Простой эстрадный усилитель мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Описываемый усилитель предназначен для двухканального усиления мощности сигнала, подаваемого с микшерного пульта или предварительного усилителя. Каждый из двух входов имеет регулятор уровня входного сигнала, позволяющий установить необходимую чувствительность. Переключателем можно объединять его входы, при этом один из двух входных разъемов можно использовать как линейный выход для увеличения числа работающих параллельно усилителей. К особенностям УМЗЧ можно отнести переключаемый фактор демпфирования громкоговорителей для оптимизации их звучания в различных акустических условиях.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......1,1
• Номинальная выходная мощность каждого из двух каналов, Вт, при Кг = 1% и сопротивлении нагрузки 4 Ом......400
• 8 Ом......220
• Диапазон рабочих частот, Гц, при неравномерности -0,5 дБ......20...20000
• Скорость нарастания выходного сигнала, В/мкс......25
• Коэффициент гармонических искажений сигнала с уровнем 1 дБ, %, не более на частоте 1 кГц......0,01
• в рабочем диапазоне частот.....0,1
• Отношение сигнал/шум+фон, дБ......96
• Предельно допустимое отклонение напряжения в сети, В......170...270
• Минимальное сопротивление нагрузки. Ом......2.5
• Габаритные размеры, мм......430х90х482
• Масса, кг, не более......16

Усилитель имеет индикаторы уровня выходного сигнала и его ограничения, перегрузки по выходу, а также индикаторы аварийного отключения громкоговорителей и превышения напряжения сети.

На рис. 1 приведена схема правого канала усилителя и узла защиты нагрузки.

(нажмите для увеличения)

На входе УМЗЧ применен ОУ КР544УД2А. а цепи C4R4 и R1C3 ограничивают полосу усиливаемых частот. Они уменьшают проникновение в УМ колебаний инфра- и ультразвуковых частот, способных привести к перегрузке усилителя и динамических головок. Усилитель напряжения на VT1 - VT4 аналогичен примененному в [1, 2]. Выход ОУ соединен с эмиттерным повторителем VT3, который совместно с цепью R6C15 выполняет функции преобразователя напряжение-ток. Этот ток поступает через каскад с ОБ на VT2 к усилителю напряжения на VT1.

Далее структура усилителя практически симметрична: нагрузкой транзистора VT1 является генератор тока на VT4, входная цепь последующего каскада усилителей тока, а также резистор R12, стабилизирующий сопротивление нагрузки для VT1. Это сделано с целью некоторого уменьшения общего усиления и увеличения устойчивости усилителя при замкнутой цепи ООС. Последующий усилитель тока выполнен трехступенчатым: VT5, VT10. далее - VT11, VT17 и затем VT12 - VT16, VT18 - VT22 (в каждом плече по пять параллельно включенных транзисторов).

Узел защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке выполнен на транзисторах VT6, VT7 и VT8. VT9. включенных по схеме аналога тиристора, для верхнего и нижнего плеча соответственно. В выключенном состоянии этот узел не оказывает влияния на выходной каскад. При возникновении условий для срабатывания защиты транзисторы соответствующего плеча выходного каскада полностью закрываются. Таким образом, ток потребления УМ при КЗ и номинальном входном напряжении будет даже меньше, чем в режиме холостого хода, поэтому при КЗ на выходе усилитель мощности не выходит из строя.

Резистор R14 необходим для корректной работы защиты от КЗ. К примеру, при перегрузке верхнего по схеме плеча открываются транзисторы VT6. VT7 и остаточное напряжение на базе VT5 относительно выхода не превышает 0.8 В. Если этого резистора нет, то напряжение смещения на диодах (примерно 2,6 В) приведет к увеличению напряжения смещения для нижнего плеча выходного каскада и его отпирания.

В отличие от других устройств защиты с выключением выходных транзисторов [2, 3], предлагаемый узел автоматически возвращается в исходное состояние при восстановлении нагрузки сопротивлением 2,5...16 Ом и подаче на вход усилителя полезного сигнала с уровнем 25% от номинального и выше. Цепи R18C13 и R19C14 устраняют возможность ложного срабатывания защиты из-за сдвига фазы тока в нагрузке вследствие ее реактивного характера.

