UMZCH a banda larga con bassa distorsione. Schema, descrizione

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UMZCH a banda larga con bassa distorsione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor

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Il funzionamento a lungo termine dell'amplificatore di potenza descritto di seguito come parte di un complesso radiofonico per la riproduzione di programmi da CD e registrazioni su nastro di alta qualità ha dimostrato che, nonostante il coefficiente armonico più elevato, la qualità soggettiva del segnale di uscita soddisfa i requisiti più elevati. Numerosi ascolti di vari programmi musicali a diversi livelli di potenza in uscita da parte degli ascoltatori più esigenti non hanno rivelato alcun errore di riproduzione percepibile all'orecchio. I vantaggi dell'amplificatore includono la sua capacità di funzionare a frequenze ultrasoniche dell'ordine di 100 kHz a piena potenza di uscita con una distorsione del segnale piuttosto bassa, una distorsione estremamente bassa a basse e medie frequenze, nonché una relativa semplicità.

Principali caratteristiche tecniche:

Potenza nominale (massima), W,
alla resistenza di carico, Ohm:
4 ............................................. 35(50)
8 ............................. 20(25)
Tensione di ingresso nominale, V ..... 1
Gamma di risposta in frequenza
alla potenza di uscita
-ZdB da nominale, Hz,
non più ............................. 2.5...160 000
Distorsione armonica con resistenza
carico 4 Ohm, %, non di più, a frequenza, Hz:
20...1 000 ................................. 0,002
6300. ............................................... 0,01
20 ................................................. 000
100000. ............................................... 0,13

Lo schema elettrico dell'amplificatore di potenza è mostrato in fig. 1. Lo stadio di ingresso è realizzato sull'amplificatore operazionale DA1. Qui, anche come raccomandato in [Dmitriev N., Feofilaktov N. OA negli amplificatori di potenza. - Radio, 1986, n. 9, pp. 42-46], come segnale di uscita dell'amplificatore operazionale, viene utilizzata la sua corrente di alimentazione, con l'unica differenza che solo uno dei due transistor dello stadio di uscita del l'amplificatore operazionale funziona e il secondo è sempre spento.

Il segnale di uscita viene prelevato dal terminale di potenza negativo dell'amplificatore operazionale DA1 e attraverso il transistor VT2, che è collegato secondo il circuito OB, viene inviato all'amplificatore di tensione, che è realizzato secondo il solito schema sul transistor VT8 con uno stabilizzatore di corrente sui transistor VT3 e VT6. Una caratteristica dell'amplificatore di tensione è una corrente di riposo del collettore piuttosto grande dei transistor VT6 e VT8 - 40 mA. Gli studi hanno dimostrato che al diminuire di questa corrente, la distorsione del segnale di uscita inizia a crescere. La potenza dissipata da ciascuno dei transistor VT6 e VT8 è di 1 W, quindi è necessario adottare misure per raffreddarli. Il contatto termico tra i transistor VT3 e VT6 impedisce un aumento della corrente di riposo dei transistor dell'amplificatore di tensione quando vengono riscaldati. Per linearizzare questa cascata, è stato utilizzato il feedback locale. La tensione OOS viene rimossa dal collettore del transistor VT8 e alimentata attraverso il divisore R10 R12 al circuito emettitore dell'amplificatore operazionale del transistor di uscita DA1 (pin 6).

UMZCH a banda larga con bassa distorsione
Fig. 1

Dall'uscita dell'amplificatore di tensione attraverso i resistori R16 e R17, il segnale viene inviato all'uscita del follower complementare a due stadi sui transistor VT9 - VT15. Al fine di ridurre le distorsioni di commutazione alle alte frequenze, il follower di uscita è realizzato su transistor RF e microonde. Poiché l'industria nazionale non produce abbastanza transistor ad alta frequenza con una struttura pn-p adatta allo stadio di uscita, vengono utilizzati quattro transistor KT932B collegati in parallelo con resistori di equalizzazione nei circuiti dell'emettitore.

