Wzmacniacz klasy EA (Super A, bez przełączania). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy

 Komentarze do artykułu

(Pięć opcji)

Szczegółowy opis podano w celu zbadania zasady działania i produkcji.

Ten wzmacniacz mocy audio został zaprojektowany w następujących warunkach:
1. Wzmacniacz powinien być łatwy w produkcji i dostrojeniu oraz dostępny do powtarzania.
2. UM musi mieć zarówno miękkość, jak i twardość dźwięku, w zależności od ścieżki dźwiękowej.
3. Obwód PA musi być całkowicie symetryczny.
4. Wszystkie parametry jakościowe muszą być ustawione przez wzmacniacz operacyjny, a stopnie wyjściowe muszą je dokładnie powtarzać.
5. Stosowanie wyłącznie komplementarnych (pn i np) par tranzystorów do symetrii obwodów.
6. Możliwość wyboru trybu pracy stopni końcowych (A, EA, AB,).
(W każdym z tych trybów tranzystory wyjściowe zamykają się i otwierają płynnie).
7. Zastosowanie tranzystorów polowych bez zmiany obwodu (tylko poprzez regulację polaryzacji).
8. Niewrażliwość na spadki mocy (nie jest wymagany stabilizowany zasilacz).
9. Opłacalność i możliwość ustawienia różnych warunków termicznych dla możliwości integracji PA z istniejącym sprzętem.
10. Tworzenie trybów tranzystorowych tylko przez użyteczny sygnał o stosunkowo stabilnym napięciu lub prądzie w celu zmniejszenia zniekształceń spowodowanych niestabilnością i spadkami mocy.

Zasada działania

Początkowo ten UMZCH (ryc. 1) został opracowany jako prototyp do badania zniekształceń nieliniowych we wzmacniaczach. Stopnie wejściowe nie powinny mieć żadnych zniekształceń „krokowych”. W tym celu najbardziej odpowiednie kaskady to te połączone równolegle między zasilaczami + i - (VT1, VT2), dla których otrzymały nazwę „równoległe”. Emiter VT1(VT2) został podłączony do potencjału poniżej ujemnego napięcia wejściowego, aby móc regulować moment obrotowy i charakter zamykania VT5(VT6) (tryb A, EA, AB, B). Wtedy powstał pomysł dostarczenia napięcia zwrotnego (FV) do emiterów VT1, VT2 do R5 (R6) w już utworzone równoległe (są one również złożone) kaskady, co obniża potencjał emitera VT1 (VT2), zapobiegając ostrym zamykanie i otwieranie VT5 (VT6 ), a tym samym generowanie prądów spoczynkowych w trybie EA.

Wyniki badań podsumowano w postaci oscylogramu prądów wyjściowych (rys. 2), gdzie (1) to prąd w obciążeniu, +I to prąd VT5, -I to prąd VT6. Tryby zostały ustawione celowo, aby określić próg pojawienia się zniekształceń. Punkt 2 - zniekształcenie typu „krokowego” w trybie B, gdy VT5 gwałtownie się zamknęło, a VT6 jeszcze się nie otworzyło. W punkcie 2 możliwe są impulsy sygnału o różnej częstotliwości występującej w sygnale lub jednoczesne podanie na wejście wzmacniacza dwóch częstotliwości. Taki PA ma duży współczynnik harmoniczny, HF w nim będzie brzmiał ostro, z syczącymi dźwiękami, a fala sinusoidalna będzie miała zwiększone nachylenie wzrostu i spadku. Tranzystor, który przy małych sygnałach otwiera się powoli, następnie otwiera się gwałtownie, zniekształcając sygnał. Prawidłową trajektorią jest linia 3. Można zauważyć, że względem linii 3 (półcykl) utworzyła się sinusoida (okres), co oznacza alikwoty o dwukrotnie większej częstotliwości (dudniący dźwięk). Po wzmocnieniu w trybie B obszar 2 zamienia się w punkt jasności, a następnie znika.

Ponadto, badając zniekształcenia nieliniowe, stało się jasne, że zniekształcenia przebiegu i wzrost współczynnika harmonicznego (pkt. 4) występują nawet w trybie A z dużymi prądami spoczynkowymi, jeśli przeciwległe ramię zamyka się nieproporcjonalnie do sygnału (zbyt ostro), przyspieszając w ten sposób bieżący wzrost obciążenia. Dźwięk takiego umysłu będzie dźwięczny, z metalicznym echem, jak przy uderzeniu gumową piłką. Z tego powodu niektóre wzmacniacze o wysokich parametrach i wysokich prądach spoczynkowych grały gorzej i miały gorszy dźwięk naturalny niż prostsze wzmacniacze pod względem obwodów. W trybie A, jeśli prąd spoczynkowy jest sztywno ustabilizowany (w tym przypadku 250 mA linia przerywana), w punkcie 5 następuje gwałtowna przerwa, która od razu wpływa na liniowość charakterystyki dolnego ramienia (4) otwierającego się w tym momencie za chwilę. W punkcie 4 możliwe są przerwy i impulsy sygnału wyjściowego.

