Poprawa parametrów wzmacniacza na układzie K174UN7. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy

 Komentarze do artykułu

Wydaje się, że stale poszerzająca się gama wyspecjalizowanych mikroukładów powinna ograniczać kreatywność radioamatorów. Rzeczywiście, takie mikroukłady są zwykle zorientowane przez ich twórców na rozwiązanie jednego konkretnego zadania w sprzęcie elektronicznym lub, w najlepszym razie, wąskiego zakresu zadań. Dlatego radioamatorzy i projektanci radia wydają się pozostawać tylko z kreatywnymi „grami w kostki” - aby łączyć węzły na mikroukładach zmontowanych zgodnie z typowymi schematami przełączania.

Jednak duch rubryki „Radio amator dokonuje eksperymentu”, który pojawiał się mniej więcej regularnie na łamach naszego pisma, nie umiera jednak w sercach naszych czytelników. Dowodem na to jest opublikowany tutaj artykuł V. Gromova i A. Radomsky'ego, na który naszym zdaniem powinni zwrócić uwagę nie tylko radioamatorzy, ale także profesjonaliści - zarówno twórcy sprzętu, jak i twórcy mikroukładów. Czekamy na ich odpowiedź na tę publikację - w końcu chip K174UN7 jest bardzo szeroko stosowany w domowych urządzeniach radiowych.

Otóż ​​apelujemy do wszystkich czytelników z propozycją - przeprowadzenia eksperymentów zarówno nad ulepszaniem typowych układów przełączających dla wyspecjalizowanych układów scalonych, jak i ich wykorzystaniem w niestandardowych układach przełączających (implementacja nowych funkcji itp.). Jednak po otrzymaniu interesującego pozytywnego efektu nie spiesz się, aby napisać do redaktora: sprawdź jego odtwarzalność na kilku kopiach mikroukładów.

Obecnie wzmacniacze mocy częstotliwości audio (UMZCH) małych urządzeń radiowych są często budowane w oparciu o specjalizowany układ scalony (IC) K174UN7 [1]. Jednak jego zastosowanie bez wątpienia byłoby jeszcze szersze, gdyby nie duże zniekształcenia nieliniowe (w typowym połączeniu - do 10% przy mocy wyjściowej 4,5 W przy częstotliwości 1 kHz i napięciu zasilania 15 V) i niewystarczająco wysoka w niektórych przypadkach impedancja wejściowa (50 kOhm). Nic więc dziwnego, że radioamatorzy poszukują sposobów na ograniczenie zniekształceń nieliniowych, sugerując np. zastąpienie układu podwyższania napięcia stabilizatorem prądu opartym na tranzystorze polowym [2]. Niestety weryfikacja zaleceń zaproponowanych w [2] wykazała, że ​​ich realizacja prowadzi nie tyle do zmniejszenia zniekształceń, co do zmniejszenia maksymalnej mocy dostarczanej do obciążenia.

Podczas testowania kilku kopii układu K 174UN7 IC okazało się, że najbardziej charakterystyczne zniekształcenia jego napięcia wyjściowego przejawiają się w „zaokrągleniu” lub wyraźnym ograniczeniu ujemnego półcyklu sygnału. W związku z tym skuteczność takiego środka jak regulacja trybu IC dla prądu stałego stosowanego w niektórych urządzeniach przemysłowych poprzez przyłożenie napięcia do jego wyjścia 7 (poprzez rezystor o rezystancji 3 ... 6,8 kOhm) z regulowanego dzielnik został przetestowany. Test wykazał, że środek ten również praktycznie nie zmniejsza współczynnika harmonicznych i nie zwiększa niezniekształconego napięcia wyjściowego, a jedynie pozwala na jego symetryczne ograniczenie.

Wariant UMZCH, zmontowany zgodnie ze schematem na ryc. 1 ma znacznie lepsze właściwości niż typowy we wskazanym układzie scalonym. Jedną z jego różnic w stosunku do typowego jest dodatkowe OOS poprzez rezystor R6.

Podłączenie tego ostatniego bezpośrednio do głowicy głośnika zmniejsza nierówne pasmo przenoszenia i nieliniowe zniekształcenia spowodowane obecnością kondensatora C9. Przy rezystancji rezystora R6 wskazanej na schemacie napięcie zasilania wynosi 15 V, a moc wyjściowa 4 W (przy obciążeniu o rezystancji 4 Ω), nominalne napięcie wejściowe urządzenia wynosi 120 mV.

