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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Amplificador subwoofer de 300W. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor
Amplificadores de baixa frequência e alta potência não podem ser classificados como projetos convencionais, uma vez que são inerentemente sempre bastante complexos de fabricar. O menor erro no processo de montagem faz com que tudo tenha que ser reiniciado, o que se torna um prazer muito caro. O amplificador descrito tem um design bastante sério, apesar de sua óbvia simplicidade e tamanho pequeno. O amplificador pode ser montado por um radioamador experiente em poucas horas. Recomenda-se usar uma placa de circuito impresso na montagem deste amplificador. Não tente construir este amplificador se esta for sua primeira construção séria. A tensão CC no circuito atinge 110 V, o que pode causar choques elétricos graves. A potência dissipada pelos transistores de saída atinge valores muito elevados, portanto, ao instalá-los, é necessário observar cuidadosamente medidas para garantir um bom contato térmico com o radiador. O amplificador foi projetado para operação de curto prazo em uma carga com resistência de 4 Ohms, como normalmente é habitual em subwoofers. No caso de operação prolongada do amplificador no modo de potência nominal, é necessário carregar o amplificador nos alto-falantes com resistência de pelo menos 8 ohms. Ao mesmo tempo, o amplificador pode operar com eficiência por um longo período e fornecer uma potência de cerca de 150 W. Para operar em modo contínuo na potência nominal para uma carga com resistência de 4 Ohms, é necessária a instalação adicional de mais 4 transistores de saída (2 em cada braço do amplificador). O amplificador não protege os transistores de saída contra curto-circuito de saída. Um curto-circuito na saída danificará instantaneamente os transistores de saída. Estruturalmente, o amplificador está localizado na caixa do subwoofer. O amplificador mantém suas características de desempenho quando a tensão da fonte de alimentação não muda mais do que ±5 V. descrição O diagrama de circuito do amplificador é mostrado na fig. 1.
O amplificador é feito de acordo com um circuito que se tornou tradicional para a maioria dos amplificadores modernos de baixa frequência: com alimentação bipolar e cascata diferencial na entrada. As cadeias R1, C2 servem para filtrar interferências de radiofrequência. O sinal é fornecido à entrada através de um capacitor apolar C1 com capacidade de 4,7 μF. A impedância complexa total desta capacitância fornece um pequeno roll-off na resposta de frequência em frequências muito baixas. Se você usar um capacitor com dielétrico de poliestireno ou fluoroplástico com capacidade de 1 μF, então com uma resistência nominal de entrada de 22 kOhm, o rolloff a uma frequência de 7,2 Hz será de cerca de -3 dB. A cascata diferencial é feita através dos transistores VT2 e VT3. O transistor VT1 atua como uma fonte de corrente. A base do transistor VT3 é conectada à saída do amplificador através do resistor R12. Assim que uma tensão CC diferente de zero aparecer na saída do amplificador, o sinal de incompatibilidade amplificado pela cascata diferencial fluirá para os estágios subsequentes e mudará seu modo para que a tensão CC na saída se torne zero. Se os parâmetros dos transistores VT2 e VT3 forem idênticos, nenhuma corrente contínua flui através da carga e, portanto, um capacitor de separação no circuito de carga não pode ser utilizado. O sinal de baixa frequência, amplificado pelo transistor VT2, é removido do resistor de carga R5 e alimentado na base do transistor VT4. Em seguida, o sinal amplificado de baixa frequência é alimentado a um amplificador push-pull usando transistores VT5...VT8. Os diodos VD2 e VD3 fornecem a polarização inicial dos transistores do estágio de saída e também são colocados no radiador. Eles devem estar em bom contato térmico com o dissipador de calor do amplificador. A violação desta regra fará com que as condições de temperatura dos transistores de saída fiquem fora de controle e, como resultado, os transistores de saída falharão devido ao superaquecimento da temperatura. O estágio de saída usa transistores 2SC3856 e 2SA1492. Eles podem ser substituídos por MJ21193/MJ21194 ou 2SC3281/2SA1302 mais baratos, respectivamente. Qualquer luz verde de baixa potência pode ser usada como LED VD1 (Fig. 1). Os resistores R10, R11 e R22 são resistores de filme com potência de 1 W, R16...R21 são enrolados com potência de pelo menos 5 W, os demais são resistores de filme - 0,25 W. Como o estágio de saída opera no modo classe B, o amplificador aumentou a distorção na região de alta frequência. OOS profundo na região de baixa frequência permite obter distorção na frequência de 1 kHz de cerca de 0,04%. Com uma potência de saída de 250 W, a potência transitória de pico pode atingir mais de 300 W. Ao usar um transformador potente na fonte de alimentação e grandes capacidades de filtro, é possível garantir a operação estável do amplificador com potência de saída de até 350 W. Neste caso, o estágio de saída deve ser montado conforme o circuito mostrado na Fig. 3, adicionando 4 transistores poderosos VT13...VT16 e resistores de baixa resistência R23...R26.
Apesar da ampla largura de banda do amplificador, a distorção em frequências acima de 10 kHz é significativa. Ao medir a potência de pico, a tensão da fonte de alimentação caiu de 56 V para 50,7 V a 8 ohms e para 47.5 V a 4 ohms. Na fig. 2 é um diagrama de um indicador de sobrecarga de pico. Medições laboratoriais dos parâmetros do amplificador mostraram os seguintes resultados, mostrados abaixo.
O indicador de sobrecarga foi projetado para monitorar o modo de operação do amplificador. As entradas aeb do indicador são conectadas aos circuitos base do estágio diferencial do amplificador. No modo linear de operação do amplificador, as tensões nos pontos aeb são iguais. Se o amplificador estiver sobrecarregado, o sinal de feedback distorcido que chega à base do transistor de estágio diferencial VT3 será diferente do sinal de entrada e uma tensão de erro aparecerá no pino 1 do chip DA1.1, que é amplificado pelo amplificador em DA1.2 .2.1 e fornecido ao detector de pico DA2.2.. .DA3. O indicador de sobrecarga é o LED vermelho VD1, conectado ao circuito coletor da chave transistorizada VT3. O tempo em que o LED acende, mesmo no caso de um sinal de erro de curto prazo, é determinado pela constante de tempo da cadeia C12R5. O ajuste do indicador consiste em colocar os controles deslizantes dos potenciômetros R9 e R3 em uma posição em que o LED VDXNUMX acenda na presença de distorções não lineares do sinal de saída. Unidade de fornecimento de energia O diagrama da fonte de alimentação é mostrado na Fig. 4. O transformador deve ser utilizado com potência de pelo menos 400 W e tensão de saída de 2 x 40 V.
O capacitor C1 deve ser projetado para uma tensão de pelo menos 240 V, retificadores de ponte - para uma corrente de 35 A, capacitores de filtro - para uma tensão de operação de pelo menos 63 V, capacidade do capacitor de filtro - 4700...10000 µF. Autor: ELLIOTT SOUND PRODUCTS, PO Box 233, Thornleigh NSW 2120, Austrália
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