Oznacza to, że ważny jest nie tyle prąd spoczynkowy tranzystorów, ile ich płynne (jak najbardziej zbliżone do kształtu użytecznego) otwieranie i zamykanie. Potwierdza to w pełni poprawność źródła [1] i umożliwia zastosowanie trybu ekonomicznego A (EA) w tym PA (Io, wiersze 7 i 8 na rys. 2). Ten tryb jest również nazywany Super A, czyli Bez przełączania (bez przełączania) [1], ale bliższa prawdy jest nazwa EA. Faktem jest, że EA zapewnia dynamiczną redukcję prądów spoczynkowych bez pogorszenia parametrów (z poprawą jakości dźwięku!), co zmniejsza nagrzewanie się tranzystorów wyjściowych poprzez zmniejszenie prądów przepływowych, zwiększa sprawność i sprawność wzmacniacza.

Zasada działania wzmacniacza (rys. 3)

Sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego i wzmacniany do 8V. Z wyjścia wzmacniacza operacyjnego przez R8 sygnał jest podawany do baz VT3, VT4. Ponieważ emitery VT3 i VT4 są podłączone do stabilizowanego źródła napięcia, a zasilanie wzmacniacza operacyjnego jest również stabilizowane, prąd kolektora VT3, VT4 zależy tylko od poziomu sygnału i niewiele zależy od napięcia zasilania. W rzeczywistości VT3(VT4) jest sterowanym generatorem prądu dla VT5(VT6), co oznacza, że ​​wpływ Upita na prąd kolektora VT5 również zostanie osłabiony. A obecny VT11 z kolei zależy od prądu kolektora VT5. Oznacza to, że we wzmacniaczu nie ma modulacji sygnału użytecznego napięciem zasilania nawet bez sprzężenia zwrotnego, a jakość dźwięku, szczególnie przy niskich częstotliwościach, będzie taka sama jak we wzmacniaczach ze stabilizowanym zasilaczem.

Spadki mocy będą zauważalne tylko przy maksymalnej mocy, przy napięciu wyjściowym zbliżonym do napięcia zasilania. Tranzystory VT3 i VT5 (VT4 i VT6) tworzą kaskadę kompozytową, do której wprowadzany jest dzielnik określający wzmocnienie. Tak udana kombinacja umożliwia doprowadzenie ujemnego sygnału sprzężenia zwrotnego (NFB) bezpośrednio do obwodu emitera VT3 (VT4) przez R27 (R28), a jednocześnie pozwala łatwo kształtować działanie stopni wyjściowych w EA tryb, uzyskując wysoką liniowość przy dużej szybkości narastania i wzmocnienia. Napięcie OOS jest przykładane do emitera VT3 (VT4), zapobiegając jego nagłemu zamknięciu. Nawet przy pracy z odcięciem prądu przy maksymalnych poziomach sygnału (osc.6), tranzystory wyjściowe otwierają się płynnie z wyprzedzeniem i nie powodują zniekształceń przy niskich poziomach sygnału (obszar najkorzystniejszy dla występowania harmonicznych). Wzmocnienie części tranzystorowej wzmacniacza jest równe stosunkowi R27/R17 (R28/R18)+1. Wzmocnienie całego wzmacniacza jest równe stosunkowi R5/R3+1. Czułość wzmacniacza ustawia się wybierając R3.

Wybór trybu pracy wzmacniacza

Podczas opracowywania i testowania dowolnego UMZCH głównym zadaniem jest osiągnięcie maksymalnej jakości przy minimalnym ogrzewaniu. Wzmacniacz został przetestowany we wszystkich trybach od A do B (rys. 2, oscylatory 6, 7, 8). W tym PA właściwie nie ma trybu B. Odcięcie prądu strony górnej (linia 6) następuje przy prądzie strony dolnej powyżej 2A, co ma niewielki wpływ na kształt sygnału użytecznego, a właściwie to tryb AB, tylko z tworzeniem spadku-wzrostu zgodnie z zasadą EA. Należy zauważyć, że forma prądów spoczynkowych na osc.7 jest wyidealizowana i praktycznie jest trybem A. Nieracjonalnie niska wydajność, grzanie niewiele różniło się od trybu A, natomiast nie ma zauważalnej poprawy dźwięku. I nawet na odwrót, (według autora) dźwięk był zbyt wygładzony, na niektórych kompozycjach gubiła się góra. Pod względem ekonomicznym najbardziej idealny jest tryb osc.9, w którym prąd spoczynkowy spada do 0 przy maksymalnym sygnale.

