www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

Комментарии к статье Комментарии к статье

Вариант 1, вариант 2, вариант 3, вариант 4, вариант 5

Приведено подробное описание для изучения принципа работы и изготовления.

Этот усилитель мощности звуковой частоты разрабатывался с соблюдением следующих условий:
1. Усилитель должен быть прост в изготовлении и настройке, и доступен для повторения.       
2. УМ должен обладать как мягкостью, так и жесткостью звука в зависимости от фонограммы.
3. Схема УМ должна быть полностью симметрична.
4. Все качественные параметры должны задаваться операционным усилителем, а выходные каскады их точно повторять.
5. Использование только комплементарных (p-n и n-p) пар транзисторов  для симметрии схем.
6. Возможность выбора режима работы оконечных каскадов (А, ЭА, АВ,).
  (В любом из этих режимов выходные транзисторы закрываются и открываются плавно).
7. Применение полевых транзисторов без изменения схемы (только подстройкой смещения).
8. Нечувствительность к просадкам питания (не требуется стабилизированный блок питания).
9. Экономичность и возможность задать различные тепловые режимы для возможности встроить УМ в уже имеющуюся аппаратуру.
10. Формирование режимов транзисторов только полезным сигналом относительно стабильного напряжения или тока для снижения искажений от нестабильности и просадок питания.

Принцип работы

Изначально этот УМЗЧ (рис. 1) разрабатывался как макет для исследования нелинейных искажений в усилителях. Входные каскады вообще не должны были иметь искажений типа "ступенька". Для этого наиболее подходят каскады как бы подключенные в параллель между + и – питания (VT1,VT2), за что и получили название "параллельные". Эмиттер VT1(VT2) был подключен к потенциалу ниже отрицательного входного напряжения, чтобы получить возможность регулирования момента и характера закрывания VT5(VT6) (режим А, ЭА, АВ, В). Затем возникла идея подавать на эмиттеры VT1,VT2 напряжение обратной связи (ООС) через R5 (R6) в уже образовавшиеся параллельные (они же одновременно и композитные) каскады, которое понижает потенциал эмиттера VT1 (VT2), препятствуя резкому закрыванию и открыванию VT5 (VT6), и таким образом формировать токи покоя в режиме ЭА.

 Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Принцип действия усилителяУсилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Типы нелинейных искажений в усилителях мощности

Результаты исследований сведены в осциллограмму выходных токов (рис. 2), где (1) – ток в нагрузке, +I – ток VT5, -I – ток VT6. Режимы устанавливались умышленно для определения порога появления искажений. Точка 2 – искажения типа "ступенька" в режиме В, когда VT5 резко закрылся, а VT6 еще не открылся. В т.2 возможны всплески сигнала с другой частотой, присутствующей в составе сигнала или при подаче на вход усилителя одновременно двух частот. Такой УМ имеет большой коэффициент гармоник, ВЧ в нем будут звучать резко, с шипящими призвуками, а синусоида будет иметь повышенную крутизну спада-подъема. Медленно открывавшийся на малых сигналах транзистор, затем резко открывается, искажая сигнал. Правильная траектория – линия 3. Видно, что относительно линии 3 (полупериод) образовалась синусоида (период), что означает призвуки с удвоенной частотой (гулкий звук). При улучшении режима В участок 2 превращается в яркостную точку, а затем исчезает.

Далее, при исследовании нелинейных искажений, стало ясно, что искажения формы сигнала и увеличение коэффициента гармоник (т.4) происходят даже в режиме А с большими токами покоя, если противоположное плечо закрывается непропорционально сигналу (слишком резко), ускоряя тем самым прирост тока в нагрузке. Звук у такого УМ будет звонкий, с металлическим эхом, как при ударе по резиновому мячу. По этой причине некоторые усилители с высокими параметрами и большими токами покоя звучали хуже, и обладали худшей естественностью звучания, чем более простые в схемотехническом отношении усилители. В режиме А, если жестко стабилизировать ток покоя (в данном случае 250 мА, штриховая линия) в точке 5 происходит резкий излом, что моментально сказывается на линейности характеристики открывающегося в этот момент нижнего плеча (4). В точке 4 возможны изломы и всплески выходного сигнала.

