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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Transistor UMZCH de alta qualidade. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor O som característico do transistor (seco, áspero, opaco) não é necessariamente inerente aos amplificadores de transistor. De fato, a maioria dos desenvolvimentos industriais do transistor UMZCH com um coeficiente harmônico inferior a 0,05% e uma banda de frequência de 20 ... 20000 Hz soa longe do melhor, embora exija um aumento significativo nas frequências mais altas. Como exemplo de desenvolvimento bem-sucedido, pode-se citar um amplificador [1], desenvolvido no início do desenvolvimento dos circuitos UMZCH sem transformador. O amplificador contém apenas um estágio de amplificação de tensão de emissor comum (CE) e tem uma distorção de cerca de 2% a uma potência de saída de 2 W. No entanto, em frequências mais altas soa bastante claro, detalhes transparentes não requerem sua elevação. Paradoxalmente, amplificadores valvulados com 2% de distorção subjetivamente soam melhor do que amplificadores transistorizados com 0,002% de harmônicos. Isso se explica pelo fato de que o espectro de harmônicos nos amplificadores valvulados é muito mais estreito e apenas de ordem baixa, não superior à terceira, enquanto nos transistorizados é até a décima primeira ordem. Uma vantagem muito importante das lâmpadas de alta potência é que o tempo de dissipação da portadora e o atraso de ativação são iguais a zero quando a tensão de controle é aplicada. Além disso, as características de saída do triodo são ideais para o estágio de saída, que, como você sabe, opera com uma carga complexa (por impedância). Um transistor de efeito de campo de indução estática (SIT) tem características próximas às de um triodo quando uma tensão negativa é aplicada ao portão. No entanto, os transistores bipolares ainda são os mais acessíveis aos radioamadores. Vamos considerar brevemente as principais causas de distorção em amplificadores de transistor. A distorção ocorre no estágio de saída. A distorção transitória do primeiro tipo (tipo degrau) é devida à forma em forma de S fortemente pronunciada da característica de transmissão dos seguidores de emissor. A maneira de reduzir esse tipo de distorção é aumentar a corrente quiescente e a profundidade do OOS. A distorção de diafonia do segundo tipo ocorre devido aos atrasos de tempo do sinal causados pelo processo de comutação e leva à distorção na região de cruzamento zero. Essas distorções surgem devido a um tempo de reabsorção bastante longo não dos principais portadores da base, mas porque durante esse tempo, praticamente não há feedback, os estágios preliminares desenvolvem amplificação total, o que leva a surtos de impulso até a tensão de alimentação. Esse tipo de distorção pode ser reduzido usando transistores de saída de alta potência com uma frequência de corte de ganho unitário de 5 MHz ou mais. Aumentar o OOS neste caso não ajuda. As principais características do amplificador:
A distorção de intermodulação dinâmica (TIM) ocorre nas bordas do sinal onde a taxa de variação excede o máximo permitido na saída do amplificador. A principal causa dessas distorções é a sobrecarga dos estágios de entrada. Para eliminar distorções de fase específicas, a largura de banda do amplificador deve ser de pelo menos 250 kHz, o que corresponde a uma taxa de variação do sinal de saída de cerca de 50 V/µs. Para reduzir esse tipo de distorção, você precisa de um amplificador com uma faixa de frequência operacional sem realimentação de até 25 kHz ou mais. A profundidade do OOS não deve ser superior a 20 ... 30 dB. O espectro do sinal alimentado ao amplificador de potência deve ser limitado, por exemplo, usando um filtro passivo com uma frequência de corte de cerca de 100 kHz. O próximo tipo de distorção é devido à não linearidade do coeficiente de transferência de corrente dos transistores de saída h21e-f(Ik). E como RBX = h21e-Ki (para uma cascata com coletor comum) é a carga de um amplificador de tensão com grande impedância de saída, seu ganho também muda várias vezes durante o período do sinal de saída, o que acaba causando a característica de amplitude de o amplificador como um todo seja não linear. Para reduzir distorções desse tipo, é necessário reduzir a impedância de saída do amplificador de tensão ou aumentar a impedância de entrada do estágio de saída, realizando-o de acordo com um circuito Darlington de três estágios, o que é indesejável devido ao aumento do tempo de comutação e, como resultado, um aumento na distorção de comutação. Mais detalhes sobre outros tipos de distorções podem ser encontrados em [6]. O desenvolvimento do amplificador proposto (Fig. 1) é baseado nos conceitos apresentados em [2] e [3].
As soluções de circuito são emprestadas de [4] e [5]. O amplificador é alimentado por um retificador com um ponto médio não aterrado, o que elimina a falha do alto-falante do componente constante do estágio de saída. Uma vantagem importante de um amplificador inversor é a completa ausência de um componente de modo comum no estágio diferencial de entrada. Ao contrário de um amplificador não inversor, este estágio não causa distorção causada pela modulação parasita da tensão da fonte de corrente no transistor VT2 e a tensão coletor-emissor dos transistores VT1, VT3. Além disso, esta solução possui boa imunidade a ruídos em termos de fonte de alimentação, cliques característicos não ocorrem quando a energia é ligada e desligada. A captação do sinal do estágio diferencial é simétrica, ou seja, VT3, VT7, VT8 - OE-OK-OB; VT1, VT4, VT8 - OB-OK-OE. Isso permite ganho máximo e alta rejeição de modo comum (CMRR). A carga do amplificador de tensão nos transistores VT7, VT8 com conexões de emissor é o gerador de corrente no transistor VT11. A estabilização da resistência de saída é feita usando os resistores R17, R18. A polarização para o estágio de saída é fornecida por um gerador de tensão nos transistores VT9, VT10. A corrente quiescente dos transistores de saída é definida entre 50 -100 mA selecionando o resistor R21. O transistor VT14 (VT15) detecta a corrente do emissor VT16 (VT17) e evita o desligamento (corte) dos transistores de saída, eliminando assim a possibilidade de distorção de comutação. A proteção dos transistores de saída contra sobrecarga de corrente é realizada usando os diodos VD2.VD3. Na saída do amplificador, um compensador de bucha R29, C6 é conectado, com a ajuda do qual a impedância de carga se torna puramente ativa. Para evitar o aparecimento de distorções na interface, os alto-falantes (ACs) devem ser conectados ao amplificador com fios da maior seção transversal possível. O amplificador é feito em uma placa de circuito impresso (Fig. 2). Postando detalhes aqui. A bobina L1 é enrolada no resistor R31 com fio PEV-2 0,69 e contém 14 voltas. Os transistores VT12, VT13 são montados em radiadores com nervuras de tamanho 20x15x10. O transistor VT5 pode ser substituído pelo diodo D220 em conexão direta.
Ajustar o amplificador é reduzido para definir a corrente quiescente dos transistores de saída e definir metade da tensão de alimentação em um ponto médio não aterrado. No caso de usar um par estéreo de amplificadores, cada canal é alimentado por um retificador separado. O amplificador foi testado em conjunto com um amplificador corretor [7] e apresentou bons resultados. A operação do amplificador difere favoravelmente na alta fidelidade de reprodução, que se manifesta no aumento de detalhes e transparência do som. Literatura:
Autor: A. Petrov
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Comentários sobre o artigo: Vladimir Este circuito fornecerá um som de transistor absolutamente puro.
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