УМЗЧ на польових транзисторах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

Описуваний УМЗЧ із потужними польовими транзисторами відрізняється високою температурною стабільністю, має малий струм спокою, не боїться замикань у навантаженні, досить стійкий та надійний. До особливості запропонованої конструкції можна віднести обмежений вихідний струм і у зв'язку з цим необхідність використання динаміків з номінальним опором 8 або 16 Ом.

Технічні характеристики підсилювача

• Номінальна вихідна потужність на навантаженні 8 Ом, Вт......32
• Чутливість, В......1
• Вхідний опір, ком......20
• Глибина ООС на частоті 20 кГц, дБ......36
• Коефіцієнт гармонійних спотворень при Рвых = 8 Вт на частоті 20 кГц, %, не більше 0,015

Відношення сигнал/шум підсилювача не вимірювалося, але поблизу АС помітного шуму при включеному УМЗЧ не прослуховується.

Основна особливість пристрою – використання високочастотних генераторних польових транзисторів із горизонтальною структурою каналу (КП904А). Як відомо з [1], цей тип МДП транзисторів відрізняється відносно лінійною передатною характеристикою та високою швидкодією. Однак порівняно невисока крутість характеристики та підвищений опір у відкритому стані обмежують максимальний струм транзистора.

Як з'ясувалося з експериментів з транзисторами КП904А, кривизна початкової ділянки їхньої прохідної характеристики незначна, і при струмі спокою близько 30 мА прохідна характеристика вихідного каскаду вже досить лінійна, тому комутаційні спотворення виявляються дуже низькими. Відносно малі значення ємностей цих транзисторів дозволяють відмовитися від їхньої форсованої перезарядки.

Транзистори серії КП904 перспективні і як підсилювач напруги, оскільки дають значне лінійне посилення та швидкодію за відсутності ефекту насичення. Завдяки їх досить лінійним характеристикам спотворення в такому підсилювачі немає широкого спектру гармонік, який буває з біполярними транзисторами.

Сам підсилювач охоплений загальною ООС середньої глибини, яка на всіх звукових частот практично не зменшується. Корекції "вперед" або "назад", що викликають навантаження на імпульсному сигналі або знижують швидкісні характеристики, в ньому не використані.

Схему УМЗЧ наведено на рис. 1. Вхідний сигнал після ФНЧ R2C1 приходить на один із входів диференціального підсилювача, виконаного на транзисторах VT1 - VT4. Застосування складових транзисторів підвищує лінійність вхідного каскаду та його вхідний опір. Генератор струму каскаду виконаний VT5; діоди VD2, VD3 та резистор R11 задають його струм, а резистор R12 покращує симетрію плечей каскаду на високих частотах. Сам цей генератор живиться напругою, що визначається стабілітроном VD1. Диференціальний підсилювач при струмі спокою 3 мА має спад коефіцієнта посилення на 1 дБ частоті близько 360 кГц (вхідна ємність наступного каскаду - близько 300 пФ).

(Натисніть для збільшення)

З виходу першого каскаду протифазні сигнали підведені до затворів потужних польових транзисторів VT6 VT7 другого диференціального каскаду - основного підсилювача напруги. Потужні транзистори КП904А тут використані тому, що при струмі стоку VT7 20 мА вони мають високу крутість характеристики та велике посилення: на частоті 20 кГц – близько 170. Каскад розвиває напругу до 25 Вефф. Струм спокою підібраний для забезпечення високої швидкості наростання вихідної напруги та лінійності.

З виходу підсилювача напруги сигнал надходить на затвор потужного транзистора VT11 через емітерний повторювач на VT9, а на затвор нижнього транзистора VT12 вихідного каскаду він приходить через фазний каскад, виконаний на VT10. Резистор R23 підібраний таким чином, щоб коефіцієнт передачі обох плечей вихідного каскаду був строго однаковий. Елементи R29-R31, C3 задають глибину ООС УМЗЧ по постійному та змінному струму, а конденсатор С4 використаний для фазової корекції петлі ООС. Елементи L3, C23, R27, R28 забезпечують нормальну роботу підсилювача при комплексному характері навантаження на високих частотах.

Цей УМЗЧ за заданої глибини загальної ООС досить стійкий. Як експеримент глибина ООС у ньому була тимчасово збільшена до 54 дБ і коефіцієнт посилення знижений до 2 при випаяному С4 - і в цьому випадку нестійкості не виявилося.