Значит, важен не столько ток покоя транзисторов, сколько их плавное (как можно ближе к форме полезного сигнала) открывание и закрывание. Это полностью подтверждает правоту источника [1], и позволяет применить в данном УМ экономичный режим А (ЭА) (Iо, линия 7 и 8 на рис. 2). Этот режим еще называют Super A, или Non switching (без переключения) [1], но название ЭА ближе к истине. Дело в том, что ЭА производит динамическое снижение токов покоя без ухудшения параметров (с улучшением качества звучания!), что уменьшает нагрев выходных транзисторов за счет уменьшения сквозных токов, повышает экономичность и КПД усилителя.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Усилитель класса ЭА. Вариант 2

Принцип работы усилителя (рис. 3)

Входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ и усиливается до 8В. С выхода ОУ через R8 сигнал поступает на базы VT3, VT4. Так как эмиттеры VT3 и VT4 подключены к стабилизированному источнику напряжения, а питание ОУ тоже стабилизировано, то ток коллектора VT3,VT4 зависит только от уровня сигнала, и мало зависит от напряжения питания. Фактически VT3(VT4) является управляемым генератором тока для VT5(VT6), а значит, влияние Uпит на ток коллектора VT5 тоже будет ослаблено. А ток VT11 в свою очередь зависит от тока коллектора VT5. Это означает, что в усилителе отсутствует модуляция полезного сигнала питающим напряжением даже без ООС, и качество звучания, особенно на НЧ, будет такое же, как в усилителях со стабилизированным источником питания.

Просадки питания будут заметны только на максимальной мощности, при выходном напряжении близком к напряжению питания. Транзисторы VT3 и VT5 (VT4 и VT6) составляют композитные каскады, в которые введен делитель, определяющий коэффициент усиления. Такое удачное сочетание дает возможность подать сигнал отрицательной обратной связи (ООС) непосредственно в цепь эмиттера VT3 (VT4) через R27(R28), и одновременно позволяет простым способом формировать работу выходных каскадов в режиме ЭА, получив высокую линейность при большой скорости нарастания и коэффициенте усиления. Напряжение ООС подается на эмиттер VT3(VT4), препятствуя его резкому закрыванию. Даже при работе с отсечкой тока на максимальных уровнях сигнала (осц.6) выходные транзисторы заранее плавно открываются и не создают искажений на малых уровнях сигнала (область, наиболее благоприятная для возникновения гармоник). Коэффициент усиления транзисторной части усилителя равен отношению R27/R17 (R28/R18)+1. Коэффициент усиления всего усилителя равен отношению R5/R3+1. Чувствительность усилителя устанавливается подбором R3.

Выбор режима работы усилителя

При разработке и испытаниях любого УМЗЧ, главная задача - достичь максимального качества при минимальном нагреве. Усилитель тестировался во всех режимах от А до В (рис. 2, осц. 6, 7, 8). В этом УМ фактически отсутствует режим В. Отсечка тока верхнего плеча (линия 6) происходит при токе нижнего плеча более 2А, что мало сказывается на форме полезного сигнала, и фактически является режимом АВ, только с формированием спада-подъема по принципу ЭА. Следует заметить, что форма токов покоя по осц.7 идеализирована и практически является режимом А. Неоправданно низкий КПД, нагрев мало отличался от режима А, при этом заметного улучшения звучания нет. И даже наоборот, (по мнению автора) звук слишком сглаживался, терялась проработка ВЧ на некоторых композициях. По экономичности наиболее идеальным является режим по осц.9, со спадающим до 0 на максимальном сигнале током покоя.

Экспериментально была определена форма тока при максимальной экономичности (осц.8, 40 мА, без отсечки), и был сделан первый вариант усилителя. Затем, за счет увеличения местной ООС, появилась возможность увеличить динамический прирост тока входных транзисторов, что снизило гармоники вдвое. Качество звучания повысилось. При этом оказалось, что когда режим ЭА выведет ток на прямой участок, уже нет разницы, есть отсечка тока, или нет (осц.6 и 8). Звучание практически не меняется. Так делались второй и следующие варианты. Конечно, любой желающий может выбрать любую из семейства характеристик тока покоя (рис. 2) по своему усмотрению. Для увеличения остаточного тока (работа без отсечки) необходимо уменьшить R13-R14 до 360…340 Ом, увеличив постоянную составляющую с помощью R16. Чтобы при этом придать току покоя форму осц.7, нужно R11-R12 уменьшить до 5,6…5,1к. (Изменения следует вносить при отключенных выходных транзисторах).

