УМЗЧ с индуктивной коррекцией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Особенность этого УМЗЧ - индуктивная коррекция входного каскада усилителя, а также симметричная структура.

Усилитель мощности, схема которого приведена на рис. 1, содержит практически один каскад усиления напряжения (транзисторы VT5, VT6) и трехкаскадный усилитель тока (VT7-VT12) с симметричной. структурой, обеспечивающий на номинальной нагрузке сопротивлениемим 4 Ом мощность не менее 70 Вт. Такое схемное решение позволило получить очень хорошие переходные характеристики и широкую полосу VD11. пропускания. По мнению автора и других участников сравнительных прослушиваний, усилитель очень чисто и натурально воспроизводит ударные инструменты и сложные звуки (например, хоровой музыки).

Каскад усиления напряжения представляет собой обычный каскодный усилитель (структуры ОЭ-ОБ), только в симметричном исполнении. Он дополнен входным повторителем на полевых транзисторах, снижающим требования к цепям смещения входного каскада. Его температурная стабилизация обеспечена совместной работой диодов VD3- VD6 и VD8-VD11.

Фазово-частотную коррекцию в усилителе осуществляет местная ООС - катушка индуктивности L1, включенная в эмиттеры входных транзисторов, и резистор R12. Индуктивность во входном каскаде играет заметную роль для исключения интермодуляционных искажений при наличии в сигнале надтональных и высокочастотных составляющих [1]. Попытки скорректировать усилитель любым другим способом сказываются ухудшением звука - заметно уменьшаются прозрачность и объемность. Правда, у такого способа коррекции есть тот недостаток, что катушка чувствительна к магнитным наводкам. Поэтому ее желательно наматывать на кольцевом магнитопроводе либо экранировать (лучше и то, и другое).

В этом каскаде обязательно должны быть установлены два элемента - резисторы R15 и R18. Без них усилитель возбуждается, и транзисторы оконечного каскада могут выйти из строя. Причем без ООС это происходит даже быстрее, чем с ней.

Для упрощения цепей смещения и температурной стабилизации выходных транзисторов усилитель тока выполнен с токовой разгрузкой выходного каскада: транзисторы VT11, VT12 работают с отсечкой (в классе С), но предыдущая пара транзисторов работает непосредственно на нагрузку через очень низкое сопротивление резисторов R20, R21 (1 Ом) и тем самым полностью исключает переключательныеого искажения.

Такое построение каскада позволяет использовать в цепи смещения (VD7) обычный стабилитрон (его ТКН - около -0,11 %/°С) и не заботиться о стабилизации тока выходных транзисторов. Кроме того, и частотные характеристики получаются высокими, так как p-n переходы база-эмиттер выходных транзисторов зашунтированы резисторами и емкости переходов перезаряжаются с максимально возможной скоростью.

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате, кроме выходных транзисторов (VT7-VT12), размещенных на радиаторах без дополнительной изоляции. Сами же радиаторы должны быть изолированы.

В качестве катушки индуктивности L1 (400 мкГн) автор использовал два последовательно включенных высокочастотных дросселя ДПМ-0,1 с индуктивностью по 200 мкГн.

Кроме указанных на схеме элементов в УМЗЧ можно применить следующие детали: VT3, VT4 - транзисторы КТ972Б, КТ973Б; VT9, VT10 - КТ819В, КТ818В; VT11, VT12 - КТ8101Б, КТ8102Б; VD1, VD2 - КС175А; VD3-VD6, VD8-VD11 - серии КД522 или другие аналогичные.

Подбор пары комплементарных полевых транзисторов VT1, VT2 осуществляют раздельно следующим образом. В цепь истока каждого из них (между выводами истока и затвора) включают по два маломощных кремниевых диода (в прямом направлении), выполняющих роль источника напряжения смещения; в цепь стока включают миллиамперметр. При подаче на них напряжения питания в пределах 4...9 В (соответствующей структуре транзистора полярностью) измеряют ток стока. Пригодна пара транзисторов с током покоя 1...2 мА и различием токов не более чем 15 %, хотя элементы установки нуля на выходе (R2, R3) позволяют использовать пары транзисторов и с большей разницей в токах.

