Поліпшення параметрів підсилювача мікросхемі К174УН7. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

Асортимент спеціалізованих мікросхем, що безперервно розширюється, здавалося б, повинен обмежити творчість радіоаматорів. Справді, такі мікросхеми зазвичай орієнтовані їх розробниками рішення у радіоелектронної апаратурі однієї конкретної завдання чи, у разі, вузького кола завдань. Ось чому радіоаматорам та радіоконструкторам начебто залишаються лише творчі "ігри в кубики" - комбінувати вузли на мікросхемах, зібрані за типовими схемами включення.

Однак дух рубрики "Радіоаматор ставить експеримент", яка колись більш-менш регулярно з'являлася на сторінках нашого журналу, не вмирає у серцях наших читачів. Свідчення тому - стаття В. Громова і А. Радомського, на яку, як нам здається, повинні звернути увагу не тільки радіоаматори, а й професіонали - як розробники апаратури, так і творці мікросхем. Ми чекаємо на їх відгуки на ту публікацію - адже мікросхема К174УН7 дуже широко застосовується в побутовій радіоапаратурі.

Ну, а до всіх читачів звертаємося з пропозицією - вести експерименти як щодо вдосконалення типових схем включення спеціалізованих ІМС, так і їх використання в нетипових схемах включення (реалізація нових функцій і т. д.). Однак, отримавши цікавий позитивний ефект, не поспішайте писати до редакції: перевірте його відтворюваність на кількох екземплярах мікросхем.

В даний час підсилювачі потужності звукової частоти (УМЗЧ) малогабаритної радіоапаратури досить часто будують на основі спеціалізованої інтегральної мікросхеми (ІВ) К174УН7 [1]. Однак її застосування, без сумніву, було б ще ширшим, якби не великі нелінійні спотворення (у типовому включенні – до 10 % при вихідній потужності 4,5 Вт на частоті 1 кГц та напрузі живлення 15 В) та недостатньо високе в деяких випадках вхідний опір (50 кОм). Тож не дивно, що радіоаматори шукають шляхи зниження нелінійних спотворень, пропонуючи, наприклад, замінити ланцюг вольтодобавки стабілізатором струму на польовому транзисторі [2]. На жаль, перевірка рекомендацій, запропонованих в [2], показала, що їх реалізація веде не стільки до зменшення спотворень, скільки зниження максимальної потужності, що віддається в навантаження.

При випробуваннях кількох примірників ІВ До 174УН7 з'ясувалося, що найбільш характерні спотворення її вихідної напруги виявляються в "округленні" або явному обмеженні негативного напівперіоду сигналу. У зв'язку з цим була перевірена ефективність такого заходу, як застосовується в деяких промислових апаратах регулювання режиму ІС по постійному струму подачею на її виведення 7 (через резистор опором 3...6,8 кОм) напруги з дільника, що регулюється. Перевірка показала, що і цей захід практично не знижує коефіцієнта гармонік і не збільшує неспотвореної вихідної напруги, а лише дозволяє досягти симетричного його обмеження.

Варіант УМЗЧ, зібраний за схемою на рис. 1, має значно кращі характеристики, ніж типовий на зазначеній ІВ. Одна з його відмінностей від типового – додаткова ООС через резистор R6.

Підключення останнього безпосередньо до голівки гучномовця зменшує нерівномірність АЧХ та нелінійні спотворення, обумовлені наявністю конденсатора С9. При опорі резистора R6, вказаному на схемі, напрузі живлення 15 В і вихідної потужності 4 Вт (на навантаженні опором 4 Ом) номінальна вхідна напруга пристрою - 120 мВ.

Крім того, для скорочення числа номіналів ємність оксидного конденсатора С3 в ланцюзі ООС зменшена до 100 мкФ (нерівномірність АЧХ у діапазоні частот 40...20 000 Гц при цьому не перевищує 0,4 дБ).

Головна ж відмінність цього УМЗЧ - у опорі резистора R2 (у типовому включенні ІС воно дорівнює 47 кОм). У ході експериментів було помічено, що цей резистор дуже суттєво впливає на спотворення та його підбором можна значно збільшити вихідну напругу УМЗЧ. (З десяти випробуваних ІВ тільки дві не зажадали підбору резистора R2, тобто зміни його опору щодо типового; опір резисторів для інших ІВ коливався в межах 0,1...1 МОм).

На рис. 2 показана залежність максимальної вихідної потужності Рmax та коефіцієнта гармонік Кг від напруги живлення Uпіт (спотворення вимірювалися при Рmax, що відповідає даному напрузі Uпіт). Параметри оцінювалися на частоті 1 кГц при двох значеннях опору резистора R2: типовому (47 кОм) та оптимізованому за максимальною потужністю (750 кОм). Потужність Pmax визначалася максимальною вихідною напругою, на осцилограмі якого спотворення ще були помітні на око (які були ці спотворення насправді, показують криві Кг).

Мал. 2

Як видно із рис. 2,при Uпіт=15 У підбором резистора R2 вдалося збільшити Рmax на 1,5 Вт при одночасному зниженні коефіцієнта гармонік майже в 3,5 рази, а при Uпіт=18 В - приблизно на 3 Вт при зниженні К,. майже втричі. (Очевидно, що при однакових спотвореннях виграш у потужності Рmax був би ще більшим). Отриманий результат говорить сам за себе, якщо врахувати, що випробувана ІВ була цілком кондиційною: при Uпіт = 15 В, R2 = 47 кОм і вихідний потужності Рвых = 4,5 Вт її коефіцієнт гармонік не перевищував 7,2% (після підбору резистора R2 він зменшився до 1,1%).