Первый вариант усилителя

Его схема полностью идентична приведенной на рис. 3, и отличается от последующих только  номиналами R13-R14=360 Ом, R27-R28=4,3k. Ток покоя имеет форму осц.8.

Второй вариант усилителя (рис. 3) отличается от первого изменением режимов работы VT3-VT4 и введения более глубокого режима ЭА (имеется ввиду более плавный подъем-спад тока покоя). Увеличен динамический прирост тока на R13-R14 и уменьшена его постоянная составляющая (R15-R16). Кроме повышения качества звука это повысило эффективность термокомпенсации. Более глубокий режим ЭА значительно снизил уровень звонких тембров (нечетные гармоники), и почти полностью исключил какую-либо тембровую окраску звука. В сочетании с нулевым выходным сопротивлением усилителя это заставляет очень качественно звучать любые АС. При правильном выборе ОУ, подборе транзисторов по коэффициенту усиления и номиналов элементов для симметрии плеч, коэффициент гармоник составляет не более 0,0006% на 1 кГц, и 0,002 на частоте 20кГц. То покоя имеет форму осц.6 (0…5 мА).

Третий вариант усилителя (рис. 4)

Пути дальнейшего улучшения параметров вытекают из особенностей элементной базы. Известно, что искажения ОУ растут с повышением частоты, выходного напряжения и тока. Достичь всех высоких параметров в одном ОУ затруднительно. Выходом из этой ситуации является применение буферного каскада из ОУ с высокой нагрузочной способностью, т.е. композитное включение двух ОУ. Сразу в 2-4 раза снижается выходное напряжение первого ОУ, почти во столько же коэффициент гармоник, и в два раза коэффициент усиления второго (буферного) ОУ. В качестве первого каскада лучше всего применить ОУ с полевыми транзисторами на входе, с очень низким Кг и первым полюсом выше звукового диапазона, а в качестве второго – ОУ с ТОС, обладающие очень высокой скоростью нарастания выходного напряжения и нагрузочной способностью. Высокочастотные ОУ с ТОС имеют очень низкие искажения в звуковом диапазоне.

Известно также, что коэффициент усиления и линейность характеристики транзистора зависит от тока коллектора, т.е. чем меньше диапазон изменения тока, тем искажения ниже. Выход – применение спаренных транзисторов в выходных каскадах. На основании этого и был разработан третий вариант усилителя. При правильном подборе ОУ, коэффициентов усиления транзисторов и номиналов элементов для симметрии плеч, в нем реально достичь коэффициента гармоник не более 0,0005% на 1кГц, и не более 0,001 во всем диапазоне частот и мощностей.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Усилитель класса ЭА. Вариант 3

Четвертый вариант усилителя

Его отличие в применении стабилизированного питания для предоконечных каскадов, применении FF ОУ, и возможности собрать печатную плату на SMD компонентах (поверхностный монтаж), что значительно понижает его габариты. Следует подобрать SMD аналоги указанных на схеме транзисторов. Как отмечалось выше, качество звучания и уровень выходного напряжения этого усилителя не зависят от просадок и пульсаций напряжения питания. Применение стабилизированного питания предоконечных каскадов в данном случае дает только независимость тока покоя выходных транзисторов от больших изменений сетевого напряжения, и может быть применено по желанию изготовителя. Нумерация компонентов оставлена по вариантам 1 и 2.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Усилитель класса ЭА. Вариант 4

