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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Сложные хобби помогают омолодить мозг 28.01.2016 Пожилым людям часто советуют вести активную жизнь и найти себе какое-нибудь хобби - это помогает защитить умственные способности от угасания. Однако тут годится далеко не всякая активность и не всякое хобби. Согласно исследованию ученых Техасского университета в Далласе, что пожилым для сохранения когнитивных функций лучше заниматься чем-то таким, что требует больших умственных усилий. В эксперименте участвовали несколько десятков добровольцев от 60 до 90 лет, которые на протяжении четырнадцати недель по пятнадцать часов в неделю отдавали либо цифровой фотографии, либо квилтингу - шитью стеганых лоскутных вещей, либо совместным путешествиям или совместной готовке. Первые два хобби - фотография и квилтинг - были довольно трудны и требовали каких-то усилий для их освоения, путешествия и готовка предполагали активную социальную жизнь, но учиться там ничему особо не было нужно. Наконец, участники из третьей группы эксперимента просто слушали музыку, смотрели классику мирового кинематографа или же развлекались какими-то простыми играми. Все они до и после 14-недельного периода проходили специальные тесты на состояние когнитивных способностей, а мозг их сканировали в магнитно-резонансном томографе; те же тесты и томографию повторяли год спустя. Как наши читатели могли догадаться, те пожилые люди, которым пришлось заниматься сложными хобби, показали лучшие результаты: в тестах на память после периода "тренировки" они показывали более высокие результаты, а МРТ свидетельствовало о том, что их мозг сохраняет высокую пластичность в тех участках коры, что отвечают за внимание и семантический анализ. Например, если человек сталкивался с простым утверждением, мозг в соответствующих участках активировался слабо, но если языковое задание было сложным, то повышалась и активность коры. Такая подгонка ресурсов под задачу - обычное дело в молодости, но с возрастом мозг начинает на любую задачу реагировать с одинаковым напряжением (как это, кстати, и происходило у всех добровольцев перед экспериментом). То есть сложные занятия, которые требуют от человека, чтобы он чему-то научился, в какой-то мере сохраняют - или возвращают - мозгу молодость. И просто наслаждаться прекрасным или же просто активно общаться с другими тут будет недостаточно.

Другие интересные новости:

▪ Фотоэлементы для использования внутри помещений

▪ Биологи вырастили муху с генами времен динозавров

▪ Антибиотики замедляют старение

▪ Таблетка от ярости

▪ Ультразвуковая химчистка на дому

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Лингвистическая концепция Соссюра. История и суть научного открытия

▪ статья Кто изобрел самые главные астрономические инструменты? Подробный ответ

▪ статья Василистник малый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Черепаховые протравы для рога. Простые рецепты и советы

▪ статья Изготовление печатных плат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025