PM-A4 výkonový zesilovač ve třídě A s velmi nízkým zkreslením (2016, modifikace 2022)

Od roku 2003 je to můj čtvrtý zesilovač ve třídě A, navazuje na PM-A1 a PM-A2. Cílem bylo ověřit koncepci koncového stupně ve třídě A s minimálním zkreslením a širokým kmitočtovým rozsahem.

Obvodové řešení koncového stupně je s bipolárními tranzistory a vychází z literatury [1]. Koncový stupeň pracuje ve zpětné vazbě operačního zesilovače s JFET vstupem.

Zjednodušené schéma ukazuje obrázek:

Popis

Stereofonní zesilovač ve třídě A. Klidový proud je 1,5A, takže do výstupního proudu 3A zesilovač pracuje ve třídě A. Silná lokální zpětná vazba v koncovém stupni (tranzistory Q1 a Q2 snímající proud skrz odpory R14 a R15) minimalizuje nelineární zkreslení v koncovém stupni pod 0,001% THD.

Parametry

• Výstupní výkon 2 x 20W/4 ohm, 2 x 12W/8 ohm (verze 2016)
• Výstupní výkon 2 x 35W/4 ohm, 2 x 20W/8 ohm (verze 2022)
• Vstupní impedance 47kohm
• Frekvenční rozsah 2Hz - 270kHz (-3dB)
• Pokles amplitudové charakteristiky na 20Hz: -0,02dB/4ohm
• Pokles amplitudové charakteristiky na 20kHz: -0,01dB/4ohm
• Šumové napětí na výstupu pro šířku pásma 22kHz: 32uV
• Odstup S/N pro šířku pásma 22kHz: 99dB/2.83Vef, 112dB pro plné výstupní napětí
• THD+N na 1kHz pro výkon 10W/8ohm, šířka pásma 22kHz: 0,00036% (verze 2022)
• Odezva na obdélník 10kHz
• Zisk 27,01dB (22,41 x)
• Rozměry 450 x 440 x 140mm
• Hmotnost cca 20kg

Měření na systému Audio Precision 2700

THD+N na 1kHz v závislosti na amplitudě (2016)

Měření bylo provedeno do zátěže 8 ohm na kmitočtu 1kHz. Na ose X je vyneseno vstupní napětí zesilovače. Výstupní napětí dostaneme vynásobením hodnot na ose X koeficientem 20,25 (tj. napěťovým zesílením zesilovače). Šířka pásma měření je <10Hz - 22kHz.

THD+N v závislosti na kmitočtu na 8W/8ohm

Nová měření na verzi 2022 (zvýšení napájecího napětí pro OZ, změna na PCB)

THD a THD+N v závislosti na výkonu na 1kHz/4ohm

Šířka pásma měření je 16Hz - 22kHz.

THD a THD+N spektrum na 1kHz pro 15W / 4ohm

THD a THD+N v závislosti na kmitočtu při 15W/4 ohm

Šířka pásma měření 16Hz - 45kHz

RightMark Audio Analyzer report

Literatura

[1] Sassen, S.: ExtremA, a reference class A-DIY Amplifier. http://www.hardwareanalysis.com/content/article/1842.6/extrema-reference-class-a-diy-amplifier/

Pavel Macura, 06/2016, poslední modifikace 02/2023