Пятый вариант усилителя

Применение в оконечных каскадах составных транзисторов позволило упростить схему и настройку усилителя, что важно для начинающих и малоопытных радиолюбителей. Значительное уменьшение его габаритов  позволяет конкурировать по габаритам с УМЗЧ в интегральном исполнении, обладая более высокими параметрами. При этом линейность усиления на НЧ больше, чем у микросхем УМЗЧ, больше выходное напряжение при относительно низком напряжении питания, нечувствительность к просадкам питающего напряжения, что особенно важно для малогабаритных блоков питания. Схема двухканального варианта приведена на рисунке ниже. В этом случае ОУ и стабилизаторы напряжения VT1-VT2 являются общими.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Усилитель класса ЭА. Вариант 5

Усилитель варианта 5 практически не требует налаживания. Все сводится к проверке напряжений питания, отсутствия постоянного напряжения на выходе, и установке желаемого тока покоя при максимально нагретых выходных транзисторах. Дрейф тока покоя от температуры здесь меньше, чем в варианте 2 за счет меньшего усиления по току, но за счет большого усиления по напряжению составных транзисторов возможно чрезмерное усиление и ограничение сигнала, что не всегда полезно для АС. Поэтому R19-R20 не следует делать меньше 0,075 Ом даже для мощных АС. При желании можно добавить терморегулировку и защиту по току из варианта 2. Если возникают трудности с замером сопротивления 0,075 Ом, то можно выйти из положения двумя способами. 1) Соединить в параллель два резистора по 0,15 Ом или четыре по 0,3 Ом. 2) Замерить сопротивление константановой или нихромовой проволоки (например, разобрав проволочный резистор 0,51 Ом, 1%), выпрямить его, и точно разделить по длине на равные части, получив нужное сопротивление. Концы отрезка желательно залудить на таблетке аспирина и протереть спиртом. Выпрямленный отрезок нихрома не будет иметь индуктивности, и может быть впаян в плату в виде перемычки или скобки. Коэффициент гармоник усилителя 5 варианта не измерялся, но субъективно по звучанию составляет не более 0,008% во всем диапазоне частот и мощностей.

В качестве примера на рис. 12-13 приведена печатная плата двухканального варианта усилителя. В качестве выходных применены транзисторы TIP142T/TIP147T в корпусах ТО-220, и имеющие меньшие габариты, чем TIP142/TIP147 в корпусах ТО-3Р. При встраивании в мультимедийные колонки, где есть вибрация, R13-R14 заменены одним постоянным 92…100к. В миниатюрном исполнении, на маленьких радиаторах, его следует подобрать такой величины, чтобы на холодных радиаторах ток покоя составлял 5…10мА, и при прогреве никогда не поднимался выше 40…60 мА. Такой режим можно классифицировать как АВ+ЭА. Конденсатор С1- малогабаритный керамический, С3 – неполярный электролитический.  

Параметры усилителя полностью зависят от типа применяемого ОУ. Максимально возможная синусоидальная выходная мощность усилителя второго варианта - 120 Вт, но на нагрузке 4 Ом и напряжении питания выше +/-35В нужно ограничивать ток VT11, VT12 (R33, R34) или умощнять их, иначе рассеиваемая мощность на выходных транзисторах превысит предельно допустимую. При применении нагрузки только 4 Ом, напряжение питания не обязательно поднимать выше +/-35В. Правда при этом понизится выходная мощность на нагрузке 8 Ом. По мнению автора, АС с сопротивлением 6-8 Ом обладают большей естественностью звучания, а АС 4Ом – большей отдачей мощности и динамикой. АЧХ усилителя линейна от постоянного тока (без С1) до 200 кГц (без С2, С6), с плавным уменьшением амплитуды от 200кГц до 1мГц. При подаче на вход усилителя сигнала частотой 1мГц с амплитудной модуляцией частотой 1кГц его принимал средневолновый приемник. Постоянное напряжение подавалось на вход УМ (без С1) от 0 до 1В с шагом 10мВ, при этом выходное напряжение абсолютно линейно возрастало от 0 до 30В, т.е. усилитель вел себя как прецизионный усилитель постоянного тока, что свидетельствует о его высокой линейности усиления и как следствие – низком коэффициенте гармоник и высокой верности звучания.

