Cascata finale di UMZCH. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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

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Nei miei progetti precedenti, ho utilizzato lo stadio di uscita di un amplificatore di corrente secondo il circuito da [1] con la modalità di classe “A*”. Nel tempo è nato il desiderio di realizzare un amplificatore di potenza a 2 vie con un filtro crossover attivo. E poiché la distorsione di commutazione è particolarmente pronunciata alle alte frequenze, è consigliabile utilizzare la modalità classe “A”, che elimina questo tipo di distorsione. Ma realizzare un altro amplificatore con la modalità “A” è molto macchinoso e costoso. Essenzialmente, si tratta di due amplificatori in uno.

Il digest "Radio Hobby" [2] ha pubblicato un diagramma dello stadio di uscita di un UMZCH con linearità di classe "A", ma stabilità termica ed efficienza di classe "AB", sviluppato da Mike Renardson. L'autore è riuscito a combinare due idee precedentemente pubblicate sulla rivista "Radio". Innanzitutto, implementato nel circuito UMZCH da Yu. Mitrofanov [3], garantendo l'assenza di distorsioni di commutazione ad una corrente di quiescenza corrispondente alla modalità “AB”. In secondo luogo, nel circuito di L. Kompanenko [4] si utilizza un amplificatore operazionale per stabilizzare la caduta di tensione attraverso un resistore nel circuito di emettitore del transistor di uscita, che garantisce la stabilità della corrente di riposo.

Su questa base è stato sviluppato un circuito dello stadio di uscita UMZCH senza feedback negativo generale.

La Figura 1 mostra uno schema funzionale delle connessioni di feedback che garantiscono il funzionamento del transistor VT1 senza interruzione (in modalità classe A). Allo stesso tempo, il transistor VT2 funziona in modalità normale (con interruzione della corrente del collettore durante il semiciclo di blocco della tensione di ingresso). Gli amplificatori operazionali DA1 e VT1 formano un invertitore di segnale sull'emettitore di VT2, quindi qualsiasi non linearità nel braccio inferiore viene compensata dal braccio superiore altamente lineare. Inoltre, gli amplificatori operazionali DA3 e VT2 forniscono la stabilizzazione della corrente di riposo, impostata dalla caduta di tensione sul resistore RP1.

Nella fig. La Figura 2 mostra lo schema completo dello stadio di uscita UMZCH.

(clicca per ingrandire)

Il segnale di ingresso amplificato in tensione viene fornito attraverso un condensatore di accoppiamento C3 e un resistore "anti-ringing" R6 al gate del source follower su VT1, il cui punto di funzionamento è mantenuto in modalità classe "A" da un generatore di corrente stabile sui transistor VT2 e VT3. Il circuito source include il resistore R10, che imposta la tensione di polarizzazione alle basi dei transistor di uscita. Da questo resistore il segnale viene fornito agli ingressi non invertenti dell'amplificatore operazionale DA2.1 e DA2.2. Questi amplificatori operazionali forniscono copertura OOS delle transizioni base-emettitore dei transistor compositi di uscita VT4-VT6 e VT5-VT7. Considerando che la velocità dei transistor di uscita è inferiore a quella dell'amplificatore operazionale, sono state introdotte le catene di correzione R18-C16 e R19-C17. limitare la banda di frequenza dei segnali forniti alle basi dei transistor. Per garantire la stabilità dello stadio di uscita, il guadagno dell'amplificatore operazionale viene ridotto e la banda di frequenza viene limitata introducendo le catene R16-C12 e R17-C13. La modalità di funzionamento economica del transistor di uscita VT6 si ottiene collegando l'ingresso invertente DA2.1 agli emettitori dei transistor VT6, VT7 di entrambi i bracci dello stadio di uscita a 2 tempi. Ciò garantisce che la corrente di riposo fluisca attraverso VT6 anche durante il semiciclo di blocco della tensione di ingresso. L'ingresso invertente di un altro amplificatore operazionale DA2.2 è collegato al resistore R27 nel circuito di emettitore VT7 e garantisce la stabilizzazione della corrente di riposo dei transistor di uscita.

