Wysokiej jakości ekonomiczny wzmacniacz mocy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy

 Komentarze do artykułu

Jak wiadomo, symetryczne szerokopasmowe wzmacniacze końcowe LF wprowadzają minimalne zniekształcenia na wszystkich poziomach mocy wyjściowej. Jedna z najbardziej zaawansowanych wersji wysokiej jakości wzmacniacza o tych właściwościach została opublikowana w [1]. Szczegółowy opis tego wzmacniacza znajduje się również w [2]. Wzmacniacz zbudowany jest na tranzystorach o dodatkowej strukturze i jest symetryczny i push-pull od wejścia do wyjścia. Na wejściu załączany jest podwójny stopień różnicowy, a każde z ramion stopnia wyjściowego jest wzmacniaczem objętym ujemnym sprzężeniem zwrotnym (NFB) o współczynniku przenoszenia napięcia większym niż jeden. Zalety tych rozwiązań układowych są szczegółowo opisane zarówno w tych pracach, jak i na łamach magazynu Radia [3, 4].

Rys.1 Zależność maksymalnej mocy wyjściowej odpowiadającej współczynnikowi harmonicznej 0,2% od rezystancji obciążenia (krzywa 1) i napięcia zasilania przy rezystancji obciążenia 7,7 Ohm (krzywa 2)

Podczas testowania kilku egzemplarzy wzmacniacza, zmontowanych zgodnie z podobnym schematem na podstawie elementu domowego, ujawniono jedną wadę - znaczny spadek współczynnika wykorzystania napięcia zasilania (SIF) podczas pracy przy obciążeniu o niskiej rezystancji *. A to pociąga za sobą konieczność zwiększenia napięcia zasilania w celu uzyskania danej mocy, co prowadzi do spadku wydajności, pogorszenia reżimu cieplnego tranzystorów wyjściowych i zwiększenia wymiarów wzmacniacza.50% i wzdłuż sposób zmniejszyć impedancję wyjściową wzmacniacza o 35% przy zachowaniu pozostałych charakterystyk.

Opisany poniżej wzmacniacz nadaje się do wzmacniania sygnałów audio dużej mocy w wysokiej klasy instalacjach do odtwarzania dźwięku, a także do stosowania jako szerokopasmowy wzmacniacz operacyjny dużej mocy.

Główne parametry techniczne wzmacniacza

Znamionowa (sinusoidalna) moc wyjściowa, W, z rezystancją obciążenia, Ohm:
8 ............................48
cztery ................................................. ........ 4
Zakres odtwarzalnych częstotliwości o nierównej charakterystyce częstotliwościowej
nie więcej niż 0,5 dB i moc wyjściowa 2 W, Hz. . . . 10...200000
Poziom zniekształceń nieliniowych przy znamionowej mocy wyjściowej w zakresie 20...20000 Hz, % ........ 0,05
Znamionowe napięcie wejściowe (wartość skuteczna), V 0,8
Rezystancja wejściowa, kΩ. . . . . . . . . . . . . 47
Impedancja wyjściowa, Ohm ........................ 0,02

Parametry mierzono przy zasilaniu wzmacniacza ze źródła stabilizowanego ±31,5 V. Przy zastosowaniu źródła niestabilizowanego, aby zachować charakterystykę należy zwiększyć napięcie zasilania o 1…3 V, w zależności od pojemności filtra kondensatory. Należy zauważyć, że dla poziomu zniekształceń nieliniowych wskazana jest górna wartość graniczna, ze względu na możliwości aparatury pomiarowej dostępnej dla autorów.

Czas potrzebny do ustalenia charakterystyki przejściowej został również zmierzony, gdy do wejścia przyłożono spadek napięcia z czasem narastania 0,1 μs. Dla amplitudy wyjściowej 10 V okazało się, że wynosi ona około 1 μs, a skoki na płaskiej części nie przekraczają 15%. Na ryc. 1 przedstawia zależności maksymalnej mocy wyjściowej, odpowiadającej współczynnikowi harmonicznej 0,2%, od rezystancji obciążenia RH przy zasilaniu stabilizowanym ±31,5 V (krzywa L), a także od napięcia zasilania przy RH 7,7 Ohm ( krzywa 2).
Schemat ideowy wzmacniacza pokazano na ryc. 2. Stopień wejściowy składa się z dwóch wzmacniaczy różnicowych (połączonych równolegle) wykonanych na tranzystorach VT1, VT3 i VT2, VT4 o dodatkowej strukturze. Generatory prądu na tranzystorach VT5, VT6 zapewniają stabilność wartości (około I mA) całkowitych prądów emiterowych par różnicowych, a także odsprzęganie w obwodach mocy. Sygnał do wzmacniacza wyjściowego podawany jest ze sterowanych generatorów.

