Amplificador com baixa distorção dinâmica e alta estabilidade térmica. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A redução da distorção dinâmica no amplificador foi alcançada expandindo a largura de banda do amplificador original (sem feedback geral), usando a linearização do feedback local e a escolha apropriada das frequências de corte das características amplitude-frequência dos estágios. A alta estabilidade térmica é garantida pelo OOS local, pelo uso de transistores no estágio pré-final, cujos invólucros possuem a mesma resistência térmica, e pela corrente quiescente relativamente grande (cerca de 250 mA) dos transistores do estágio final.

Os principais parâmetros:

• Faixa de frequência nominal, Hz.......20...20 000
• Potência nominal de saída (na faixa de frequência nominal), W em uma carga com resistência de 8 Ohms com distorção harmônica de 0,5%.......20
• em uma carga com uma resistência de 4 ohms com um coeficiente harmônico de 0,8%.......25
• Tensão nominal de entrada em carga de 8 ohms (com potência de saída de 20 W).......1
• Frequência de corte sem OOS (na potência de saída 1 W), kHz.......30
• Profundidade OOS, dB.......20
• Nível relativo de ruído e fundo, dB......-70

O amplificador é de três estágios. O primeiro estágio é diferencial nos transistores V1, V2, selecionado de acordo com o coeficiente de transferência de corrente estática h21e e a tensão emissor-base. Para obter uma resistência de entrada suficientemente alta, baixo nível de ruído e evitar o autoaquecimento das junções, a corrente de coletor desses transistores é escolhida como 250 μA. A corrente total do emissor dos transistores é estabilizada pelo diodo zener V13. OOS local no primeiro estágio é criado incluindo os resistores R2, R2 nos circuitos emissores dos transistores VI, V3.

O segundo estágio é montado usando um transistor composto V4V5. OOS local aqui é realizado através do resistor R10, conectando o coletor do transistor V5 ao emissor do transistor V4. A carga da cascata é um gerador de corrente nos transistores V6, V8, resistor R16 e a resistência de entrada da cascata nos transistores V9, V10. O transistor composto, o gerador de corrente e o resistor R16 formam uma fonte de tensão de sinal equivalente para o estágio de saída. O feedback de tensão de 100% resultante elimina a não linearidade do coeficiente de transferência de corrente e aumenta a frequência de corte da cascata.

O estágio de saída é feito com transistores V9-V12. Para garantir alta estabilidade térmica, são utilizados no estágio pré-final os transistores P701A e P303A, cujas carcaças possuem a mesma resistência térmica. A grande corrente quiescente dos transistores V11 e V12 permite reduzir a distorção do tipo escalonado e eliminar o processo transitório no circuito OOS principal (R15, R14, R4, C6) devido ao choque térmico quando há uma mudança brusca na saída nível de sinal. A estabilização térmica da corrente quiescente é realizada pelo transistor V7. Os diodos V15, V16 de seu circuito de polarização são colocados no dissipador de calor de um dos transistores do estágio final. A resposta de frequência do amplificador é ajustada pelos capacitores C2 e C8*.

O amplificador é protegido contra curtos-circuitos na carga e sobrecarga de corrente pelos fusíveis F1 - F3, transistor V3 e diodo V14. O transistor V3 limita a corrente do transistor composto a 9...55 mA quando qualquer um dos fusíveis queima, o diodo V60 limita a tensão negativa na base do transistor V14 a 2 V quando o fusível F0,7 queima.

Os transistores V5, V8 são montados em dissipadores de calor em forma de U dobrados em folha de cobre com 1 mm de espessura. As dimensões da base de cada dissipador de calor são 23 x 23 mm, as prateleiras são 10 x 23 mm. A resistência térmica de tal dissipador de calor é de aproximadamente 35 °C/W. Os dissipadores de calor dos transistores V11, V12 são dobrados em folha de cobre com 2 mm de espessura.

Cada um deles consiste em duas partes em forma de U, rebitadas nos cantos das bases com rebites de cobre. Dimensões da base - 80 x 80 mm, prateleiras - 25 x 80 mm. Resistência térmica - 3,6 °C/W. Os diodos V15, V16 são colados nos orifícios do dissipador de calor do transistor V11.

A bobina L1 é enrolada com fio PEV-2 - 0,5 volta a volta até que o alojamento do resistor R25 (MLT-2) seja preenchido. O desvio da resistência dos valores de todos os resistores indicados no diagrama, exceto R24 e R25, não deve exceder ±5%.

A primeira a ser instalada é a parte do amplificador alimentada por uma fonte de tensão de ±30 V. Para isso, retire os fusíveis F1 - F3, interrompa a conexão entre o emissor do transistor V5 e a base do transistor V9, bem como o coletor do transistor V8 com a base do transistor V10. O emissor do transistor V5 é conectado temporariamente ao coletor do transistor V8, e o ponto de conexão dos resistores R14 e R15 é conectado ao fio comum. Selecionando o resistor R7* (para baixo, a partir de 100 Ohms), alcançamos tensão zero no coletor do transistor V8. Esta tensão não deve ultrapassar ±1 V, tanto imediatamente após a alimentação ser aplicada quanto após o aquecimento dos transistores por dez minutos.

A simetria da limitação do sinal é verificada usando um osciloscópio aplicando uma tensão senoidal alternada de 100 mV à entrada do amplificador. A oscilação de tensão no coletor do transistor V8 deve ser de pelo menos ±24 V, e a frequência de corte deve ser de pelo menos 200 kHz. Para verificar a resposta transitória dos dois primeiros estágios, o emissor do transistor V5 é conectado ao ponto de conexão dos resistores RJ4, R15 e pulsos retangulares com amplitude de 0,5 V e frequência de 1 kHz são aplicados à entrada. Os pulsos na tela do osciloscópio devem ter subidas e descidas acentuadas (sem picos). Se necessário, selecione um capacitor C8*.

Depois disso, todas as conexões são restauradas de acordo com o diagrama, os fusíveis Fl-F3 são instalados, a bobina L1 está em curto-circuito, um capacitor com capacidade de 14...15 μF é conectado entre o ponto de conexão dos resistores R5, R10 , e um resistor com resistência de 8 Ohms é conectado à saída do amplificador com potência dissipada de 25...30 W. Depois de ligar a energia, meça a tensão DC na saída do amplificador (não deve ultrapassar ±100 mV), o nível de fundo (a faixa permitida de ondulações com frequência de 100 Hz - não mais que 300 mV) e a amplitude do sinal de saída não distorcido (em uma carga com resistência de 8 Ohms - não menos de 20 V). A corrente quiescente dos transistores V11, V12 (250 mA) é definida selecionando o resistor R18* (para baixo, começando em 5...10 kOhm). Depois disso, o capacitor que conecta os resistores R14, R15 ao fio comum é removido e a instalação pode ser considerada concluída.

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