Усилитель Hi-Fi на комплементарных транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Схема усилителя приведена на рис. 1. Через RC-цепочку фильтра нижних частот сигнал попадает на комплементарный входной каскад (Т1, Т2, Т3, Т4). При желании можно увеличить емкость разделительного конденсатора С1, однако делать это имеет смысл только в случае очень низкой граничной частоты звукоизлучающей системы.

В эмиттерную цепь входного каскада включен линеаризующий резистор R11 на 100 Ом, к эмиттерам же подключена общая отрицательная обратная связь величиной около 30 дБ. "Внутри" каскада, между коллектором "нижнего" транзистора (Т2) и эмиттером "верхнего" (Т3) действует вторая ("внутренняя") петля обратной связи величиной около 18 дБ. Это означает, что за исключением транзисторов Т1, Т2, обе петли оказывают одинаковое действие на все остальные каскады.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Через эмиттерный повторитель (основная роль которого - сдвиг уровня постоянного напряжения) сигнал с входного каскада подается на усилитель напряжения(Т7, Т8). В эмиттерах транзисторов здесь снова установлены линеаризующие резисторы. Коллекторный ток этих транзисторов протекает через цепи, которые регулируют ток покоя полевых транзисторов оконечного усилителя.

Остановимся на мгновение! Температурный коэффициент Kт полевых транзисторов (т.е. отношение напряжение на затворе/ток стока) близок к нулю. Для малых токов он небольшой и отрицательный, для больших - небольшой и положительный. Перемена знака происходит для мощных транзисторов при токе около 100 мА. Оконечный усилитель работает при токе покоя 100 мА. Полевые транзисторы "раскачиваются" через транзисторные эмиттерные повторители, у которых, как известно, Кт положительный. Поэтому необходимо использовать такую предварительно смещенную цепь, которая компенсировала бы температурную зависимость.

Температурную зависимость эмиттерных повторителей компенсируют диоды D3 и D4.

Ток покоя полевых транзисторов оконечного усилителя устанавливается потенциометром Р на уровне порядка 100 мА.

В цепях затворов полевых транзисторов установлены резисторы (R29, R30), препятствующие самовозбуждению. Цепь, состоящая из диодов и стабилитронов (D5...D8), предотвращает появление опасного для полевых транзисторов напряжения затвор-исток.

В цепи истока полевых транзисторов имеются резисторы (R31 и R32) номиналом на 0,47 Ом. Из них R32 отмечен звездочкой - в опытном образце его значение было равно нулю. Этот резистор сглаживает возможные различия в крутизне полевых транзисторов. Как правило, включение R32 не оказывает катастрофического действия на усиление, можно ожидать увеличения искажений на величину порядка 20...30%.

Как обычно, RCL-звено на выходе усилителя защищает его от самовозбуждения при чрезвычайно высоком реактивном импедансе нагрузки.

Сопротивление Rx в цепи эмиттера Т1 на входе усилителя используется для точной балансировки усилителя. Если взять R13 и R14 одинаковой величины (6,8 кОм), а Rx закоротить, то смещение выхода будет вполне удовлетворительным. Но если необходимо его улучшить, то R13 уменьшается до 6,2 кОм, а вместо Rx временно подключается потенциометр на 1 кОм. После примерно 30 мин "прогрева" усилителя, этим потенциометром устанавливается на выходе уровень напряжения, равный нулю. Сопротивление потенциометра измеряется, и в качестве Rx припаивается резистор с номиналом, подходящим ближе всего к измеренному. Как правило, при замене D1 или D2 возникает необходимость в замене Rx.

Конденсатор С9 осуществляет частотную коррекцию усилителя. Он вызывает двойной эффект: осуществляет, с одной стороны, "запаздывающую" коррекцию при емкостной нагрузке коллекторов Т7 и Т8 и, с другой стороны, "опережающую", будучи подсоединенным не к земле, а к R21.

Резистор R34 предотвращает возникновение двух различных петель заземления в том случае, когда два или более УМЗЧ питаются от одного блока питания. Земля на входе соединяется с металлическим корпусом или шасси и с предусилителем, а другие земли представляющие собой, по сути дела, возвратные провода для токов нуля, соединяются по отдельности с нулевой точкой блока питания.

Монтаж

Усилитель собран на двусторонней печатной плате, со стороны деталей имеется сплошная фольга заземления. Зенковка в местах "входа" выводов деталей в плату предотвращает замыкания. Соединяющиеся с землей выводы деталей припаиваются непосредственно (без отверстий) к фольге заземления. На сборочном чертеже эти точки помечены черным цветом.

Два оконечных полевых транзистора устанавливаются на уголки из алюминия, которые соединяются с радиатором, создавая тепловой мостик, и оба крепятся к плате. Их необходимо изолировать от уголков и платы. Имеющийся в цепи эмиттера резистор "висит в воздухе", поскольку установлен навесным монтажом. Резисторы R29 и R30 для укорачивания выводов припаиваются со стороны дорожек платы. Теплоотводы не должны образовывать с "нулевой" фольгой "ложную землю", поэтому "нулевая" фольга прерывается глубокой царапиной, идущей параллельно теплоотводам. Для нормального охлаждения полевых транзисторов достаточно охлаждающей поверхности около 400 см². Транзисторы Т9 и Т10 крепятся к "нулевой" фольге через тонкую слюдяную пластину. Здесь очень легко может возникнуть короткое замыкание, поэтому монтаж нужно тщательно проверить омметром.

