Блок живлення - найважливіша частина підсилювача. Підсилювач працює так: він передає енергію з джерела живлення в навантаження. Якщо джерело живлення працює погано, то ніякої підсилювач не допоможе отримати в навантаженні те, що потрібно. Для живлення підсилювачів широко використовується Двуполярность джерело, що видає щодо «землі» два однакових напруги різної полярності. Щоб отримати таке джерело живлення, потрібен трансформатор з двома вторинними обмотками (або з одного, що має висновок від середини), відповідний випрямляч і фільтр з двох конденсаторів. Можна конденсаторів і більше, але два - це мінімум. Але ось як бути з випрямлячем? Насправді можливі дві схеми випрямлячів. Одна містить два діодних моста, друга - тільки один (рис. 1).
Рис.1. Два варіанти схем двополярного випрямлячів.
Існує думка, активно підтримуване на аудіофільскій інтернет-форумах, що ліва схема, яка містить два мости, набагато краще схеми з одним мостом. Але ось чому? Ті пояснення, які наводяться, дуже мізерні, невиразні і суперечливі. Після тривалих розпитувань мені все ж вдалося з'ясувати причину. Вона така (в моєму переказі): в кожному підсилювачі живе Дух Аудіо, і діодний міст - свого роду жертва, данина цьому духу. Якщо моста два, то данина Духу Аудіо в два рази більше. За це Дух віддячить вам, поліпшивши звучання. Якщо вам здалося, що я знущаюся - таки да, але зовсім небагато. Просто все пояснення чомусь саме до цього і зводилися. Спроби ж наукового пояснення були настільки жалюгідними, що я їх так і не зміг зрозуміти. Якщо хтось може пояснити з точки зору науки і техніки, чому два мости краще одного - я із задоволенням послухаю. І подискутують. А поки я представлю вам свою бачення цієї проблеми. Наукове і технічне.
Звучання пристрою визначається тим, як працює цей пристрій і всі його складові компоненти. Причому не тільки в загальному і цілому, але і в деталях. Тому якщо ми доб'ємося від джерела живлення ефективну роботу мобільного і в цілому, і в дрібницях, то значить зробимо все для забезпечення хорошого звуку підсилювача. І все поліпшення звуку (звичайно, якщо це вам не здалося, що стало звучати краще, самонавіювання - дуже підступна штука) походять від поліпшення технічних характеристик (тобто роботи) вузлів апаратури, а не за незрозумілим правилом типу "так треба для хорошого звуку" .
Отже, в чому різниця між схемами.
1. Два моста більше за габаритами, мають подвійний нагрів (це я доведу нижче), і вдвічі дорожче. Тобто, за цією ознакою два мости гірше одного.
2. Для одного моста можна використовувати будь-який трансформатор - як з роздільними обмотками, так і з висновком від середньої точки. А для двох мостів тільки трансформатор з двома окремими обмотками. Тобто, для випрямляча з двома мостами підійде не всякий трансформатор. Схема менш універсальна, запишемо їй мінус.
3. У схемі з двома мостами кожна обмотка трансформатора працює на свій випрямляч, який в свою чергу працює на своє плече живлення підсилювача. Тобто одне плече підсилювача живиться від однієї вторинної обмотки трансформатора, інше - від іншої. У схемі з одним мостом кожне плече підсилювача харчується від кожної з вторинних обмоток трансформатора по черзі. Це ми побачимо наочно. Тоді і вирішимо, що краще. А поки нехай це побуде загадкою.
4. Розглянемо, як протікають струми через випрямлячі. На рис. 2 показано протікання струму через випрямляч з двома мостами. На рис. 3 - протікання струму через випрямляч з одним мостом.
Мал. 2 Протікання струму через випрямляч з двома мостами.
Мал. 3. Протікання струму через випрямляч з одним мостом.
Зверніть увагу, що у випрямлячі з двома мостами, ток кожного плеча завжди протікає послідовно через два діода. А у випрямлячі з одним мостом - тільки через один діод. Отже, падіння напруги на діодах випрямляча в схемі з двома мостами в два рази вище. І до підсилювача доходить напруги трохи менше. Ви можете сказати: «Подумаєш, яка дрібниця!» Чи не так, щоб і дрібниця - саме з цієї напруги виходить напруга на виході підсилювача. Раз напруга живлення зменшилася, то і на навантаженні максимально можлива напруга теж зменшиться. Значить, зменшиться і максимальна вихідна потужність. Наскільки? А давайте розглянемо наскільки.
Для більшої наочності розглянемо приклад. Припустимо, трансформатор видає в кожній з обмоток під навантаженням 30 вольт. Пряме падіння напруги на діоді 1,2 вольта. Чому така велика? Тому, що падіння напруги на np-переході при великому струмі складається з падінням напруги на внутрішньому опорі діода. Таке пряме напруга падає практично на будь-якому кремнієвому діоді при прямому струмі 3 ампера і більше. Це відповідає току підсилювача, рівному 1 ампер - адже ток через підсилювач безперервний, а струм через діод протікає короткими імпульсами великої амплітуди. Припустимо, мінімальне залишкове напруга на вихідних транзисторах становить 4 вольта. Опір навантаження 4 ома.
Вважаємо для амплітудних значень напруги.
Максимальна напруга на навантаженні:
Максимальна вихідна потужність:
Множник 2 в знаменнику останньої формули враховує, що ми користуємося амплітудними значеннями напруги, а не чинними.