300 Вт усилитель для сабвуфера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Введение

Усилители низкой частоты большой мощности нельзя отнести к обычным конструкциям, так как они по своей сути всегда достаточно сложны в изготовлении. Малейшая ошибка в процессе сборки приводит к тому, что все приходится начинать сначала, и это становится очень дорогим удовольствием.

Описываемый усилитель - достаточно серьезная конструкция, несмотря на его очевидную простоту и небольшие размеры. Усилитель может быть собран опытным радиолюбителем за несколько часов. Рекомендуется при сборке этого усилителя использовать печатную плату. Не пытайтесь собрать этот усилитель, если это Ваша первая серьезная конструкция.

Напряжение постоянного тока в схеме достигает величины 110 В, что может привести к серьезным поражениям электрическим током.

Рассеиваемая выходными транзисторами мощность достигает очень больших значений, поэтому при их установке необходимо тщательно соблюдать меры по обеспечению хорошего теплового контакта их с радиатором.

Усилитель предназначен для кратковременного режима работы на нагрузку сопротивлением 4 Ома, как обычно принято в сабвуферах.

В случае длительной работы усилителя в режиме номинальной мощности необходимо нагружать усилитель на АС сопротивлением не менее 8 Ом. При этом усилитель может качественно работать длительное время и отдавать мощность около 150 Вт. Для работы в непрерывном режиме при номинальной мощности на нагрузку сопротивлением 4 Ома необходима дополнительная установка еще 4 выходных транзисторов (по 2 в каждое плечо усилителя).

В усилителе нет защиты выходных транзисторов от короткого замыкания выхода. Короткое замыкание выхода мгновенно выведет из строя выходные транзисторы.

Конструктивно усилитель размещен в корпусе сабвуфера.

Усилитель сохраняет свои рабочие характеристики при изменении напряжения источника питания не более чем на ±5 В.

Описание

Принципиальная электрическая схема усилителя приведена на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Усилитель выполнен по схеме, ставшей традиционной для большинства современных усилителей НЧ: с двухполярным питанием и дифференциальным каскадом на входе. Цепочка R1, С2 служит для фильтрации радиочастотных помех.

Сигнал подается на вход через неполярный конденсатор С1 емкостью 4,7 мкФ. Полное комплексное сопротивление этой емкости обеспечивает малый завал частотной характеристики на очень низких частотах. Если применить конденсатор с полистирольным или фторопластовым диэлектриком емкостью 1 мкФ, то при номинальном входном сопротивлении 22 кОм, завал на частоте 7,2 Гц будет около -3 дБ.

Дифференциальный каскад выполнен на транзисторах VT2 и VT3. Транзистор VT1 выполняет функцию источника тока. База транзистора VT3 соединена с выходом усилителя через резистор R12. Как только на выходе усилителя появится отличное от нуля постоянное напряжение, усиленный дифференциальным каскадом сигнал рассогласования поступит на последующие каскады и изменит их режим так, чтобы постоянное напряжение на выходе стало равно нулю. В случае идентичности параметров транзисторов VT2 и VT3 через нагрузку не протекает постоянный ток и, следовательно, разделительный конденсатор в цепи нагрузки можно не применять.

Низкочастотный сигнал, усиленный транзистором VT2, снимается с нагрузочного резистора R5 и подается на базу транзистора VT4.

Далее усиленный низкочастотный сигнал подается на двухтактный усилитель на транзисторах VT5...VT8. Диоды VD2 и VD3 обеспечивают начальное смещение транзисторов выходного каскада и также размещаются на радиаторе. Они должны быть в хорошем тепловом контакте с радиатором усилителя. Нарушение этого правила приведет к тому, что температурный режим выходных транзисторов выйдет из под контроля и, как следствие, выход оконечных транзисторов из строя от температурного перегрева.

В выходном каскаде применены транзисторы 2SC3856 и 2SA1492. Их можно заменить на более дешевые MJ21193/MJ21194 или 2SC3281/2SA1302 соответственно. В качестве светодиода VD1 (рис. 1) можно использовать любой маломощный, зеленого свечения. Резисторы R10, R11 и R22 пленочные мощностью 1 Вт, R16...R21 проволочные мощностью не менее 5 Вт, остальные пленочные - 0,25 Вт. Поскольку выходной каскад работает в режиме класса В, усилитель имеет повышенные искажения в области высоких частот.

Глубокая ООС в области низких частот позволяет получить искажения на частоте 1 кГц около 0,04%.

