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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA UMZCH com um amplificador de tensão de acordo com um circuito de base comum. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Até recentemente, entre os radioamadores, era popular a estrutura clássica do amplificador de potência [1], na qual o estágio diferencial na entrada do UMZCH é carregado com um estágio de amplificação de tensão com um transistor emissor comum, seguido por um amplificador de potência estágio, geralmente consistindo de amplificador de corrente de dois ou três estágios. Tal estrutura é agora a base para circuitos integrados UMZCH. Nas últimas quatro décadas, esse circuito mudou pouco, suas variantes se multiplicaram devido à disseminação de poderosos transistores de efeito de campo. Ele fornece os parâmetros necessários, medidos por baixos valores de distorção não linear, facilmente passíveis de cálculo da potência de saída e ganho. A conveniência de usar um estágio diferencial de entrada, que garante alta estabilidade de todo o dispositivo em modo estático, é bastante compreensível. O estágio de saída, que é um seguidor de emissor de dois ou três estágios, apresenta distorção harmônica mínima com uma oscilação de tensão quase completa na saída do dispositivo, proporcional à tensão de alimentação (mais corretamente, com metade dela). As coisas são mais complicadas com um amplificador de tensão - um driver. Ao longo do período de 60 anos de existência de um transistor bipolar, sua inclusão em um circuito com um emissor comum (CE) foi bem estudada, todos os seus pontos fortes e fracos foram identificados, o que serviu para sua utilização em todos os circuitos analógicos e digitais. dispositivos em uma ampla faixa de freqüência, bem como em amplificadores DC. As desvantagens da cascata de transistores de acordo com o circuito OE incluem estabilidade de baixa temperatura e longe do modo de amplificação mais linear. Tanto isso, quanto outro na maioria dos dispositivos é eliminado por vários tipos de feedbacks negativos, que reduzem as características dinâmicas da cascata e seu ganho. Além disso, o ouvido do ouvinte se acostumou ao som de um amplificador transistorizado clássico ao longo dos anos, e a maioria dos ouvintes não faz novas exigências.
No UMZCH descrito (seu diagrama na figura), o estágio do driver é montado nos transistores bipolares VT6, VT7, conectados de acordo com um circuito de base comum (OB). Essa cascata tem uma melhor resposta de frequência e permite obter uma grande amplitude de sinal de saída, pois a tensão de saturação de um transistor conectado de acordo com o circuito OB é menor que a de uma cascata semelhante com o transistor conectado de acordo com o circuito OE. Obviamente, a cascata de acordo com o circuito OB também não é isenta de desvantagens. Não fornece amplificação de corrente, portanto a corrente deve ser amplificada no estágio diferencial que a antecede, que pode ser montado em transistores compostos. Na entrada do dispositivo há um filtro R1C3 que não passa sinais com frequência acima de 100 kHz, a partir do qual o sinal é alimentado para a entrada inversora do UMZCH através de um análogo de um capacitor de óxido não polar na forma de C1, C2. Uma tensão de polarização é aplicada ao ponto de conexão desses capacitores através do resistor R2. A mesma entrada recebe o sinal OOC da saída do dispositivo através do resistor R14. A corrente através de cada braço do estágio diferencial, bem como a corrente do coletor do estágio de amplificação de tensão, é de 3 mA. Apesar de todas as suas deficiências, um amplificador inversor é conhecido por ser mais estável do que um não inversor de fase. O estágio de saída, consistindo em dois estágios de um seguidor de emissor, possui um nó um tanto fora do padrão para estabilizar as condições de corrente e temperatura quiescentes nos transistores VT8 e VT9. Ele fornece estabilização da corrente quiescente do primeiro estágio do estágio de saída e, portanto, da tensão no resistor R15. Isto. consequentemente, leva à estabilização da corrente quiescente dos transistores VT12 e VT13, nos circuitos emissores dos quais existem resistores de fio R16 e R17. Como muitos anos de prática do autor mostraram, tal circuito de estabilização pode reduzir significativamente as distorções de comutação, levando ao aparecimento de harmônicos de alta ordem, característicos