Prosty wysokiej jakości UMZCH. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy

 Komentarze do artykułu

Analiza listów radioamatorów, którzy odpowiedzieli na artykuł [1], pozwoliła na sformułowanie następujących wniosków. Po pierwsze (i to jest naturalne) wszyscy opowiadają się za stworzeniem prostych wzmacniaczy mocy 3H (UMZCH); po drugie, im prostszy obwód wzmacniacza, tym mniej wyszkoleni radioamatorzy podejmują się jego montażu; po trzecie, nawet doświadczeni projektanci często ignorują znane zasady instalacji, co prowadzi do niepowodzeń przy powtarzaniu UMZCH na nowoczesnej bazie elementów.

Na tej podstawie opracowano UMZCH (patrz rys. 1) w oparciu o wzmacniacze opisane w [1, 2].

Rys.1 (kliknij, aby powiększyć)

Jego główną cechą jest zastosowanie wzmacniacza operacyjnego w trybie niskosygnałowym (jak we wzmacniaczu opisanym w [1]), który rozszerza pasmo częstotliwości odtwarzanych sygnałów bez przekraczania szybkości narastania napięcia wyjściowego op- wzmacniacz [3]; tranzystory stopnia wyjściowego - w obwodzie OE i stopnia końcowego - z podzielonym obciążeniem w obwodach emiterów i kolektorów. Ten ostatni, poza oczywistą zaletą konstrukcyjną – możliwością umieszczenia wszystkich czterech tranzystorów na wspólnym radiatorze, zapewnia pewne zalety w porównaniu ze stopniem wyjściowym, w którym tranzystory łączone są według obwodu OK [2].

Główne cechy techniczne UMZCH:

• Znamionowy zakres częstotliwości z nierównomiernością odpowiedzi częstotliwościowej 2 dB, Hz.......20...20 000
• Znamionowa (maksymalna) moc wyjściowa, W, przy obciążeniu z rezystancją, Ohm: 4.......30(42)
• 8......15(21)
• Współczynnik harmoniczny przy mocy znamionowej, %, nie więcej, w zakresie częstotliwości znamionowej............0,01
• Znamionowe (maksymalne) napięcie wejściowe, V.......0,8(1)
• Impedancja wejściowa, kΩ .......47
• Rezystancja wyjściowa, Ohm, nie więcej niż ....... 0,03
• Względny poziom hałasu i tła, dB, nie więcej .......-86
• Amplituda skoków napięcia wyjściowego przy włączaniu i wyłączaniu UMZCH, V, nie więcej niż ... 0,1

Wzmacniacz operacyjny DA1 jest zasilany przez tranzystory VT1 i VT2, które redukują napięcie zasilania do wymaganych wartości. Prądy spoczynkowe tranzystorów powodują spadki napięcia na rezystorach R8 i R9, wystarczające do zapewnienia niezbędnego napięcia polaryzacji u podstaw tranzystorów VT3, VT4 i VT5, VT6. Jednocześnie napięcia polaryzacji tranzystorów stopnia końcowego dobiera się tak (0,35 ... 0,4 V), aby pozostały niezawodnie zamknięte, gdy napięcie zasilania wzrośnie o 10 ... 15% i przegrzeje się o 60 ... 80°C Są one usuwane z rezystorów R12, R13, które jednocześnie stabilizują tryb pracy tranzystorów stopnia końcowego i tworzą lokalny OOS dla prądu.

Stosunek rezystancji rezystorów R11 i R4 obwodu OOS dobiera się pod warunkiem uzyskania nominalnego napięcia wejściowego 0,8 V. Włączenie zewnętrznych obwodów korekcyjnych i równoważących wzmacniacza operacyjnego nie jest pokazane na schemacie dla uproszczenia (będzie to omówione w rozdziale poświęconym konfiguracji wzmacniacza).

