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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Портативная колонка LG Xboom Stage 501 06.07.2026 Компания LG представила новую акустическую систему Xboom Stage 501, которая сочетает мощный звук, удобство использования и продвинутые функции для караоке, ориентированные на любителей вечеринок и живых выступлений. Главной особенностью модели стала технология AI Karaoke Master, которая в режиме реального времени удаляет вокал из любых композиций и позволяет корректировать высоту звука. Это дает возможность создавать караоке-версии треков без необходимости загружать специальные файлы или оформлять платные подписки. Управление всеми функциями осуществляется через фирменное мобильное приложение LG. Над настройкой звучания работал известный музыкант will.i.am, а в конструкции колонки использованы высококачественные акустические компоненты компании Peerless, включая твитеры. Мощность устройства зависит от источника питания: при подключении к электросети она достигает 220 Вт, а при работе от аккумулятора - до 160 Вт. Заявленное время автономной работы составляет 25 часов, при этом предусмотрена возможность замены батареи емкостью 99 Втч, что значительно продлевает срок службы устройства в полевых условиях. Колонка также оснащена интеллектуальными функциями AI Sound, которые автоматически подстраивают параметры звучания в зависимости от типа контента, и Space Calibration Pro, оптимизирующей звук под особенности конкретного помещения. Благодаря этим технологиям пользователи получают качественное и сбалансированное звучание как в небольшой комнате, так и на открытом воздухе или в большом зале. Дизайн Xboom Stage 501 выполнен в стиле профессионального сценического оборудования. Корпус дополнен светодиодной подсветкой с эффектами стробоскопа, что создает атмосферу настоящего концерта. Система двойных ручек и продуманная форма корпуса позволяют устанавливать колонку в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении, а также крепить ее на специальную стойку. Это делает устройство универсальным для разных сценариев использования - от домашних вечеринок до уличных выступлений. Модель поддерживает современные стандарты беспроводной связи и предлагает богатые возможности подключения. Пользователи могут легко интегрировать колонку в различные аудиосистемы и использовать ее как центральный элемент для организации караоке-вечеров или живых выступлений без сложной подготовки. Устройство официально поступило в продажу на рынке США по цене 499,99 долларов.

Другие интересные новости:

▪ Наночастицы вредят урожаю

▪ Жара снижает успеваемость школьников

▪ Сколько простоит роза

▪ Преобразование света обычного лазера в квантовый свет

▪ Бесплатные зашифрованные звонки телефонов iPhone

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Водить за нос. Крылатое выражение

▪ статья Какую практическую пользу давали пиратам серьги в ушах? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Onyx. Справочник

▪ статья Радиоохранная система для ракушки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простейший ЧМ-приемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026