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:

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 Ветряк в открытом море 18.12.2009 Ветроэлектростанции выгоднее ставить в море, подальше от берега. Над плоской поверхностью воды ветер сильнее и устойчивее, а постоянный шум от вращающейся турбины не мешает окрестным жителям. Прибрежные ветростанции существуют в мире уже 30 лет, но вдали от суши большие глубины затрудняют установку башни с ветряком на дне. Норвежская компания "Статойл-Гидро" летом 2009 года смонтировала первую ветроэлектростанцию в открытом море, в 10 километрах от норвежского острова Карме. Этот ветряк мощностью 2,3 мегаватта, изготовленный немецкой фирмой "Сименс", не опирается на дно, а лишь заякорен на нем тремя растяжками и плавает в толще воды, выступая над морем на 65 метров. Конструкция может быть установлена на глубинах до 700 метров, что в семь раз больше средней глубины Северного моря. Система считается экспериментальной: на протяжении двух лет инженеры проверят, легко ли обслуживать и ремонтировать плавучую электростанцию, а также насколько надежной будет передача выработанной энергии на сушу по подводному кабелю.

Другие интересные новости:

▪ Обмен запахами с помощью мобильников

▪ Водородный поезд Hybari

▪ Хомяк спит - теломеры растут

▪ Лазерная рентгеновская установка обнаружит радиоактивную контрабанду

▪ Как меняется восприятие запахов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Хождение по мукам. Крылатое выражение

▪ статья Какое изобретение 20 века японцы считают самым важным? Подробный ответ

▪ статья Работа на заточных и обдирочных станках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пятиполосный эквалайзер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кварцевый генератор с электронной коммутацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025