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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Due amplificatori di potenza AF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor I vantaggi degli amplificatori descritti includono un basso coefficiente di distorsione armonica nell'intera banda di frequenza operativa, una limitazione regolare dei livelli massimi del segnale. L'elevata impedenza di uscita di uno degli amplificatori aiuta a ridurre la distorsione di intermodulazione delle testine nelle bande di frequenza media e alta. La bassa impedenza di uscita dell'altro smorza l'altoparlante su un'ampia banda di frequenza. Per quanto paradossale possa sembrare, ma secondo stime soggettive, la qualità di funzionamento degli UMZCH transistorizzati, anche con i migliori parametri, è spesso considerata peggiore di quelli a valvole. E sebbene la percezione uditiva di persone diverse vari in modo significativo, tuttavia, la valutazione finale della qualità delle apparecchiature audio spetta ancora agli ascoltatori. Con la diffusione dell'UMZCH senza trasformatore sui transistor, i registratori di suoni devono affrontare il cosiddetto effetto del suono "transistor". Gli sviluppatori, ritenendo che la causa di questo fenomeno fossero le distorsioni non lineari, hanno aumentato la profondità dell'OOS generale, hanno utilizzato stadi di amplificazione di uscita in classe A o le sue varietà più economiche - con spostamento dinamico dei tipi Super Glass A. Nuova Classe A. Amplificatore senza commutazione, ecc. Tuttavia, per il tubo Per gli amplificatori di classe Hi-End alla potenza nominale, è considerato accettabile un fattore di distorsione non lineare fino all'1% o più e per le testine dinamiche - 5% o più [1, 2]. Quindi hanno intrapreso la riduzione dell'intermodulazione e delle distorsioni dinamiche, la cui causa principale era considerata un OOS profondo. Alcuni sono giunti alla conclusione che la profondità OOS dovrebbe essere limitata a 20 dB, altri l'hanno abbandonata del tutto, ottenendo la linearità UMZCH grazie all'OOS locale. Per un efficace smorzamento degli altoparlanti, l'amplificatore è solitamente progettato con una bassa impedenza di uscita. Si ritiene che il fattore di smorzamento minimo dovrebbe essere almeno 20 e per i sistemi Hi-Fi almeno 40. L'impedenza di uscita degli amplificatori a valvole raggiunge i dieci ohm. Tuttavia, in [3] è stato dimostrato che la resistenza di uscita dell'UMZCH con un valore non superiore a 18 ohm è abbastanza sufficiente per un efficace smorzamento del carico elettrico (8 ohm). In [4], si afferma inoltre che un amplificatore con una bassa impedenza di uscita non fornisce proporzionalità di corrente a causa della complessa resistenza della testa dinamica e dei processi termodinamici nella bobina associati al suo riscaldamento, nonché della non linearità di l'induttanza. Inoltre, alle frequenze medie, la distorsione di intermodulazione della testina è ridotta quando si opera da UMZCH con un'impedenza di uscita relativamente elevata. L'uscita ad alta impedenza ha un effetto benefico sulla riproduzione di segnali pulsati. L'efficacia dello smorzamento elettrico delle teste degli altoparlanti può essere discussa solo nella regione dell'azione del pistone del diffusore, cioè a frequenze più basse. Per una valutazione visiva dell'efficienza frenante della bobina mobile dell'altoparlante, si propone di includere un resistore con una resistenza di circa 0.2 ... 0.4 Ohm nel filo comune dell'altoparlante. collegare un oscilloscopio ad esso e applicare un segnale intermittente all'ingresso dell'amplificatore nell'intervallo di frequenza di 30 ... 