Le caratteristiche di un tale kit sono in buon accordo con le caratteristiche del transistor npn 2T908A utilizzato nell'altro braccio dello stadio di uscita. Per ridurre le distorsioni di commutazione, le resistenze dei resistori nei circuiti di emettitore dei transistor di uscita sono scelte in modo da essere sufficientemente piccole. L'amplificatore è coperto da un circuito OOS comune (R2, R11), la cui profondità a una frequenza di 20 kHz è di 40 dB e alle frequenze più basse supera i 73 dB. La correzione della frequenza nel circuito OOS comune è fornita dall'amplificatore operazionale con i terminali chiusi 1 e 8. Il dispositivo di protezione dell'amplificatore contro i cortocircuiti nel carico è realizzato sui transistor VT4, VT5 e resistori R19, R22 - R24, R29, R30. La stabilizzazione termica della corrente di riposo dei transistor di uscita è assicurata posizionando i transistor VT7, VT9 e VT10 sui loro dissipatori di calore.

È consentito utilizzare i seguenti transistor nell'amplificatore: VT1 - KT315 con indici B, G, D ed E, VT2 - KT361 con indici G ed E, VT3, VT5 - KT315 con indici B, G, E, VT4 -KT361 con gli stessi indici, VT6 - KT914 con indici A e B e KT932A; VT7 - qualsiasi struttura pn-p o npn (nell'inclusione appropriata) - un transistor, il cui design dell'alloggiamento fornisce un buon contatto termico tra il cristallo e il dissipatore di calore; VT8, VT9 - KT904 con indici A e B. VT10 - KT914 con gli stessi indici, VT11 - KT908A; VT12 - VT15 - KT932 con indici A e B. Solo i microcircuiti K1UD544A e KR2UD544A possono essere utilizzati come op-amp DA2. Se l'amplificatore viene utilizzato o testato a frequenze ultrasoniche, il resistore R26 deve essere sostituito con uno più potente, come MON-2.

Sfortunatamente, l'autore non può fornire un disegno del circuito stampato, poiché la scheda non è stata sviluppata appositamente per questo amplificatore. Nella versione dell'autore, una parte significativa dell'amplificatore è assemblata sui dissipatori di calore dei transistor di uscita. I transistor VT3, VT6, VT7, VT9 e VT11 sono montati su un dissipatore di calore. Dall'altro, i transistor VT10, VT12-VT15. I resistori R7, R8, R13 - R18, R21, R25, R27, R28 sono saldati direttamente ai terminali di questi transistor. Il resto dei dettagli si trovano sul circuito stampato. L'area della superficie di raffreddamento di ciascun dissipatore di calore è di 250 cmq. Su un dissipatore di calore separato con una superficie di raffreddamento di 50 cmq, fissato direttamente sul circuito stampato, sono presenti transistor VT8 a due canali di un amplificatore stereo. L'amplificatore deve essere montato in modo tale che i cavi di alimentazione siano il più lontano possibile dai circuiti di ingresso, altrimenti la distorsione del segnale di uscita aumenta.

La configurazione dell'amplificatore consiste nell'impostare la corrente di riposo dei transistor dello stadio di uscita entro 50 ... 100 mA selezionando i resistori R13 e R14 e verificando l'assenza di autoeccitazione ad alta frequenza. Le resistenze dei resistori R16 e R17, che impediscono l'autoeccitazione, dipendono dai coefficienti di trasferimento di corrente dei corrispondenti transistor dello stadio di preuscita (VT9, VT10). Con un coefficiente di trasmissione di questi transistor di 30 ... 40, dovrebbero essere uguali a quelli indicati nel diagramma e, ad esempio, con un coefficiente di trasmissione di 120, dovrebbero essere aumentati a 430 ohm. I due canali dell'amplificatore di potenza stereo sono alimentati da un alimentatore convenzionale non regolato, costituito da un trasformatore, un ponte a diodi e due condensatori elettrolitici da 8000 microfarad.

Il trasformatore di potenza è avvolto su un circuito magnetico toroidale con una sezione trasversale di 55x21,5 mm e un diametro della finestra di 56 mm. L'avvolgimento di rete contiene 646 spire di filo PEL 0,92, il secondario - 104 spire di filo PEL 1,7. L'avvolgimento secondario ha una presa dal centro, collegata al filo comune dell'amplificatore. Se lo desideri, puoi provare ad aumentare la potenza di uscita dell'amplificatore, ma non più di 1,5 volte, aumentando la tensione di alimentazione a +32 V.

Autore: A. Ivanov; Pubblicazione: cxem.net

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