В выходном каскаде транзисторы предоконечной ступени работают в режиме АВ с током покоя около 100 мА, определяемого напряжением смещения на диодах VD9-VD12 и резисторами R24, R35. Относительно небольшое их сопротивление позволяет этой ступени работать в режиме малого сигнала непосредственно на нагрузку и сокращает время разрядки емкости Сбэ транзисторов оконечной ступени, снижая ее коммутационные искажения. Эти транзисторы работают в режиме В, поэтому для них не требуется цепей термокомпенсации и регулировки тока покоя.

Индикатор ограничения выходного сигнала и КЗ на выходе питается импульсами отрицательной полярности на выходе ОУ DA1, возникающими вследствие разрыва петли ОС при ограничении выходного сигнала или срабатывания узла защиты.

Устройство задержки подключения нагрузки и отключения ее при появлении постоянного напряжения на выходе усилителей выполнено общим для обоих каналов. При включении питания конденсатор С19 заряжается через резистор R49. обеспечивая задержку открывания транзисторов VT25, VT27 и включения реле К1 на 2 с. При появлении постоянного напряжения на выходе одного из усилителей при положительной полярности откроется транзистор VT23, а в случае отрицательной - VT24, запирая транзисторы VT25, VT27 и выключая реле.

Отключение громкоговорителей производится узлом защиты и при увеличении напряжения в сети выше 250 В (VT26. VD17-VT19. R51-R53). Как показывает практика, превышение питающего напряжения бывает гораздо чаще, чем можно предполагать. При повышении напряжения питания узла защиты ток, текущий через стабилитроны VD17-VD19, открывает транзистор VT26, в результате включается индикация превышения напряжения сети и открывается транзистор VT23, что приводит к отключению нагрузки. Продолжение работы возможно после перевода переключателя напряжения сети в положение "250 В".

Схема источника питания, блока индикации и межблочных соединений обоих каналов показана на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Нумерация межблочных соединений платы УМ и защиты АС, а также платы индикаторов соответствует нумерации выводов контактных площадок на соответствующих рисунках размещения элементов на печатных платах. Каждый из двух входов усилителя имеет регулятор уровня входного сигнала (переменные резисторы R1, R2), позволяющий установить необходимую чувствительность. Кнопочным переключателем SB1 можно объединять его входы.

В УМЗЧ возможно переключение степени демпфирования громкоговорителей, используемых в различных акустических условиях. При переводе усилителя в режим высокого выходного сопротивления (кнопка переключателя SB2 "Вых. Н/В" нажата) выходное сопротивление усилителя повышается до 8... 10 Ом за счет введения в усилителе обратной связи по току с резисторов R3, R4. Это. как показывает практика, - оптимальная величина для большинства громкоговорителей. Однако ее легко изменить в любую сторону подбором резистора R2 на плате усилителей.

Заметим, что режим повышенного выходного сопротивления заметно повышает надежность работы АС. Дело в том, что повышение выходного сопротивления усилителя способствует понижению активных потерь в громкоговорителе, что позволяет более полно использовать его возможности и, кроме того, заметно снизить интермодуляционные искажения [4]. Режим повышенного выходного сопротивления также уменьшает сдвиг фазы тока в выходном каскаде относительно входного сигнала.

Усилитель оснащен индикаторами контроля режима работы. Это индикаторы включения питающей сети (HL9), аварийного отключения громкоговорителей (HL7) и индикатор HL8. свидетельствующий о принудительном отключении нагрузки вследствие опасного превышения напряжения питания. Индикаторы уровня сигнала HL2 и HL3. HL5 и HL6 имеют пороговые значения 5, 20 дБ, а также показывают его ограничение (светодиоды HL1, HL4) для каждого канала отдельно. Кроме ограничения, те же индикаторы сигнализируют о коротком замыкании на выходе какого-либо канала (при отсутствии свечения остальных индикаторов уровня).