Kształt prądu wyznaczono eksperymentalnie przy maksymalnej wydajności (osc. 8, 40 mA, bez odcięcia) i wykonano pierwszą wersję wzmacniacza. Następnie, poprzez zwiększenie lokalnego OOS, możliwe stało się zwiększenie dynamicznego wzrostu prądu tranzystorów wejściowych, co zredukowało harmoniczne o połowę. Poprawiła się jakość dźwięku. Jednocześnie okazało się, że gdy tryb EA doprowadza prąd na prosty odcinek, nie ma już różnicy, czy jest odcięcie prądu, czy nie (oscylatory 6 i 8). Dźwięk prawie się nie zmienia. W ten sposób powstała druga i kolejne opcje. Oczywiście każdy może wybrać dowolną z rodziny charakterystyk prądu spoczynkowego (rys. 2) według własnego uznania. Aby zwiększyć prąd resztkowy (praca bez odcięcia), konieczne jest zmniejszenie R13-R14 do 360 ... 340 Ohm, zwiększając składową stałą za pomocą R16. Aby prąd spoczynkowy nadał postaci osc.7, należy zredukować R11-R12 do 5,6...5,1k. (Zmiany muszą być dokonywane przy wyłączonych tranzystorach wyjściowych.)

Pierwsza wersja wzmacniacza

Jego schemat jest całkowicie identyczny z pokazanym na ryc. 3 i różni się od poniższych tylko wartościami R13-R14=360 Ohm, R27-R28=4,3k. Prąd spoczynkowy ma postać osc.8.

Druga wersja wzmacniacza (Rys. 3) różni się od pierwszego poprzez zmianę trybów pracy VT3-VT4 i wprowadzenie głębszego trybu EA (co oznacza płynniejszy wzrost prądu spoczynkowego). Zwiększono dynamiczny przyrost prądu na R13-R14 i zmniejszono jego stałą składową (R15-R16). Oprócz poprawy jakości dźwięku, zwiększyło to skuteczność kompensacji termicznej. Głębszy tryb EA znacznie zredukował poziom dźwięcznych barw (nieparzyste harmoniczne) i prawie całkowicie wyeliminował wszelkie podbarwienia barwy dźwięku. W połączeniu z zerową impedancją wyjściową wzmacniacza sprawia to, że każdy głośnik brzmi bardzo wysokiej jakości. Przy odpowiednim doborze wzmacniacza operacyjnego, doborze tranzystorów według wzmocnienia i wartości elementów dla symetrii ramion współczynnik harmoniczny nie przekracza 0,0006% przy 1 kHz i 0,002 przy częstotliwości 20 kHz. Prąd spoczynkowy ma postać osc.6 (0…5 mA).

Trzecia wersja wzmacniacza (rys. 4)

Sposoby dalszej poprawy parametrów wynikają z cech podstawy elementu. Wiadomo, że zniekształcenia wzmacniacza operacyjnego rosną wraz ze wzrostem częstotliwości, napięcia wyjściowego i prądu. Trudno jest osiągnąć wszystkie wysokie parametry w jednym wzmacniaczu operacyjnym. Wyjściem z tej sytuacji jest zastosowanie kaskady buforowej ze wzmacniacza operacyjnego o dużej obciążalności, tj. połączenie kompozytowe dwóch wzmacniaczy operacyjnych. Napięcie wyjściowe pierwszego wzmacniacza operacyjnego jest natychmiast zmniejszane 2-4 razy, współczynnik harmoniczny zmniejsza się prawie o tę samą wartość, a wzmocnienie drugiego (bufora) wzmacniacza operacyjnego zmniejsza się o połowę. Jako pierwszy stopień najlepiej zastosować wzmacniacz operacyjny z tranzystorami polowymi na wejściu, o bardzo niskim Kg i pierwszym biegunie powyżej zakresu audio, a jako drugi wzmacniacz operacyjny z TOS, który charakteryzuje się bardzo dużą szybkością narastania napięcia wyjściowego i obciążalnością. Wzmacniacze operacyjne TOC o wysokiej częstotliwości charakteryzują się bardzo niskimi zniekształceniami w zakresie audio.

Wiadomo również, że wzmocnienie i liniowość charakterystyki tranzystora zależą od prądu kolektora, tj. Im mniejszy zakres zmian prądu, tym mniejsze zniekształcenia. Wyjście polega na zastosowaniu sparowanych tranzystorów w stopniach wyjściowych. Na tej podstawie opracowano trzecią wersję wzmacniacza. Przy prawidłowym doborze wzmacniacza operacyjnego, wzmocnień tranzystorów i wartości elementów symetrii ramion możliwe jest osiągnięcie współczynnika harmonicznego nie większego niż 0,0005% przy 1 kHz i nie większego niż 0,001 w całym częstotliwość i zakres mocy.

