Hi-Fi усилитель QUAD-405. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Уже несколько десятилетий "QUAD-405" входит в число наиболее известных усилителей высшего качества. С применением новшеств, рожденных технологией, его параметры неоднократно улучшались. Мы познакомимся с его модифицированной версией, в которой упор сделан на повышение мощности.

Цель модификации состояла в том, чтобы повысить мощность "основной версии" "QUAD" вдвое, т.е. до 200 Вт, при сохранении всех его выходных параметров. Задача эта не из простых, поскольку она влечет за собой, в первую очередь, повышение питающего напряжения. Для получения синусоидальной мощности 200 Вт на 4-омной нагрузке необходим сигнал размахом 80 В (от пика до пика). Для этого уровня сигнала требуется питающее напряжение примерно ±50. .55 В. Ситуация еще более усложняется в случае 8-омных акустических систем. когда размах выходного сигнала нужно довести до 115 В. Необходимое для него питающее напряжение возрастает до ±60...65 В.

Из приведенных примеров явствует, что повышение мощности требует значительной осмотрительности в решении как схемотехнических, так и технологических проблем. Правильный выбор транзисторов является необходимым, но не достаточным условием корректного решения этой задачи.

Схема "QUAD-405/200"" изображена на рис.1.

(нажмите для увеличения)

Коэффициент усиления переменного напряжения определяется в операционном усилителе 1С отношением сопротивлений R6 и R3. Отрицательная обратная связь, в силу наличия конденсатора C3, начинает действовать выше частоты 1 Гц. Через цепь R5-R3 с выхода усилителя осуществляется 100% отрицательная обратная связь по постоянному току. Поскольку относительно постоянного тока усилитель имеет единичное усиление, возникающее на выходе смещение (offset) совпадает с напряжением смещения операционного усилителя.

Усиление переменного напряжения и работа усилителя класса "А" на транзисторе Т2 на высокой частоте определяется, главным образом, элементами моста. Конденсатор С9 вместе с этим усилителем образует быстродействующий интегратор, при этом он одновременно служит одним из элементов моста. Следующим элементом моста является R37. Контроль за током выходного каскада (dumper) осуществляется третьим элементом моста - индуктивностью L2. Четвертым элементом моста служит эквивалентное сопротивление параллельной цепочки резисторов R16-R17, которая при этом с помощью R15 задает усиление каскада на Т2 по напряжению, способствуя очень хорошей линейности характеристики.

Тем же путем на Т2 поступает напряжение, осуществляющее компенсацию ошибки, возникающей вследствие падения напряжения на L2 за счет выходного тока. Этот сигнал ошибки проходит через усилитель и появляется на выходе с той же амплитудой, но с противоположной фазой по сравнению с сигналом, возникающем на 12. После того, как на громкоговорителе происходит взаимное вычитание двух сигналов ошибки, незначительное рассогласование моста создает отличный выходной сигнал без искажений. На функционирование системы влияют искажения усилителя класса "А", рассогласование моста, а также искажения операционного усилителя NE5534.

Ограничение частотного диапазона сигнала, поступающего на Т2, обеспечивается интегрирующей цепочкой R11-C6. Это устанавливает верхний предел по ширине полосы усилиливаемых частот и является одним из простейших способов защиты от интермодуляционных искажений. О надлежащем фазовом сдвиге усилителя на Т2. помимо С9, "заботится" также цепочка C8-R14, а также конденсатор С10. Избыточный фазовый сдвиг, возникающий во время включения выходного каскада, компенсируется за счет цепочек L3-R33 и L1-R36.

Усилитель "QUA0-405/200" размещается на односторонней печатной плате, чертеж которой приведен на рис.2, а расположение элементов - на рис. 3.

Монтаж деталей на плату начинается с резисторов (детали устанавливаются в порядке возрастания их высоты). Это позволяет избежать смещения припаиваемой детали со своего места при переворачивании платы. Сопротивления резисторов рекомендуется измерять омметром, а не идентифицировать по нанесенному на них цветовому коду. Мощные резисторы следует устанавливать на высоте нескольких миллиметров над платой, чтобы они лучше охлаждались. Катушки индуктивности L1...L3 содержат по 22 витка обмоточного провода 01 мм, намотанного на оправку 013 мм (L1, L3) и 016 мм (L2).

Далее осуществляется операция, особо влияющая на надежность усилителя: монтаж оконечных транзисторов. Задумаемся о следующем: при КПД 70% и синусоидальном сигнале требуется отвести примерно 90 Вт тепловой мощности так, чтобы мгновенная температура полупроводников не приближалась к критическому значению! В каталогах данная температура указывается обычно в пределах 120...140°С. Достичь этого можно лишь путем установки транзисторов Т7...Т10 на радиатор с очень хорошей теплопередачей (с теплопроводящей пастой).

По завершении сборки внимательно осматриваем еще раз всю схему. При помощи омметра проверяем изоляцию между транзисторами и радиатором. Если все в порядке, можно произвести первое включение. Не следует торопиться, поскольку в случае мощного усилителя нельзя однозначно определить, как он себя поведет, когда установка рабочей точки еще не известна. Работая с должной осторожностью, можно избежать так называемого "эффекта дыма". Для этого включаем амперметры в положительную и отрицательную цепи питания. Следует тем или иным способом ограничить максимальный ток блока питания, чтобы в случае короткого замыкания не случилось беды.