prąd (VT7, VT8), które działają w przeciwfazie. Takie włączenie podwoiło prąd „narastania”, zmniejszyło zniekształcenia nieliniowe i poprawiło właściwości częstotliwości; wzmacniacz jako całość. Każde z ramion symetrycznego wzmacniacza wyjściowego wykonane jest zgodnie ze schematem Darlingtona. Jest to wzmacniacz trójstopniowy (w dwóch stopniach tranzystory są połączone zgodnie z obwodem ze wspólnym emiterem, a w jednym - ze wspólnym kolektorem). Wzmacniacz objęty jest zależnym od częstotliwości OOS, który określa jego współczynnik przenoszenia napięcia, który w zakresie audio jest bliski trzem. Ponieważ sygnał sprzężenia zwrotnego pobrany z rezystora R39 (R40) jest proporcjonalny do zmian prądu tranzystora wyjściowego, dodatkowo przeprowadzana jest dość sztywna stabilizacja punktu pracy tego tranzystora; Napięcie polaryzacji stopnia wyjściowego jest określone przez rezystancję złącza kolektor-emiter tranzystora VT9 i jest regulowane przez rezystor R24. Napięcie polaryzacji jest stabilizowane termicznie przez diodę VD4, która jest zamontowana na radiatorze jednego z mocniejszych tranzystorów.

Całkowite OOS dla prądu stałego przez rezystor R33 stabilizuje tryb wszystkich stopni i zbliża potencjał wyjściowy do wejścia, które wynosi zero. Obwód R17C5 zmniejsza głębokość FOS prądu przemiennego, przekształcając wzmacniacz w aktywny filtr o wzmocnieniu około 27 dB.

Elementy korekcyjne R16, C4, C6 -C11 zapewniają stabilność wzmacniacza i wyrównują jego pasmo przenoszenia. Pasywny filtr dolnoprzepustowy R2C1 zapobiega przedostawaniu się sygnałów RF na wejście. Łańcuch C12R45L1R47 kompensuje składową reaktywną rezystancji obciążenia. Na tranzystorach VT12 i VT13 montowany jest zespół do ochrony tranzystorów wyjściowych przed przeciążeniami prądowymi i napięciowymi. Rezystor R1 pozwala w razie potrzeby ograniczyć moc wyjściową zgodnie z poziomem sygnału z przedwzmacniacza i możliwościami zastosowanego głośnika.

Wzmacniacz montowany jest na płytce drukowanej (rys. 3) o wymiarach 142X72 mm, wykonanej z dwustronnej folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Po stronie detali (rys. 4) folia jest pozostawiona w postaci ciągłego pola „gruntowego”. Wokół otworów na wyprowadzenia części w promieniu 1,5...2,5 mm usunięto folię.

Na zewnątrz płyty znajdują się bezpieczniki FU1-FU3, tranzystory VT16, VT17, które są zamocowane na radiatorach o powierzchni co najmniej 1000 cm2 i dioda VD4. Dodatkowo do panelu przedniego można przymocować rezystor R1, dzięki czemu można szybko regulować maksymalną moc wyjściową.

Oprócz tych wskazanych na schemacie, we wzmacniaczu można zastosować inne tranzystory krzemowe wysokiej częstotliwości małej mocy, na przykład KT342A, KT342B i KT313B, KT315 i KT361 (o indeksach od B do E). Tranzystory VT14 i VT15 (możliwa wymiana -KT816V, KT816G i KT817V, KT817G lub KT626V i KT904A) wyposażone są w żebrowane radiatory o wymiarach 23X X25X12 mm. Tranzystory KT818GM i KT819GM ​​mogą być używane jako tranzystory wyjściowe, które pozwalają, przy wzroście napięcia zasilania (patrz rys. 1), uzyskać moce powyżej 70 watów.

