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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Recursos do UMZCH com alta impedância de saída. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Em muitos parâmetros operacionais, a superioridade do UMZCH em circuitos integrados sobre o UMZCH em lâmpadas está agora fora de dúvida. No entanto, a sua superioridade nem sempre é confirmada por avaliações especializadas da qualidade do som. Não é por acaso que nossos leitores estão demonstrando cada vez mais interesse em medidas que reduzam a distorção de intermodulação em amplificadores transistorizados. Este artigo discute as estruturas de amplificadores com alta impedância de saída que reduzem essas distorções. Recomendamos também que você se familiarize com o conteúdo dos dois primeiros artigos listados na literatura. Uma análise dos artigos publicados em [1] e [2] mostra total concordância das conclusões neles tiradas sobre a possibilidade de melhorar a qualidade da reprodução do som ao excitar um alto-falante eletrodinâmico (EDG) de um UMZCH com alta resistência de saída ( Rout) reduzindo a distorção de intermodulação (ID). No entanto, as fontes de IA descritas nos artigos mencionados são fundamentalmente diferentes. Se no primeiro deles se assume que a principal causa da distorção são as alterações na impedância do EDC, então no segundo afirma-se que a fonte do IR também é o UMZCH, onde a intermodulação do sinal amplificado e a resposta do EDC ocorre, chegando através do circuito de feedback geral da saída do amplificador. Vamos considerar possíveis princípios para a construção de um UMZCH com alta impedância de saída de acordo com as recomendações em [1] e [2]. A modificação mais simples do amplificador para reduzir a sensibilidade do sistema de alto-falantes UMZCH a mudanças na impedância, conforme indicado em [1], é possível substituindo a realimentação geral de tensão no UMZCH por realimentação de corrente. Como neste caso o valor requerido de Rout é alcançado devido à corrente profunda OOS, a resistência de saída do UMZCH sem OOS pode ser bastante pequena. Isso cria amplas oportunidades para modificar os UMZCHs mais comuns, tanto em design integrado quanto em transistores bipolares ou de efeito de campo com um seguidor de emissor (fonte) no estágio de saída. Uma versão simplificada da estrutura do circuito OOS geral é mostrada na Fig. 1, onde o resistor Roc serve como sensor de corrente. conectado em série com o EDC Neste circuito, um aumento na impedância do EDC com o aumento da frequência leva a uma diminuição na profundidade do circuito de feedback e a um aumento correspondente na resposta de frequência com uma inclinação não superior a 6 dB por oitava. Neste caso, a correção necessária da resposta em frequência é alcançada usando o circuito mais simples Rк1Ск1, mostrado na Fig. 1 linha pontilhada.
As características do UMZCH com alta resistência de saída incluem a necessidade de aumentar a tensão de alimentação em 20...30% para garantir o aumento da tensão de saída devido a alterações na impedância do EDC [1]. Vamos avaliar a aplicabilidade do UMZCH com a estrutura conforme o diagrama da Fig. 1 para reduzir o AI, considerado em [2], onde o principal requisito é excluir condições para que a resposta do EDC influencie a amplificação de outros sinais no loop OOS. Como segue das propriedades do estágio de saída A1 (ver Fig. 1), este requisito não é atendido devido à penetração da resposta EDC (na forma de EMF) no circuito OOS através da baixa resistência de saída do amplificador original . Uma análise de várias soluções de circuito para UMZCH mostra que atender aos requisitos estabelecidos em [2] para UMZCH com baixa distorção de intermodulação só é possível usando o estágio de saída UMZCH com um alto valor de sua própria resistência de saída (sem OOS geral). Isso geralmente é conseguido em um UMZCH com um estágio de saída usando transistores conectados em um circuito com base comum (CB) ou emissor comum (CE). O mesmo se aplica às cascatas em transistores de efeito de campo - respectivamente, para circuitos com porta comum (OC) e fonte comum (CS). Sabe-se que o circuito de ligação de transistores com OB (OZ) fornece o maior valor de Rout da cascata. Ao mesmo tempo, porém, o pequeno valor de sua resistência de entrada e a falta de amplificação de corrente limitam significativamente as possibilidades de sua aplicação. Um exemplo de tal estrutura de estágio de saída é proposto em [3]. Na Fig. A Figura 2 mostra um fragmento do estágio de saída do amplificador. Aqui, os poderosos transistores VT1, VT2 amplificam o sinal apenas por tensão. Os transistores VT4, VT5, juntamente com os resistores de emissor da cascata, estabilizam sua corrente quiescente na faixa de temperatura, e os transistores VT3, VT6 limitam a corrente de base máxima dos transistores de saída. Uma desvantagem significativa desta opção é a fonte de alimentação de dois canais, que não está conectada a um fio comum.