Ponadto, aby zmniejszyć liczbę ocen, pojemność kondensatora tlenkowego C3 w obwodzie OOS jest zmniejszona do 100 μF (nierówna charakterystyka częstotliwościowa w zakresie częstotliwości 40 ... 20 000 Hz nie przekracza 0,4 dB).

Główna różnica między tym UMZCH polega na rezystancji rezystora R2 (w typowym połączeniu IC wynosi 47 kOhm). Podczas eksperymentów zauważono, że ten rezystor ma bardzo istotny wpływ na zniekształcenia, a wybierając go można znacznie zwiększyć napięcie wyjściowe UMZCH. (Z dziesięciu testowanych układów scalonych tylko dwa nie wymagały doboru rezystora R2, tj. zmiany jego rezystancji względem typowego; rezystancja rezystorów pozostałych układów zmieniała się w granicach 0,1...1 MΩ) .

Na ryc. Na rysunku 2 przedstawiono zależność maksymalnej mocy wyjściowej Pmax i współczynnika harmonicznej Kg od napięcia zasilania Upit (zniekształcenia mierzone przy Pmax odpowiadające danemu napięciu Upit). Parametry zostały ocenione przy częstotliwości 1 kHz przy dwóch wartościach rezystancji rezystora R2: typowej (47 kOhm) i zoptymalizowanej dla mocy maksymalnej (750 kOhm). Moc Pmax została określona przez maksymalne napięcie wyjściowe, na którego oscylogramie zniekształcenia nie były jeszcze widoczne gołym okiem (jakie te zniekształcenia były w rzeczywistości, pokazują krzywe Kg).

rys. Xnumx

Jak widać na ryc. 2, przy Upit = 15 V poprzez dobranie rezystora R2 udało się zwiększyć Pmax o 1,5 W przy jednoczesnym zmniejszeniu współczynnika harmonicznego prawie 3,5 krotnie, a przy Upit = 18 V - o około 3 W przy spadku K, . prawie trzy razy. (Oczywiście przy tych samych zniekształceniach przyrost mocy Pmax byłby jeszcze większy). Uzyskany wynik mówi sam za siebie, biorąc pod uwagę, że testowany układ scalony był dość uwarunkowany: przy Upit = 15 V, R2 = 47 kOhm i mocy wyjściowej Pout = 4,5 W jego współczynnik harmoniczny nie przekraczał 7,2% (po dobraniu rezystora R2 zmniejszył się do 1,1%.

Zależności Pmax (Upit) i Kg (Upit) UMZCH przy zoptymalizowanej rezystancji rezystora R2 (750 kOhm) pobrano również przy częstotliwościach 60 Hz i 5 kHz (rys. 3). Spadek Pmax przy niższych częstotliwościach wynika z wpływu pojemności kondensatora C9 (1000 μF). Przy rezystancji obciążenia Rn \u4d 2000 Ohm pożądane jest zwiększenie jego pojemności do co najmniej XNUMX mikrofaradów.

rys. Xnumx

Krzywe przedstawione na ryc. 4, ilustrują zależność sprawności i prądu spoczynkowego I® od napięcia zasilania Upit dla tych samych dwóch rezystancji rezystora R2. Łatwo zauważyć, że przy R2 = 750 kOhm sprawność również wzrasta, a wymierny zysk uzyskuje się przy Upit > 10 V.

rys. Xnumx

Aby określić rzeczywistą zależność współczynnika harmonicznej Kg od poziomu mocy wyjściowej Pout, testowano kopię układu scalonego o średnich parametrach przy Upit=15 V, Rn=4 Ohm, C9=4000 μF i R2=R2opt=510 kΩ (rys. 5). Jak widać, przy Рout=4 W, współczynnik harmoniczny UMZCH zmontowany na tej kopii IC zgodnie ze schematem na ryc. 1, w zakresie częstotliwości 60…10 000 Hz nie przekracza 3%.

rys. Xnumx

Impedancja wejściowa samego układu K174UN7 IC została obliczona z wyników pomiaru impedancji wejściowej UMZCH (z wyłączoną regulacją głośności), wykonanego na próbce, dla której R2opt = 750 kOhm. Okazało się, że w zakresie częstotliwości 50 ... 15 000 Hz rezystancja wejściowa układu scalonego przekracza 30 MΩ. Innymi słowy, rezystancja wejściowa UMZCH jest praktycznie równa rezystancji rezystora R2 i, jeśli to konieczne, może być znacznie większa niż 50 kOhm.