Filtr dolnoprzepustowy R3C2 i filtr górnoprzepustowy C3R10 z częstotliwościami odcięcia w zakresie 60 kHz zapobiegają działaniu tranzystorów o stosunkowo niskiej częstotliwości VT3-VT6 przy wyższych częstotliwościach, aby uniknąć ich awarii. Kondensatory C4, C5 korygują PFC etapów przedterminalnych i końcowych, zapobiegając ich samowzbudzeniu w przypadku nieudanej instalacji.

Cewka L1 zwiększa stabilność UMZCH przy znacznym obciążeniu pojemnościowym.

UMZCH zasilany jest z prostownika niestabilizowanego. Może to być wspólne dla obu kanałów wzmacniacza stereo, jednak w tym przypadku pojemność kondensatorów filtrujących C8 i C9 musi zostać podwojona, a średnica drutu uzwojenia wtórnego transformatora T1 musi być 1,5 razy większa. Bezpieczniki znajdują się w obwodach mocy każdego ze wzmacniaczy.

Konstrukcja UMZCH może być inna, należy jednak wziąć pod uwagę pewne cechy konstrukcyjne, od których zależy powodzenie jego powtórzenia.

Rysunek płytki drukowanej i rozmieszczenie części dla jednego kanału UMZCH pokazano na ryc. 2

Ris.2

Długość przewodów części nie powinna przekraczać 7 ... 10 mm (dla ułatwienia instalacji przewody wzmacniacza operacyjnego DA1 są skracane do około 15 mm). W UMZCH konieczne jest zastosowanie kondensatorów ceramicznych o napięciu znamionowym co najmniej 50 V. Płytkę można przymocować do radiatora tranzystorów końcowego stopnia za pomocą stojaków o wysokości 15 ... 20 mm lub w pobliżu go za pomocą jakiegoś rozłącznego złącza, np. MPN-22 (gniazda i piny złącza znajdują się w punktach 1-5). W tym drugim przypadku rezystancję rezystorów R12 i R13 należy wybrać równą 43 ... 47 omów, a na gnieździe złącza z podłączonymi do niego tranzystorami VT5, VT6 zainstalować rezystory o tej samej rezystancji R12 'i R13 ' (zapobiegnie to uszkodzeniu tranzystorów w przypadku utraty kontaktu na złączu). Długość przewodów między płytką a tranzystorami końcowego stopnia nie może przekraczać 100 mm.

Oprócz tego, co wskazano na schemacie, w UMZCH można zastosować OU K140UD6B, K140UD7A, K544UD1A, jednak współczynnik harmoniczny przy częstotliwościach powyżej 5 kHz wzrośnie w tym przypadku do około 0,3%.

Tranzystory stopnia końcowego umieszczone są na radiatorze wygiętym z płytki o wymiarach 70x35x3 mm (bez nóżki z otworem o średnicy 2,2 mm) wykonanej ze stopu aluminium, która mocowana jest do płytki za pomocą jednego śruby M2X8 przykręcić nakrętką, aby zapobiec uszkodzeniu przewodów tranzystora podczas przypadkowych wpływów mechanicznych.

Tranzystory stopnia końcowego można umieścić zarówno na radiatorze wspólnym dla każdego kanału UMZCH, jak i na radiatorze wspólnym dla obu kanałów. W pierwszym przypadku są one zamocowane na radiatorze, a drugi jest odizolowany od obudowy UMZCH, w drugim przypadku tranzystory są izolowane, a radiator może stanowić element konstrukcyjny obudowy wzmacniacza. Aby zmniejszyć opór cieplny obudowy tranzystora - radiatora, konieczne jest zastosowanie pasty przewodzącej ciepło. W przypadku stosowania osobnych (dla każdego kanału) radiatorów można zastosować tranzystory w plastikowej obudowie, które ze względu na małą powierzchnię metalowych podstaw mogą się przegrzewać w przypadku złego wykonania uszczelek lub luźnego kontaktu termicznego z radiator i nadmierna ilość pasty w szczelinie. Wskazane jest zamontowanie tranzystorów w metalowej obudowie na wspólnym dla obu kanałów radiatorze. Powierzchnia radiatora na tranzystor musi wynosić co najmniej 500 cm2.

