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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Amplificador de potência econômico de alta qualidade. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Como você sabe, amplificadores finais de banda larga simétricos LF introduzem distorção mínima em todos os níveis de potência de saída. Uma das versões mais avançadas de um amplificador de alta qualidade com essas propriedades foi publicada em [1]. Uma descrição detalhada deste amplificador também pode ser encontrada em [2]. O amplificador é projetado em transistores de uma estrutura adicional e é simétrico e push-pull da entrada para a saída. Um estágio diferencial duplo é ligado na entrada, e cada um dos braços do estágio de saída é um amplificador coberto por realimentação negativa (NFB) com um coeficiente de transferência de tensão maior que um. As vantagens destas soluções de circuito são descritas em detalhe tanto nestes trabalhos como nas páginas da revista Radio [3, 4].
Ao testar várias instâncias do amplificador, montadas de acordo com um esquema semelhante na base do elemento doméstico, uma desvantagem foi revelada - uma diminuição significativa no fator de utilização da tensão de alimentação (SIF) ao operar em uma carga de baixa resistência *. E isso acarreta a necessidade de aumentar a tensão de alimentação para obter uma determinada potência, o que leva a uma diminuição da eficiência, uma deterioração no regime térmico dos transistores de saída e um aumento nas dimensões do amplificador. 50% e, juntamente a forma, reduza a impedância de saída do amplificador em 35%, mantendo o restante das características. O amplificador descrito abaixo é adequado para amplificar sinais de áudio de alta potência em instalações de reprodução de som de alta qualidade, bem como para uso como amplificador operacional de banda larga de alta potência. Principais características técnicas do amplificador Potência de saída nominal (senoidal), W, com resistência de carga, Ohm:
Os parâmetros foram medidos quando o amplificador foi alimentado por uma fonte estabilizada de ±31,5 V. Ao usar uma fonte não estabilizada, para manter as características, a tensão de alimentação deve ser aumentada em 1 ... 3 V, dependendo da capacitância do capacitores de filtro. Deve-se notar que para o nível de distorções não lineares, o valor limite superior é indicado, devido às capacidades dos equipamentos de medição disponíveis aos autores. O tempo necessário para estabelecer a característica transitória também foi medido quando uma queda de tensão com tempo de subida de 0,1 μs foi aplicada à entrada. Para uma amplitude de saída de 10 V, acabou sendo aproximadamente 1 μs, e os picos na parte plana não foram superiores a 15'%. Na fig. 1 mostra as dependências da potência máxima de saída, correspondente a um coeficiente harmônico de 0,2%, da resistência de carga RH com alimentação estabilizada de ±31,5 V (curva L), bem como da tensão de alimentação em RH 7,7 Ohm ( curva 2).
corrente (VT7, VT8), que funcionam em antifase. Tal inclusão duplicou a corrente de "acúmulo", reduziu a distorção não linear e melhorou as propriedades de frequência; amplificador como um todo. Cada um dos braços do amplificador de saída simétrico é feito de acordo com o esquema Darlington. É um amplificador de três estágios (em dois estágios, os transistores são conectados de acordo com o circuito com um emissor comum e em um - com um coletor comum). O amplificador é coberto por um OOS dependente da frequência, que determina seu coeficiente de transferência de tensão, que é próximo de três na faixa de áudio. Como o sinal de feedback retirado do resistor R39 (R40) é proporcional às mudanças na corrente do transistor de saída, é realizada adicionalmente uma estabilização bastante rígida do ponto de operação deste transistor; A tensão de polarização do estágio de saída é determinada pela resistência da junção coletor-emissor do transistor VT9 e é regulada pelo resistor R24. A tensão de polarização é estabilizada termicamente pelo diodo VD4, que é montado no dissipador de calor de um dos transistores poderosos. O OOS total para corrente contínua através do resistor R33 estabiliza o modo de todos os estágios e aproxima o potencial de saída da entrada, que é zero. O circuito R17C5 reduz a profundidade ac FOS convertendo o amplificador em um filtro ativo com um ganho de cerca de 27 dB.
