Pentru lanţurile audio lucrînd mono sau stereo, amplificatorul cel mai uzitat este cel care asigură 50W pe canal. Un asemenea amplificator, realizat cu componente uşor de procurat este prezentat în schema din figura 42. Schema se situează în categoria celor de înaltă fidelitate, oferă o bună stabili­tate în funcţionare şi nu necesită reglaje deosebite.

Schema amplificatorului propus spre realizare este caracterizată prin: etaj de intrare tip diferenţial, etaj pilot având ca sarcină dinamica un gene­rator de curent, circuit de protecţie automată la supracurenţi pentru tranzistoarele de putere, legătură galvanică (directă) între etaje. Semnalul aplicat la intrarea amplificatorului va proveni de la un preamplificator mono sau stereo, capabil să asigure o tensiune de ieşire de circa 0,5V.

Performanţele electrice ale amplificatorului sunt următoarele:

·        Puterea nominală de ieşire pe o sarcină de 4Ω este de 50W.

·        Banda frecvenţelor amplificate pentru o distorsiune de amplitudine
la capete de +2dB este cuprinsă între 18Hz la 30kHz.

·        Tensiunea de intrare, pentru a asigura puterea de 50W pe sarcina
de 4Ω, la 1000Hz, este de minimum 0,5V.

·        Impedanţa de intrare: 25kΩ.

·        Coeficientul de distorsiuni nelineare: 0,3%

·        Amplificarea în tensiune: 29dB

·        Raportul semnal/zgomot: 80dB

·        Tensiunea de  alimentare: sursă dublă 2x25V

·        Curentul de mers în gol: maxim 120mA

·        Curentul mediu consumat pentru puterea de 50W nu depăşeşte 2A.

Funcţiunile îndeplinite de cele 13 tranzistoare ale amplificatorului sunt

următoarele: T₁ - T₂ constituie etajul de intrare diferenţial; T₃ funcţionează ca generator de curent constant; T₄ - T₅ reprezintă etajul pilot; T₆ reali­zează funcţia denumită superdiodă; T₇ lucrează ca generator de curent con­stant; T₈ - T₉ funcţionează ca etaje de protecţie electronică la supracurent; T₁₀ — T₁₁ sunt etaje defazoare; T₁₂ - T₁₃ reprezintă etajul final de putere.

Semnalul audio ce trebuie amplificat trece mai întîi prin C₁ - R₁ după care pătrunde în baza amplificatorului T₁. În emitorul tranzistoarelor T₁ - T₂ este introdus generatorul de curent T₃ şi grupul de stabilizare D₁ - D₂, toate cu rol de micşorare a distorsiunilor.

Cel de-al doilea tranzistor (T₂) al etajului diferenţial primeşte pe baza, prin rezistorul R₇, o tensiune reprezentând semnalul de reacţie negativă globală. Amplificarea întregului montaj poate fi reglată, în anumite limite, acţionând asupra rezistorului R₇. După amplificarea în T₁, semnalul audio este cules de la bornele rezistorului R₃ şi introdus în etajul pilot format din tranzistoarele T₄ - T₅. Tranzistorul T₄, montat ca repetor, prezintă o impedanţa de intrare mare, ceea ce este convenabil pentru ieşirea lui T₁.

Sarcina etajului pilot este formată din supedioda T₆ şi generatorul de curent T₇.

Prin R₁₁ şi R₁₅ tensiunea de la terminalele superdiodei este transmisă ca tensiune de polarizare pentru tranzitoarele T₁₀ - T₁₁. Această tensiune de polarizare este reglată prin manevrarea potenţiometrului P₁ aflat în baza superdiodei, ceea ce are ca efect şi modificarea curentului de mers în gol al tranzistoarelor finale. Curentul de colector al tranzistorului T₅, care trebuie să fie de circa 10mA, se reglează din potenţiometrul semireglabil R₁₄ de 100Ω.

Prin rezistoarele R₁₁ şi R₁₅, ambele de 470Ω, semnalul audio este injectat în bazele tranzistoarelor complementare T₁₀ şi T₁₁. Semialternanţa pozitivă aplicată bazei tranzistorului T₁₀ duce la deschiderea acestuia şi în continuare la deschiderea tranzistorului final notat cu T₁₂. În acest mod, punctul median notat cu M, deci şi borna difuzorului, vor fi apropiate mult de ramura +25V a tensiunii de alimentare şi ca atare un curent important va străbate bobina mobilă. Din schemă se observă că semialternanţa pozitivă este aplicată în acelaşi timp şi bazei lui T₁₁, dar acesta fiind un tranzistor pnp nu se va deschide. (M este punctul comun al lui C₁₄ şi C₁₅).

La sosirea semialternanţei negative, tranzistorul T₁₀ care are structura npn nu va lucra, în schimb va funcţiona tranzistorul T₁₁.