Настраивают УМЗЧ подбором резистора R5 до получения примерно одинакового тока (по 5...6 мА) для транзисторов VT3-VT6 в прогретом состоянии. При этом необходимо установить минимальное относительно общего провода смещение на выходе усилителя подстроечным резистором R3. На первом этапе базы транзисторов VT9, VT10 лучше отключить от эмиттеров VT7, VT8 и подключить их к выходу усилителя либо отключить коллекторные цепи питания VT9-VT12. Ток покоя транзисторов VT7, VT8 в этом случае составляет порядка 10...13 мА.

После этого нужно проверить падение напряжения на стабилитроне VD7, желательно, чтобы оно было чуть меньше нормы, ближе к 3 В (подобрать стабилитрон). Затем, отключив питание, восстановить исходные соединения и после подачи напряжения питания проверить ток покоя транзисторов VT9, VT10. Он должен находиться в пределах 150...200 мА. При сильном нагреве этих транзисторов (из-за большего тока) целесообразно установить резисторы R20, R21 с большим сопротивлением. Для создания необходимого напряжения смещения возможно применение и регулируемого аналога стабилитрона по известной из многих публикаций схеме.

Если нет возможности собрать усилитель с полевыми транзисторами, то входной каскад можно собрать с использованием ОУ (рис. 2). В этой модификации УМЗЧ в выходном каскаде сопротивление резисторов R20, R21 увеличивают до 3...4 Ом. Качество работы такого усилителя несколько хуже, но "звучание" его все же значительно лучше, чем у похожего по структуре УМЗЧ из [2]. Вдобавок он абсолютно устойчив, тогда как упомянутый прототип трудно "угомонить".

К электронным устройствам защиты от выхода из строя мощных транзисторов усилителя автор относится с некоторым предубеждением ввиду комплексного характера сопротивления нагрузки и поэтому ограничился лишь установкой в цепях питания для каждого из двух усилителей быстродействующих плавких предохранителей на 5 А, расположенных в блоке питания. Выпрямители для каждого из каналов стереоусилителя должны быть отдельными, а емкость конденсаторов фильтров не менее 10 000 мкФ.

После налаживания обеспечиваются следующие параметры усилителя: номинальная мощность на нагрузке 4 Ом - не менее 70 Вт, полоса усиливаемых частот - 20....20 000 Гц, гармонические искажения - не более 0,01 %. Номинальное входное напряжение - около 2 В, но увеличением сопротивления резистора R4 чувствительность УМЗЧ можно повысить.

Печатная плата (рис. 3) хорошо подходит для установки на теплоотвод от катушечного магнитофона "Эльфа-203-3", в корпусе этого магнитофона я и собрал этот стереоусилитель.

Рис. 3 (нажмите для увеличения)

Транзисторы VT9, VT10 устанавливают на теплоотвод, являющийся задней стенкой корпуса, к которому и крепится плата. Транзисторы VT11, VT12 устанавливают на другой теплоотвод (использован готовый от усилителя "Вега 50У-122С"). Длина соединительных проводов от платы к выводам мощных транзисторов должна быть минимальной.

Для уменьшения наводок на катушки индуктивности их полезно разместить в экранирующих корпусах, например, от старых оксидных конденсаторов К50-6 соответствующего размера. На плате в некоторых местах требуется установить проволочные перемычки (показаны штриховой линией).

Отладку режима работы усилителя и регулировку тока покоя выходного каскада следует провести до установки платы в корпус аппарата.

Для лучшей "развязки" каналов УМЗЧ выпрямители блока питания выполнены раздельными (вторичные обмотки также должны быть отдельными). Плавкие предохранители, включенные в цепи питания для защиты УМЗЧ при коротком замыкании нагрузки, установлены в блоке питания.

