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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Мини-ПК ASRock iBOX-V2000 15.11.2020 Модельный ряд мини-компьютеров бренда ASRock Industrial пополнился двумя новыми устройствами на базе платформы AMD Ryzen Embedded V2000: iBOX-V2000V и iBOX-V2000M. Обе новинки выполнены в алюминиевом корпусе размером 171,8 x 109,5 x 50 мм, который выполняет функции радиатора. В безвентиляторных мини-ПК ASRock iBOX-V2000V и iBOX-V2000M используются процессоры Ryzen Embedded 2516 (6 ядер/12 потоков, 2,1/3,95 ГГц) и Ryzen Embedded V2718 (8 ядер/16 потоков, 1,7/4,15 ГГц) соответственно. За обработку графики отвечает интегрированное видеоядро на улучшенной архитектуре Vega. Для питания неттопов используется внешний адаптер с напряжением 12-19 В. Компьютеры поддерживают установку двух модулей оперативной памяти SO-DIMM DDR4-3200 (максимальный объем 64 ГБ), 2,5-дюймового накопителя с интерфейсом SATA 6 Гбит/с и SSD в форм-факторе M.2. Из прочего стоит выделить наличие гигабитного и 2,5-гигабитного сетевого интерфейса, а также разъема M.2 для беспроводного модуля.

Другие интересные новости:

▪ Дирижабли тушат пожары

▪ Ген вечного детства

▪ Opel Frontera 2024

▪ Крахмал из картошки

▪ Найден самый мощный источник энергии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Здоровый образ жизни и его составляющие. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему один из белков человеческого глаза называется в честь Пикачу? Подробный ответ

▪ статья Санитарка. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна для диапазона 160 м с низкой высотой подвеса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь питания для часов на 60 Гц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025