Проблема снижения нелинейных искажений звуковоспроизводящего тракта и, в частности повышения линейности усилителей мощности ЗЧ (УМЗЧ) уже давно волнует как профессиональных, так и самодеятельных конструкторов бытовой радиоаппаратуры. О том, какое значение коэффициента гармоник (К_г) можно считать допустимым для высококачественного УМЗЧ, высказано множество мнений, порой весьма противоречивых. Однако известно, что наибольший вклад в искажения тракта обычно вносят акустические системы (К_г ? 3 %) и магнитофон или ЭПУ (К_г — 1…3%).

С появлением ленточных изодинамических излучателей и цифровых лазерных проигрывателей суммарный К_г тракта (без УМЗЧ) понизился примерно до 1…2%, причем доминирующими в спектре искажений стали вторая и третья гармоники. Можно полагать, что УМЗЧ с таким же спектральным составом нелинейных искажений и коэффициентом К_г ? 0,1 % заметного влияния на качество звучания не окажет. Значительно ухудшают звучание, придавая ему «металлический» оттенок, высшие гармоники, возникающие при ограничении амплитуды сигнала, искажения типа «ступенька» (центральная отсечка), а также так называемые кроссоверные и коммутационные искажения, возникающие в УМЗЧ в момент перехода из режима А в режим В, динамические интермодуляционные искажения и, наконец, самовозбуждение во время переходных процессов и при работе на комплексную нагрузку. УМЗЧ, вносящий в усиливаемый сигнал искажения хотя бы одного из этих видов, характеризуется «транзисторным» звучанием даже при очень малом коэффициенте гармоник.

Традиционный способ устранения искажений, обусловленных ограничением амплитуды сигнала, — создание запаса мощности, однако это ведет к неоправданному усложнению транзисторного УМЗЧ. Другой способ — создание условий для «мягкого» (как у ламповых усилителей) ограничения амплитуды. Искажения типа «ступенька», кроссоверные и коммутационные искажения можно ликвидировать переводом УМЗЧ в режим А или Super A. Снизить эти и так называемые «гладкие» нелинейные искажения можно и иначе, например, введением глубокой (более 30 дБ) ООС, в том числе многопетлевой, использованием прямой связи (или связи вперед), применением специальной коррекции нелинейных искажений.

Следует, однако, отметить, что глубокая ООС нередко становится причиной возникновения динамических искажений и неустойчивой работы УМЗЧ. Кроме того, глубокая ООС эффективно снижает только «гладкие» искажения, а наиболее заметные кроссоверные она уменьшает в недостаточной мере. Как показали проведенные эксперименты, изменение глубины ООС в одном и том же УМЗЧ с 20 до 40 дБ заметного влияния на качество звучания не оказывает, несмотря на значительное уменьшение коэффициента гармоник, а дальнейшее увеличение ее глубины влечет за собой ухудшение звучания из-за снижения устойчивости. Видимо, качество звучания УМЗЧ определяется главным образом не глубиной ООС, а линейностью исходного (не охваченного ею) усилителя. Несколько лучшие результаты дает применение многопетлевой ООС, однако она значительно усложняет УМЗЧ.

Резюмируя сказанное, можно считать, что для высококачественного УМЗЧ с разомкнутой петлей ООС вполне допустим К_г = 0,3 %.

Что же касается двух последних способов снижения нелинейных искажений, то они свободны от недостатков, присущих глубокой ООС, и отличаются один от другого тем, что при использовании прямой связи сигнал ошибки вычитается из полезного сигнала на выходе УМЗЧ, а при коррекции — на его входе.

С учетом всего сказанного выше был разработан УМЗЧ без общей ООС, основные технические характеристики которого следующие: