Оконечный каскад УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

В своих предыдущих конструкциях я использовал выходной каскад усилителя тока по схеме из [1] с режимом класса "А*" Со временем появилось желание сделать 2-полосный усилитель мощности с активным разделительным фильтром. А учитывая, что на верхних частотах особенно сильно проявляются переключательные искажения, желательно использовать режим класса "А", исключающий этот вид искажений. Но делать еще один усилитель с режимом "А" - очень громоздко и дорого. По сути, это два усилителя в одном.

В дайджесте "Радиохобби" [2] опубликована схема выходного каскада УМЗЧ с линейностью класса "А", но термостабильностью и экономичностью класса "АВ", разработанная Майком Ренардсоном Автору удалось совместить две идеи, ранее опубликованные в журнале "Радио". Во-первых, реализованную в схеме УМЗЧ Ю.Митрофанова [3], обеспечивающую отсутствие переключательных искажений при токе покоя, соответствующем режиму "АВ". Во-вторых, в схеме Л.Компаненко [4] с использованием операционного усилителя для стабилизации падения напряжения на резисторе в цепи эмиттера выходного транзистора, что обеспечивает стабильность тока покоя.

На этой основе и разработана схема выходного каскада УМЗЧ без общей отрицательной обратной связи.

На рис.1 приведена функциональная схема обратных связей, которые обеспечивают работу транзистора VT1 без отсечки (в режиме класса А ). В то же время, транзистор VT2 работает в обычном режиме (с отсечкой тока коллектора я течение запирающего полупериода входного напряжения). ОУ DA1 и VT1 образуют инвертор сигнала на эмиттере VT2, поэтому любая нелинейность нижнего плеча компенсируется высоколинейным верхним плечом. Кроме того, ОУ DA3 и VT2 обеспечивают стабилизацию тока покоя, задаваемую падением напряжения на резисторе RP1.

На рис. 2 приведена полная схема выходного каскада УМЗЧ.

(нажмите для увеличения)

Усиленный по напряжению входной сигнал подается через разделительный конденсатор C3 и "антизвонный" резистор R6 на затвор истокового повторителя на VT1, рабочая точка которого поддерживается в режиме класса "А" генератором стабильною тока на транзисторах VT2 и VT3. В цепь истока включен резистор R10, задающий напряжение смещения на базах выходных транзисторов. С этого резистора сигнал поступает на неинвертирующие входы ОУ DA2.1 и DA2.2. Эти ОУ обеспечивают охват ООС переходов база-эмиттер выходных составных транзисторов VT4-VT6 и VT5-VT7. Учитывая, что быстродействие выходных транзисторов ниже, чем ОУ, введены корректирующие цепочки R18-C16 и R19-C17. ограничивающие полосу частот сигналов, подаваемых в базы транзисторов. Для обеспечения устойчивости выходного каскада снижено усиление ОУ и ограничена полоса частот введением цепочек R16-С12 и R17-C13. Экономичный режим работы выходного транзистора VT6 получается за счет соединения инвертирующего входа DA2.1 с эмиттерами транзисторов VT6, VT7 обоих плеч 2-тактного выходного каскада. Этим обеспечивается условие протекания тока покоя через VT6 даже в течение запирающего полупериода входного напряжения. Инвертирующий вход другого ОУ DA2.2 соединен с резистором R27 в цепи эмиттера VT7 и обеспечивает стабилизацию тока покоя выходных транзисторов.

Ток покоя выходных транзисторов V16 и V17 задается падением напряжения на резисторе R10, а ею регулировка осуществляется изменением тока через R10 резистором R9. Балансировка нуля ив выходе каскада обеспечивается интегратором на DA1 с подстроечным резистором R2. Источником питания DAT служит параметрический стабилизатор на стабилитронах VD3 и VD4. Диоды VD5. VD6 и стабилитрон VD7 обеспечивают защиту затвора полевою транзистора VT1 от пробоя при использовании высоковольтных усилителей напряжения на лампах или транзисторах [5]. Питание DA2 производится от параметрического стабилизатора на стабилитронах VD8, VD9, а следящее синхронное питание подается в общую точку стабилитронов с выхода истокового повторителя на VT1.

Усилитель размещен на плате, чертеж которой приведен на рис. 3. В данной схеме принципиально использованы только отечественные комплектующие, хотя и нет никаких ограничений в замене их на импортные аналоги, за исключением DA2 (К157УД2), прямых аналогов у которой нет.

При отработке схемы в качестве VT6, VT7 использовались транзисторы КТ818Г, КТ819Г. Последующая замена их на импортные 2SA1302, 2SC3281 практически никак не сказалась на качестве звука. Выходные транзисторы VT4, VT6 и VT5. VT7 попарно устанавливаются на теплоотводы площадью около 300 см2 каждый.

Транзисторы VT1 и VT3 снабжены небольшими (около 5 см2) пластинчатыми теплооотводами из листового алюминия толщиной 2 мм. Резисторы, определяющие параметры ООС (R20...R23. R26. R27), должны быть с допуском 1% или подобраны с разбросом сопротивлений порядка 1%.

