Усилитель мощности с нулевым током покоя выходного каскада. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

От прототипа, с которым читатели журнала познакомились еще в 1988 г., этот усилитель отличается повышенной выходной мощностью и защитой выходного каскада от короткого замыкания. Усилитель в режиме покоя потребляет очень малый ток, но при усилении сигнала переходит в режим класса АВ с динамическим смещением.

Усилитель мощности, схема которого показана на рисунке, во многом напоминает опубликованный ранее автором этой статьи в журнале [1], однако новый гораздо мощнее. Повышение напряжения питания оказалось возможным благодаря применению высоковольтных микросхем. Устройство дополнено защитой мощных транзисторов от короткого замыкания нагрузки.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......0,5
• Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке 8 Ом, не менее......35
• Номинальный диапазон частот, Гц......20...20000
• Коэффициент гармоник, %, при номинальной мощности на частоте 1 кГц, не более......0,1

Немного о работе усилителя. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1, усиливается им примерно в 40 раз и с его выхода подается на выходной транзистор VT3, а через конденсатор C3 - на неинвертирующий вход ОУ DA2. Для напряжения сигнала на базе транзистора VT3 выходного каскада ОУ DA2 действует как повторитель напряжения (вследствие наличия конденсатора обратной связи С4). Одновременно DA2 служит для слежения за током покоя выходного каскада, контролируя падение напряжения на резисторах R10, R11. Это напряжение усиливается ОУ и совместно с сигналом поступает на базу транзистора VT4 выходного каскада, приводя в паузах звукового сигнала к уменьшению его тока к я практически до нуля. Это закрывание транзистора VT4 могло бы вызвать изменение выходного напряжения усилителя, однако напряжение обратной связи (по постоянному току) через резистор R3, поступая с выхода DA1 на базу транзистора VT3, вызывает соответствующее снижение и его тока, поддерживая на выходе усилителя среднее напряжение, близкое к нулю.

При усилении звуковых сигналов конденсаторы C3-С5 подзаряжаются пульсирующим напряжением, действующим на переходах база-эмиттер мощных транзисторов. Поэтому сквозной ток выходного каскада при нулевых значениях напряжения сигнала фактически отличается от нуля и, в зависимости от уровня звуковых сигналов, достигает 100... 150 мА. При отсутствии сигнала диоды VD1-VD3 ускоряют процесс перехода в экономичный режим покоя, когда мощные транзисторы практически закрыты.

Транзисторы VT1, VT2 защищают выходной каскад от короткого замыкания нагрузки за счет обратной связи по току, используя напряжение, снимаемое с резисторов R10, R11 в цепях эмиттеров мощных транзисторов. В результате выходной ток мощного каскада ограничивается на уровне около 6 А.

Питание УМЗЧ возможно и от "однополярного" выпрямителя (без средней точки). Так, выход усилителя, установленного на АТС и питающегося от источника питания напряжением -60 В, подключен к нагрузке через оксидный разделительный конденсатор емкостью 2200 мкФ на 100 В. Цепь питания VT3 и DA1 соединяют с общим проводом, а на нижний вывод резистора R1 напряжение, примерно равное половине напряжения питания, подают от делителя из двух резисторов сопротивлением по 100 кОм с блокировочным оксидным конденсатором емкостью 200 мкФ на 50 В.

С нагрузкой сопротивлением 4 Ома выходная мощность УМЗЧ немного меньше 100 Вт, поэтому размеры теплоотвода должны быть не менее 35x100x200 мм. Максимальный ток выпрямителя БП (лучше стабилизированного) должен быть не менее 6 А.

Монтаж усилителя очень прост, и соединения между элементами, установленными на плате и теплоотводе, выполнены гибким проводом. Для подключения транзисторов выходного каскада рекомендуется использовать провод сечением не менее 0,75 мм2.

В выходном каскаде можно также использовать составные транзисторы комплементарной структуры КТ829А и КТ853А или аналогичные импортные либо включать отдельные высокочастотные транзисторы средней и большой мощности, соединив их как составные транзисторы (по схеме Дарлингтона). Вместо указанных на схеме транзисторов в позициях VT1, VT2 можно установить КТ315Б и КТ361Б соответственно. Конденсаторы С1 - С6 - К73-17. При использовании микросхемы К1408УД1 (зарубежный аналог - LM343) в корпусе 301.8-1 следует иметь в виду отличия в цоколевке [2].

