovní zem). Protože odběr budícího stupně není příliš velký, lze toto napětí bez problémů stabilizovat, což se příznivě projeví na odstupu zesilovače. Toto řešení má ovšem jednu nevýhodu. Při dostatečně velkém napájecím napětí začne limitace ve výkonovém stupni dříve, což přináší negativní jevy. Protože napětí výkonového stupně kolísá (není stabilizováno, což se ale prakticky nepoužívá), lze jen těžko určit, jak velkým napětím by měl být napájen rozkmitový stupeň. Bude-li toto napětí tak velké, aby se zesilovač choval dobře při impulsním provozu (hudební výkon), bude při jmenovitém sinusovém výkonu dříve limitovat výkonový stupeň. Naopak "napasujeme-li" toto napětí na nominální výkon, ošidíme se o výkon hudební, neboť napětí nebude dostatečné.
  V zapojení jsem proto použil druhou variantu - napájení rozkmitového stupně je plovoucí, jeho zdroje jsou opřeny o hlavní napájecí zdroj (všechny zdroje jsou tedy zapojeny do série). Napětí na rozkmitovém stupni není stabilizováno, kolísá stejně jako hlavní napájecí napětí. Dosažený odstup je přesto velmi dobrý. Velikost pomocného napětí je kompromisem mezi dobrým chováním zesilovače v limitaci a celkovou účinností. Pro tento typ tranzistorů jsem jako optimální velikost ověřil asi 7 V. Při měření zjistíte, že napatrně dříve limituje záporná perioda, což je způsobeno menší strmostí všech tranzistorů s kanálem P. Pokud bychom chtěli opravdu "košer" chování, museli bychom mít napětí záporného pomocného zdroje poněkud větší (asi 9 až 10 V), což ale považuji za zbytečné.

 Oživení a nastavení zesilovače

   Protože jsem postavil několik těchto zesilovačů, vím že s oživením nebudete mít žádné potíže.Postup je stejný jako u všech ostatních typů až na to, že klidový proud se nenastavuje podle přechodového zkreslení, neboť to není vůbec osciloskopem zjistitelné. Klidový proud se nastavuje pomocí R38 "za studena" a to na velikost 200mA (+-10mA). Protože prahové otevírací napětí "fetů" má poměrně velký rozptyl, může se stát že regulační rozsah trimru nebude dostatečný. Bude-li proud větší zmenšete odpor rezistoru R48 na 27R (0,5W), bude-li menší vyměňte ho za 39R (0,5W). V 99% případů, ale pravděpodobně žádný problém nebude.

   Vynikající teplotní stabilitu tohoto typu tranzistorů potvrzuje moje měření: při teplotě 20°C se nastavený proud po zahřátí tranzistorů na 80°C změnil na 198mA tedy se zmenšil o pouhé 1 procento!  Tyto vlastnosti platí ovšem pouze pro tuto "rodinu fetů" (2SK133-135, 2SJ49-50), které jsou proto v tomto zapojení bez problémů záměnné. Jiné typy, které mají i jak vyvedené elektrody v zapojení použít nelze.