Високоякісний економічний підсилювач потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

Як відомо, симетричні широкосмугові кінцеві підсилювачі НЧ вносять мінімальні спотворення за всіх рівнів вихідної потужності. Один з найбільш досконалих варіантів високоякісного підсилювача, що має зазначені властивості, був опублікований в [1]. Детальний опис цього підсилювача можна знайти також у [2]. Підсилювач спроектований на транзисторах додаткової структури і є симетричним та двотактним від входу до виходу. На вході включений подвійний диференціальний каскад, а кожне з плечей вихідного ступеня є підсилювач, охоплений негативним зворотним зв'язком (ООС) з коефіцієнтом передачі за напругою більше одиниці. Переваги цих схемних рішень докладно описані як у зазначених роботах, і сторінках журналу " Радіо " [3, 4].

Рис.1 Залежність максимальної вихідної потужності, що відповідає коефіцієнту гармонік 0,2 %, від опору навантаження (крива 1) та від напруги живлення при опорі навантаження 7,7 Ом (крива 2)

При випробуваннях кількох екземплярів підсилювача, зібраних за аналогічною схемою на вітчизняній елементній базі, виявився один недолік - суттєве зменшення коефіцієнта використання напруги живлення (КІНП) під час роботи на низькоомне навантаження*. А це тягне за собою необхідність збільшувати напругу живлення для отримання заданої потужності, що призводить до зниження економічності, погіршення теплового режиму вихідних транзисторів і збільшення габаритів підсилювача. 50 % і, принагідно, на 35 % знизити вихідний опір підсилювача за збереження інших показників.

Підсилювач, що описується нижче, придатний для посилення потужних звукових сигналів у складі звуковідтворювальних установок високого класу, а також для використання в якості потужного широкосмугового, операційного підсилювача.

Основні технічні характеристики підсилювача

Номінальна (синусоїдальна) вихідна потужність, Вт, при опорі навантаження, Ом:
8 ........................... 48
4 ................................................. ........ 60
Діапазон відтворюваних частот при нерівномірності АЧХ
не більше 0,5 дБ та вихідний потужності 2 Вт, Гц. . . . 10...200000
Рівень нелінійних спотворень при номінальній вихідній потужності в діапазоні 20...20000 Гц % ........ 0,05
Номінальна вхідна напруга (діюче значення), 0,8
Вхідний опір, ком . . . . . . . . . . . . . 47
Вихідний опір, Ом........................ 0,02

Параметри виміряні під час живлення підсилювача від стабілізованого джерела ±31,5 В. При використанні нестабілізованого джерела для збереження характеристик напруга живлення слід збільшити на 1...3 В залежно від ємності конденсаторів фільтра. Слід зазначити, що з рівня нелінійних спотворень зазначено верхнє граничне значення, обумовлене можливостями авторів вимірювальної апаратури.

Вимірювався час встановлення перехідної характеристики при подачі на вхід перепаду напруги з тривалістю фронту 0,1 мкс. Для вихідної амплітуди 10 В воно дорівнювало приблизно 1 мкс, причому викиди на плоскій частині становили не більше 15'%. На рис. 1 представлені залежності максимальної вихідної потужності, що відповідає коефіцієнту гармонік 0,2 %, від опору навантаження RH при стабілізованому живленні ±31,5 (крива L), а також від напруги живлення при RH 7,7 Ом (крива 2).
Принципова схема підсилювача наведено на рис. 2. Вхідний каскад є два диференціальних підсилювача (включених паралельно), виконаних на транзисторах VT1, VT3 і VT2, VT4 додаткової структури. Генератори струму на транзисторах VT5, VT6 забезпечують стабільність значень (близько I мА) сумарних емітерних струмів диференціальних пар, а також розв'язування ланцюгів живлення. Сигнал на вихідний підсилювач подається з керованих генераторів.

струму (VT7, VT8), які працюють протифазно. Таке включення збільшило струм "розгойдування" вдвічі, знизило нелінійні спотворення та покращило частотні властивості; підсилювача загалом. Кожне з плечей симетричного вихідного підсилювача виконано за схемою Дарлінгтон. Воно являє собою трикаскадний підсилювач (у двох каскадах транзистори включені за схемою із загальним емітером і в одному - із загальним колектором). Підсилювач охоплений частотно-залежної ООС, що визначає його коефіцієнт передачі за напругою, який у звуковому діапазоні близький до трьох. Так як сигнал зворотного зв'язку, що знімається з резистора R39 (R40), пропорційний змін струму вихідного транзистора, додатково здійснюється досить жорстка стабілізація робочої точки цього транзистора; Напруга зміщення вихідного ступеня визначається опором переходу колектор - емітер транзистора VT9 і регулюється резистором R24. Напруга зміщення термостабілізована діодом VD4, який закріплений на тепловідводі одного з потужних транзисторів.

Загальна ООС постійного струму через резистор R33 стабілізує режим всіх каскадів і наближає вихідний потенціал до вхідного, який дорівнює нулю. Ланцюжок R17C5 зменшує глибину ООС по змінному струму, перетворюючи підсилювач на активний фільтр з коефіцієнтом передачі близько 27 дБ.