La corrente di riposo dei transistor di uscita V16 e V17 è impostata dalla caduta di tensione sul resistore R10 e viene regolata modificando la corrente attraverso R10 con il resistore R9. Il bilanciamento dello zero all'uscita della cascata è fornito da un integratore su DA1 con resistore di regolazione R2. La fonte di alimentazione DAT è uno stabilizzatore parametrico basato sui diodi zener VD3 e VD4. Diodi VD5. VD6 e il diodo zener VD7 forniscono protezione dal guasto del gate del transistor ad effetto di campo VT1 quando si utilizzano amplificatori di tensione ad alta tensione su lampade o transistor [5]. DA2 è alimentato da uno stabilizzatore parametrico che utilizza diodi zener VD8, VD9 e la potenza sincrona di tracciamento viene fornita al punto comune dei diodi zener dall'uscita del follower della sorgente a VT1.

L'amplificatore è posizionato su una scheda, il cui disegno è mostrato in Fig. 3. In questo schema, in linea di principio, vengono utilizzati solo componenti nazionali, sebbene non vi siano restrizioni sulla loro sostituzione con analoghi importati, ad eccezione di DA2 (K157UD2), che non ha analoghi diretti.

Durante il test del circuito, i transistor KT6G e KT7G sono stati utilizzati come VT818, VT819. La loro successiva sostituzione con 2SA1302, 2SC3281 importati non ha avuto praticamente alcun effetto sulla qualità del suono. Transistor di uscita VT4, VT6 e VT5. I VT7 vengono installati in coppia su dissipatori con una superficie di circa 300 cm2 ciascuno.

I transistor VT1 e VT3 sono dotati di piccoli dissipatori di calore a piastre (circa 5 cm2) realizzati in lamiera di alluminio spessa 2 mm. I resistori che determinano i parametri di protezione ambientale (R20...R23. R26. R27) devono avere una tolleranza dell'1% o essere selezionati con una differenza di resistenza di circa l'1%.

Impostare. Innanzitutto, impostare zero sull'uscita dell'UMZCH con il resistore di regolazione R2, quindi la corrente di riposo richiesta dei transistor di uscita utilizzando R9. Può essere impostato in modo più accurato applicando un segnale d'onda sinusoidale bitonale con una differenza di frequenza di 2 kHz all'ingresso (ad esempio, 1 e 10 kHz o 11 e 19 kHz) e collegando un alimentatore a bassa potenza (20-1 W) altoparlante a banda larga in uscita. Con corrente di riposo pari a zero (resistenza massima R2), è chiaramente udibile un tono di differenza con una frequenza di 9 kHz. Quando la corrente di riposo aumenta, diminuisce fino a un livello appena udibile. Se un ulteriore aumento della corrente non porta ad una diminuzione del livello sonoro, la regolazione è completata.

Corrente di riposo dei transistor di uscita VT6. VT7 praticamente non dipende dalla temperatura delle loro custodie e cambia solo leggermente con il riscaldamento dei transistor VT1 e VT3. E poiché hanno una dipendenza dalla temperatura opposta al coefficiente di trasferimento di corrente e funzionano in modalità classe “A” con rilascio di calore costante, un leggero cambiamento nella tensione attraverso il resistore R10 si verifica solo durante il riscaldamento e successivamente non cambia.

I confronti della cascata descritta con uno stadio di uscita a 2 cicli su transistor ad effetto di campo tipici delle apparecchiature Hi-End di [6] e una cascata con la modalità "A" [1] hanno mostrato che in termini di qualità del suono è più vicino a " A+” e notevolmente superiore alla cascata sui transistor ad effetto di campo, funzionanti in modalità "AB". Lo stadio di uscita proposto, insieme ad un amplificatore di tensione a transistor della (51), è adatto alla riproduzione di musica di qualsiasi genere grazie alle piccole modifiche apportate al segnale audio originale.

Letteratura

1. A. Syritso. Amplificatori potenti con modalità A. - Radio, 2002, No. 9, P.10.
2. M. Renardson. UMZCH con linearità di classe A - Hobby radiofonico. 1998. N. 3. Pag. 11.
3. Yu. Modalità Economy A in un amplificatore di potenza. - Radio. 1986. N. 5.
4. L. Kompanenko. UMZCH con stabilizzazione automatica della corrente di riposo degli stadi di uscita. - Radio. 1988. N. 4.
5. A. Kopysov. Cascata SRPP. - Radiomir, 2007. N12. S.Z.
6. E. Vincek. Campo lampada ibrido UMZCH. - Radiohobby, 1988.

Autore: A. Kopysov, Nerekhta, regione di Kostroma.

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