Ogromne znaczenie ma instalacja UMZCH, połączenie jego kanałów ze źródłem zasilania. Przewody zasilające (+22 V, -22 V i wspólny) powinny być jak najkrótsze (należy je ułożyć osobno dla każdego kanału) i odpowiednio duży przekrój (przy maksymalnej mocy 42 W - co najmniej 1,5 mm2 ). Głośniki, a także obwody emitera i kolektora tranzystorów końcowego stopnia należy podłączyć do płytki UMZCH przewodami o tym samym przekroju.

UMZCH jest regulowany przy wyłączonym stopniu końcowym. Jeżeli do łączenia części UMZCH używane jest odłączane złącze, wygodnie jest zastosować gniazdo technologiczne, do którego podłączone są tylko przewody zasilające i wyjście generatora sygnału 3H. Przy bezpośrednim podłączeniu tranzystorów końcowych do płytki UMZCH wystarczy usunąć zworki z lutu z drukowanych przewodów obwodów ich podstaw i tymczasowo przylutować je do zacisków emitera.

Aby zrównoważyć wzmacniacz operacyjny DA1 (jeśli to konieczne), na płycie znajdują się otwory na dostrojone i stałe rezystory lub zworki drutowe do łączenia pinów mikroukładu zgodnie ze schematem równoważenia dla określonego typu. Na przykład, aby zrównoważyć wzmacniacz operacyjny K544UD2, jego zaciski 1 i 8 są połączone przez rezystor 62 kΩ z wyjściem silnika i jednym z zacisków elementu rezystancyjnego dostrojonego rezystora o rezystancji 22 kΩ. Wolny zacisk tego rezystora jest połączony zworką przewodową z zaciskiem 7 wzmacniacza operacyjnego i poprzez rezystor o rezystancji 75 kΩ” z zaciskiem 5 (na ryc. 2 elementy te pokazano liniami przerywanymi). W przypadku stosowania wzmacniacza operacyjnego K544UD1 jego zacisk 1 poprzez rezystor o rezystancji 4.3 kΩ jest podłączony do zacisków dostrojonego rezystora o rezystancji 1,5 kΩ. Jego wolny zacisk jest podłączony do zacisku 8 wzmacniacza operacyjnego poprzez rezystor o rezystancji 5,1 kΩ, a do zacisku 7 - zworką drutową. Aby zrównoważyć OU K140UD6 i K140UD7, stosuje się rezystory o tych samych wartościach znamionowych, ale wolny zacisk trymera poprzez stały rezystor z pinem 5, oraz zworkę z pinem 4 wzmacniacza operacyjnego. Równoważenie może jednak nie być konieczne, więc te części są instalowane tylko w razie potrzeby.

Regulacja rozpoczyna się od tego, że wejście wzmacniacza jest zwarte, do wyjścia podłączony jest oscyloskop, włączony w trybie maksymalnej czułości i zasilanie jest dostarczane przez krótki czas. Jeśli na wyjściu nie ma napięcia przemiennego, tj. Nie ma samowzbudzenia, tryb pracy tranzystorów VT3, VT4 i wzmacniacza operacyjnego DA1 mierzony jest w prądzie stałym. Napięcia zasilania wzmacniacza operacyjnego powinny mieścić się w granicach +13,5...14 i -13,5...14 V i być w przybliżeniu takie same (dopuszczalne odchylenie w granicach 0,2...0,3 V). Spadki napięć na rezystorach R12 i R13 powinny wynosić 0,35...0,4 V. Jeżeli różnią się one znacząco (ponad 10%) od podanej wartości, należy dobrać rezystory R8, R9, upewniając się, że są nowe rezystancje pozostały takie same. Rezystory są wymieniane po wyłączeniu zasilania UMZCH. Przybliżoną rezystancję rezystorów jednostki organizacyjnej K544UD2A pokazano na schemacie. W przypadku stosowania wzmacniaczy operacyjnych K544UD1A i K140UD6 ich rezystancja początkowa powinna wynosić 680 omów, a przy zastosowaniu K140UD7 - 560 omów.

