Мостовой УМЗЧ с БСИТ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

В конструкциях радиолюбителей мощные транзисторы, называемые БСИТ и предназначенные в основном для переключательных устройств (импульсных блоков питания, блоков строчной развертки, мощных выключателей), пока применяются не так уж часто.

Предлагаем вниманию читателей описание одного из вариантов стоваттного УМЗЧ с применением именно таких транзисторов. Ссылаясь на метрологические показатели, а также результаты многократных экспертных прослушиваний, автор довольно высоко оценивает свою разработку.

Полемика среди радиолюбителей и разработчиков, обсуждающих вопрос "лучшего звучания" ламповых усилителей, продолжается до сих пор [1]. Следует признать, что в УМЗЧ на ламповых триодах малые искажения даже при работе на комплексную нагрузку обусловлены, в частности, внутренней обратной связью, присущей этим приборам. Но достоинства вакуумного триода свойственны и полевому транзистору с управляющим переходом, получившем название транзистора со статической индукцией СИТ [1]. Другой модификацией таких приборов является биполярный транзистор со статической индукцией БСИТ. работающий со значительным током затвора и имеющий выходную характеристику, как у генераторной лампы в режиме работы с сеточными токами. Входная его характеристика практически такая же. как у биполярного.

Время спада тока прибора с вертикальным нормально закрытым каналом n-ти-па - мощного БСИТ КП958А [2] - составляет Tсл = 60 нс, что примерно того же порядка, что и у обычных мощных биполярных транзисторов, однако напряжение насыщения (зависит от степени насыщения транзистора) в несколько раз меньше. Применение БСИТ оказалось достаточно эффективным в УМЗЧ. выполненных по мостовой схеме (3).

Предлагаемая здесь схема стоваттного мостового УМЗЧ на БСИТ приведена на рисунке.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......1
• Номинальная выходная мощность, Вт, на Rн = 8 Ом......100
• Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 10...100 000 Гц, дБ, не более......1
• Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц, %, не более......0.02
• Ток покоя, мА, не более......500
• Относительный уровень помех, дБ, не более......80
• Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее......50

УМЗЧ содержит два практически идентичных усилителя, один из которых по отношению ко входному сигналу является инвертирующим. Нагрузка включена между выходами усилителей. Благодаря тому, что выходное напряжение усилителей прикладывается к нагрузке в противофа-зе. напряжение на выходе удваивается. ОУ является усилителем напряжения, и для верхнего по схеме каскада с ООС коэффициент усиления Кu = R3/R1 + 1, а для нижнего он определяется отношением R18/R16. При указанных номиналах резисторов усиление обоих усилителей в схеме моста одинаково.

Кроме ОУ. усилитель содержит фазо-инверсные каскады на транзисторах разной структуры VT4, VT5. Вместе с ними транзисторы VT6 - VT9 выполняют функцию усилителей тока, работающих в классе АВ. Верхний по схеме усилитель охвачен последовательной ООС: она подается с выхода на инвертирующий вход ОУ (вывод 2 микросхемы DA1) через делитель R3R1; нижний по схеме усилитель охвачен параллельной ООС через резистор R18.

Выходное напряжение мостового усилителя определяется суммой выходного напряжения двух ОУ (падением напряжения на переходах затвор - исток можно пренебречь). Для увеличения выходного напряжения применено "следящее" питание ОУ. изменяющееся синхронно с его выходным сигналом. При отсутствии входного сигнала напряжение в точке соединения стабилитронов VD1 и VD2 равно нулю. При этом на выводах 7 и 4 микросхемы DA1 напряжение питания поддерживается равным 15 В благодаря стабилизаторам, выполненным на транзисторах VT1, VT2. Появление на выходе усилителя сигнала приводит к синфазному смещению питающих напряжений ОУ. в связи с чем ограничения сигнала ОУ не происходит. Таким образом происходит увеличение выходного напряжения ОУ примерно вдвое.

Резистор R7 соединяет стабилитроны VD1, VD2 с выходом усипителя, его сопротивление при необходимости подбирают при настройке, заменив его переменным (сопротивлением 3 - 5 кОм). Подавая на вход УМЗЧ сигнал от генератора звуковой частоты, устанавливают максимально возможное неискаженное напряжение на выходах обоих плеч усилителя (контроль по осциллографу). При этом надо помнить, что чрезмерное уменьшение сопротивления может нарушить устойчивость усилителя.

Резисторы R6, R8, R9 и транзистор VT3 создают начальное смещение на затворах транзисторов усилителя тока. Изменяя положение подстроечного резистора R8. можно регулировать значение тока покоя выходного каскада в широких пределах. Транзистор VT3 служит для термостабилизации режима, ему необходимо обеспечить тепловой контакт с теплоотводами транзисторов.

Для достижения малых искажений транзисторы VT4 - VT9 желательно подобрать попарно, для чего снимают зависимость тока стока при различных значениях тока затвора при Uси = 10 В. Желательно провести измерения в нескольких точках. В одном каскаде устанавливают транзисторы с близкими характеристиками.

Резисторы R1, R3, R16, R18 - С2-29В с допуском 1% (можно до 2%). Остальные резисторы - любого типа с допуском не более 10%. Микросхему К140УД11 можно заменить на К154УДЗА без каких-либо изменений в схеме, но, возможно, потребуется соответствующая высокочастотная коррекция. ОУ К154УДЗА по своим частотным свойствам более предпочтителен, хотя не исключено, что уменьшится максимальная выходная мощность УМЗЧ.

Выходные транзисторы нужно установить на теплоотводы с поверхностью не менее 600 см2 для каждого транзистора. Автор использовал в своей конструкции игольчатые радиаторы с принудительным охлаждением от небольшого вентилятора. В этом случае оказалось достаточным использовать радиатор небольших размеров.

Правильно собранный усилитель начинает работать сразу, нужно только выставить токи покоя обоих плеч усилителя около 200...250 мА и максимально возможную амплитуду выходного сигнала подбором резистора R7.

Достаточно просто можно увеличить мощность усилителя вдвое - до 200 Вт - удвоением числа транзисторов выходных каскадов (VT8. VT9). Для равномерного распределения токов в эмиттерные цепи этих транзисторов надо включить уравнивающие резисторы сопротивлением 0.1...0,2 Ом.

Литература

1. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах. Справочник. Под ред. В. П. Дьяконова. - М: Радио и связь, 1994.
2. chip-dip.ru/catalog/index.html
3. Корзинин М. Схемотехника усилителей мощности звуковой частоты высокой верности. - Радио. 1997. № 3. с. 15 - 17.

Автор: Н.Рекунов, г.Тольятти Самарской обл.

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 Суперъяркий светодиодный дисплей голубого цвета CVD-5572CB00 27.02.2006 Компанией Shariight Electronics Co., Ltd. разработан суперяркий светодиодный дисплей голубого цвета CVD-5572CB00. Дисплей может широко использоваться во всех видах приборов, индикаторах с бегущей строкой и др.

Другие интересные новости:

▪ Увеличение емкости суперконденсаторов вдвое

▪ Спинной имплант помогает в реабилитации парализованных пациентов

▪ Солнечная надувная печь

▪ Пиво на основе экзотических дрожжей

▪ Дерево может вызывать аллергию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья Ехать зайцем. Крылатое выражение

▪ статья Почему в одном издании Скотного двора главную свинью звали не Наполеоном, а Цезарем? Подробный ответ

▪ статья Менеджер отдела прямых продаж. Должностная инструкция

▪ статья О биогазовых установках. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электризация мыльного пузыря. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025