Prin deschiderea lui T₁₁ este asigurată şi deschiderea celui de-al doilea tranzistor final, T₁₃, care va apropia de data aceasta punctul M şi deci şi difuzorul de ramura -25V. În acest mod bobina mobilă a difuzorului este străbătută când de semialternanţa pozitivă când de cea negativă, fiind redate astfel toate alternanţele aplicate intrării.

Este posibil ca pe timpul funcţionării, datorită unor eventuale defec­ţiuni, curentul de colector prin tranzistoarele finale T₁₂ - T₁₃ să crească mai mult decât cel de regim. Într-o asemenea situaţie va intra automat în funcţiune sistemul de protecţie realizat cu tranzistoarele T₈ – T₉.

Când defecţiunea apare la tranzistorul T₁₂ va intra în funcţiune T₈, iar pentrul finalul T₁₃ va intra în funcţiune T₉. Exemplificând, presupunem că datorită unei cauze oarecare curentrul de colector al tranzistorului T₁₂ creşte peste -2A; automat, căderea de tensiune de la bornele rezistorului R₂₄ va creşte peste valoarea de 0,6V şi prin R₁₇ este condusă la baza tranzisto­rului T₈, care până în acest moment a fost blocat. În momentul în care T₈ începe să conducă, se observă din schema că baza lui T₁₀ este adusă către potenţialul punctului median M şi ca atare T_1o se blochează. Automat va tinde să se blocheze şi finalul T₁₂, practic curentul prin acesta limitându-se la valoa­rea de protecţie în timp ce semnalul va fi redat mult distorsionat şi cu intensitate scăzută.

În acelaşi mod acţionează şi ramura de protecţie a braţului din care fac parte tranzistoarele T₉ şi T₁₃.

Diodele D₃...D₆ aflate în schema circuitului de protecţie au rolul de a opri trecerea semnalului audio din circuitul de emitor al finalelor către baza tranzistoarelor T₁₀ - T₁₁.

Pentru evitarea apariţiei de oscilaţii supraacustice, în circuitul difuzorului s-a introdus o inductanţă L₁ de 2μH. Acelaşi rol îl are şi circuitul tip
Boucherot format din C₁₂ – R₂₆  în derivaţie pe difuzor, precum şi capacitoarele C₂, C₆ şi C₇.

          Pentru realizarea inductanţei     L₁ se va folosi o carcasă cu diametrul de 16mm şi va cuprinde un număr de 10 spire realizate cu sârmă de cupru emailat cu diametrul de 1mm.

Pentru alimentarea amplificatorului se va folosi un bloc redresor clasic. Pentru determinarea tensiunii şi a puterii necesare, asigurată de redresor, se pleacă de la puterea nominală de ieşire a amplificatorului şi debitată pe sarcină, care este difuzorul de 4Ω.

Tensiunea eficace măsurată la bornele sarcinii (difuzorului) este dată de relaţia

           

Tensiunea de vârf a unei semialternante a tensiunii eficace care a fost determinată mai înainte este:

                 

Valoarea tensiunii de alimentare E_a necesară se determină cu relaţia:

                 

în care:

         U_max - tensiunea de vârf a semnalului de la bornele sarcinii;

         U_RE - căderea de tensiune de la bornele rezistorului din emitor;

          U_CE - căderea de tensiune dintre colectorul şi emitorul tranzistorului;

         U_D - tensiunea necesară pentru a atinge regimul de saturaţie.

Uzual se folosesc valorile:

           

Înlocuind  găsim:

           

Practic se va lucra cu o tensiune .

Curentul eficace care străbate sarcina pentru a obţine puterea maximă de 50W este:

                  

Curentul fie vârf va fi:

           

Valoarea medie a curentului de alimentare este:

           

Puterea consumată de la sursa de alimentare de ambele tranzistoare este:

         

Cu aceste date rezultă că redresorul amplificatorului va trebui să asigure o tensiune de 25V pe un braţ (deci 2x25V) şi un curent maxim de 5A.

Dacă realizăm un lanţ de amplificatoare stereo, deci vor exista două canale de amplificare simetrice, rezultă că redresorul va trebui calculat pentru o putere dublă, în acest caz transformatorul va trebui să aibă o secţiune de minim 16 cm².

Primarul se va bobina cu sârmă de cupru emailat, având diametrul de 0,6...0,7mm, iar secundarul care va trebui să asigure o tensiune de 2x20V, va fi bobinat cu sârmă de cupru emailat, cu diametrul de 1,2...1,3mm.

Amplificatorul va fi realizat pe o plăcuţă de steclotextolit placat pe o singură faţă şi cu o grosime de 1,6...2mm.

Traseul cablajului va fi executat aşa fel încît să urmărească, pe cât posibil mai fidel modul în care piesele sunt dispuse în schema de principiu. Traseul cablajului de alimentare va avea o lăţime de circa 4mm şi va fi încărcat cu un strat de cositor având înălţimea de 1mm.