Усилитель был испытан прямоугольными импульсами частотой 2 кГц на активной нагрузке 6 Ом. При этом была получена скорость нарастания выходного напряжения 30 В/мкс и была ограничена только источником прямоугольных импульсов, искажений формы сигнала и выбросов не замечено. Номинальное выходное напряжение = Uпит.-5 В. Максимальное выходное напряжение усилителя = Uпит.-3В. При уменьшении напряжения питания двуполярным регулируемым блоком питания амплитуда выходного сигнала не уменьшается до тех пор, пока питание не достигнет величины Uвых + 5В, и при Uпит = Uвых+3В наступает плавное ограничение выходного сигнала.

Выходное сопротивление усилителя = 0. Усилитель не чувствителен к фону блока питания с переменной составляющей до 100мВ. Диапазон питающих напряжений - от +/- 25 до +/-40В. Измерения искажений производились с помощью двух генераторов Г3-118 и входящих в комплект режекторных фильтров. Уровень общих нелинейных искажений, при подаче на вход сигналов от 20 Гц до 20 кГц, был ниже, чем приведен в [1] (рис. 8), и находился на уровне наводок самого осциллографа С1-65А (0,2…0,3мВ при выходном напряжении 32В), что предполагает коэффициент гармоник не более 0,002%. То же самое показали измерения с помощью спектр-анализатора компьютера. Но при этом главной целью было выполнение условия 2. Усилитель испытывался и эксплуатировался при Iо = 150 мА с качественным радиатором.

Несмотря на относительно большое количество деталей, собственно усилитель состоит из микросхемы и 6 транзисторов (VT3, VT4, VT5, VT6, VT11, VT12). VT1 и VT2 – стабилизаторы напряжения +/- 15 В; VT7, VT8 – узлы термокомпенсации тока покоя выходных транзисторов; VT9, VT10 – ограничители максимального тока (6А). VT1, VT2, VT9, VT10, VD1, VD2, R9, R10, R19-R20, R33, R34 при наличии отдельного стабилизированного источника +/- 15 В и при уменьшении выходной мощности (Uпит.= +/-25В, Pвых 50Вт) из схемы можно исключить и изготовить упрощенный малогабаритный вариант УМ.

Устройство термокомпенсации

Следует отметить, что ток покоя усилителя может значительно изменяться при прогреве транзисторов (особенно VT3-VT4) и изменении напряжения питания, поэтому требуется точно выбрать рабочую точку транзисторов VT7-VT8, (компенсаторы изменения тока покоя от температуры и напряжения питания). При этом локальные колебания тока покоя в пределах +/- 20 мА не влияют на параметры усилителя.  После проведенных исследований тепловых режимов УМЗЧ автор пришел к следующим выводам: 1.Увеличение тока покоя выходных транзисторов в 2-3 раза может произойти даже при незначительном нагреве самого маломощного входного транзистора, поэтому желательно контролировать режимы как можно большего количества каскадов. 2.

Желательно каждый выходной транзистор размещать на отдельном радиаторе без изолирующих прокладок и контролировать его температуру. Устройство термокомпенсации работает следующим образом. Транзистор VT7, генератор тока, закреплен на радиаторе VT11 через слюдяную прокладку. (VT8 на радиаторе VT12). При нагреве радиатора ток VT7 увеличивается и подается через R23 (R24) в цепь эмиттера VT3 (VT4), прикрывая его. Сюда же подается и сигнал ограничения тока выходных транзисторов. Подбором резисторов R21- R22 можно установить разные температурные режимы усилителя.

В режиме 1, сплошная линия (при величине R21, R22 = 100 Oм) ток покоя будет стабильным до 65–70 градусов, а затем будет резко уменьшаться до 0. В режиме 2 (R21,R22 = 68 Ом) ток покоя уменьшается пропорционально температуре, т.е. устройство выдерживает заданную температуру. В режиме 3 (R21,R22 = 150 Ом) ток покоя не будет расти с увеличением температуры, но и не будет снижаться для уменьшения нагрева транзисторов (устройство выдерживает заданный ток). При изменении напряжения питания усилителя от +/-25 до +/- 40В необходимо подобрать величину R29-R30 так, чтобы смещение на R25-R26 было величиной 0,41-0,432 В. Величина R29-R30 рассчитывается по формуле: R29 (R30), кОм = Uпит. /0,432 – 1к.  

