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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA UMZCH com proteção ambiental profunda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Sabe-se que o feedback negativo (NFB) não apenas lineariza o processo de amplificação do sinal de áudio, mas também garante sua estabilidade funcional e amortecimento do componente reativo da carga. A eficácia do OOS depende da sua profundidade, ou seja, amplificação intra-loop, minimização do ainda inevitável atraso estágio a estágio do sinal amplificado, eliminação de conexões espúrias. Para cumprir estas condições, não basta apenas utilizar transistores de alta frequência e amplificadores operacionais de alta velocidade; é importante, sob o controle da principal função linearizadora do OOS, racionalizar a própria construção do UMZCH. Como mostraram publicações na revista "Radio", muitos designers associam o uso de feedback profundo à tendência do UMZCH à autoexcitação, ao aparecimento de distorções dinâmicas de intermodulação e defendem a necessidade de limitar a profundidade do feedback dentro da frequência reproduzível intervalo [1, 2, 3]. Ao mesmo tempo, pouca atenção é dada ao monitoramento das diferenças óbvias entre os sinais de saída e entrada do UMZCH, bem como à avaliação da dependência da frequência do coeficiente de ganho intra-loop. Ou seja, estes indicadores facilmente controláveis permitem estabelecer as verdadeiras causas da distorção de ganho e selecionar soluções técnicas para eliminá-las. A paixão por limitar a profundidade do OOS sem tomar medidas para melhorar a estabilidade do UMZCH leva a um atraso na ação do OOS em frequências sonoras mais altas e, portanto, ao aparecimento de distorções dinâmicas de intermodulação. A subestimação da capacidade do OOS profundo de eliminar distorções do tipo escalonado faz com que alguns projetistas embarquem no caminho do raciocínio sobre as chamadas distorções de comutação e recomendações para usar o modo de amplificação com alta corrente quiescente [4]. Do meu ponto de vista, apesar das estimativas muito contraditórias do OOS, é muito difícil construir um amplificador de alta qualidade sem OOS profundo em toda a faixa de frequências de áudio reproduzíveis. Não foi apenas minha própria experiência de design que me permitiu chegar a tal conclusão, mas também uma análise de longo prazo dos resultados do controle objetivo dos parâmetros de muitos UMZCH exibidos em três exposições de rádio amador da União, bem como enviados para a revista Rádio. Em todos os casos, o controle das distorções introduzidas pelos amplificadores foi realizado utilizando o método de seleção do sinal de distorções e interferências subtraindo diretamente da saída a tensão de entrada do UMZCH testado [5]. A possibilidade de controle de qualidade objetivo e, mais importante, operacional da amplificação UMZCH de sinais de áudio reais fornecida por este método permite construir um amplificador de alta qualidade, superando o medo do OOS profundo e do chamado som do transistor. Ao escolher o diagrama de circuito que é oferecido à atenção dos leitores do UMZCH com OOS profundo, diversas opções de amplificadores foram testadas utilizando o chamado “espelho de corrente”. Contudo, as suas vantagens amplamente divulgadas não justificavam os custos materiais necessários à sua implementação. Muita esperança foi colocada em amplificadores mais simples com dois estágios diferenciais. No entanto, eles descobriram uma tendência difícil de eliminar à autoexcitação devido à assimetria dos circuitos correspondentes dos amplificadores pré-finais e finais. UMZCHs híbridos com vários métodos de combinação e alimentação do amplificador operacional também foram testados. Como resultado dos experimentos, a escolha foi feita pelo UMZCH, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1.