В принципе, возможны два случая. В первом из них оконечный каскад функционирует нормально, во втором "дымит" по причине какой-то неисправности. В первом случае потребляемый ток составляет около 100 мА. Во втором случае существует какая-то аномалия, ток гораздо больше (он ограничивается лишь внутренним сопротивлением нашего блока питания). В свете этого желательно иметь защиту с такой характеристикой, импедансом которой при малых токах можно было бы пренебречь, в то время как при больших токах он бы скачкообразно возрастал. Такой характеристикой обладает обычная лампа накаливания.

Включим в положительную и отрицательную ветви питания по лампе (последовательной цепочке ламп), напряжение которой не меньше питающего. Защитная способность лампы накаливания основана на том свойстве, что между ее сопротивлением в холодном и горячем состоянии существует разница более одного порядка. Если усилитель работает хорошо, ток покоя составляет около 100 мА. При таком токе лампа накаливания за счет малого "холодного" сопротивления эквивалентна короткому замыканию, как если бы ее там и не было. Другими словами, когда она не горит, все в порядке. В противном случае, если пампа горит, это свидетельствует о большом токе и о наличии какой-либо неисправности в системе. Однако катастрофы не произошло, и невелика вероятность того, что какая-либо деталь вышла из строя. Опыт показывает, что большой ток обычно возникает из-за неправильной установки резисторов, дефектов на плате, плохой пайки, высокочастотного самовозбуждения и, гораздо реже, вследствие плохих деталей.

При наличии лампы нахождение неисправностей упрощается, поскольку схема может оставаться включенной более длительное время. За это время дефектная деталь хорошо прогреется, и ее нетрудно обнаружить на ощупь. Если это не помогает, понадобятся измерения с помощью инструментов. Данный метод защиты с использованием лампы накаливания успешно применим к любому усилителю.

Итак, подключаем питающее напряжение к соответствующим контактам. Его значение не критично: ±45...55 В. Смотрим на лампы; если они не горят, контролируем по амперметрам ток в обеих ветвях питающего напряжения, а затем напряжение на выходе усилителя. Здесь должно быть около 0 В. Ток ниже 100 мА и наличие нуля в средней точке показывает, что рабочая точка по постоянному току установлена правильно, и можно осуществлять динамический контроль. В целях предосторожности лампы накаливания при малом сигнале можно оставить. Следует иметь в виду, что они лимитируют выходную мощность, и, в зависимости от величины сигнала, вспыхивают и "подсаживают" питание, как в случае неисправности, поэтому при большом сигнале их не используют.

Контролируем передачу сигнала без нагрузки при помощи генератора звуковых частот и осциллографа. Если после включения усилителя без сигнала и нагрузки какая-либо лампа светится, немедленно отключаем питание и занимаемся систематическим поиском ошибок. К сожалению, здесь нельзя дать точный рецепт, поскольку любая ошибка может повлиять на питание. Снова осматриваем усилитель, уделяя повышенное внимание дорожкам платы (наличию разрывов, замыканий и т.п.), пайкам (замыканию соседних точек, "непропаям"). полярности установленных диодов, конденсаторов и пр.

Подобный усилитель целесообразно дополнить соответствующей защитной схемой - "глушителем стука". В первую очередь, это предохраняет акустическую систему от бросков напряжения, возникающих в ходе выключения и включения усилителя, а также появления на выходе постоянного напряжения при возможной неисправности. При окончательной доводке перед выходным усилителем нужно включить какой-либо предусилитель и регулятор тембра, чтобы регулировать уровень и тембр звука.

Питание усилителя целесообразно осуществлять от простого в конструктивном отношении питающего блока (трансформатора-моста-конденсатора фильтра большой емкости). Для достижения выходной мощности 200 Вт с хорошим приближением требуется сетевой трансформатор минимум на 300 Вт. Подключение усилителя к блоку питания может производиться при помощи контактных соединений. Сигнальный вход на плате выполнен в виде паяльного "пятачка", поскольку сюда целесообразнее непосредственно припаять экранированный кабель от предусилителя.

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Первый 200-вольтовый DirectFET транзистор от IR 13.06.2007 Новый транзистор разработан для применения в изолированных DC/ DC-конверторах с питанием от универсальной шины (36...75 В). Обладая ультранизким сопротивлением канала (51 мОм) и низким зарядом затвора, IRF6641TRPbF идеально подходит для синхронных выпрямителей высокоэффективных сильноточных DC/DC-конверторов, работающих на высокой частоте, последнего поколения конверторов шины, привода постоянного тока и даже для 48-вольтовых конверторов ветрогенераторов. Кроме того, он может использоваться в сильноточных AC/DC-конверторах компьютеров и телекоммуникационных серверов с питанием от 48-вольтовой шины. Новый транзистор в корпусе DirectFET типа MZ при габаритах корпуса SO-8 и высоте корпуса 0,7 мм обеспечивает ток 25 А при минимальных потерях проводимости и переключения. Он заменяет до 3 транзисторов в корпусе SO-8 и экономит до 50% площади печатной платы. Транзистор обеспечивает КПД синхронных выпрямителей до 95% или такой же уровень КПД, что при удвоенном количестве транзисторов в корпусе SO-8 и выходном токе 7 А.

Другие интересные новости:

▪ Автомобильная подвеска-генератор

▪ Сильный стресс не дает испугаться

▪ Умный ковер сообщит об опасности

▪ Люксовый гибрид Mercedes-Benz

▪ Микророботы швейцарских часовщиков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Эсхил. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как рыбы летают? Подробный ответ

▪ статья Борщевик переднеазиатский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Изогнутый диполь. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выпрямитель на два напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025