(kliknij, aby powiększyć)

Czwarta opcja wzmacniacza

Różnica polega na zastosowaniu stabilizowanego zasilacza dla stopni przedterminalowych, zastosowaniu wzmacniaczy operacyjnych FF oraz możliwości montażu płytki drukowanej na elementach SMD (montaż powierzchniowy), co znacznie zmniejsza jej gabaryty. Konieczne jest wybranie analogów SMD tranzystorów wskazanych na schemacie. Jak wspomniano powyżej, jakość dźwięku i poziom napięcia wyjściowego tego wzmacniacza nie zależą od spadków i tętnień napięcia zasilania. Zastosowanie stabilizowanego zasilacza dla stopni przedzaciskowych w tym przypadku daje jedynie niezależność prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych od dużych zmian napięcia sieciowego i może być zastosowane na życzenie producenta. Numerację elementów pozostawiono zgodnie z opcjami 1 i 2.

Piąta opcja wzmacniacza

Zastosowanie tranzystorów kompozytowych w końcowych etapach umożliwiło uproszczenie ustawień obwodu i wzmacniacza, co jest ważne dla początkujących i niedoświadczonych radioamatorów. Znaczne zmniejszenie jego gabarytów pozwala mu konkurować wymiarami ze zintegrowanym UMZCH o wyższych parametrach. Jednocześnie liniowość wzmocnienia przy niskich częstotliwościach jest większa niż w przypadku mikroukładów UMZCH, napięcie wyjściowe jest większe przy stosunkowo niskim napięciu zasilania i niewrażliwość na spadki napięcia zasilania, co jest szczególnie ważne w przypadku zasilaczy o małych rozmiarach. Schemat wersji dwukanałowej przedstawia poniższy rysunek. W tym przypadku jednostki organizacyjne i regulatory napięcia VT1-VT2 są wspólne.

Opcja wzmacniacza 5 wymaga niewielkiej lub żadnej regulacji. Wszystko sprowadza się do sprawdzenia napięć zasilających, braku stałego napięcia na wyjściu i ustawienia żądanego prądu spoczynkowego przy maksymalnie nagrzanych tranzystorach wyjściowych. Dryft prądu spoczynkowego z temperaturą jest tutaj mniejszy niż w opcji 2 ze względu na mniejsze wzmocnienie prądowe, ale ze względu na duże wzmocnienie napięciowe tranzystorów kompozytowych możliwe jest nadmierne wzmocnienie i obcinanie sygnału, co nie zawsze jest przydatne dla głośniki. Dlatego R19-R20 nie powinien być mniejszy niż 0,075 oma, nawet w przypadku potężnych głośników. W razie potrzeby możesz dodać kontrolę termiczną i ochronę prądową z opcji 2. Jeśli masz trudności z pomiarem rezystancji 0,075 oma, możesz wyjść z sytuacji na dwa sposoby. 1) Podłącz równolegle dwa rezystory 0,15 om lub cztery rezystory 0,3 om. 2) Zmierz rezystancję drutu konstantanowego lub nichromowego (na przykład, demontując rezystor drutowy 0,51 Ohm, 1%), wyprostuj go i dokładnie podziel na równe części wzdłuż długości, uzyskując pożądaną rezystancję. Wskazane jest, aby końce segmentu pocynować na tabletce aspiryny i przetrzeć alkoholem. Wyprostowany kawałek nichromu nie będzie miał indukcyjności i może być przylutowany do płyty w postaci zworki lub wspornika. Współczynnik harmoniczny wzmacniacza piątej opcji nie został zmierzony, ale subiektywnie pod względem dźwięku nie przekracza 5% w całym zakresie częstotliwości i mocy.

Jako przykład na ryc. 12-13 przedstawia płytkę drukowaną wzmacniacza dwukanałowego. Tranzystory wyjściowe to TIP142T/TIP147T w obudowach TO-220 i mają mniejsze wymiary niż TIP142/TIP147 w obudowach TO-3R. W przypadku zabudowania w głośnikach multimedialnych gdzie występują wibracje, R13-R14 zostają zastąpione jednym stałym 92...100k. W wersji miniaturowej, na małych grzejnikach, należy go dobrać w takiej wielkości, aby na zimnych grzejnikach prąd spoczynkowy wynosił 5...10 mA, a podczas rozgrzewania nigdy nie przekroczył 40...60 mA. Tryb ten można sklasyfikować jako AB+EA. Kondensator C1 to mały kondensator ceramiczny, C3 to niepolarny kondensator elektrolityczny.