Схема джерела живлення наведено на рис. 2. Як видно, він дуже простий. Слід звернути увагу, що конденсатори фільтра живлення розміщені на платах кожного каналу УМЗЧ. Таким чином, кожен канал отримує свій фільтр, розташований поблизу вихідного каскаду. Резистори R2 - R5 (0,5 Ом) обмежують кидок струму під час включення до мережі та забезпечують деяку додаткову розв'язку підсилювачів. Такий спосіб рекомендований у [2].

Пристрій захисту для УМЗЧ не розроблялося, а реле на виході УМЗЧ не використовується через те, що клацання перехідного процесу при включенні ледь чутно.

Слід мати на увазі, що більш дорогі транзистори серії 2П904А, що мають менший розкид параметрів, підсилювачі, що описується, доцільно використовувати в другому диференціальному каскаді. Схему приставки для вимірювання початкового струму стоку наведено на рис. 3. Транзистори з великим початковим струмом, як правило, мають і більшу крутість.

Трохи про монтаж підсилювача. Друкована плата під даний підсилювач не розроблена, виготовлено лише двоканальний макет з об'ємним монтажем. При монтажі або самостійному розведенні друкованої плати варто звернути увагу на низку важливих моментів.

Загальний провід ланцюгів живлення (показаний на схемі потовщеною лінією) та загальний провід сигнальних ланцюгів (тонкою лінією) розділені між собою резистором 10 Ом (R33).

На схемі ланцюга початку VT12 включений діод VD8, зашунтований танталовим конденсатором С22. Ці елементи слід встановлювати лише у тому випадку, якщо конкретний екземпляр VT12 КП904А матиме початковий струм стоку вище 5 мА; у такому разі ця "підставка" буде просто необхідна. Але все ж таки набагато краще буде встановити на місце VT12 екземпляр з початковим струмом стоку менше 5 мА, а транзистори з великим струмом встановити у верхнє плече або диференціальний підсилювач.

Не зайве нагадати і про те, що при монтажі всі висновки елементів і провідники треба намагатися робити якомога коротше, а силові - товщі. Важливо, щоб стік VT11 та витік VT12 (або діодна "підставка") були приєднані безпосередньо до висновків конденсаторів фільтра, довжина провідників має бути мінімальна.

Вихідні транзистори VT11, VT12 розташовані на окремих ребристих теплотводах розмірами 90x65x50 мм, що використовувалися в блоках малої розгортки МС-3 телевізорів. Товщина пластини тепловідведення – 5 мм, і для кріплення корпусу транзистора потрібно лише розсвердлити отвір діаметром 8,5 мм.

Транзистор VT8 також треба ставити на тепловідведення, який в авторському варіанті є дві пластинки з дюралюмінію розмірами 40x25x2 мм, підкладені з обох боків монтажної плати і скріплені гвинтом. При монтажі ці пластини виявляються з'єднаними з колектором VT8, де діє напруга великої амплітуди посиленого сигналу. Тому таке тепловідведення слід розмістити подалі від вхідних ланцюгів підсилювача. Пластини можна ізолювати від транзистора, але не варто з'єднувати їх із загальним проводом або корпусом, тому що утворюється значна паразитна ємність навантаження, яка може суттєво знизити швидкість наростання вихідної напруги каскаду.

У підсилювачі можна застосовувати резистори МЛТ-0,125, але в позиціях R6 - R9 краще застосувати прецизійні резистори С2-14, С2-29 з допуском не більше 1% або звичайні підібрані за допомогою омметра.

Конденсатори С1, С4 – КТ-1; С2, С3, С6, С9, С18-С21 - К73-17; С7, С22 – К53-4; С23 – К73-9. Оксидні конденсатори С5, С8 на напругу 63 - фірми JAMICON. Конденсатори С10-С17 – малогабаритні імпортні НРЗ, але підійдуть і більші – JAMICON.

Дроселі L1, L2 - Д1-0,1 із серії ДПМ або аналогічні індуктивністю 200...500 мкГн на струм 100 мА. Котушка L3 намотана на резистори МЛТ-2 (R27) виток до витка і містить 20 витків дроту ПЕВ-20,8 мм.