Блок питания усилителя максимально упрощен. Питание собственно УМЗЧ производится от выпрямителя с напряжением 70 В, для блока защиты и индикации используется свой выпрямитель, подключаемый к отдельной обмотке трансформатора питания. Вентиляторы Ml, М2 предназначены для обдува теплоотводов мощных транзисторов.

Пояснения требует, видимо, и назначение выключателя SB5: в системе звукоусиления его устанавливают в положение, при котором достигается минимальный фон от наводок питающей сети.

Конструкция и детали

Внешний вид усилителя показан на рис. 3 (со стороны задней панели).

Основные его узлы размещены на металлическом шасси с крышкой. На передней панели с щелевыми отверстиями установлены вентиляторы для принудительного обдува теплоотводов мощных транзисторов усилителя, а также плата индикации режимов работы. На задней панели установлены соединители для присоединения сигнальных кабелей и трехпроводного кабеля питания, переключатели предельного напряжения сети и фактора демпфирования громкоговорителей, держатель плавкого предохранителя.

Литература

1. Клецов В. Усилитель НЧ с малыми искажениями. - Радио, 1983. № 7. с. 51- 53.
2. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности. - Радио. 1989. № 6. с. 55 - 57.
3. Зуев П. Усилитель с многопетлевой ООС. - Радио. 1984. № 11. с. 29-32.
4. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? - Радио. 1997, № 4, с. 14-16.

Автор: С.Сакевич, г.Луганск, Украина

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Сахар меняет химию мозга 17.01.2020 Исследователи из Орхусского университета (Дания) изучили, что происходит в мозге свиней, когда они пьют сахарную воду. Эксперимент показал, что сахар влияет на систему вознаграждения мозга таким же образом, что и употребление наркотических средств. Датские ученые провели эксперимент на свиньях. Ежедневно в течение 12 дней они давали семи животным два литра сахарной воды. Чтобы определить, к каким последствиям приводит потребление сахара, исследователи сделали снимки мозга свиней в начале эксперимента, после первого дня и после 12-го дня. За почти две недели у животных произошли серьезные изменения в дофаминовой и опиоидной системах мозга. Опиоидная система, которая связана с ощущением благополучия и удовольствия, активировалась после самого первого приема сахарной воды. Когда мы испытываем что-то значимое, мозг награждает нас чувством удовольствия, счастья и благополучия. Это может произойти в результате естественных стимулов - например, общения или изучения чего-то нового. Ученые объясняют, что как "естественные", так и "искусственные" стимулы (в числе которых наркотики) активируют систему вознаграждения мозга, где высвобождаются такие нейротрансмиттеры, как дофамин и опиоиды. "Если сахар может изменить систему вознаграждения мозга всего через двенадцать дней, как мы видели у свиней, вы можете себе представить, что естественные стимулы, такие как обучение или социальное взаимодействие, отодвигаются на задний план и заменяются сахаром и/или другими искусственными стимулами", - подытожил Майкл Винтердал (Michael Winterdahl), один из авторов работы. Обычно, когда ученые хотят выявить, вызывает ли привыкание такое вещество, как сахар, они изучают его влияние на мозг грызунов. Для своего исследования команда из Орхусского университета выбрала других животных и объяснила, почему свиньи - хорошая альтернатива. Мозг свиней сложнее, чем мозг грызунов, и крупнее, поэтому на этой модели проще получить изображения глубоких структур мозга. В то же время подобное исследование нельзя провести на самих людях. Уровень дофамина и причину, по которой он меняется, в мозге человека сложно проследить, так как выработку дофамина могут вызвать слишком много факторов: от общения с кем-то до игры на телефоне.

Другие интересные новости:

▪ Мобильный телефон для навигационных систем

▪ Солнечная система оказалась в центре урагана темной материи

▪ Беспроводная подзарядка для iPhone и iPad

▪ TWS-наушники Anker Liberty 4 Pro

▪ Английский язык становится проще

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Туесок для ягод. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какая планета находится ближе всех к Солнцу? Подробный ответ

▪ статья Сдвижная форточка. Домашняя мастерская

▪ статья Простой стробоскоп с двумя излучателями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Звуковой индикатор пропадания сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026