Parametry wzmacniacza całkowicie zależny od rodzaju używanego systemu operacyjnego. Maksymalna możliwa sinusoidalna moc wyjściowa wzmacniacza drugiej opcji wynosi 120 W, ale przy obciążeniu 4 omów i napięciu zasilania powyżej +/-35 V konieczne jest ograniczenie prądu VT11, VT12 (R33, R34) lub zwiększ ich moc, w przeciwnym razie moc rozproszona na tranzystorach wyjściowych przekroczy maksymalną dopuszczalną. Przy obciążeniu jedynie 4 omami nie ma potrzeby zwiększania napięcia zasilania powyżej +/-35V. To prawda, że ​​​​zmniejszy to moc wyjściową przy obciążeniu 8 omów. Według autora głośniki o rezystancji 6-8 Ohm mają bardziej naturalny dźwięk, a głośniki o impedancji 4 Ohm mają większą moc wyjściową i dynamikę. Pasmo przenoszenia wzmacniacza jest liniowe od prądu stałego (bez C1) do 200 kHz (bez C2, C6), z płynnym spadkiem amplitudy od 200 kHz do 1 MHz. Po przyłożeniu na wejście wzmacniacza sygnału o częstotliwości 1 MHz z modulacją amplitudy przy częstotliwości 1 kHz, był on odbierany przez odbiornik średniofalowy. Na wejście PA (bez C1) przykładano stałe napięcie od 0 do 1 V w krokach co 10 mV, natomiast napięcie wyjściowe rosło absolutnie liniowo od 0 do 30 V, tj. Wzmacniacz zachowywał się jak precyzyjny wzmacniacz prądu stałego, co świadczy o dużej liniowości wzmocnienia, a co za tym idzie, małych zniekształceniach harmonicznych i wysokiej wierności dźwięku.

Wzmacniacz testowano impulsami prostokątnymi o częstotliwości 2 kHz przy obciążeniu rezystancyjnym 6 omów. W tym przypadku uzyskano szybkość narastania napięcia wyjściowego na poziomie 30 V/μs i była ona ograniczona jedynie źródłem impulsów prostokątnych, nie zaobserwowano zniekształceń kształtu sygnału i skoków. Znamionowe napięcie wyjściowe = Upit.-5 V. Maksymalne napięcie wyjściowe wzmacniacza = Upit.-3V. Gdy napięcie zasilania jest redukowane dwubiegunowym zasilaczem regulowanym, amplituda sygnału wyjściowego nie zmniejsza się do momentu, gdy zasilacz osiągnie wartość Uout + 5V, a gdy Upit = Uout + 3V sygnał wyjściowy jest stopniowo ograniczany.

Impedancja wyjściowa wzmacniacza = 0. Wzmacniacz nie jest wrażliwy na tło zasilania o składowej zmiennej do 100mV. Zakres napięcia zasilania - od +/-25 do +/-40V. Zniekształcenia mierzono za pomocą dwóch generatorów G3-118 i filtrów wycinających wchodzących w skład zestawu. Poziom całkowitych zniekształceń nieliniowych przy doprowadzeniu do wejścia sygnałów od 20 Hz do 20 kHz był niższy niż podany w [1] (rys. 8) i był na poziomie zakłóceń oscyloskopu S1-65A sam (0,2 ... 0,3 mV przy napięciu wyjściowym 32 V), co oznacza współczynnik harmoniczny nie większy niż 0,002%. To samo wykazały pomiary komputerowym analizatorem widma. Ale jednocześnie głównym celem było spełnienie warunku 2. Wzmacniacz został przetestowany i pracował przy Io = 150 mA z wysokiej jakości radiatorem.

Pomimo stosunkowo dużej liczby części sam wzmacniacz składa się z mikroukładu i 6 tranzystorów (VT3, VT4, VT5, VT6, VT11, VT12). VT1 i VT2 - stabilizatory napięcia +/- 15 V; VT7, VT8 - jednostki kompensacji termicznej prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych; VT9, VT10 - ograniczniki prądu maksymalnego (6A). VT1, VT2, VT9, VT10, VD1, VD2, R9, R10, R19-R20, R33, R34 w obecności oddzielnego stabilizowanego źródła +/- 15 V i przy spadku mocy wyjściowej (Upit.= +/- 25 V, Pout 50 W) można wykluczyć ze schematu i wyprodukować uproszczoną, małą wersję PA.

Urządzenie do kompensacji temperatury

Należy zauważyć, że prąd spoczynkowy wzmacniacza może się znacznie zmienić, gdy tranzystory (zwłaszcza VT3-VT4) nagrzeją się i zmieni się napięcie zasilania, dlatego należy dokładnie wybrać punkt pracy tranzystorów VT7-VT8 (kompensatory do zmiany prąd spoczynkowy od temperatury i napięcia zasilania). Jednocześnie lokalne wahania prądu spoczynkowego w zakresie +/- 20 mA nie wpływają na parametry wzmacniacza. Po badaniach trybów termicznych UMZCH autor doszedł do następujących wniosków: 1. 2-3-krotny wzrost prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych może wystąpić nawet przy niewielkim nagrzaniu tranzystora wejściowego o najniższej mocy , dlatego pożądane jest kontrolowanie trybów jak największej liczby etapów. 2.

