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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore di potenza economico e di alta qualità. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor Come sapete, gli amplificatori finali simmetrici a banda larga LF introducono una distorsione minima a tutti i livelli di potenza in uscita. Una delle versioni più avanzate di un amplificatore di alta qualità con queste proprietà è stata pubblicata in [1]. Una descrizione dettagliata di questo amplificatore può essere trovata anche in [2]. L'amplificatore è progettato su transistor di una struttura aggiuntiva ed è simmetrico e push-pull dall'ingresso all'uscita. In ingresso viene attivato un doppio stadio differenziale e ciascuno dei bracci dello stadio di uscita è un amplificatore coperto da feedback negativo (NFB) con un coefficiente di trasferimento di tensione maggiore di uno. I vantaggi di queste soluzioni circuitali sono descritti in dettaglio sia in questi lavori che nelle pagine della rivista Radio [3, 4].
Durante il test di diverse istanze dell'amplificatore, assemblato secondo uno schema simile sulla base dell'elemento domestico, è stato rilevato uno svantaggio: una significativa diminuzione del fattore di utilizzo della tensione di alimentazione (SIF) quando si opera con un carico a bassa resistenza *. E questo comporta la necessità di aumentare la tensione di alimentazione per ottenere una determinata potenza, il che porta ad una diminuzione dell'efficienza, un deterioramento del regime termico dei transistor di uscita, e un aumento delle dimensioni dell'amplificatore del 50% e, insieme a proposito, ridurre l'impedenza di uscita dell'amplificatore del 35% mantenendo il resto delle caratteristiche. L'amplificatore descritto di seguito è adatto per amplificare potenti segnali audio come parte di installazioni di riproduzione del suono di fascia alta, nonché per l'uso come potente amplificatore operazionale a banda larga. Principali caratteristiche tecniche dell'amplificatore Potenza di uscita nominale (sinusoidale), W, con resistenza di carico, Ohm:
I parametri sono stati misurati quando l'amplificatore è stato alimentato da una sorgente stabilizzata di ±31,5 V. Quando si utilizza una sorgente non stabilizzata, per mantenere le caratteristiche, la tensione di alimentazione deve essere aumentata di 1 ... 3 V, a seconda della capacità del filtro condensatori. Si precisa che per il livello delle distorsioni non lineari è indicato il valore limite superiore, per le capacità degli strumenti di misura a disposizione degli autori. Il tempo impiegato per stabilire la caratteristica transitoria è stato misurato anche applicando all'ingresso una caduta di tensione con un tempo di salita di 0,1 μs. Per un'ampiezza di uscita di 10 V, è risultato essere di circa 1 μs e i picchi sulla parte piatta non erano superiori al 15'%. Sulla fig. 1 mostra le dipendenze della potenza massima in uscita, corrispondente ad un coefficiente armonico di 0,2%, dalla resistenza di carico UR con alimentazione stabilizzata di ±31,5 V (curva L), nonché dalla tensione di alimentazione a UR 7,7 Ohm ( curva 2).
corrente (VT7, VT8), che lavorano in antifase. Tale inclusione ha raddoppiato la corrente di "accumulo", ha ridotto la distorsione non lineare e ha migliorato le proprietà di frequenza; amplificatore nel suo insieme. Ciascuno dei bracci dell'amplificatore di uscita simmetrico è realizzato secondo lo schema Darlington. È un amplificatore a tre stadi (in due stadi, i transistor sono collegati secondo il circuito con un emettitore comune e in uno - con un collettore comune). L'amplificatore è coperto da un OOS dipendente dalla frequenza, che determina il suo coefficiente di trasferimento di tensione, che è vicino a tre nella gamma audio. Poiché il segnale di retroazione prelevato dal resistore R39 (R40) è proporzionale alle variazioni della corrente del transistore di uscita, viene inoltre effettuata una stabilizzazione piuttosto rigida del punto di lavoro di tale transistore; La tensione di polarizzazione dello stadio di uscita è determinata dalla resistenza della giunzione collettore-emettitore del transistor VT9 ed è regolata dal resistore R24. La tensione di polarizzazione è stabilizzata termicamente dal diodo VD4, che è montato sul dissipatore di calore di uno dei potenti transistor. L'OOS totale per la corrente continua attraverso il resistore R33 stabilizza la modalità di tutti gli stadi e avvicina il potenziale di uscita all'ingresso, che è zero. Il circuito R17C5 riduce la profondità del FOS ac convertendo l'amplificatore in un filtro attivo con un guadagno di circa 27 dB.