Залежності Рmax (Uпіт) та Кг (Uпіт) УМЗЧ з оптимізованим опором резистора R2 (750 кОм) були зняті також на частотах 60 Гц і 5 кГц (рис. 3). Зменшення Рmax на нижчих частотах обумовлено впливом ємності С9 конденсатора (1000 мкФ). При опорі навантаження Rн=4 Ом його ємність бажано збільшити хоча б 2000 мкФ.

Мал. 3

Криві, зображені на рис. 4 ілюструють залежність ККД і струму спокою Iо від напруги живлення Uпіт при тих же двох опорах резистора R2. Неважко бачити, що при R2 = 750 ком підвищується і ККД, причому відчутний виграш виходить при Uпит>10 В.

Мал. 4

Для виявлення реальної залежності коефіцієнта гармонік Кг від рівня вихідної потужності Рвых екземпляр ІС із середніми параметрами був випробуваний при Uпіт=15 В, Rн=4 Ом, С9=4000 мкФ і R2=R2опт=510 кому (рис. 5). Як бачимо, при Рвых=4 Вт коефіцієнт гармонік УМЗЧ, зібраного цьому примірнику ІВ за схемою на рис. 1, у діапазоні частот 60...10 000 Гц не перевищує 3%.

Мал. 5

Вхідний опір самої ІВ К174УН7 було розраховано за результатами вимірювання вхідного опору УМЗЧ (при відключеному регуляторі гучності), виконаного на екземплярі, для якого R2опт = 750 кОм. Виявилося, що у діапазоні частот 50...15 000 Гц вхідний опір ІВ перевищує 30 МОм. Інакше висловлюючись, вхідний опір УМЗЧ майже дорівнює опору резистора R2 і за необхідності може бути значно більше 50 кОм.

При конструюванні стереофонічного УМЗЧ може статися, що оптимальні опори резисторів R2 у лівому та правому каналах виявляться різними. Для отримання ідентичних АЧХ вихідний опір попереднього каскаду в цьому випадку має бути меншим за опір резистора R2, а ємність роздільного конденсатора С2 - такий, щоб у каналі з меншим опором резистора не спостерігався помітний спад АЧХ на нижчих частотах (у більшості випадків достатньо взяти С2= 0,47...1 мкФ).

УМЗЧ добре працює при живленні від нестабілізованого джерела, проте, якщо головним є отримання максимальної вихідної потужності і мінімальних спотворень при середній, необхідно використовувати стабілізатор з вихідною напругою 17...18 В.

Слід врахувати, що при роботі з підвищеною (до 5...6 Вт) вихідною потужністю потрібно забезпечити хороше відведення тепла від ІВ, вживши необхідних у таких випадках заходів щодо зниження теплового опору між її пластинами та тепловідведенням. Дуже цінно те, що оскільки потенціал пластин ІВ (щодо загального дроту) близький, до 0, як загальне тепловідведення без ізолюючих прокладок можна використовувати металеве шасі або інші металеві деталі конструкції, з'єднані із загальним (мінусовим) дротом і забезпечують ефективне розсіювання тепла.

література

1. Інтегральні схеми: Довідник Б. В. Тарабрін, Л. Ф. Лунін, Ю. І. Смирнов та ін; за ред. Б. В. Тарабріна.- М.: Радіо та зв'язок, 1983.
2. Філін С. Зниження спотворень в підсилювачах потужності на ІМС. - Радіо, 1981 № 12, с. 40.

Автори: В. Громов, О. Радомскін, м. Львів; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

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 Невидимі автомобільні динаміки 24.11.2022 Корейська LG Display показала нову розробку для автомобілів дуже тонкий динамік Thin Actuator Sound Solution, який у компанії назвали "невидимим". Завдяки скромним розмірам і малій вазі такі колонки можна вмістити в найнесподіваніших і раніше недоступних місцях, максимально приховавши від очей. Незважаючи на компактність, Thin Actuator Sound Solution вміє вібрувати, забезпечуючи насичений тривимірний звук. Зменшити розміри та вагу LG вдалося завдяки видаленню звукової котушки, магніту та інших складових традиційних динаміків. У Actuator Sound Solution застосований так званий плівковий збудник: завдяки йому пристрій здатний передавати вібрацію навколишнім матеріалам. Габарити динаміка - 150 мм заввишки і 90 мм завширшки, що трохи більше розміру звичайного бланка паспорта. Товщина складає всього 2,5 міліметра, а вага – 40 грамів. Це дозволить виробникам вбудовувати інноваційну колонку, якою не потрібно грати майже в будь-якій частині салону. Наприклад, її можна буде сховати в оббивку полотна, центральний тунель, передню панель та підголівники. Крім цього, Actuator Sound Solution не використовується рідкісні елементи, такі як неодим, зазвичай застосовується в динаміках. Завдяки цьому пристрій вийшов ще й екологічнішим. Як стверджують розробники, за звуковими якостями новинка не поступається стандартним динамікам. У продаж Thin Actuator Sound Solution надійде наступного року.

Інші цікаві новини:

▪ Радар живиться від батарейки

▪ Швидкісний робопес

▪ Вуличний телевізор Samsung Terrace

▪ Орбітальне з'єднання кубитів покращують квантові обчислення

▪ Автодорога зі розміткою, що світиться

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Основи безпечної життєдіяльності (ОБЖД). Добірка статей

▪ стаття Без керма і без вітрил. Крилатий вислів

▪ стаття Де з'явився арахіс? Детальна відповідь

▪ стаття Функціональний склад телевізорів Grundig Довідник

▪ стаття Підключення варильної поверхні. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Хибна тасовка. Розташування карток після тасовки не змінюється чотири способи). 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