Projektując stereofoniczny UMZCH może się zdarzyć, że optymalne rezystancje rezystorów R2 w lewym i prawym kanale okażą się różne. Aby uzyskać identyczne odpowiedzi częstotliwościowe, rezystancja wyjściowa poprzedniego stopnia w tym przypadku powinna być mniejsza niż rezystancja rezystora R2, a pojemność kondensatora izolującego C2 powinna być taka, aby w kanale o niższej rezystancji rezystora znajdowała się nie ma zauważalnego spadku pasma przenoszenia przy niższych częstotliwościach (w większości przypadków wystarczy przyjąć C2 == 0,47…1 uF).

UMZCH działa dobrze, gdy jest zasilany z niestabilizowanego źródła, jednak jeśli najważniejsze jest uzyskanie maksymalnej mocy wyjściowej i odpowiednio minimalnego zniekształcenia średnio, konieczne jest zastosowanie stabilizatora o napięciu wyjściowym 17 ... 18 V .

Należy zauważyć, że podczas pracy ze zwiększoną (do 5 ... 6 W) mocą wyjściową konieczne jest zapewnienie dobrego odprowadzania ciepła z układu scalonego, podejmując w takich przypadkach niezbędne środki w celu zmniejszenia oporu cieplnego między jego płytami i radiator. Bardzo cenne jest to, że skoro potencjał płytek IC (w stosunku do wspólnego przewodu) jest bliski 0, jako zwykły radiator bez podkładek izolacyjnych można zastosować metalową obudowę lub inne metalowe części konstrukcji połączone ze wspólnym (ujemny) drut i zapewniają efektywne rozpraszanie ciepła.

literatura

1. Układy scalone: ​​podręcznik autorstwa B. V. Tarabrina, L. F. Lunina, Yu. I. Smirnova i innych; wyd. B.V. Tarabrina.- M.: Radio i komunikacja, 1983.
2. Filin S. Redukcja zniekształceń we wzmacniaczach mocy opartych na układach scalonych - Radio, 1981, nr 12, s. 40.

Autorzy: V. Gromow, A. Radomskin, Lwów; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

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 Kompaktowy aparat Nikon Coolpix S810c na Androida 17.04.2014 Nikon zaprezentował kompaktowy aparat Coolpix S810c z systemem Android 4.2.2 Jelly Bean. Kamera może łączyć się z Internetem, zapewniając dostęp do serwisów społecznościowych oraz gier i aplikacji w Google Play. W aparacie zastosowano podświetlany przetwornik obrazu CMOS 1/2,3 cala (6,17 x 4,55 mm). Efektywna rozdzielczość sensora to 16 megapikseli. Obraz na powierzchni matrycy budowany jest przez stabilizowany obiektyw z 12-krotnym zoomem optycznym (EGF 25-300 mm). Maksymalny otwór względny zależy od ogniskowej i zmienia się wraz ze wzrostem od F/3,3 do F/6,3. Aparat umożliwia ciągłe fotografowanie z prędkością do 8 kl./s oraz nagrywanie wideo z rozdzielczością do 1920 x 1080 pikseli i szybkością 30 kl./s. Minimalny czas otwarcia migawki to 1/4000 s. Aparat wyposażony jest w 3,7-calowy ekran dotykowy o rozdzielczości 1,229 mln punktów, wbudowaną lampę błyskową, Wi-Fi 802.11b/g/n, odbiornik GPS, interfejsy USB 2.0 i HDMI. Jako nośniki wymienne używane są karty pamięci microSD, microSDHC i microSDXC. Po jednym naładowaniu dostarczonego akumulatora EN-EL23 aparat może wykonać 270 zdjęć. Waga aparatu z akumulatorem - 216 g, wymiary - 113 x 64 x 28 mm. Sprzedaż Nikon Coolpix S810c rozpocznie się na początku maja w cenie 350 USD. Kamera będzie oferowana w wersji czarno-białej.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Bezprzewodowe ładowanie bez mat i podkładek

▪ Innowacyjna pamięć flash 4D NAND

▪ Kompaktowa amatorska kamera 4K Sony Handycam FDR-AX100E

▪ Soczewki kontaktowe firmy Microsoft mierzą poziom cukru we krwi

▪ Ciecz z efektem piezoelektrycznym

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Liczniki energii elektrycznej. Wybór artykułu

▪ artykuł Moliera. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego błyskawice towarzyszą grzmotom? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Głuchy węzeł. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Zasilanie transceivera z zasilacza komputerowego AT/ATX. Część 2. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Obwód sterowania silnikiem inkubatora. 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