Pożądane jest umieszczenie każdego tranzystora wyjściowego na oddzielnym radiatorze bez uszczelek izolacyjnych i kontrolowanie jego temperatury. Urządzenie do kompensacji temperatury działa w następujący sposób. Tranzystor VT7, generator prądu, jest montowany na grzejniku VT11 przez uszczelkę mikową. (VT8 na grzejniku VT12). Gdy grzejnik się nagrzewa, prąd VT7 wzrasta i jest podawany przez R23 (R24) do obwodu emitera VT3 (VT4), zakrywając go. Tutaj również podawany jest sygnał do ograniczenia prądu tranzystorów wyjściowych. Wybierając rezystory R21-R22 można ustawić różne warunki temperaturowe dla wzmacniacza.

W trybie 1 linia ciągła (przy wartości R21, R22 = 100 Ohm) prąd spoczynkowy będzie stabilny do 65-70 stopni, a następnie gwałtownie spadnie do 0. W trybie 2 (R21, R22 = 68 Ohm ), prąd spoczynkowy maleje proporcjonalnie do temperatury, tj. urządzenie utrzymuje zadaną temperaturę. W trybie 3 (R21,R22 = 150 Ohm) prąd spoczynkowy nie będzie wzrastał wraz ze wzrostem temperatury, ale nie będzie się zmniejszał, aby zmniejszyć nagrzewanie się tranzystorów (urządzenie wytrzymuje zadany prąd). Przy zmianie napięcia zasilania wzmacniacza z +/-25 na +/- 40 V należy tak dobrać wartość R29-R30, aby offset na R25-R26 wynosił 0,41-0,432 V. Obliczana jest wartość R29-R30 według wzoru: R29 (R30), kOhm = Upit. /0,432 - 1 tys.

Gdy tranzystory wyjściowe zostały celowo ponownie zainstalowane na grzejnikach o mniejszej powierzchni, urządzenie kompensacji termicznej przebudowało się i utrzymywało określone warunki termiczne. W połączeniu z niską wrażliwością na spadki mocy umożliwia to zintegrowanie tego PA z istniejącym sprzętem, w którym nie ma wystarczającej mocy transformatora mocy (np. "Vega 50U-122S") lub w obszarze \ uXNUMXb\uXNUMXbradiatorzy (centrum muzyczne). Oczywiście możliwe jest montowanie częstotliwości ultradźwiękowych na mikroukładach, ale (według autora) nie mają one takiej samej jakości dźwięku jak PA na dyskretnych elementach. 

Szczegóły i projekt

We wzmacniaczu najlepiej zastosować wzmacniacz operacyjny o szybkości narastania napięcia wyjściowego co najmniej 50 V/µs, o niskim poziomie harmonicznych i szumów własnych, z tranzystorami polowymi na wejściu. Tranzystory VT3, VT4 należy dobierać z możliwie największym wzmocnieniem, niskim poziomem szumów i słabą zależnością prądu kolektora od temperatury. Jako VT5-VT6 zaleca się stosowanie tranzystorów o wysokiej częstotliwości wzmocnienia i małej pojemności kolektora. Całkiem możliwe jest zastosowanie we wzmacniaczu domowego wzmacniacza operacyjnego KR574UD1 i tranzystorów o współczynnikach wzmocnienia 130–150, aby móc przerobić istniejący wzmacniacz (na przykład Amphiton) z tych samych części.

Maksymalne dopuszczalne napięcie wszystkich tranzystorów w tym przypadku musi wynosić co najmniej 80 V. W zależności od wymaganego Uout należy zmienić rezystancję R5 zachowując warunek: (R5/R3)+1=Uout/Uin. W przypadku korzystania z innych tranzystorów wyjściowych (tranzystorów polowych lub połączonych równolegle) może być konieczne wybranie rezystancji R31-R32 w oparciu o spadek napięcia na nich wynoszący 0,55 V w środkowym położeniu silnika R16 przy włączonym VT11-VT12 wyłączony. Według obliczeń autora, na podstawie tego układu można zbudować PA o napięciu wyjściowym 80-100 V. (Wzmacniacz jest w stanie wytworzyć napięcie wyjściowe zbliżone do napięcia zasilania). Pary uzupełniające (VT3 - VT4, VT5 - VT6 itp.) przeciwnych ramion nie powinny różnić się wzmocnieniem o więcej niż 5%. Symetrycznie rozmieszczone rezystory górnej i dolnej części nóg są również wybierane z tolerancją 5%. Jest to warunek konieczny symetrii sygnału wyjściowego i uniknięcia zniekształceń nieliniowych.