300 Hz. La durata dei burst tonali dovrebbe essere di 25...30 ms (per adattarsi all'intero periodo del segnale di frequenza più bassa) con pause di 40...60 ms. A seconda dell'impedenza di uscita dell'UMZCH, lo smorzamento delle oscillazioni naturali della testina sarà più o meno lungo. Si noti che la stabilità dell'impedenza dell'altoparlante nella banda di frequenza operativa ha un effetto positivo sul funzionamento di qualsiasi amplificatore valvolare e transistor. Quindi, la conclusione suggerisce che è consigliabile utilizzare un transistor UMZCH con un'uscita a bassa resistenza solo per lavorare su un woofer per altoparlanti multibanda. Con testate MF e HF è preferibile utilizzare amplificatori con uscita in corrente ad alta resistenza. L'amplificazione e la riproduzione separate in più bande di segnali audio ha un effetto particolarmente benefico sulla riduzione della distorsione di intermodulazione delle testine anche in caso di sovraccarico. Sulla base delle suddette caratteristiche del funzionamento dell'amplificatore e dell'altoparlante, l'autore ha sviluppato due amplificatori. Nel primo di essi (il suo diagramma in Fig. 1) sono presenti due anelli di un OOS comune: per corrente alternata - attraverso R5, C6 e per tensione continua - attraverso l'integratore su DA1. L'utilizzo di un integratore elimina la componente continua all'uscita dell'amplificatore anche se è presente all'ingresso, ad esempio a causa della dispersione del condensatore di transizione all'uscita del blocco di toni o dell'amplificatore lineare. Questa soluzione ha anche un effetto positivo sullo smorzamento dell'altoparlante. L'amplificatore ha un'impedenza di uscita quasi nulla alle frequenze infra-basse e alla corrente continua, che equivale allo smorzamento dell'altoparlante da parte dell'avvolgimento secondario del trasformatore UMZCH sulle lampade. Ciò elimina le oscillazioni a bassa frequenza della testina a bassa frequenza che si verificano con alcuni transistor UMZCH.
Nello stadio di uscita in un amplificatore di corrente a due stadi, vengono utilizzati LSIT. Tali transistor sono caratterizzati da elevata transconduttanza, bassa tensione di saturazione residua, commutazione rapida e rapporto di trasferimento di corrente relativamente elevato in modalità lineare. È noto che gli stadi differenziali con feedback locale utilizzati nell'amplificatore hanno una maggiore capacità di sovraccarico e le loro distorsioni sono ampiamente compensate. I diodi VD3-VD6 raggiungono gli spostamenti di livello necessari per garantire la modalità dei transistor VT10, VT12. Somma dei segnali dai ripetitori a VT7, VT9 e VT8. VT13 si verifica rispettivamente sui transistor VT10 e VT12. Resistori R20. R21 sono, da un lato, OS locale per VT10. VT12. d'altra parte, il carico dei seguaci dell'emettitore sui transistor VT9.VT13. Il segnale è limitato all'uscita del secondo stadio e, di conseguenza, l'amplificatore nel suo insieme si verifica prima rispetto agli amplificatori convenzionali, di circa 3 V (a causa della caduta di tensione attraverso i transistor VT9. VT13). Allo stesso tempo, con un ulteriore aumento della tensione di ingresso, non vi è alcuna limitazione rigida del segnale, poiché i transistor VT10, VT12 entrano in modalità di saturazione uniforme. Pertanto, il valore di ampiezza del segnale all'uscita dell'amplificatore è lo stesso. come in un amplificatore convenzionale, ma senza limiti rigidi. Questa soluzione circuitale consente di ottenere la natura della distorsione durante il sovraccarico, simile agli amplificatori a valvole. La stabilizzazione termica della cascata è fornita dal transistor VT14. La corrente di riposo di ciascuno dei transistor di uscita VT17-VT20 a un livello di circa 80 mA è impostata dal resistore R24. L'amplificatore ha un'impedenza di ingresso relativamente bassa (circa 6 kΩ). pertanto, la sorgente del segnale (ad esempio un blocco di toni) deve avere un'impedenza di uscita non superiore a 200 ohm. Specifiche UMZCH