O uso de transistores conectados em um circuito OE (IO) no estágio de saída é mais difundido devido aos valores bastante elevados da resistência de entrada da cascata e da amplificação de corrente e tensão. Caso seja necessário aumentar o Rout da cascata, é possível utilizar realimentação adicional de corrente serial local incluindo resistores nos circuitos emissores (fonte), como, por exemplo, em [4] e [5]. A utilização do UMZCH original com alto Rout não exclui a possibilidade de utilização simultânea do OOS geral em termos de corrente com um aumento correspondente no Rout e um aumento na precisão da conversão da tensão de entrada em corrente de saída. Neste caso, uma versão simplificada do circuito UMZCH que atende às condições estabelecidas em [2] coincide com o circuito UMZCH da Fig. 1. Assim, a diferença fundamental nos parâmetros do UMZCH para as versões conforme [1] e [2] reside apenas no valor de Rout do amplificador original e na necessidade de aumentar a tensão de alimentação em 20...30% . Isto é necessário para eliminar distorções na resposta do EDC. Se houver falta de tensão de alimentação, a qualidade da reprodução do som irá deteriorar-se. Ao implementar o UMZCH na prática para resolver os problemas apresentados em [2], algumas de suas características devem ser levadas em consideração. Por exemplo, uma melhor estabilidade operacional é alcançada em um UMZCH com uma entrada inversora com um número mínimo de estágios de amplificação com feedback local. Se possível, o uso de amplificadores operacionais integrados ou seu uso para amplificação de tensão não superior a 20 dB deve ser excluído. Não há necessidade de se esforçar para obter milésimos de porcentagem de distorções não lineares; basta limitá-las a um valor de cerca de 0,1...0,2%. Os principais esforços devem ser direcionados para reduzir a dependência do espectro e da frequência das distorções harmônicas, sua diminuição monótona com a diminuição do nível do sinal de saída. É aconselhável limitar a profundidade do feedback de corrente geral a 20...30 dB, uma vez que parâmetros suficientemente altos do UMZCH são geralmente alcançados com uma taxa de conversão de tensão de entrada para corrente de saída não superior a 1...1,5 A /V para uma potência de saída de 25...40 W com uma impedância EDG de 8 ohms. Para reduzir as perdas de potência, recomenda-se selecionar a resistência do resistor ROC3 relativamente pequena. Neste caso, pode ser necessário incluir um amplificador adicional no circuito de realimentação geral com ganho apropriado. Então é melhor corrigir a resposta de frequência na região de alta frequência no circuito de seu OOS local. Para reduzir a distorção ao reproduzir o ataque de um sinal de áudio, os parâmetros dos elementos de correção Rk2, Sk2 devem ser selecionados com base na margem de estabilidade necessária, e a correção da resposta em frequência em alto-falantes ativos deve ser realizada por outros meios. A escolha do circuito UMZCH é feita com base nos resultados da comparação das características de qualidade alcançadas, cujas medições objetivas são realizadas por métodos padrão. Neste caso, as medições da corrente de saída podem ser substituídas por medições de uma tensão proporcional à corrente de saída, por exemplo, através do resistor ROC3. Caso seja necessário prever os resultados da avaliação subjetiva da qualidade (SQA) da reprodução sonora, a medição das distorções não lineares do UMZCH deve ser realizada em um sinal de ruído [6], utilizando um EDC real como carga. É mais conveniente avaliar as mudanças na qualidade da reprodução do som usando a chave de modo operacional do UMZCH - com valor de Rout alto ou baixo. Durante esta comutação, a realimentação de corrente é substituída pela realimentação de tensão e os elementos de correção da resposta de frequência são desligados. Literatura
Autor: A. Syritso
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Comentários sobre o artigo: Sergei O diagrama na Fig. 2 está incorreto. Um monte de transistores vt2, vt5, vt6 é desenhado incorretamente. A etapa final deve caber nas bases dos transistores vt4, vt5. Uma fonte de alimentação de dois canais pode e deve ser conectada a um fio comum e a acústica deve ser conectada aos emissores vt1, vt2. vencedor Sergey, se a acústica estivesse conectada aos emissores, a impedância de saída seria baixa. O circuito está correto, os transistores estão fora. ligado com uma base comum, o sinal é alimentado para os emissores.
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