Pentru asigurarea unui regim termic care să conducă la o bună funcţio­nare a amplificatorului, va fi necesar ca tranzistoarele care disipa putere să fie montate pe radiatoare de răcire. În acest scop, tranzistoarele tip BD vor fi prevăzute cu plăcuţe de aluminiu avînd o suprafaţă de minim 10cm².

Cele două tranzistoare finale se vor fixa pe un radiator cu aripioare, care să asigure o suprafaţă de răcire de minim 150cm² pentru fiecare. Pentru izolarea din punct de vedere electric, între fiecare tranzistor 2N3055 şi plă­cuţa de răcire se va aşeza o foiţă de mică decupată după conturul tranzis­torului. De asemenea, şuruburile de strîngere ale tranzistoarelor vor fi izolate prin intermediul unor cilindri de trecere confecţionaţi dintr-un material izolator oarecare.

Superdioda T₆ va fi montată pe radiatorul finalelor T₁₂ - T₁₃. Pentru protecţia bobinei mobile a difuzorului, în serie cu acesta se va monta o sigu­ranţă fuzibilă de 3A. După terminarea construcţiei propriu-zise se va trece la efectuarea reglajelor necesare unei funcţionări corecte.

La început se va verifica tensiunea de alimentare dată de redresor. Se cuplează apoi difuzorul, iar în lipsa acestuia un rezistor de 4Ω/50W, confec­ţionat din conductor rezistiv. Cu ajutorul unui fir de cupru, se conectează la masă borna de intrare a amplificatorului. Cu ajutorul unui miliampermetru de curent continuu, introdus în serie cu colectorul tranzistorului T₇, se reglează R₁₄, până când în circuit va circula un curent de circa 10mA. Se va trece apoi la reglarea curentului de mers în gol al tranzistoarelor finale T₁₂ şi T₁₃.

Mai întâi se înseriază un miliampermetru de curent continuu în colectorul lui T₁₂, iar apoi în colectorul lui T₁₃. Reglând din potenţiometrul P₁ vom urmări ca aparatul de măsură să indice un curent de circa 40mA, atât pentru un braţ, cât şi pentru celălalt.

          În cazul când între curenţii de colector ai celor două tranzistoare există o diferenţă mai mare de 3mA, atunci se vor verifica valorile rezistoarelor din circuitele de polarizare, a rezistoarelor R₂₄ - R₂₅, care trebuie să fie identice, precum şi modul cum s-a făcut împerecherea tranzistoarelor finale cât şi al tranzistoarelor T₁₀ - T₁₁ din punct de vedere al factorului β. De asemenea, se va ajusta în limite mici şi rezistorul R₃. După această operaţie se conectează în derivaţie pe difuzor un voltmetru de curent continuu. Va trebui ca acesta să nu indice nici o tensiune.

          Dacă avem la dispoziţie un osciloscop, îl vom cupla tot în derivaţie pe difuzor şi vom controla dacă nu apar eventuale oscilaţii parazite. În cazul unor asemenea oscilaţii, va fi necesar să mărim pe rând capacitoarele C₆ şi C₇.

          Verificarea funcţionării circuitelor de protecţie se face în felul următor:

          Se înlătură scurtcircuitul de la intrare şi se cuplează la bornele de intrare un generator audio fixat pe circa 800Hz şi cu o tensiune în jur de 0,35V. Se va reţine pe cât posibil intensitatea sunetului redat de difuzor. Apoi, folosind un rezistor de 3...4Ω  şi 50W, pe care îl vom conecta ritmic în derivaţie pe difuzor, vom urmări dacă intensitatea sunetului scade foarte mult atunci când sarcina suplimentara se află conectată.

          Pentru protecţia difuzorului, în cazul când unul din tranzistoare se scurtcircuitează sau datorita altor defecte, în serie cu difuzorul se introduce o siguranţă calibrată.

          Când se realizează un lanţ stereo, fiecare amplificator de canal (stînga sau dreapta) se va realiza în cutii ecranate şi conectate la masă comună.

          Pentru a măsura performanţele amplificatorului realizat, se vor folosi ca aparate de bază un generator audio, un voltmetru electronic şi eventul un oscilograf.

          Astfel, pentru a ridica curba de răspuns în frecvenţă a amplificatorului, vom folosi un generator de audiofrecvenţă care va fi conectat la intrare, iar la ieşire în derivaţie pe o sarcină rezistivă sau pe difuzor având cuplat un voltmetru electronic.

Menţinînd constantă tensiunea de intrare, dar modificînd frecvenţa din aproape în aproape, se va urmări valoric tensiunea de ieşire.

Se va putea astfel trasa curba tensiunii de ieşire (U_ie) funcţie de frecvenţa (f).