do "som do transistor". O autor vem usando esta solução técnica em sua prática de projeto e reparo há mais de dez anos [2], e isso se justifica plenamente. Um “passo” suave é bem rastreado pelos circuitos OOS, aproximando o estágio de saída do chamado modo classe econômica A, o que torna a percepção subjetiva da reprodução do sinal de áudio mais fácil e transparente. As linhas tracejadas mostram o circuito ao usar um transformador de rede sem saída de um ponto médio no enrolamento secundário R20 e R21 são necessários no circuito de potência, o resistor R22 deve ser substituído por um jumper de fio e o fusível FU3 deve ser excluído. Brevemente sobre os parâmetros do amplificador. Com uma sensibilidade de 2 V, o UMZCH descrito fornece uma potência senoidal de 8 W em uma carga com resistência de 120 ohms. Ao usar uma carga com resistência de 4 ohms, o número de transistores de saída deve ser dobrado junto com resistores em seus circuitos emissores, então será possível obter uma potência senoidal de saída de até 180 ... 200 W. A observação oscilográfica através de um filtro notch ativo, que suprime o harmônico fundamental de um sinal senoidal em 40 dB, mostrou que o nível de distorção harmônica é de aproximadamente 0,03°O. Com os valoresdo resistor R14 do circuito OOS e o resistor na entrada R3 indicado no diagrama, o ganho é de 26 dB. Para a montagem do amplificador foi utilizada uma placa de ensaio, na qual são montados um estágio diferencial e um amplificador de tensão para dois canais. Seus circuitos de alimentação de polaridade positiva e negativa são conectados por uma "estrela" nos terminais dos capacitores C5, C6, respectivamente
O transformador de rede T1 deve ter uma potência total de pelo menos 250 W com um enrolamento secundário classificado para uma tensão de 70 V a uma corrente de pelo menos 3,5 A com saída de ponto médio (ou sem ela, levando em consideração as alterações acima). Todos os transistores do estágio de saída devem ser instalados em um dissipador de calor com área de pelo menos 1200 cm2 (por canal). Em vez dos capacitores de óxido C1, C2, você pode usar um capacitor de filme (polietileno tereftalato) com capacidade de 1 ... 2,2 μF para uma tensão de 63 V (K73-16, K73-17), excluindo, é claro, o resistor de polarização R2. A capacitância dos capacitores de bloqueio C7, C8 pode ser aumentada para 1 ... 2,2 uF. O ajuste do amplificador deve começar com a verificação da correta instalação e sua conformidade com o diagrama do circuito. Na versão do autor, o estágio diferencial e o amplificador de tensão são montados em uma placa separada, portanto, esse nó específico foi verificado primeiro sem conectá-lo ao estágio de saída. Para fazer isso, os coletores dos transistores VT6 e VT7 e a saída do resistor R14, exatamente de acordo com o esquema, foram temporariamente conectados. Depois de aplicar energia ao amplificador neste ponto de conexão, a tensão não deve exceder 1 ... 15mV. Também é útil verificar as correntes dos ombros do estágio diferencial e do amplificador de tensão para conformidade com os valores especificados no diagrama. Após a verificação, você deve conectar o amplificador de tensão ao estágio de saída, ligando um miliamperímetro em vez de um dos fusíveis (FU2 ou FU3) e, após aplicar a tensão de alimentação, certifique-se de que o consumo de corrente de todo o dispositivo não seja mais de 150 ... 200 mA (como regra, não mais de 100 mA). Você também precisa garantir que a tensão de saída do dispositivo esteja próxima de zero. Então, conectando um resistor de 8 ohm e um osciloscópio à saída UMZCH, é necessário aplicar um sinal retangular à entrada UMZCH para usar o osciloscópio em diferentes níveis de sinal para garantir que não haja auto-excitação ou significância surtos devido a quedas de tensão. Se isso ainda estiver presente, é necessário aumentar a capacitância do capacitor C4 (na versão do autor, o amplificador é estável mesmo sem ele). Deve-se ter em mente que imediatamente após a ligação, a corrente quiescente dos transistores de saída deve estar dentro de 70 ... 90 mA. No entanto, após meia hora de aquecimento, deve subir para 120 ... 150 mA e estabilizar. Literatura 1. Danilov A. A. Amplificadores de precisão de baixa frequência. - M.: Linha Direta - Telecom, 2004, p. 56, 57.
Autor: M. Sapozhnikov, Ganei Aviv, Israel; Publicação: radioradar.net
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