Звукотехника

УМЗЧ с малыми интермодуляционными искажениями

Я. ТОКАРЕВ, г. Москва

В статье подробно описана схемотехника усилителя, при которой достижимы малые интермодуляционные и динамические искажения в широкой полосе частот. В процессе отработки устройства автор уделял большое внимание и слуховой экспертизе. Эта конструкция автора, как и его УМЗЧ на полевых транзисторах, описанный в «Радио» № 8 за 2002 г., также обеспечивает высокую верность звуковоспроизведения.

В конструировании высококачественных УМЗЧ с общей ООС многие неудачи вызваны недооценкой требуемого от УМЗЧ быстродействия, а также неоптимальным выбором частотной коррекции. Под термином «быстродействие» здесь подразумевается не столько широкая полоса пропускания усилителя, сколько время задержки сигнала внутри контура ООС (это не совсем одно и то же). В предлагаемом здесь УМЗЧ число каскадов, находящихся в контуре общей ООС, сведено к минимуму. Особенностью устройства является управление выходным повторителем от источника тока, что позволило практически полностью устранить «ступеньку».

Схема усилителя практически симметрична (рис. 1). Основным преимуществом «вертикальной симметрии» является повышенная линейность, достигаемая за счет трех основных факторов [1]:

  • компенсация входного тока и нелинейностей первого каскада;
  • идентичные условия возбуждения обоих плеч выходного каскада;
  • компенсация нечетных гармонических искажений.

В УМЗЧ используется раздельное питание каскадов, причем выходной каскад питается пониженным напряжением. Такой подход хорошо себя зарекомендовал в усилителях промышленного производства. Основные его преимущества следующие:

  • дополнительная развязка по питанию сильноточной и слаботочной цепей УМЗЧ;
  • снижение рассеиваемой мощности транзисторами выходного каскада;
  • повышение исходной линейности УМЗЧ.

Последний пункт нуждается в дополнительном разъяснении. Линейность улучшается за счет следующих факторов. В УМЗЧ с общим питанием (предварительные и оконечные каскады питаются от общих выпрямителей) на пиках выходной мощности транзисторы усилителя напряжения входят в насыщение и/или ограничение гораздо раньше, чем выходной повторитель, на котором в таком случае только бесполезно расходуется мощность.

Усилитель мощности 4 х 30 Вт на TDA7386

 

Усилитель мощности НЧ собран на микросхеме TDA7386. Представляет из себя простой, но в тоже время обладающий неплохими характеристиками четырехканальный усилитель.

Основные характеристики следующие:

 

Напряжение питания, В

6...18

Входное сопротивление, кОм

100

Выходная мощность, Вт

4x30

Диапазон воспроизводимых частот, Гц

20...20000

Схема усилителя:

 

 

Правильно собранный усилитель в настройке не нуждается.

 

Усилитель на микросхеме TDA1562

 


Технические характеристики усилителя на базе TDA1562Q



Напряжение питания
8...18 В
Ток потербления на "холостом ходу"
110...150 мА
Ток потребления в режиме "Standby"
<50 мкА
Коэф. усиления
26 дБ
Rвх
>90 кОм
Pвых при THD 0,06%
20 Вт
Pвых при THD 0,5%
55 Вт
Pвых при THD 10%
70 Вт
R нагр
4 Ома

Усилитель мощностью 1W на транзисторах.

Usilitel'_moschnost'yu_1W_na_tranzistorah.-1.gif

Представленная на рисунке выше схема усилителя низкой частоты предназначена для работы в системах типа "интеркум", телефонии, простых приёмниках. Схема отличается простотой изготовления, хорошими параметрами в работе и не требует наладки при изготовлении. Если усилитель предполагается использовать для усиления музыки, конденсатор С2 рекомендуется уменьшить до 0.01 mF. Схема не критична к параметрам транзисторов и возможна замена на аналогичные. Выходные транзисторы не требутся устанавливать на радиатор. Схема может работать при напряжении питания 12 Вольт, выходная мощность увеличится до 2-х Ватт. В этом случае требуется подобрать режимы работы выходных транзисторов с помощью сопротивлений R5, R6. Сопротивление R7 уменьшить до 1.8 ohm.Необходимо проконтролировать, чтобы на эмиттерах транзисторов Q3, Q4 было половина напряжения питания источника.

Источник материала

УМЗЧ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВЫХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

А. МАСЛОВ, г. Жуковский Московской обл.