Os elementos de correção R16, C4, C6 -C11 garantem a estabilidade do amplificador e equalizam sua resposta de frequência. O filtro passa-baixo passivo R2C1 impede que os sinais de RF entrem na entrada. A corrente C12R45L1R47 compensa o componente reativo da resistência de carga. Nos transistores VT12 e VT13, é montada uma unidade para proteger os transistores de saída de sobrecargas de corrente e tensão. O resistor R1 permite, se necessário, limitar a potência de saída de acordo com o nível de sinal do pré-amplificador e as capacidades do alto-falante utilizado. O amplificador é montado em uma placa de circuito impresso (Fig. 3) com dimensões de 142X72 mm, feita de fibra de vidro dupla face com 1,5 mm de espessura. Na lateral dos detalhes (Fig. 4), a folha é deixada na forma de um campo "terra" contínuo. Ao redor dos orifícios para os condutores das peças dentro de um raio de 1,5 ... 2,5 mm, a folha foi removida. Fora da placa existem fusíveis FU1-FU3, transistores VT16, VT17, que são fixados em dissipadores de calor com área de pelo menos 1000 cm2 e um diodo VD4. Além disso, o resistor R1 pode ser conectado ao painel frontal para que a potência máxima de saída possa ser ajustada rapidamente.
Além dos indicados no diagrama, outros transistores de silício de baixa potência e alta frequência podem ser usados no amplificador, por exemplo, KT342A, KT342B e KT313B, KT315 e KT361 (com índices de B a E). Os transistores VT14 e VT15 (possível substituição -KT816V, KT816G e KT817V, KT817G ou KT626V e KT904A) são equipados com dissipadores de calor com nervuras com dimensões de 23X X25X12 mm. Os transistores KT818GM e KT819GM podem ser usados como transistores de saída, que permitem, com o aumento da tensão de alimentação (ver Fig. 1), obter potências superiores a 70 watts. O diodo Zener VD1 também pode ser D816G ou 2S536A, VD2, VD3 -KS147A (com correção apropriada das resistências dos resistores R11 e R14). Resistores do tipo SP5-3 foram usados como trimmers. Os resistores R39, R40, R46, R47 são feitos de fio de alta resistência com diâmetro de 0,8 mm, os resistores R35, R38, R45, R47 são MOY, os demais são MLT. O indutor L1 é enrolado em um resistor R47 com um fio PEV-2 0,8 em uma fileira até que a caixa do resistor seja preenchida. Capacitor C2 - IT ou K50-6, C5 - K50-6, o resto - KM. A configuração do amplificador é a seguinte. Primeiro, sem conectar transistores potentes, um manequim de carga é conectado à saída do amplificador e, aumentando gradualmente a tensão de alimentação, pela ausência de surtos na corrente consumida ou uma queda significativa na tensão na carga, eles estão convencidos da instalação correta. Depois disso, os transistores de saída são conectados e o resistor R18 define a tensão de saída perto de zero (não mais que 10 mV), e o resistor R24 define a corrente quiescente no nível de 15 ... 25 mA. Em conclusão, notamos que o uso de um número relativamente grande de transistores neste amplificador é compensado pela sua manufaturabilidade. As soluções de circuito utilizadas, a presença de proteção ambiental local proporcionam alto desempenho e boa reprodutibilidade sem ajustes cuidadosos. Nesse caso, a seleção preliminar de transistores praticamente não é necessária. Devido ao uso ideal da tensão de alimentação e baixa corrente de repouso, o amplificador é econômico. E a possibilidade de obter uma ampla faixa de potências máximas de saída em cargas de 4 a 15 ohms alterando a tensão de alimentação (além disso, pode ser necessário selecionar os resistores R21 e R25 para que as correntes através deles estejam dentro de 10 ... 20 mA) oferece versatilidade no uso deste amplificador. Publicação: cxem.net
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