Про налагодження підсилювача. Подавши живлення, слід перевірити, чи відповідають режими постійного струму вказаним на схемі. Струм другого диференціального каскаду (40 мА) у разі помітного відхилення можна змінювати підбором резистора R11. Якщо напруга на резисторах R8, R9 сильно відрізняється (більш ніж на 20%), це свідчить про суттєву різницю параметрів транзисторів VT6, VT7; бажано підібрати їх точніше. Вибором резистора R17 встановлюють струм спокою вихідних транзисторів 30...40 мА.

Далі УМЗЧ навантажують на еквівалент навантаження опором 8 Ом і, подавши на вхід з генератора 3Ч сигнал частотою 1 кГц і амплітудою 1, перевіряють наявність на виході синусоїдального сигналу амплітудою близько 16 В. Причиною істотного відхилення від цього значення або спотворення монтаж або використання несправних елементів.

Далі, тимчасово відключивши конденсатор С1, подають на вхід УМЗЧ через конденсатор К73-17 ємністю 1,5 мкФ сигнал "меандр" з розмахом близько 0,25 і частотою 100 кГц; підбором конденсатора С4 домагаються мінімальної амплітуди та тривалості перехідного коливального процесу. Після цієї перевірки конденсатор С1 встановлюють місце. Може бути так, що конденсатор взагалі не потрібен. На цьому налаштування можна вважати завершеним.

Підсилювач відрізняється природним, відкритим та легким звучанням музичних інструментів, а малі спотворення сприяють детальній передачі просторової сцени та мікродинаміки звукових образів. Як гучномовці з підсилювачем використовувалася AC S-90D.

література

1. Дияконів В. П. та ін. Схемотехніка пристроїв на потужних польових транзисторах. - М: Радіо і зв'язок, 1994.
2. Атаєв Д. І., Болотніков В. А. Практичні схеми високоякісного звуковідтворення. МРЛ. - М: Радіо і зв'язок, 1986.

Автор: Я.Токарєв, м.Москва

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 Сонячна батарея на склі 24.10.2006 Німецькі вчені збираються робити дешеві сонячні батареї, виростивши кремній на склі. Вчені з Інституту вирощування кристалів (ФРН) на чолі з доктором Торстеном Боєком спільно з компанією "BP Solar" розпочали трирічний проект вирощування на склі тонких плівок полікристалічного кремнію з великими зернами. Суть ідеї така. Зараз підкладки для сонячних батарей роблять, розрізаючи монокристали кремнію на пластини завтовшки 0,45 мм. А фотон проникає у сонячну батарею на глибину лише 0,02 мм. Виходить, що величезна кількість надчистого кремнію витрачається даремно: тонка монокристалічна плівка впоралася б з роботою з перетворення світла на електрику нітрохи не гіршу за товсту пластинку. Відповідно, і ціна була б набагато нижчою. На жаль, тонкі плівки кремнію не ростуть у вигляді монокристалів. Навпаки, вони складаються із дрібних зерен, що суттєво знижує ефективність батареї. Для збільшення розміру зерен кремнію, що вирощуються на скляній (оксид того ж кремнію!) платівці, німецькі вчені запропонували двостадійний процес. Спочатку вони створюють на поверхні скла сітку із зародків кремнію з кроком 0 мм. Потім перетворюють ці зародки на повноцінні зерна. В результаті виходить безперервна полікристалічна плівка чистого кремнію завтовшки 0,05 мм. Вона й повинна послужити основою для дешевих сонячних батарей.

Інші цікаві новини:

▪ Мікроантени для інтерфейсу мозок-комп'ютер

▪ Перший 5G-смартфон

▪ Пам'ять Samsung DRAM CXL 2.0 128 ГБ

▪ Мініатюрний датчик з радарною технологією

▪ Біорозкладні друковані плати для електроніки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Стабілізатори напруги. Добірка статей

▪ стаття Інвестиції. Шпаргалка

▪ стаття Як пов'язані гомофобія та латентна гомосексуальність? Детальна відповідь

▪ стаття Електромонтажник-наладчик. Посадова інструкція

▪ стаття Біофізометр для діагностики функціонального стану людини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Норми випробувань електрообладнання та апаратів електроустановок споживачів. Струм провідності обмежувачів перенапруг при змінній напрузі частоти 50 Гц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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