Po podniesieniu rezystorów R8, R9 mierzą stałe napięcie na wyjściu UMZCH i, jeśli przekraczają 20 ... 30 mV, równoważą wzmacniacz operacyjny DA1. Następnie podstawy tranzystorów VT5, VT6 są podłączone do emiterów VT3, VT4 i po krótkim włączeniu zasilania upewniają się, że UMZCH nie ulega samowzbudzeniu w tej formie. Napięcie prądu przemiennego i szumu przy zwartym wejściu nie może przekraczać 1 mV.

Następnie do wyjścia UMZCH podłącza się rezystor o rezystancji 16 omów i mocy rozpraszanej 10 ... 15 W, otwiera się wejście UMZCH, podłącza się do niego generator dostrojony do częstotliwości 1 kHz i stopniowo zwiększając jego sygnał do napięcia 13,5 ... 14 V, sprawdź symetrię ograniczenia dodatnich i ujemnych półfali sinusoidy.

Minimalne (w określonych granicach) stałe napięcie na wyjściu wzmacniacza osiąga się, jeśli to konieczne, poprzez końcowe zrównoważenie wzmacniacza operacyjnego DA1. Następnie możesz zacząć mierzyć główne cechy UMZCH, ładując go obciążeniem znamionowym - rezystorem o rezystancji 4 lub 8 omów. Bardziej szczegółowo cechy tworzenia tego typu UMZCH opisano w [XNUMX].

Należy jednak wziąć pod uwagę, że próba ustalenia, a jeszcze dokładniejsza ocena parametrów UMZCH, zmontowanego bez przestrzegania powyższych zasad instalacji, bez instalowania go w przeznaczonym do tego miejscu i bez zasilania z własnego źródła zasilania, nie tylko nie da pożądanego rezultatu, ale może również doprowadzić do awarii tranzystorów stopnia wyjściowego. Dostosowanie UMZCH i pomiar jego właściwości należy rozpocząć dopiero po zakończeniu jego projektowania. Prostota wzmacniacza jest tylko pozorna. Nie należy zapominać, że tranzystory o maksymalnej częstotliwości generowania 1 ... połączeń i obciążeniach o wystarczającej wielkości. Niewielka indukcyjność drutu obwodu emitera, równoległe ułożenie obwodów podstawy i kolektora na znacznej długości przewodów może powodować samowzbudzenie przy wysokich częstotliwościach, co jest niezwykle niebezpieczne dla tranzystorów stopni końcowych i przedterminalnych. (Dotyczy to jednak nie tylko opisanego urządzenia, ale także UMZCH zmontowanego według dowolnego innego schematu.)

Charakterystyki UMZCH mierzy się znanymi metodami, stosując odpowiednią aparaturę pomiarową. Do pomiaru poszczególnych parametrów, których wartości przekraczają możliwości seryjnych przyrządów pomiarowych (np. małe zniekształcenia nieliniowe), można zastosować metody opublikowane w czasopiśmie „Radio” (patrz np. [4 ]).

Podczas pomiaru współczynnika harmonicznych oraz względnego poziomu szumu i zakłóceń należy pamiętać o możliwych zakłóceniach ze strony zasilacza, nadajników telewizyjnych i radiowych, telewizorów i innych urządzeń radiowych, spowodowanych złym ekranowaniem przewodów łączących, wejściem UMZCH i czułym przyrządów pomiarowych, a także w przypadku braku ich połączenia ze sobą nieuziemionych obudów. Czasami wystarczy przełożyć wtyczkę kabla zasilającego jednego z urządzeń lub UMZCH w gniazdku, aby uzyskać zły wynik. Nawiasem mówiąc, nie należy stosować metody znanej ze starej amatorskiej praktyki radiowej do sprawdzania UMZCH poprzez dotykanie palcem jego obwodu wejściowego. Może to prowadzić do takiego poziomu zakłóceń o wysokiej częstotliwości, że tranzystory wyjściowe ulegną awarii.