Катушка L1 диаметром 10 мм состоит из примерно 15 плотно намотанных витков провода диаметром 0,5 мм (без сердечника). Резистор R33 расположен по оси L1, и его выводы спаиваются вместе с выводами катушки, а затем крепятся к плате.

Три провода, идущие к блоку питания, скручиваются вместе. Два провода, ведущие к динамику, также скручиваются в отдельный жгут (независимо от предыдущих). Поскольку здесь текут большие токи, их магнитные поля могут значительно увеличить искажения - главным образом, на высоких частотах.

Скручивание проводов вместе приводит к тому, что магнитные поля токов, текущих в противоположных направлениях, взаимно уничтожаются.

Нулевая точка блока питания и вывод динамика не соединяются с корпусом, и идущие к ним провода не укладываются вместе с другими проводами.

Блок питания

Схема блока питания - самая простая (рис. 4). Трансформатор, имеющий отвод от середины вторичной обмотки, питает двухполупериодный выпрямитель, состоящий из двух групп по 2 диода. Сглаживание пульсации осуществляют конденсаторы емкостью не менее 4700 мкФ (40 В). Такой блок может обеспечить питанием два оконечных усилителя.

Рис. 4

Верхний предел напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется типом использованных транзисторов Т7, Т8. В случае использования пары ВС 546/556, напряжение питания (в отсутствие сигнала) не должно превосходить 30...32 В. Более высокое напряжение эти транзисторы "переносят плохо". При напряжении питания ±30 В можно использовать трансформатор 220/2х22,5 В или 230/2х24 В. Усилитель с напряжением питания ±30 В может отдать в нагрузку мощность около 24 Вт (на 8 Ом).

Полевые транзисторы, используемые в оконечном усилителе, очень дорогие. За цену одного такого транзистора можно приобрести весь остальной набор деталей. Невольно возникает вопрос - компенсируются ли излишки расходов ожидаемым улучшением качества. Ответ на этот вопрос зависит от многих обстоятельств, поскольку:

- речь идет о субъективно воспринимаемых искажениях, поэтому звуковые ощущения у разных людей будут разными;

- восприятие искажений зависит от воспроизводимой музыки. При воспроизведении чисто "авторской" электронной музыки не имеет смысла говорить об искажениях, ибо невозможно узнать, были или нет эти искажения в исходном материале;

- проблематично воспроизведение музыки, поступающей с CD. По мнению "критических ушей" и автора, эта музыка имеет специфическую окраску. Воспроизведение же с хорошей аналоговой пластинки или непосредственно с концерта дает превосходное качество.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Интеллектуальная система накопления энергии EcoBlade от Schneider Electric 13.01.2016 Компания Schneider Electric представила "умную" масштабируемую систему накопления энергии EcoBlade, которая позволит раскрыть весь потенциал возобновляемых источников энергии. EcoBlade представляет собой гибкую систему хранения энергии на литий-ионных батареях. EcoBlade состоит из модулей размером с 30-дюймовый плоский экран и весом до 25 кг. Каждый модуль имеет батареи с интеллектуальным подключением и готов к использованию в автономном режиме. В доме, оборудованном системой генерации на основе солнечной энергии, можно использовать энергию, накапливаемую с помощью EcoBlade, для личного потребления или для выдачи ее в микросети. Такие модули также могут быть использованы в электрических сетях или критичных к перебоям поставки электроэнергии объектах инфраструктуры, например, в центрах обработки данных. Модули EcoBlade могут быть собраны и интегрированы в контейнеры, чтобы обеспечить емкость уровня МВтч и предоставлять дополнительные услуги по управлению в масштабах всей электрической сети. Полностью масштабируемая система EcoBlade проста в установке и обслуживании. Schneider Electric интегрировала EcoBlade в широкую экосистему своих решений для электроэнергии, опираясь, в частности, на набор сервисных модулей на базе облачных технологий программного обеспечения StruxureWare. StruxureWare собирает и управляет операционными данными и данными о погоде, оптимизируя энергетическую эффективность во всей электрической цепи от источника генерации электроэнергии (например, солнечных батарей или ветряных турбин), что гарантирует экономически эффективное хранение и потребление энергии. Система EcoBlade появится в продаже в 2016 г. Предполагаемая стоимость EcoBlade составит $500 за кВт.ч.

Другие интересные новости:

▪ Женщины в спорте обгонят мужчин в 2156 году

▪ Электрический школьный автобус Mega BEAST

▪ Мозговые имплантаты для управления роботизированными протезами

▪ Размножение в космосе возможно

▪ Искусственный интеллект играет в футбол

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Закон всемирного тяготения. История и суть научного открытия

▪ статья Кто может улететь дальше: летучие рыбы или летучие кальмары? Подробный ответ

▪ статья Ремонтные работы на оборудовании РРС. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Экономим электроэнергию. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Источник питания АОНа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025