Настройка. Сначала устанавливают ноль на выходе УМЗЧ подстроечным резистором R2, а затем требуемый ток покоя выходных транзисторов с помощью R9. Более точно его можно установить, подав на вход 2-тональный синусоидальный сигнал с разностной частотой 1 кГц (например, 10 и 11 кГц или 19 и 20 кГц), а к выходу подключить маломощный (1-2 Вт) широкополосный динамик. При нулевом токе покоя (максимальном сопротивлении R9) ясно слышен разностный тон с частотой 1 кГц. С увеличением тока покоя он уменьшается до еле слышимого уровня. Если дальнейшее увеличение тока не приводит к снижению уровня звука, на этом настройку заканчивают.

Ток покоя выходных транзисторов VT6. VT7 практически не зависит от температуры их корпусов и лишь незначительно изменяется с прогревом транзисторов VT1 и VT3. А так как они имеют противоположные температурные зависимости коэффициента передачи тока и работают в режиме класса "А" с постоянным тепловыделением, то незначительное изменение напряжения на резисторе R10 происходит только во время прогрева и в дальнейшем не изменяется.

Проведенные сравнения описываемого каскада с типичным для аппаратуры Hi-End 2-тактным выходным каскадом на полевых транзисторах из [6] и каскадом с режимом "А" [1] показали, что по качеству звука он ближе к "А+" и заметно превосходит каскад на полевых транзисторах, работающий в режиме "АВ". Предлагаемый выходной каскад совместно с транзисторным усилителем напряжения из (51 пригоден для воспроизведения музыки любых жанров благодаря малым вносимым изменениям в исходный звуковой сигнал.

Литература

1. А.Сырицо. Мощные усилители с режимом А. - Радио, 2002, №9, С.10.
2. М.Ренардсон. УМЗЧ с линейностью класса А. - Радиохобби. 1998. №3. С. 11.
3. Ю.Митрофанов. Экономичный режим А в усилителе мощности. - Радио. 1986. №5.
4. Л.Компаненко. УМЗЧ с автоматической стабилизацией тока покоя выходных каскадов. - Радио. 1988. №4.
5. А.Копысов. SRPP каскад. - Радиомир, 2007. N12. С.З.
6. Э.Винсек. Гибридный лампово-полевой УМЗЧ. - Радиохобби, 1988.

Автор: А.Копысов, г.Нерехта Костромской обл.

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Смарт-очки с автоматической подстройкой диоптрий 10.05.2025 Современные технологии все чаще находят применение в медицине, предлагая инновационные решения для повседневных проблем. Одним из таких прорывов может стать разработка финского стартапа IXI, который сосредоточился не на дополненной или виртуальной реальности, а на коррекции реального зрения с помощью интеллектуальных очков, способных автоматически адаптироваться к нуждам пользователя. IXI уже зарекомендовал себя в технологической среде благодаря участию команды в разработке Varjo - высокотехнологичных шлемов смешанной реальности, сумевших привлечь более 200 миллионов долларов инвестиций. Однако теперь стартап переориентировался на решение одной из ключевых медицинских задач - удобной и быстрой коррекции нарушенного зрения. Новый проект получил поддержку инвесторов, что позволило собрать 36,5 миллиона долларов в рамках серии А финансирования. Основной упор в разработке IXI сделала на создании очков, способных в реальном времени подстраивать фокус благодаря использованию жидкокристаллических линз и встроенного трекера движения глаз. Такой подход позволяет автоматически менять диоптрии в зависимости от расстояния до объекта, на который смотрит пользователь. Подобное решение особенно актуально для людей с близорукостью, тех, кто использует прогрессивные линзы, а также для тех, чье зрение начало ухудшаться после лазерной коррекции. Генеральный директор компании Нико Эйден, сам перенесший повторную офтальмологическую операцию, подчеркивает, что цель IXI - не создавать иллюзии или виртуальные миры, а устранить реальные проблемы, влияющие на качество жизни миллионов людей. Он также отметил, что рынок AR/VR пока не оправдал надежд, в то время как спрос на эффективные и удобные способы коррекции зрения остается крайне высоким. Интересной особенностью очков IXI станет их способность сохранять базовую фокусировку даже при разрядке аккумулятора. Так, пользователи смогут по-прежнему видеть удаленные объекты, хотя функции коррекции ближнего зрения временно отключатся. Ожидается, что полного заряда устройства будет хватать примерно на два дня автономной работы, что делает их подходящими для повседневного использования. По словам Эйдена, уникальность разработанных очков заключается в их внешней простоте. Они ничем не отличаются от обычных оправ, однако внутри скрывается сложная система, способная адаптироваться к нуждам каждого конкретного человека. Он подчеркивает, что в настоящее время лишь немногие компании предпринимают попытки объединить оптику и передовые технологии именно для медицинских задач, что открывает для IXI хорошие перспективы на рынке. Появление первого прототипа смарт-очков ожидается к концу 2025 года. Однако, прежде чем устройство поступит в продажу, потребуется получить соответствующую сертификацию как медицинского изделия. Это обязательное условие, учитывая потенциальное влияние очков на здоровье пользователей.

Другие интересные новости:

▪ Мужчины вредят природе больше женщин

▪ Пластик из биомассы - дешево и сердито

▪ Вертолеты с винтами на сжатом воздухе

▪ Новый способ переработки пластика

▪ Умные коммутаторы 100Gb/s Mellanox EDR InfiniBand

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Райком закрыт, все ушли на фронт. Крылатое выражение

▪ статья Когда возникла письменность? Подробный ответ

▪ статья Чебрец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Силовые модули. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пропускание четырех монет сквозь платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026