Rezystory R33 - R34 składają się z dwóch rezystorów o rezystancji 0,2 oma i mocy 2 W każdy, połączonych równolegle i umieszczonych jeden nad drugim. R33, R34 należy stosować bez indukcji. Nie wolno stosować rezystorów skręconych. Cewka L1 nawinięta jest na rezystorze R35, zawiera 2 warstwy drutu 0,8 PEL i jest impregnowana lakierem lub klejem. L1, C9, R36 są zamontowane na płycie wyjściowej. Powierzchnia grzejników VT5 - VT6 wynosi co najmniej 30 cm, VT1 -VT2 -1..2 cm Małogabarytowa wersja wzmacniacza może być zamontowana na płytce o wymiarach 60x65 mm wykonanej z folii PCB o grubości 1,5 mm (rys. 6, rys. 7). Jeśli zajdzie potrzeba zmiany rozmiaru planszy, można ją przesuwać wzdłuż siatki. Wszystkie tory są cynowane lutem. Ścieżki przewodzące prąd obwodów mocy i obciążeń są cynowane grubą warstwą lutowia z ułożoną jedną żyłą drutu miedzianego. W przypadku wszystkich tranzystorów montowanych na grzejnikach obowiązkowe jest użycie pasty termoprzewodzącej, a w przypadku tranzystorów z czujnikiem termicznym uszczelki muszą być wykonane z miki.

Jako C1 i C3-C4 najlepiej zastosować niepolarny kondensator elektrolityczny.

Ryż. 6. Opcja płytki drukowanej wzmacniacza 1-2. Szczegółowy widok z boku. Rozmiar 60x65mm. Krok siatki 2,5

Ryż. 7. Opcja płytki drukowanej wzmacniacza 1-2. Widok od strony lutowania. Rozmiar 60x65mm. Krok siatki 2,5

Ryż. 8. Uniwersalna płytka drukowana dla opcji 2 i 3. Widok od strony części. Rozmiar 90x65mm. Skok siatki 2,5 mm

Ryż. 9. Uniwersalna płytka drukowana dla opcji 2 i 3. Widok od strony lutowania. Rozmiar 90x65mm.

Opcja 5 płyta podwójnego wzmacniacza

Widok od strony lutowania. Rozmiar 55x60mm.

Drugą i trzecią wersję wzmacniacza można zamontować na płycie uniwersalnej (rys. 8, rys. 9). W przypadku równoważenia wzmacniacza operacyjnego pomiędzy pinami 1-8 lub 1-5, w punkcie X na pin 8 lub 5 umieszcza się zworkę. Musi być niezawodna, aby uniknąć znacznej niezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego. Rezystor R6 można podłączyć do punktów + i - 15 V na płytce lub można umieścić zworkę, w zależności od typu wzmacniacza operacyjnego. Jeżeli nie jest używany wzmacniacz operacyjny DA2, tor należy przeciąć w punkcie X2. Podczas korzystania z dwóch wzmacniaczy operacyjnych rezystor R8 przełącza się na pin 6 DA2.

Konfiguracja wzmacniacza

Po sprawdzeniu poprawności instalacji należy:
1. Ustaw R6 i R16 w pozycji środkowej.
2. Zewrzyj wejście wzmacniacza do obudowy.
3. Odlutuj tranzystory wyjściowe (VT11-VT12)
4. Włącz zasilanie.
5. Zmierz napięcie zasilania i +/- 15 V.
6. Ustawić (R6) na wyjściu wzmacniacza i napięcie wzmacniacza operacyjnego 0V. Jeśli na wyjściu PA jest ustawione 0 V, a na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest stałe napięcie, należy sprawdzić tranzystory.
7. Ustaw R31-R32 na 0,55 V za pomocą R16.
8. Wyłącz zasilanie, podłącz tranzystory wyjściowe, włączając amperomierz 11 A do otwartego obwodu kolektora VT1.
9. Włącz zasilanie i R16 ustaw prąd spoczynkowy kolektora VT11 w zakresie 100 - 150 mA.
10. Zmierzyć prąd spoczynkowy VT12, nie powinien różnić się od prądu VT11 o więcej niż 5%.
Prąd spoczynkowy tranzystorów wyjściowych można ustawić w zakresie od 0 do 250 mA, w zależności od pożądanej jakości dźwięku, trybu pracy, warunków termicznych i wielkości radiatora. Prąd spoczynkowy musi być ustawiony na temperaturę tranzystorów wyjściowych 35-40 stopni.
11. Sprawdź działanie kompensacji termicznej mierząc prądy spoczynkowe przy maksymalnej temperaturze radiatorów tranzystorów wyjściowych.