Dioda Zenera VD1 może być również D816G lub 2S536A, VD2, VD3 -KS147A (z odpowiednią korekcją rezystancji rezystorów R11 i R14).

Jako trymery zastosowano rezystory typu SP5-3. Rezystory R39, R40, R46, R47 wykonane są z drutu wysokooporowego o średnicy 0,8 mm, rezystory R35, R38, R45, R47 to MOY, pozostałe to MLT. Cewka indukcyjna L1 jest nawinięta na rezystorze R47 z drutem PEV-2 0,8 w jednym rzędzie, aż do napełnienia obudowy rezystora. Kondensator C2 - IT lub K50-6, C5 - K50-6, reszta - KM.

Konfiguracja wzmacniacza jest następująca. Po pierwsze, bez podłączania potężnych tranzystorów, do wyjścia wzmacniacza podłączony jest manekin obciążenia i stopniowo zwiększając napięcie zasilania, przy braku skoków w pobieranym prądzie lub znacznego spadku napięcia na obciążeniu, są przekonani o poprawna instalacja. Następnie podłącza się tranzystory wyjściowe, a rezystor R18 ustawia napięcie wyjściowe bliskie zeru (nie więcej niż 10 mV), a rezystor R24 ​​ustawia prąd spoczynkowy na poziomie 15 ... 25 mA.

Podsumowując, zauważamy, że użycie stosunkowo dużej liczby tranzystorów w tym wzmacniaczu jest kompensowane jego możliwościami produkcyjnymi. Zastosowane rozwiązania obwodów, obecność lokalnej ochrony środowiska zapewniają wysoką wydajność i dobrą powtarzalność bez starannej regulacji. W takim przypadku wstępny dobór tranzystorów praktycznie nie jest wymagany. Dzięki optymalnemu wykorzystaniu napięcia zasilającego i niskiego prądu spoczynkowego wzmacniacz jest ekonomiczny. I możliwość uzyskania szerokiego zakresu maksymalnych mocy wyjściowych przy obciążeniach od 4 do 15 omów poprzez zmianę napięcia zasilania (dodatkowo może być konieczne dobranie rezystorów R21 i R25, aby prądy przez nie przepływały w granicach 10 ... 20 mA) zapewnia wszechstronność wykorzystania tego wzmacniacza.

Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Tranzystorowe wzmacniacze mocy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Wi-Fi Mesh System Xiaomi Mesh Router Suits 01.03.2019 Xiaomi wprowadziło nowy flagowy produkt - Xiaomi Mesh Router Suits Wi-Fi Mesh System. To zestaw dwóch routerów, które można wykorzystać do stworzenia bezprzewodowej sieci kratowej o stabilnym zasięgu w różnych środowiskach. Xiaomi Mesh Router Suite obsługuje pracę w pasmach 2,4 GHz i 5 GHz (w tym w standardzie IEEE 802.11ac), z których każdy posiada osobny wzmacniacz sygnału. Według producenta powinno to przyczynić się do lepszego krycia. Teoretyczna prędkość połączenia podczas korzystania z urządzenia może osiągnąć 2567 Mb/s. System Xiaomi Mesh Router Suite jest wyposażony w trzy porty WAN/LAN. Co więcej, nie ma między nimi separacji, zewnętrzny kabel sieciowy można włożyć do dowolnego wolnego portu. Urządzenie identyfikuje go, po czym pozostałe porty automatycznie przełączają się w tryb LAN. Skonfiguruj system w zaledwie trzech krokach. W tym celu należy zainstalować aplikację Xiaomi Wi-Fi, włączyć Bluetooth w smartfonie i wykonać zalecane czynności zgodnie z instrukcją.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Odkrycie fal w magnetosferze Jowisza

▪ Zarodek stworzony z komórek ludzkich i świńskich

▪ Najdłużej żyjący kręgowiec zidentyfikowany

▪ Analogowe symulatory kwantowe

▪ Chęć przytulania jest w genach kobiet.

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny dla radioamatora-projektanta. Wybór artykułu

▪ artykuł Mariusz o ruinach Kartaginy. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czym jest Morze Martwe? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Papryka warzywna. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Chipy do cyfrowych syntezatorów częstotliwości KF1015PLZA, KF1015PLZB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Przyklejanie szklanki do pięści. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024