Теория: усилители мощности ЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Для борьбы с искажениями типа "ступенька" на базы транзисторов выходного каскада УМЗЧ подают небольшое начальное напряжение смещения, устанавливая режим класса В. или. чтобы гарантировать отсутствие искажений, класса АВ, пропуская небольшой начальный ток через транзисторы - ток покоя.

Другой способ - введение отрицательной обратной связи (ООС). снижающей искажения. Часто оба варианта используют совместно.

Поскольку делитель напряжения, предназначенный для создания начального смещения, потребляет некоторый ток. удобно использовать ток предоконечного каскада, усиливающего напряжение и работающего в режиме класса А.

Схема УМЗЧ с предоконечным усилительным каскадом и однополярным питанием приведена на рис. 38.

Рассмотрим его работу подробнее.

Входной сигнал через разделительный конденсатор С1 подается на базу транзистора VT1 предоконечного каскада. Смещение же поступает через резистор R1. Вообще-то, как мы видели ранее, этот резистор должен бы подключаться между базой и коллектором транзистора VT1. Однако, учитывая, что выходной каскад является эмиттерным повторителем, лучше все-таки подключить его к выходу, где напряжение по постоянному току такое же, но ООС будет охватывать и выходной каскад, снижая искажения сигнала.

В коллекторную цепь транзистора предусилительного каскада включен в прямом направлении диод VD1, падение напряжения на котором и создает начальное смещение на базах транзисторов выходного каскада. Можно было бы включить вместо диода резистор с небольшим сопротивлением, но диод обеспечивает лучшую температурную стабильность всего усилителя.

Дело в том, что с ростом температуры уменьшается напряжение база-эмиттер выходных транзисторов, необходимое для обеспечения выбранного тока покоя. Прямое напряжение на диоде также уменьшается с ростом температуры, что не дает току покоя возрастать. У мощных усилителей этот диод размещают на радиаторе выходных транзисторов. Для регулировки тока покоя подбирают число диодов, включенных вместо VD1 последовательно или параллельно. Можно добавить к диодам и подстроечный резистор.

Усиленный выходным каскадом по току сигнал поступает через разделительный конденсатор большой емкости С2 на динамическую головку ВА1. Конденсатор C3, также большой емкости, шунтирует источник питания. Он нужен, когда батарея питания частично разряжена и ее внутреннее сопротивление возросло. Тогда конденсатор, накапливая энергию батареи, обеспечивает отдачу больших импульсов тока в нагрузку на пиках громкости. При сетевом питании им может служить сглаживающий конденсатор выпрямителя.

Обратите внимание на подсоединение резистора нагрузки предоконечного каскада - не к плюсу источника питания, а к выводу динамической головки ВА1. На режиме усилителя по постоянному току это не сказывается, так как сопротивление головки мало, но работа усилителя на звуковых частотах заметно улучшается в результате возникающей "вольтодобавки". Когда на входе усилителя действует положительная полуволна сигнала, ток транзистора VT1 увеличивается, а напряжение на его коллекторе падает, формируя отрицательную полуволну выходного сигнала. При этом часть коллекторного тока ответвляется в переход база-эмиттер транзистора VT3, открывая его.

Когда же на входе усилителя действует отрицательная полуволна входного сигнала, транзисторы VT1 и VT3 закрываются, a VT2 открывается током, текущим через резистор нагрузки R2. Если его сопротивление значительно, транзистор VT2 открывается хуже, чем VT3. что приводит к ограничению положительных полуволн выходного сигнала, т.е. к искажениям. Подсоединив резистор R2 к нижнему по схеме выводу динамической головки, мы в значительной мере устраняем эти искажения, поскольку мгновенное напряжение на этом выводе при положительной полуволне выходного сигнала становится больше напряжения питания. Это и обеспечивает лучшую "раскачку" транзистора VT2.