L'amplificatore è realizzato secondo lo schema "doppio mono", ovvero con alimentazioni separate su trasformatori con circuito magnetico anulare, questo design offre prestazioni dinamiche più elevate ed evita la diafonia tra i canali, il che migliora notevolmente le caratteristiche spaziali della trasmissione del suono. Le capacità dei condensatori alle uscite dell'alimentatore devono essere di almeno 20000 microfarad. La bobina L1 è avvolta sul resistore R33 (MLT-2) con filo PEV-2 0.69 giri per girare in uno strato fino al riempimento. Condensatori C2-C5 - K50-35. I resistori R28-R31 sono realizzati in filo di manganina con un diametro di 0.3 mm. Come DA1, puoi utilizzare i microcircuiti KR544UD1. K140UD8. così come KR544UD2 con il collegamento dei pin 1 e 8. I transistor VT15, VT16 sono dotati di piccoli dissipatori di calore e i transistor VT14, VT17 - VT20 sono montati su dissipatori di calore a piastre in duralluminio con uno spessore di almeno 5 mm. I transistor di uscita di ciascun braccio dell'amplificatore sono collegati alla scheda con conduttori twistati con una lunghezza minima di 1 mm2. Anche i fili che portano all'alimentazione e all'altoparlante devono essere attorcigliati. Si consiglia di preselezionare i transistor in coppia con uno spread di n2|e non superiore al 20%. Con parti riparabili, la regolazione dell'amplificatore si riduce all'impostazione della corrente di riposo di ciascun IE dei transistor di uscita entro 60 ... 100 mA. Stadi di uscita dell'amplificatore con bassa impedenza di uscita, più adatti per un woofer. realizzato su una base di elemento più accessibile (Fig. 2). Il resto dello schema è praticamente simile a quello considerato in precedenza (in Fig. 1 è separato da una linea tratteggiata).
Lo stadio di uscita push-pull sul VT15-VT18 è realizzato secondo lo schema OE-OE con deep OOS. Circuito di polarizzazione su diodi VD9. VD10 è integrato con resistori R23, R24, che forniscono piccoli cambiamenti nella resistenza di ingresso della cascata e corrente attraverso i diodi VD9, VD10 anche quando la corrente viene interrotta nel braccio opposto della cascata. La protezione da cortocircuito nel carico è realizzata sui diodi VD11, VD12. Come VT7, VT9, VT13, puoi utilizzare transistor del tipo KT3102 con qualsiasi indice di lettere. Con una tensione di alimentazione fino a ± 30 V, transistor come KT11V e VT16 sono adatti come VT626, VT12. VT15-KT646A. I transistor VT15, VT16 sono dotati di piastre piccole - dissipatori di calore. Per un'ulteriore stabilizzazione termica, i diodi VD16, VD17 sono montati insieme ai resistori R33. P34 direttamente sui terminali dei transistor di uscita. Se utilizzato nelle posizioni VT11, VT12, VT15, VT16 transistor della serie KT850. KT851 la capacità dei condensatori C10, C11 può essere ridotta a 150 pF e C12, C13 - fino a 39 pF. Per aumentare la stabilità dell'amplificatore, è auspicabile includere resistori con una resistenza di 10-12 ohm nelle basi dei transistor VT1, VT10 (vedi Fig. 13) e VT2-VT50 (Fig. 100). che ridurrà la capacità dei condensatori C10-C13 o addirittura li abbandonerà. Quando si imposta l'amplificatore (all'inizio, senza potenti transistor VT17, VT18, vedi Fig. 2), viene acceso e spento. dando un segnale dal generatore, sono convinti che il dispositivo funzioni senza carico. Quindi, collegando i transistor di uscita, lo controllano sotto un carico resistivo utilizzando sia un segnale sinusoidale che un segnale meandro fino a una frequenza di 20 kHz. Il segnale di uscita deve essere pulito, senza sovraelongazione o ronzio. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla forma d'onda di uscita quando l'amplificatore si riprende dalla sovratensione. Su un segnale sinusoidale, non dovrebbero esserci segni di eccitazione nemmeno momentanea. I parametri dell'amplificatore mostrato in fig. 2. può essere migliorato utilizzando transistor compositi ad alta frequenza o singoli transistor con una frequenza di guadagno unitaria di almeno 20 MHz come transistor di uscita. Letteratura
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