При умышленной переустановке выходных транзисторов на радиаторы меньшей площади устройство термокомпенсации перестраивало и выдерживало заданные тепловые режимы. В сочетании со слабой чувствительностью к просадкам питания это позволяет встроить этот УМ в уже имеющуюся аппаратуру, где недостаточно мощности силового трансформатора (например "Вега 50У-122С"), или площади радиаторов (музыкальный центр). Конечно же, можно собрать УЗЧ на микросхемах, но (по мнению автора) они не обладают таким же качеством звука, как УМ на дискретных элементах. 

Детали и конструкция

В усилителе лучше всего применить ОУ со скоростью нарастания выходного напряжения не менее 50 В/мкс с низким уровнем гармоник и собственных шумов, с полевыми транзисторами на входе. Транзисторы VT3, VT4 следует подобрать с как можно большим коэффициентом усиления, малым уровнем шумов и слабой зависимостью тока коллектора от температуры. В качестве VT5-VT6 желательно применить транзисторы с высокой частотой усиления и малой емкостью коллектора. В усилителе вполне можно применить отечественный ОУ КР574УД1 и транзисторы с коэффициентами усиления 130 – 150, с целью получить возможность переделки уже имеющегося усилителя (например "Амфитон") из тех же деталей.

Максимально допустимое напряжение всех транзисторов в этом случае должно быть не менее 80В. В зависимости от необходимого Uвых, необходимо изменить сопротивление R5, соблюдая условие: (R5/R3)+1=Uвых/Uвх. При применении других выходных транзисторов (полевых или при подключении в параллель) возможно придется подобрать сопротивление R31-R32 по падению на них напряжения величиной 0,55В в среднем положении движка R16 при отключенных VT11-VT12. По расчетам автора на базе этой схемы можно сконструировать УМ с выходным напряжением 80-100 В. (Усилитель способен выдавать выходное напряжение, близкое к напряжению питания). Комплементарные пары (VT3 – VT4, VT5 – VT6 и т.д) противоположных плеч не должны отличаться по усилению более, чем на 5%. Симметрично расположенные резисторы верхнего и нижнего плеча тоже подбираются с допуском 5%. Это необходимое условие для симметрии выходного сигнала и избежания нелинейных искажений.

Резисторы R33 - R34 состоят из двух включенных в параллель резисторов по 0,2 Ом 2Вт каждый, расположенных друг над другом. R33, R34 обязательно следует применять безындукционные. Нельзя применять проволочные витые резисторы. Катушка L1 наматывается на резисторе R35, содержит 2 слоя провода ПЭЛ 0,8 и пропитана лаком или клеем. L1, C9, R36 монтируются на выходной плате. Площадь поверхности радиаторов VT5 – VT6 не менее 30 см, VT1 -VT2 -1..2 см. Малогабаритный вариант усилителя можно смонтировать на плате  размером 60х65 мм из фольгированного текстолита толщиной 1,5 мм (рис. 6, рис. 7). При необходимости изменить размер платы, ее можно перенести по сетке. Все дорожки облужены припоем. Токоведущие дорожки цепей питания, и нагрузки облужены толстым слоем припоя с прокладкой одной жилы медного провода. Для всех транзисторов, закрепленных на радиаторах, обязательно применение теплопроводной пасты, а для транзисторов термодатчиков прокладки обязательно должны быть из слюды.

В качестве С1 и С3-С4 лучше всего применить неполярный электролитический конденсатор.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Печатная плата

Рис. 6. Печатная плата усилителя вариант 1-2. Вид со стороны деталей. Размер 60х65 мм. Шаг сетки 2,5

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Рис. 7. Печатная плата усилителя вариант 1-2. Вид со стороны пайки. Размер 60х65 мм. Шаг сетки 2,5

Рис. 8. Универсальная печатная плата для вариантов 2 и 3. Вид со стороны деталей. Размер 90х65 мм. Шаг сетки 2,5 мм

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Рис. 9. Универсальная печатная плата для вариантов 2 и 3. Вид со стороны пайки. Размер 90х65 мм.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Плата двухканального усилителя варианта 5

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Вид со стороны пайки. Размер 55х60мм.