Литература

1. Витушкин А., Телеснин В. Устойчивость усилителя и естественность звучания. - Радио,1980, № 7, с. 36, 37.
2. Гумеля Е. Качество и схемотехника УМЗЧ. - Радио,1985, № 9, с. 31-35.

Авторы: В.Левицкий, г.Дрокия, Молдова, И.Белобородов, г.Новосибирск

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 Хромбук с невидимыми пикселями 22.02.2013 Корпорация Google официально представила ноутбук Chromebook Pixel на базе облачной операционной системы Google Chrome OS. Chromebook Pixel "сочетает лучшее аппаратное обеспечение, программное обеспечение и дизайн", утверждается в блоге Google. В компании пояснили, что целью создания компьютера было предоставление максимально простой, быстрой и безопасной системы для доступа к электронной почте, обмена документами и веб-чатам Google+ Hangouts. В компании также считают, что новая модель послужит шаблоном, от которого в будущем будут отталкиваться производители "хромбуков" Samsung, Acer, Lenovo и HP. Особенностью Chromebook Pixel является 13-дюймовая панель формата 3:2 с разрешением 2560 x 1700 пикселей и разрешающей способностью 239 ppi, благодаря которой "пиксель исчезает с экрана", то есть является настолько маленьким, что человеческий глаз не может распознать его. Ту же самую идею компания Apple использует в дисплеях Retina, которыми оснащает iPhone, iPod touch, iPad и MacBook Pro. Разрешающая способность дисплея в 13-дюймовом MacBook Pro, для сравнения, составляет 227 ppi. Стандартная плотность пикселей в ноутбуках на сегодняшний день составляет 118 ppi. Кроме того, дисплей в Chromebook Pixel является сенсорным. "Сенсорный экран упрощает и делает интуитивным организацию вкладок в браузере, переход между приложениями и редактирование фотоснимков (в том числе с помощью жеста Pinch-to-zoom)", - пояснили в Google. Отдельное внимание было уделено конструкции ноутбука. Корпус выполнен из анодированного алюминия, имеет активную систему охлаждения со скрытыми отверстиями и невидимые винты, клавиатура оснащена подсветкой, а стереодинамики скрыты под клавишами. Трекпад выполнен из стекла, веб-камера (720p) дополнена тремя микрофонами для подавления окружающего шума. Chromebook Pixel оснащен 2-ядерным процессором Intel Core i5 с частотой 1,8 ГГц, со встроенной графикой Intel HD Graphics 4000, 4 ГБ оперативной памяти DDR3, SSD-накопителем на 32 ГБ, поддержкой Wi-Fi 802.11 a/b/g/n и Bluetooth 3.0, двумя портами USB 2.0, интерфейсом Mini DisplayPort и кардридером формата SD/MMC. Батарея обеспечивает до 5 часов работы. Google приступила к продажам Chromebook Pixel в своем интернет-магазине Google Play в США и Великобритании по цене $1299. В апреле компания планирует выпустить в США модификацию со встроенным LTE-модемом и SSD 64 ГБ стоимостью $1449. Все покупатели Chromebook Pixel смогут получить бесплатно 1 ТБ в облачном хранилище Google Drive сроком на 3 года.

Другие интересные новости:

▪ В двигательной коре мозга нашли речь

▪ Технология быстрой зарядки мобильника

▪ Влияние урбанизации на насекомых

▪ Эксперименты с электронным мусором

▪ В мозге новорожденных нейроны путешествуют с места на место

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья Сауна для пчел. Советы домашнему мастеру

▪ статья Кто и когда научил весь мир есть в ресторанах по русской системе? Подробный ответ

▪ статья Генекен. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Трехэлементная направленная антенна с вертикальной поляризацией (HB9RU). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Активная рамочная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025