При выходной мощности 250 Вт пиковые значения мощности при переходных процессах могут достигать более 300 Вт. При применении в блоке питания мощного трансформатора и больших номиналов емкостей фильтра можно обеспечить устойчивую работу усилителя при выходной мощности до 350 Вт. В этом случае выходной каскад нужно собрать по схеме, приведенной на рис. 3, добавив 4 мощных транзистора VT13...VT16 и низкоомные резисторы R23...R26.

(нажмите для увеличения)

Несмотря на широкую полосу пропускания усилителя, искажения на частотах выше 10 кГц значительны.

При измерении пиковой мощности напряжение источника питания "проваливалось" с 56 В до 50,7 В при нагрузке 8 Ом и до 47.5 В при нагрузке 4 Ома.

На рис. 2 приведена схема пикового индикатора перегрузки.

Лабораторные измерения параметров усилителя показали следующие результаты, приведенные ниже.

• Выходная мощность, Вт пpи RH = 4 Ом......240
• Пиковая мощность, Вт при Тимп = 5 мс......185
• при Тимп = 10 мс......172
• Номинальное входное напряжение, В......1,3
• Уровень собственных шумов, дБВ......63
• Отношение сигнал/шум, дБ......92
• Коэффициент искажений, %......0,4
• при Рвых = 4 Вт, F = 1 кГц......0,04
• при Рвых = 4 Вт, F = 10 кГц......0,04
• Время нарастания, В/мкс......>3
• Ширина полосы пропускания, кГц......30

Индикатор перегрузки предназначен для слежения за режимом работы усилителя. Входы а и б индикатора подключены к базовым цепям дифференциального каскада усилителя. При линейном режиме работы усилителя напряжения в точках а и б равны. В случае перегрузки усилителя искаженный сигнал обратной связи поступающий на базу транзистора VT3 дифференциального каскада, будет отличаться от входного сигнала и на выводе 1 микросхемы DA1.1 появится напряжение ошибки, которое усиливается усилителем на DA1.2 и поступает на пиковый детектор DA2.1...DA2.2. Индикатором перегрузки является светодиод VD3 - красного цвета, включенный в коллекторную цепь транзисторного ключа VT1. Время свечения светодиода в случае появления даже кратковременного сигнала ошибки определяется постоянной времени цепочки C3R12. Регулировка индикатора заключается в установке движков потенциометров R5 и R9 в положение, при котором свечение светодиода VD3 наступает при наличии нелинейных искажений выходного сигнала.

Блок питания

Схема блока питания приведена на рис. 4. Трансформатор необходимо использовать с мощностью не менее 400 Вт и выходным напряжением 2 х 40 В.

Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 240 В, мостовые выпрямители - на ток 35 А, конденсаторы фильтра - на рабочее напряжение не менее 63 В, емкость конденсатора фильтров - 4700...10000 мкФ.

Автор: ELLIOTT SOUND PRODUCTS, P.O. Box 233, Thornleigh NSW 2120, Australia

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива 6-Тбайт гелиевые жесткие диски Ultrastar He от HGST 10.11.2013 Предприятие HGST, полностью принадлежащее компании Western Digital с прошлого года, анонсировало начало поставок жестких дисков Ultrastar He ёмкостью 6 Тбайт. Напомним, приставка He в названии продуктов означает использование передовой технологии HelioSeal. Ещё в прошлом году стало известно о планах HGST заменить традиционный воздух, наполняющий так называемую герметичную зону жесткого диска, гелием. По утверждению разработчиков, использование более легкого газа позволяет снизить потребляемую мощность. Добавление пластин также увеличивает ёмкость накопителя. Новинки нацелены на использование в облачных средах, системах резервного копирования информации, RAID-средах, дата-центрах. В своём пресс-релизе разработчики привели сравнение новых накопителей с традиционными 4-Тбайт HDD, заполненными воздухом. Гелиевые жесткие диски отличаются на 23% более низкой потребляемой мощностью в режиме ожидания, на 49% лучшим показателем энергоэффективности (количество потребляемой мощности (Вт) на 1 Тбайт), на 50 граммов более легким весом, несмотря на увеличение количества пластин на две, что даёт прирост ёмкости 50%, на 38% меньшим весом в расчете на 1 Тбайт.

Другие интересные новости:

▪ Apple и Google полностью перешли на возобновляемые источники энергии

▪ Кроманьонец был умнее нас

▪ Противоугонная автомагнитола

▪ Тунгусский метеорит - раз в тысячу лет

▪ HTC отказывается от клавиатур QWERTY и емких батарей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Широка страна моя родная. Крылатое выражение

▪ статья Почему ржавеет железо? Подробный ответ

▪ статья Заведующий архивом. Должностная инструкция

▪ статья Мощный ламповый усилитель с многопетлевой ООС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миллиметровые волны в системах связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026