| Ваш IP: 35.175.121.230 | Online(34) - гости: 12, боты: 22 | Загрузка сервера: 1.27 ::::::::::::

ТЕРМОСТАБИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

С целью уменьшения нелинейных искажений при малой гром­кости режим работы транзисторов выходного каскада усилителя мощности обычно выбирают таким, чтобы в отсутствие сигнала через них протекал довольно большой ток (нередко до сотен миллиампер). Во избежание теплового пробоя, обусловленного нагреванием переходов из-за большой рассеиваемой на них мощ­ности, транзисторы выходного каскада приходится устанавливать на массивные теплоотводы, а для ограничения роста тока покоя с повышением температуры — принимать специальные меры по его термостабилизации. Как показывает практика, не каждому радиолюбителю эта задача оказывается по плечу, поэтому лю­бительские усилители нередко перегреваются даже при неболь­шом повышении температуры окружающего воздуха. В этом свете понятен интерес радиолюбителей к усилителям мощности с выходным каскадом, работающим в классе В, с другими схемо­техническими и конструктивными решениями, обеспечивающими высокую термостабильность.

Для радиолюбителей, по-видимому, представит интерес и та­кая особенность параллельного усилителя, как очень небольшая (несколько десятков милливольт даже без подбора транзисторов) разность входного и выходного напряжений покоя, что обуслов­лено симметрией плеч и большим числом однотипных транзисто­ров Это дает возможность наращивать выходную мощность уси­лителя простым соединением нескольких таких каскадов в параллель: их входы соединяют друг с другом непосредственно, а вы­ходы — через уравнивающие резисторы сопротивлением 0,5 Ом. Принципиальная схема термостабильного усилителя мощнос­ти на основе усовершенствованного «параллельного» усилителя приведена на рис.

Его основные технические характеристики:

  • Номинальный диапазон частот, Гц………………………………………….20… 150000
  • Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением ……4 Ом 25
  • Номинальное входное напряжение, В……………………………………………………. 1
  • Коэффициент гармоник, %, на частоте, Гц:

1000 ………………………….. 0,1

2000…………………………. 0,14

10 000………………………… 0,2

20 000……………………….. 0,35

  • Коэффициент интермодуляционных искажений, %, при подаче сигналов, частотой 160 и 1400 Гц с соотношением амплитуд 4:1…………………………………………………….. 0,3
  • Максимальная скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс……8
  • Входное сопротивление, кОм……………………………………………….. 150
  • Ток покоя выходного каскада, мА…………………………………………… 50
  • Интервал температур окружающего воздуха, °С…………….. — 10…+35

Усилитель очень прост: кроме выходного каскада на транзи­сторах VI V4 он содержит лишь один каскад усиления напря­жения на ОУ А1. Это стало возможным благодаря использова­нию так называемого «плавающего» питания, позволившего полу­чить требуемое для раскачки выходного каскада напряжение непосредственно от ОУ. «Плавающее» питание создается путем подачи в цепь питания ОУ (через цепь R4 R6C3C4) части вы­ходного сигнала. В результате напряжения на выводах питания ОУ при максимальном сигнале смещаются (относительно потен­циала общего провода) в соответствующую сторону, и размах сигнала на входе выходного каскада значительно увеличивается. Возникающие при этом на входах ОУ большие синфазные напря­жения не опасны, так как ОУ их хорошо подавляет.

2658765857657691

2697412836871292

Наличие двух входов — инвертирующего (указанные выше технические характеристики получены при подаче сигнала на этот вход) и неинвертирующего расширяет возможности описываемого усилителя, в частности, упрощает создание на его основе многопо­лосных трактов с разделением сигнала на входе. Так, например, для того чтобы разделить сигнал на две полосы, достаточ­но между входами одного из усилителей мощности включить фильтр верхних частот. Низкочастотный сигнал в этом случае будет выделяться в результате вычитания выходного сигнала фильтра из входного. Следует, однако, учесть, что коэффициент передачи усилителя с инвертирующего входа равен отношению R2/R1, а с неинвертирующего — сумме 1 + R2/R1. Кроме того, при использовании инвертирующего входа необходимо помнить, что выходное сопротивление предварительного усилителя, пред­назначаемого для работы с описываемым усилителем мощности, входит в цепь ООС, охватывающей ОУ А1, поэтому оно должно быть не более 15 кОм. Неиспользуемый вход в любом случае не обходимо соединить с общим проводом.

Для питания усилителя желательно использовать стабилизи­рованный источник, обеспечивающий при указанном на схеме напряжении питания ток 2,5…3 А. Если же предполагается пита­ние от нестабилизированного источника, то во избежание опас­ных перенапряжений в цепях питания ОУ значения напряжений, указанные на схеме, необходимо уменьшить примерно на 20% (при номинальной нагрузке они не должны превышать ± 14… 14,5 В). Выходная мощность при этом уменьшится до 16…17 Вт; однако для работы на бытовые громкоговорители мощностью 10…25 Вт этого достаточно.
Конструкции и детали. Кроме ОУ К140УД8А в усилителе мощ­ности можно применить ОУ К140УД8Б, К140УД6, К140УДП, К544УД1, К140УД7 (с несколько худшими результатами). ОУ К140УД1Б, К140УД2А, К140УД2Б, К153УД1 использовать не рекомендуется.