O amplificador tem um design simples e fornece parâmetros bastante bons, principalmente devido à introdução de OOS profundo. Particularmente digno de nota é sua alta linearidade em frequências de áudio mais altas, baixo nível de corrente quiescente, capacidade de operar sem um dispositivo especial para proteger o alto-falante do componente de corrente contínua e preservação da funcionalidade quando a tensão de alimentação é reduzida. A potência nominal de saída do UMZCH com carga de 8 Ohms é 16 W, com carga de 4 Ohms - 24 W; faixa de frequência reproduzida - 20...20 Hz; coeficiente harmônico medido pelo seletor de sinal de defeito, na frequência de 000 kHz - 1%, na frequência de 0,005 kHz - 20% no nível máximo do sinal de saída. O amplificador pré-terminal UMZCH é de dois estágios com uma entrada inversora de alta resistência. A entrada não inversora é utilizada para equilibrar a tensão de alimentação, cuja fonte não está conectada galvanicamente ao fio comum. Os transistores VT1, VT2 do primeiro estágio do amplificador pré-terminal são conectados de acordo com o esquema de um seguidor de emissor composto. A base do transistor VT3, bloqueada pela capacitância do capacitor C3, é conectada ao circuito resistivo R6R7R8. O transistor VT4 operando no segundo estágio é conectado de acordo com o circuito OE. Juntamente com uma fonte de corrente nos transistores VT5, VT6, proporciona uma amplificação mais linear dos níveis máximos do sinal de áudio. A fonte de corrente também desempenha as funções de um estabilizador de modo de corrente do amplificador terminal. O circuito diferenciador C5R2C6, conectado entre os circuitos de entrada e saída do amplificador, evita sua autoexcitação e, usando o capacitor C8, permite deslocar o corte de frequência da resposta de frequência além da faixa de frequência de áudio reproduzível. O estágio final do amplificador é construído em pares complementares de transistores conectados em um circuito coletor comum. Para estabilizar o modo de corrente e amortecer os processos de comutação, um shunt de transistor VT7, VT8 é incluído na entrada do amplificador final UMZCH, controlado por tensão nas bases dos transistores do estágio de saída VT11, VT12. Este método de estabilização [6] garante a operabilidade do UMZCH com uma diminuição de três vezes na sua tensão de alimentação. O UMZCH é alimentado por um retificador autônomo conectado a um enrolamento separado do transformador de rede. Todas as partes do amplificador e retificador são montadas em duas placas de fibra de vidro, entre as quais são fixados os dissipadores de calor dos transistores de saída VT11, VT12 e dos capacitores de óxido C 11, C 12. Instalação montada na parede. A bobina L1 é enrolada no resistor R15 e contém 30 voltas de fio PEL 0,8. A opção de design proposta para o UMZCH torna possível enfraquecer a influência mútua de seus circuitos entre si e torna conveniente colocá-lo em um complexo estéreo ou alto-falante ativo. O estabelecimento do UMZCH foi reduzido à configuração (usando o resistor R12 ou R13) de uma corrente quiescente na faixa de 15 ... 25 mA. O primeiro teste de desempenho do UMZCH foi realizado, como de costume, quando um resistor limitador R16 e um miliamperímetro RA1 foram conectados ao circuito de potência. Para controlar as distorções UMZCH, foi utilizado um seletor de compensação com um pré-amplificador de sinal de defeito, cujo circuito é mostrado na Fig. 2. Além disso, não apenas o sinal senoidal foi monitorado, mas também o sinal sonoro real durante a operação do UMZCH com alto-falantes. O seletor em si é um circuito resistivo R1 - R4, ao qual o sinal de entrada UMZCH (do ponto de controle A) é fornecido através do capacitor C1, e um sinal de saída antifase (do ponto de controle B) é fornecido através do divisor R5 - R7 . Em seguida, os sinais são balanceados ajustando os resistores R6 e R5 e é alcançada a compensação do atraso do sinal de saída pelo capacitor C2. Da saída do seletor (ponto de conexão dos terminais dos resistores R2, R3), o sinal de diferença processado (o chamado sinal de defeito) através do capacitor C3 é alimentado a um pré-amplificador nos transistores VT1, VT2 e depois a um osciloscópio ou milivoltímetro . Para estimar a magnitude do sinal de defeito, utilizou-se a calibração da escala da tela do osciloscópio ou a escala de um miliamperímetro. Para isso, ao pressionar o botão SB1, a tensão aplicada ao pré-amplificador foi reduzida para 0,005 do sinal de entrada UMZCH e, em seguida, o sinal de defeito foi comparado com ele. A metodologia de trabalho com o seletor é descrita com mais detalhes em [5]. Para estimar a profundidade do OOS em 1000 e 20 Hz usando a chave SB000, o pré-amplificador deve ser conectado ao ponto de controle B UMZCH e sinais senoidais das frequências correspondentes devem ser alimentados na entrada deste último. O seletor é montado em uma placa de fibra de vidro, que é fixada durante o teste do UMZCH próximo aos seus pontos de controle. Autor: I. Akulichev
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