Rozważany schemat można przyjąć jako podstawę do stworzenia UMZCH o różnej mocy wyjściowej. Aby to zrobić, wystarczy zmienić szereg elementów UMZCH i zasilacza. Z tabeli można wyciągnąć pewne zalecenia w tym zakresie.

Budując UMZCH o mocy wyjściowej około 25 W, niektóre elementy można wykluczyć (patrz ryc. 3).

Ris.3

Jak widać, zamiast rezystora w obwodzie nieodwracającego wejścia wzmacniacza operacyjnego DA1, podłączonego do wspólnego przewodu, zastosowano tutaj dzielnik rezystorów R1-R3, co umożliwiło porzucenie środka wyjście uzwojenia wtórnego transformatora sieciowego T1. Pozwala to na zastosowanie transformatorów o napięciu uzwojenia wtórnego 24...28 V i zabezpiecza układ głośnikowy przed awarią w przypadku awarii jednego z tranzystorów stopnia końcowego.

UMZCH według schematu na ryc. 3 można zamontować na tej samej płytce PCB (patrz rys. 2). W tym przypadku otwory na zaciski rezystorów R2, R5-R7 pozostają wolne, rezystory R8 i R9 są przylutowane bezpośrednio do obwodów mocy wzmacniacza operacyjnego DA1, dla których zworki są instalowane w otworach dla wyjścia emiterów i kolektorów tranzystorów VT1, VT2. Przy mocy wyjściowej mniejszej niż 25 W w końcowym etapie można zastosować tranzystory serii KT805 i KT837 o dowolnych indeksach literowych.

Utworzenie UMZCH według schematu z ryc. 3 nie różni się od opisanego powyżej.

Literatura:

1. Gumelya E. Jakość i obwody UMZCH. - Radio, 1985, nr 9, s. 31-35
2. Rieder I. Abacus Rieder 60-120 - Funktcheu. 1986, nr 2. s. 39-41.
3. Gumelya E. Jakość i obwody UMZCH. Radio, 1986, nr 5. Z. 43-46
4. Mitrofanov Yu Tryb ekonomiczny A we wzmacniaczu mocy - Radio 1986, nr 9 s. 40-43

Autor: E.Gumelya

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 Telewizor LG 8K OLED 01.09.2018 Południowokoreańska firma LG zaprezentowała pierwszy na świecie telewizor OLED 8K. Nowość otrzymała zwykłą nazwę 8K LG OLED TV. Nowy telewizor otrzymał ogromny 88-calowy wyświetlacz OLED obsługujący rozdzielczość 7680×4320 pikseli. Matryca zapewnia najwyższą jakość obrazu z głęboką czernią i wysokim kontrastem. LG planuje w tym roku sprzedać około 60 000 telewizorów LG OLED 8K, przy czym oczekuje się, że telewizory te będą produkowane masowo dopiero bliżej 2022 roku.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Płyta główna ASRock Fatal1ty B85 Killer

▪ Charyzma lidera szkodzi firmie

▪ Metoda mnożenia dokładności pomiarów częstotliwości

▪ Rejestrator XORO HSD-R545 - DVD ciężkiej artylerii

▪ Przenośny dysk twardy Toshiba Canvio Basics

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny „Podręcznik elektryka”. Wybór artykułu

▪ Artykuł Wszystko albo nic. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co kiedyś Jelcyn kazał zrobić swojemu sekretarzowi prasowemu Kostikowowi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Księgowy biura rachunkowego materiałów. Opis pracy

▪ artykuł Muzyczne wezwanie. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Niewrażliwa płyta gramofonowa. 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