Второй и третий варианты усилителя можно собрать на универсальной плате (рис. 8, рис. 9). В случае балансировке ОУ между выводами 1-8 или 1-5, ставится перемычка в точке Х на вывод 8 или 5. Она должна быть надежной во избежание грубой разбалансировки ОУ. Резистор R6 можно переключать к точкам + и – 15В на плате, или поставить перемычку, в зависимости от типа ОУ. Если ОУ DA2 не используется, следует перерезать дорожку в точке Х2. При использовании двух ОУ резистор R8 переключается на вывод 6 DA2.

Налаживание усилителя

После проверки правильности монтажа следует:
1. Установить R6 и R16 в среднее положение.
2. Закоротить на корпус вход усилителя.
3. Отпаять выходные транзисторы (VT11-VT12)
4. Включить питание.
5. Замерить напряжение питания и +/- 15 В.
6. Установить (R6) на выходе усилителя и ОУ напряжение 0В. Если на выходе УМ устанавливается 0В, а на выходе ОУ присутствует постоянное напряжение, то следует проверить транзисторы.
7. Установить на R31-R32 напряжение 0,55 В с помощью R16.
8. Отключить питание, подключить выходные транзисторы, включив в разрыв цепи коллектора VT11 амперметр на 1 А.
9. Включить питание и R16 установить ток покоя коллектора VT11 в пределах 100 – 150 мА.
10. Замерить ток покоя VT12, он не должен отличаться от тока VT11 более, чем на 5%.   
Ток покоя выходных транзисторов может быть установлен в пределах от 0до 250 мА, в зависимости от желаемого качества звучаия, режима работы, тепловых режимов, размеров радиаторов. Установку тока покоя нужно производить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.
11. Проконтролировать работу термокомпенсации, замерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.

Блок защиты АС

В аварийных ситуациях, при протекании постоянного тока через динамик, его катушка сгорает, поэтому обязательным условием для мощных усилителей является применение защиты АС. Блок защиты (рис. 10) работает следующим образом.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching), Блок защиты АС, задержки включения и контроля питания

Диапазон питающих напряжений:..........+/-20…+/-60V
Время срабатывания:
от постоянного напряжения +/- 1V..........не более 0,5 сек.
от постоянного напряжения +/- 30V..........не более 0,1 сек.

При включении питания начинает заряжаться конденсатор С3 (от источника питания через R7- R8). Через 1 сек. напряжение на нем достигнет величины, достаточной для открывания VT3, затем открывается VT4, и реле своими контактами подключает АС к усилителю. При нормальной работе УМ переменное напряжение с его выхода не успевает зарядить С1-С2, а при аварийной ситуации постоянное напряжение с выхода усилителя откроет VT1 или VT2 (в зависимости от полярности), напряжение на С3 уменьшится и реле отключит АС. При ложных срабатываниях защиты на большой громкости следует увеличить емкость С1-C2.

Чертеж печатной платы блока защиты АС приведен на рис. 11 и 12. Желательно использовать для каждого канала отдельный блок защиты АС. Питание реле (U P1) нужно осуществлять от источника, имеющего меньшую емкость фильтра питания, чем у самого усилителя, для того, чтобы при выключении питания реле Р1 отключалось первым. Реле следует применять с как можно большей площадью контактов и усилием пружин, т.к. у миниатюрных реле (особенно у герконовых) бывают случаи пригорания контактов и невозможность отключения в аварийной ситуации.

Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching)

Литература

1. Ю.Митрофанов. ЭА в УМЗЧ. Радио №5,1986 г.
2. Г. Брагин. УМЗЧ. Радио №12,1990 г.

Автор: Лайков А.В. (alexandr.laykov@rambler.ru); Публикация: www.cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радио 1970 (архив за год)

журналы Юный техник 1984 (архив за год)

книга Выключатели и измерительные трансформаторы в КРУ 6-220 кВ. Дорошев К.И., 1990

книга Провода, шнуры, кабели. Соболевский А.Г., 1962

статья Занимательные эксперименты: семейство тиристоров

статья Промывание желудка

справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №38

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]



Комментарии к статье:

Вячеслав
Какая мощность и коэффициент гармоник усилителя варианта 5