Gli elementi di correzione R16, C4, C6 -C11 garantiscono la stabilità dell'amplificatore e ne equalizzano la risposta in frequenza. Il filtro passa basso passivo R2C1 impedisce ai segnali RF di entrare nell'ingresso. La catena C12R45L1R47 compensa la componente reattiva della resistenza di carico. Sui transistor VT12 e VT13 è assemblata un'unità per la protezione dei transistor di uscita dai sovraccarichi di corrente e tensione. La resistenza R1 consente, se necessario, di limitare la potenza in uscita in base al livello del segnale proveniente dal preamplificatore e alle capacità dell'altoparlante utilizzato. L'amplificatore è montato su un circuito stampato (Fig. 3) con dimensioni di 142X72 mm, realizzato in fibra di vetro a doppia faccia con uno spessore di 1,5 mm. Sul lato dei dettagli (Fig. 4), la lamina è lasciata sotto forma di un campo "terreno" continuo. Intorno ai fori per i conduttori delle parti entro un raggio di 1,5 ... 2,5 mm, la pellicola è stata rimossa. All'esterno della scheda ci sono fusibili FU1-FU3, transistor VT16, VT17, che sono fissati su dissipatori di calore con un'area di almeno 1000 cm2 e un diodo VD4. Inoltre, la resistenza R1 può essere collegata al pannello frontale in modo da poter regolare rapidamente la potenza massima in uscita.
Oltre a quelli indicati nel diagramma, nell'amplificatore possono essere utilizzati altri transistor al silicio ad alta frequenza a bassa potenza, ad esempio KT342A, KT342B e KT313B, KT315 e KT361 (con indici da B a E). I transistor VT14 e VT15 (possibile sostituzione -KT816V, KT816G e KT817V, KT817G o KT626V e KT904A) sono dotati di dissipatori nervati con dimensioni di 23X X25X12 mm. Come transistor di uscita possono essere utilizzati i transistor KT818GM e KT819GM, che consentono, con un aumento della tensione di alimentazione (vedi Fig. 1), di ottenere potenze superiori a 70 watt. Il diodo Zener VD1 può essere anche D816G o 2S536A, VD2, VD3 -KS147A (con opportuna correzione delle resistenze dei resistori R11 e R14). Come trimmer sono stati utilizzati resistori del tipo SP5-3. I resistori R39, R40, R46, R47 sono realizzati con filo ad alta resistenza con un diametro di 0,8 mm, i resistori R35, R38, R45, R47 sono MOY, il resto sono MLT. L'induttore L1 è avvolto su un resistore R47 con un filo PEV-2 0,8 in una riga fino a riempire la custodia del resistore. Condensatore C2 - IT o K50-6, C5 - K50-6, il resto - KM. La configurazione dell'amplificatore è la seguente. Innanzitutto, senza collegare potenti transistor, un manichino di carico è collegato all'uscita dell'amplificatore e, aumentando gradualmente la tensione di alimentazione, dall'assenza di picchi nella corrente consumata o da un calo significativo della tensione attraverso il carico, sono convinti del corretta installazione. Successivamente, i transistor di uscita sono collegati e il resistore R18 imposta la tensione di uscita vicino a zero (non più di 10 mV) e il resistore R24 imposta la corrente di riposo al livello di 15 ... 25 mA. In conclusione, notiamo che l'uso di un numero relativamente elevato di transistor in questo amplificatore è compensato dalla sua producibilità. Le soluzioni circuitali utilizzate, la presenza di protezione ambientale locale garantiscono elevate prestazioni e buona riproducibilità senza un'attenta regolazione. In questo caso, la selezione preliminare dei transistor non è praticamente richiesta. Grazie all'uso ottimale della tensione di alimentazione e della bassa corrente di riposo, l'amplificatore è economico. E la possibilità di ottenere un'ampia gamma di potenze massime di uscita con carichi da 4 a 15 ohm modificando la tensione di alimentazione (inoltre, potrebbe essere necessario selezionare i resistori R21 e R25 in modo che le correnti che li attraversano siano entro 10 ... 20 mA) fornisce versatilità nell'uso di questo amplificatore. Pubblicazione: cxem.net
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