Усилитель смонтирован на печатной плате (рис. 4), изготов­ленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Она рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов К50-6 (К50-12), КМ и К73-9. Катушка L1 содержит 24 витка про­вода ПЭВ-1 0,51, намотанного виток к витку на текстолитовом каркасе диаметром 10 и длиной 15 мм. Для крепления к. плате в нем предусмотрено отверстие с резьбой МЗ.
Транзисторы VI — V4 закреплены попарно (V7, V4 и V2, V3) на пластинах-теплоотводах размерами 70X80 мм, изготовленных из листового алюминиевого сплава толщиной 2 мм и анодированных в черный цвет.

При использовании исправных деталей и отсутствии ошибок в монтаже усилитель не нуждается в налаживании. Единствен­ное, что необходимо сделать, — это измерить ток покоя транзи­сторов V3, V4, который должен быть около 50 мА, и проверить форму выходного сигнала при подаче на вход синусоидального напряжения 1 В. Подключать осциллограф к цепям усилителя следует через резистор сопротивлением 1 кОм, в противном слу­чае его входная емкость и емкость соединительного кабеля могут вызвать самовозбуждение.

В заключение необходимо отметить, что указанные в начале статьи значения коэффициента гармоник, видимо, не предел. Дальнейшего уменьшения вносимых усилителем нелинейных иска­жений можно достичь применением более совершенных ОУ (на­пример, К544УД2, К574УД1 и т. п), увеличением глубины, охва­тывающей усилитель ООС, и тока покоя выходного каскада и, естественно, улучшением линейности исходного «параллельного» усилителя.

Глубину ООС увеличивают уменьшением сопротивления ре­зистора R3, Связанное с этим снижение чувствительности усили­теля мощности компенсируют увеличением выходного напряже­ния предварительного усилителя. Следует, однако, учесть, что при коэффициенте усиления меньше 3 усилитель мощности может са­мовозбудиться. Чтобы этого не случилось, между инвертирующим входом ОУ А1 и общим проводом необходимо включить коррек­тирующую цепь из соединенных последовательно резистора (36 кОм) и конденсатора (39 пФ).

Что касается тока покоя транзисторов V3, V4, то его увели­чивают (но не более чем до 500 мА), уменьшая сопротивления резисторов R7, R8. Нелинейные искажения минимизируют подбо­ром резистора R9 на частоте 20 кГц.

Литература

РАДИОЕЖЕГОДНИК-84

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Случайные статьи

  • Схема мигания лампы

    Схема мигания лампы

    Схема работает от постоянного напряжения 12В. Основу схемы составляют два транзистора BC557 и MOSFET IRF530. Максимальная мощность подключенной лампы (ламп) 42Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 25В. Время мигания лампы определяется емкостью С2.   На втором рисунке показана аналогичная схема, максимальная мощность подключенной лампы (ламп) не более 10Вт. Оригинал статьи — http://www.circuitstoday.com/12v-lamp-flasher-circuitПодробнее...
  • ТРИ НАПРЯЖЕНИЯ от одной «кроны»

    Применение в переносной аппаратуре операционных усилителей (ОУ) сразу же ставит задачу — каким обра­зом запитать их двуполярным напряжением +15 В. По­добный вопрос возникает потому, что в справочных ма­териалах параметры большинства ОУ приведены именно для этих питающих напряжений, и у многих радиолюби­телей создается впечатление, что ОУ могут хорошо рабо­тать лишь в …Подробнее...
  • Математические операторы (Arduino)

    Математические операторы (Arduino)

    +, -, *, / — сложить, вычесть, умножить, разделить pow(x, a); — возвести «х» в степень «а» ( x a ), pow может возводить в дробную степень sq(x); — возвести число «х» в квадрат ( x 2 ) sqrt(x); — взять квадратный корень числа «х» abs(x); — найти модуль числа, …Подробнее...
  • Улучшенный приемник прямого усиления на одной микросхеме

    Приемник состоит из магнитной антенны, двухкаскадного усилителя радиочастоты на логических элементах D1.1 D1.2, диодного детектора ЗЧ и усилителя ЗЧ на логических элементах D1.3-D1.6. В схеме использован детектор с удвоением напряжения, это позволяет получить лучшее подавление несущей частоты и подать декретированный сигнал прямо на вход усилителя ЗЧ. R3 — регулятор громкости, …Подробнее...
  • Мелодичный квартирный звонок

    В основе схемы звонка лежит мультивибратор на лог. элементах, частота генерации которого скачкообразно изменяется. Основной мультивибратор D1.1 D1.2. Его частота зависит от С1 и сопротивления резистора включенного между входом и выходом первого элемента. Параллельно этому резистору (R1) подключен R2. Роль переключателя выполняет один из каналов мультиплексора D2. Таким образом, когда …Подробнее...