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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Язык и цветовое зрение 04.02.2005 В некоторых языках не различают голубой и зеленый цвета, для них существует одно-единственное название. Исследования физиологов из США показали, что сильное ультрафиолетовое освещение может повредить в сетчатке глаза те колбочки, которые реагируют на синий цвет. В результате человек перестает отличать голубое от зеленого. У народов, живущих в тропиках, где ультрафиолетовое излучение Солнца сильнее, чем в более высоких широтах, единое название для голубого и зеленого встречается чаще. В валлийском языке, на котором говорят в Уэльсе (Великобритания), нет названий для таких цветов, как голубой, серый или коричневый. В языке дани (народ, живущий в Индонезии) имеются только два обозначения цветов - черный и белый, точнее, все светлые цвета называются "мола", а все темные - "мили". Но физиологическая основа этих языковых особенностей пока не известна.

Другие интересные новости:

▪ Расширение возможностей GSM/GPRS модема MAESTRO 100

▪ Запах пациента заставляет врачей ошибаться

▪ Ученые знают, как увеличить производительность компьютеров на 20%

▪ Черные помидоры

▪ Радиочастотные интегральные микросхемы ADL537x

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Плетью обуха не перешибешь. Крылатое выражение

▪ статья Какая книга американского еврея была использована нацистской пропагандой? Подробный ответ

▪ статья Радиоизмерительные работы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Бензиновые и бензоловые лаки. Простые рецепты и советы

▪ статья Регулируемый источник питания с сигнализацией перегрузки, 220/0-15 вольт 1 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026