Елементи корекції R16, С4, С6-С11 забезпечують стійкість підсилювача та вирівнюють його АЧХ. Пасивний фільтр низьких частот R2C1 запобігає влученню на вхід радіочастотних сигналів. Ланцюжок C12R45L1R47 компенсує реактивну складову опору навантаження. На транзисторах VT12 і VT13 зібраний вузол захисту вихідних транзисторів від перевантажень струму і напруги. Резистор R1 дозволяє при необхідності обмежити вихідну потужність відповідно до рівня сигналу від попереднього підсилювача і можливостей гучномовця, що застосовується.

Підсилювач змонтований на друкованій платі (рис. 3) розмірами 142X72 мм, виготовленою із двосторонньо фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. З боку деталей (рис. 4) фольга залишена у вигляді суцільного "земляного" поля. Навколо отворів для виводу деталей у радіусі 1,5...2,5 мм фольга видалена.

Поза платою розміщені запобіжники FU1-FU3, транзистори VT16, VT17, які закріплені на тепловідведеннях площею не менше 1000 см2, та діод VD4. Крім того, резистор R1 можна закріпити на передній панелі, щоб була можливість оперативного регулювання максимальної вихідної потужності.

Крім зазначених на схемі підсилювачі можна використовувати й інші малопотужні високочастотні кремнієві транзистори, наприклад КТ342А, КТ342Б і КТ313Б, КТ315 і КТ361 (з індексами від В до Е). Транзистори VT14 та VT15 (можлива заміна -КТ816В, КТ816Г та КТ817В, КТ817Г або КТ626В та КТ904А) забезпечені ребристими тепловідведеннями розмірами 23Х Х25Х12 мм. Як вихідні можна застосувати транзистори КТ818ГМ і КТ819ГМ, які дозволяють при підвищенні напруги живлення (див. рис. 1) отримувати потужності понад 70 Вт.

Стабілітрон VD1 може бути Д816Г або 2С536А, VD2, VD3 -КС147А (при відповідній корекції опорів резисторів R11 і R14).

Як підстроювальні використані резистори типу СП5-3. Резистори R39, R40, R46, R47 виготовлені з високоомного дроту діаметром 0,8 мм, резистори R35, R38, R45, R47 - МОІ, решта - МЛТ. Дросель L1 намотаний на резистори R47 проводом ПЕВ-2 0,8 в один ряд до заповнення корпусу резистора. Конденсатор С2-ЦЕ або К50-6, С5-К50-6, решта - КМ.

Налагодження підсилювача зводиться до наступного. Спочатку, не підключаючи потужних транзисторів, до виходу підсилювача приєднують еквівалент навантаження і, плавно збільшуючи напругу живлення, за відсутністю кидків струму, що споживається, або значному падінню напруги на навантаженні переконуються в правильності монтажу. Після цього підключають вихідні транзистори і резистором R18 встановлюють на виході напругу, близьку до нуля (не більше 10 мВ), а резистором R24 струм спокою на рівні 15...25 мА.

На закінчення відзначимо, що застосування в цьому підсилювачі порівняно великої кількості транзисторів компенсується його технологічністю. Використані схемні рішення, наявність місцевих ООС забезпечують одержання високих характеристик та їхню хорошу відтворюваність без ретельного налагодження. При цьому практично не потрібно попереднього відбору транзисторів. Завдяки оптимальному використанню напруги живлення та малому струму спокою підсилювач економічний. А можливість отримання широкого діапазону максимальних вихідних потужностей на навантаженнях від 4 до 15 Ом за рахунок зміни напруги живлення (при цьому додатково може знадобитися підбір резисторів R21 і R25 для того, щоб струми через них були в межах 10...20 мА) забезпечує універсальність застосування цього підсилювача.

Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності транзисторні.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Дисплей Брайля 07.02.2005 Німецькі інженери створили із металу з пам'яттю форми дисплей для сліпих. Для того щоб, скажімо, програміст, який навіть втратив зір від незліченного годинника, проведеного перед монітором, зміг продовжувати радувати суспільство плодами своєї творчої праці, а також і для того, щоб дати можливість користуватися інформаційними технологіями всім позбавленим зору людям, інженери проектують дисплеї для сліпих. . В їх основі - та сама абетка Брайля, що застосовують у книгах, - набір опуклих точок; їх обмацують пальцями та читають текст. Нове вирішення проблеми запропонували німецькі вчені з центру "CAESAR" (Центр передових європейських досліджень та розвідок) на чолі з доктором Бернхардом Вінцеком. Основа запропонованого ними дисплея – тонкі плівки кількох сплавів із пам'яттю форми, нанесені на кремнієву підкладку. Під дією струму метал нагрівається, викривляється та висуває пластиковий штирок. Його людина, яка працює за таким дисплеєм, і обмацує. Інший електричний сигнал повертає штирок у попереднє положення. Дисплей вийшов дуже економним: електрика, та й то у вигляді коротких імпульсів, йому потрібно лише у момент зображення тієї чи іншої літери.

Інші цікаві новини:

▪ Пальне зі спитого чаю

▪ Електронна дошка

▪ Мікрофони для караоке TeslaMic

▪ Гени проти гравітації

▪ Агросеквестрація для подолання кліматичної кризи

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Культурні та дикі рослини. Добірка статей

▪ стаття Фрідьєш Карінті. Знамениті афоризми

▪ стаття Скільки років наймолодшим зіркам? Детальна відповідь

▪ стаття Капуста абіссінська. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Практичне застосування операційних підсилювачів. Частина перша. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття З двох мотузок - одна. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024