Jednostka zabezpieczająca AC

W sytuacjach awaryjnych, gdy przez głośnik przepływa prąd stały, jego cewka przepala się, więc zastosowanie ochrony głośnika jest warunkiem koniecznym dla potężnych wzmacniaczy. Jednostka zabezpieczająca (ryc. 10) działa w następujący sposób.

Zakres napięcia zasilania:..........+/-20…+/-60V
Czas odpowiedzi:
od napięcia stałego +/- 1V.......... nie więcej niż 0,5 sek.
od napięcia stałego +/- 30V.......... nie więcej niż 0,1 sek.

Po włączeniu zasilania kondensator C3 rozpoczyna ładowanie (od źródła zasilania przez R7-R8). Po 1 sek. napięcie na nim osiąga wartość wystarczającą do otwarcia VT3, następnie VT4 otwiera się, a przekaźnik łączy głośniki ze wzmacniaczem swoimi stykami. Podczas normalnej pracy PA napięcie przemienne z jego wyjścia nie ma czasu na ładowanie C1-C2, a w sytuacji awaryjnej stałe napięcie z wyjścia wzmacniacza otworzy VT1 lub VT2 (w zależności od polaryzacji), napięcie na C3 zmniejszy się, a przekaźnik wyłączy AC. W przypadku fałszywych zadziałań zabezpieczenia przy dużej głośności należy zwiększyć pojemność C1-C2.

Rysunek płytki drukowanej jednostki zabezpieczającej AC pokazano na ryc. 11 i 12. Zaleca się stosowanie oddzielnego zabezpieczenia głośników dla każdego kanału. Przekaźnik (U P1) musi być zasilany ze źródła, które ma niższą pojemność filtra mocy niż sam wzmacniacz, tak aby po wyłączeniu zasilania przekaźnik P1 był wyłączany jako pierwszy. Przekaźnik powinien być używany z jak największą powierzchnią styku i siłą sprężyny, ponieważ. przekaźniki miniaturowe (zwłaszcza kontaktrony) mają przypadki przepalenia styków i niemożności awaryjnego wyłączenia.

literatura

1. J. Mitrofanow. EA w UMZCH. Radio nr 5,1986, XNUMX
2. G. Bragina. UMZCH. Radio nr 12,1990, XNUMX

Autor: Laikov A.V. (alexandr.laykov@rambler.ru); 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 Budowa domów z bloków trawiastych 22.08.2023 Firma budowlana DR Horton z Karoliny Północnej, jeden z największych deweloperów w USA, rozpoczęła rewolucyjne wykorzystanie prasowanej trawy wieloletniej w procesie budowy domów. Istotą innowacyjnego pomysłu jest stworzenie paneli uzyskanych w wyniku tłoczenia dużych ilości szybko rosnących roślin. Panele te mogą zastąpić tradycyjne materiały budowlane stosowane do ścian i sufitów. Projekt pilotażowy rozpoczął się jako seria domów w Karolinie Północnej, gdzie partner DR Horton, firma Plantd, wdraża to innowacyjne podejście. Panele z trawy stają się alternatywą dla konwencjonalnych płyt OSB i sklejki. Plantd zajmuje się nie tylko uprawą i zbiorem materiału roślinnego, ale także tworzeniem maszyn produkcyjnych zdolnych wyprodukować do jednego panelu na minutę. Firma pracuje obecnie nad całkowicie elektryczną fabryką, która będzie obejmowała 50 linii produkcyjnych i zostanie uruchomiona w ciągu najbliższych kilku lat. Według firmy jej panele mogą zastąpić nawet 16-17 drzew potrzebnych do budowy jednego domu, co z kolei wymaga około 175 paneli na ściany i dach. Co więcej, Plantd aktywnie bada w swoim laboratorium wieloletnią biomasę i twierdzi, że oferowane przez nią panele zapewniają lepszą odporność na wilgoć i trwałość w porównaniu z porównywalnymi produktami dostępnymi na rynku. Obecnie, w ramach projektu pilotażowego w Karolinie Północnej, DR Horton kończy „próbny” dom. Po pomyślnej instalacji tego domu firma zamierza zakupić 250 000 paneli do zastosowania w ponad tysiącu domów rodzinnych, demonstrując potencjał tej unikalnej technologii.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Sterowniki prostowników synchronicznych IR1161L i IR11688S

▪ Zegarek pistoletowy

▪ Baterie AA/AAA z akumulatorów samochodów hybrydowych

▪ System magazynowania i redystrybucji energii dla domowych sieci elektrycznych

▪ Czujnik wilgotności i temperatury STMicroelectronics HTS221

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Systemy akustyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł Wiek obecny i wiek miniony. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego Isaev nie jest prawdziwym imieniem Stirlitz? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Operator oczyszczania ścieków. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł System antykradzieżowy samochodu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Prosta tokarka. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

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