В налаживании усилитель практически не нуждается. При работе усилителя на удаленную нагрузку, подключаемую через длинный кабель, рекомендуется выход усилителя подключить к нему через параллельную LR-цепь, выполненную из резистора МЛТ-2 сопротивлением 10 Ом, на котором намотана катушка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,38 мм в один слой до заполнения.

Литература

1. Компаненко Л. УМЗЧ с автоматической стабилизацией тока покоя выходных каскадов. - Радио, 1988, № 4, с. 50.
2. Мячин Ю. А. 180 аналоговых микросхем. - М.: Патриот, 1993, с. 45.

Автор: Л.Компаненко,  г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Технология записи и стирания магнитов при помощи импульсов лазерного света 26.04.2018 Ученые из исследовательского центра HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), Германия, работая совместно с коллегами из Америки, разработали способ, позволяющий создавать или разрушать магнитные области в определенном сплаве при помощи луча лазерного света. Обратимость данного процесса открывает широкие возможности для использования этого в технологиях обработки материалов, оптических технологиях и технологиях хранения информации. Ученые из HZDR уже некоторое время занимались изучением различных видов сплавов железа и алюминия. Они выяснили, что изменения атомарной структуры некоторых опытных образцов таких сплавов приводило к кардинальным изменениям магнитных свойств материала. "Наш сплав имеет строго заданную сложную структуру. В его объеме слои атомов железа чередуются со слоями атомов алюминия" - рассказывает Рэнтедж Бали (Rantej Bali), физик из HZDR, - "Когда лазерный свет воздействует на такой материал, атомы железа сближаются друг с другом и в этом месте материал начинает вести себя, как магнит". В своих исследованиях ученые использовали сильно фокусированный луч лазера, вырабатывающий импульсы света, длительностью 100 фемтосекунд. Первый импульс приводил к появлению в сплаве области, обладающей ферромагнитными свойствами. Второй импульс, имеющий меньшую интенсивность, но такую же длительность, разрушал магнитную область, созданную первым импульсом. Однако, импульс меньшей интенсивности "стирал" магнит лишь наполовину, т.е. в этом участке материала оставалась половина от уровня начальной намагниченности. Поэтому для полного стирания магнитной области потребовалась целая серия импульсов низкой интенсивности. Данные эксперименты и наблюдения были проведены при помощи синхротрона Bessy II, вырабатывающего импульсы мягкого рентгеновского излучения, за счет которых работал микроскоп, способный проникать в толщину материала и изучать магнитные свойства исследуемых образцов. Если немецкие физики были ответственны за проведение экспериментальной части исследований, то ученые из университета Вирджинии, США, разработали теоретическую базу и построили необходимые математические модели. Эти модели показали, что в среде сплава под воздействием лазерного света происходят весьма удивительные явления. Первый сверхкороткий лазерный импульс нагревает и расплавляет участок материала. Когда сплав охлаждается, он проходит через состояние так называемой "переохлажденной жидкости", т.е. он находится еще в жидком состоянии при температуре ниже точки плавления материала. Атомы в этой жидкости перемещаются случайным образом и, когда материал затвердевает через несколько наносекунд, атомы железа так и остаются в случайных положениях, что придает материалу магнитные свойства. Второй, более слабый, импульс лазерного света заставляет атомы занять определенное положение в виде упорядоченной кристаллической решетки. При этом, энергии лазерного света достаточно для того, чтобы атомы успели не только упорядочиться, но и обратно разделиться на слои атомов железа и алюминия.

Другие интересные новости:

▪ Измерена энергия входа электрона в воду

▪ Гармония в музыке никак не связана с математикой

▪ Усилитель с переменным коэффициентом усиления

▪ Контроллер Renesas R9A02G011

▪ Марсианский вертолет Ingenuity установил рекорд высоты полета

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Смерть - мое ремесло. Крылатое выражение

▪ статья Почему температуру воздуха всегда измеряют в тени? Подробный ответ

▪ статья Катамаран Царевна Лягушка. Личный транспорт

▪ статья Лесной воздух в комнате. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Резервный источник питания, 12/220 вольт 180 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025