В заключение приведем ориентировочный расчет данного усилителя. Допустим, что напряжение питания составляет 6 В и сопротивление динамической головки 6 Ом (вы можете использовать и другие данные). Из осциллограмм видно, что амплитуда выходного сигнала не может превысить половину напряжения питания, т.е. 3 В. Максимальная амплитуда тока в головке составит, следовательно, 3 В/6 Ом = 0.5 А. Максимальная выходная мощность усилителя равна половине произведения амплитудных значений тока и напряжения и составит 0.75 Вт. Средний ток, потребляемый от источника питания в случае установки режима класса В. составляет 0,32 пикового значения, т.е. 175 мА, а потребляемая мощность - 1.05 Вт. В режиме класса АВ и ток. и потребляемая мощность несколько больше. Отсюда ясно, что в выходном каскаде надо использовать транзисторы средней мощности.

Расчет предоконечного каскада еще проще. Если мы зададимся статическим коэффициентом передачи тока выходных транзисторов (скажем, 50). то можем определить амлитуду переменного тока в их базах. Она составит 0.5 А / 50 = 10 мА. Таким же должен быть и ток коллектора предоконечного каскада. Поскольку на резисторе нагрузки R2 падает половина напряжения питания, определяем его сопротивление: 3 В / 0,01 А = 300 Ом.

Сопротивление резистора R1 находим, умножив сопротивление нагрузки на статический коэффициент передачи тока транзистора VT1. Если он равен, например, 100, то сопротивление составит 30 кОм. Этот резистор проще подобрать экспериментально, измеряя напряжение на эмиттерах выходных транзисторов - оно должно составлять половину напряжения источника питания.

Из такого приближенного расчета ясно, что для повышения экономичности и эффективности УМЗЧ выгодно применять транзисторы с высоким значением коэффициента передачи тока.

Автор: В.Поляков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Самый яркий флуоресцентный материал 20.08.2020 Группа ученых из университета Индианы, США, и Копенгагенского университета, Дания, преодолев несколько серьезных проблем, разработала технологию производства того, что можно назвать самым ярким флуоресцентным материалом на сегодняшний день. Более того, этот новый материал может эффективно выступать в роли наполнителя для красок и полимерных материалов, открывая возможности для создания элементов солнечных батарей следующего поколения, лазеров и многого другого. Главная из проблем, которые были упомянуты в первом абзаце, заключается во взаимном влиянии флуоресцентных частиц, которые помещаются внутрь твердого тела или жидкого состава. Эти частицы располагаются хаотически, и большинство переизлучаемых ими фотонов света поглощается частицами, расположенными в непосредственной близости. Более того, если частицы касаются друг друга, то часть энергии поглощенного фотона света отбирается другой частицей. И все это, в свою очередь, снижает уровень флуоресценции, другими словами, краски и твердые материалы выглядят более тускло, чем они могли быть при "правильном" расположении частиц красителя. Решением этой проблемы стали специальные макроциклические молекулы, имеющие форму звезды, которые не дают соприкасаться и взаимодействовать молекулам флуоресцентного вещества. Состав из этих макро-звезд был подмешан в краситель, и после этого в растворе образовались так называемые ионные изоляционные решетки. Эти решетки могут быть выращены в виде кристаллов, высушены и размолоты в порошки, которые, в свою очередь, могут быть нанесены тонким слоем на поверхности или включены в состав прозрачных полимерных материалов, придавая им соответствующий цвет. Ранее ученые уже пытались использовать макроциклические молекулы для подобной цели, но в этих попытках ученые использовали цветные молекулы. Сейчас же ученые использовали бесцветные версии таких молекул, что позволило частицам флуоресцентного красителя работать "на полную мощность" за счет наличия свободного пространства между ними. У новых сверхъярких материалов, по мнению ученых, имеется масса областей применения, включая сбор солнечной энергии, лазеры, технологии отображения информации, материалы с "переключаемыми" оптическими свойствами и т.п. И в ближайшем времени ученые планируют продолжить работу над новыми материалами с целью адаптации их производства под условия, специфичные для каждой конкретной области применения.

Другие интересные новости:

▪ HP поставит производство 3D-принтеров на поток

▪ Сработано доисторическими плотниками

▪ Вьючный робот

▪ Наушники Studio Pro

▪ Искусственная бобровая шерсть

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Изящная и стремительная лодка. Советы моделисту

▪ статья В каком крупном городе в большинство унитазов поступает морская вода? Подробный ответ

▪ статья Маляр по покраске автомобилей. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Огнестойская пряжа и вата. Простые рецепты и советы

▪ статья ВЧ генератор со стабильным выходным напряжением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025