Все больше убеждаюсь на собственном радиолюбительском опыте в верности положений статьи [1] о зависимости характера звучания ("ламповое" или "транзисторное") от работы системы УМЗЧ — громкоговоритель. Особенности звучания АС связаны вовсе не с элементной базой УМЗЧ и не с наличием или отсутствием ООС, а в значительной степени с его (УМЗЧ) выходным сопротивлением, поэтому поделюсь результатами своих исследований.

После многих экспериментов с транзисторными УМЗЧ (с различной обратной связью [2] и вовсе без нее), каждый раз сравнивая звучание с "эталоном" в виде УМЗЧ ламповой радиолы "ВЭФ-Радио" (однотактный, пентодный, с ультралинейным включением лампы и неглубокой общей ООС), я пришел к следующему выводу. Общепринятое мнение о благоприятности низкого (желательно "нулевого" или даже отрицательного) выходного сопротивления УМЗЧ для воспроизведения низких частот не всегда верно. Если выходное сопротивление УМЗЧ составляет приблизительно 20...50% от сопротивления громкоговорителя (при этом говорить о глубоком демпфировании не приходится), мягкое звучание контрабаса в джазе приятнее (конечно, чисто субъективно). С другой стороны, при прослушивании рока, современной электронной музыки с "напористым" басом требуется более сильное демпфирование громкоговорителя. Складывается забавная ситуация, когда для каждого стиля музыки желательно иметь свой УМЗЧ: для джаза — лучше ламповый и без общей ООС, для рока — транзисторный с глубокой ООС по напряжению (ООСН), обеспечивающей малое выходное сопротивление.

В связи с этим предлагаю опробованное на макете устройство, которое "примиряет" это противоречие. Регулируемое выходное сопротивление УМЗЧ позволяет плавно превращать по характеру звучания транзисторный усилитель в "ламповый триодный" или в "пентодный" без ООС, но без характерно высокого для пентодов коэффициента третьей гармоники. Это превращение УМЗЧ возможно с помощью переменных резисторов, которые переводят ООС по напряжению в ООС по току через нагрузку при неизменном коэффициенте передачи устройства.

UMZCH_S_REGULIRUEMYM_VYHODNYM_SOPROTIVLENIEM-1.gif

Ультралинейный усилитель мощности на 100 Вт.

Ультралинейный усилитель мощности на 100 Вт. В 1975 г. на страницах радиолюбительских журналов многих стран появились сообщения о создании мощных ультралпнсйных усилителей низкой частоты, в которых оконечные каскады выполнены па ...полевых транзисторах. Речь шла о качественно новых усилительных приборах высокой и сверхвысокой частоты — так называемых полевых МОП-транзисторах с вертикальной структурой затвора. Оказалось, чго полевые транзисторы большой мощности, разработанные для использования в передатчиках высоких и сверхвысоких частот, могут с успехом работать в усилителях мощности низкой частоты Так, уже первые образцы усилителей с полевыми транзисторами в оконечных каскадах имели выходную мощность до 100 Вт на канал при коэффициенте гармонических искажений не более 0,01%. На средних частотах искажения сигнала были настолько малы, что их трудно было измерить существующими измерительными приборами. Речь идет о коэффициенте гармонических искажений на уровне 0,002—0,003%-

Полевые транзисторы обладают значительно лучшими характеристиками при усилении сигнала без искажений, но приборы, пригодные для работы в оконечных каскадах, появились лишь в начале 70-х годов.

На рис. 1 приведена принципиальная схема усилителя мощности низкой частоты в полосе частот от 10 Гц до 600 кГц на 100 Вт.

Ul'tralineynyy_usilitel'_moschnosti_na_100_Vt.-1.gif
Рис. 1.

Широкополосный УМЗЧ

В.ОРЛОВ, г. Москва.

В радиолюбительской практике широкое распространение получил усилитель мощности ЗЧ (УМЗЧ), выполненный по симметричной схеме. Комплементарные биполярные транзисторы его входного каскада включены по схеме двухтактного дифференциального усилителя, а следующего за ним - по схеме с общим эмиттером.

Существенно улучшить параметры такого УМЗЧ позволяет использование в его входных каскадах биполярных и полевых транзисторов (рис.1), включенных по каскодной схеме общий исток общая база (ОИ -ОБ). При таком построении каскада с помощью стабилитронов VD1-VD2 удается поддерживать постоянство потенциалов баз транзисторов VT1, VT4 (а следовательно, истоков VT2, VT3) и таким образом исключить их перегрузку и возможность выхода из строя. При соответствующем выборе режима работы входного каскада можно получить нулевой потенциал в точке соединения резисторов R8, R9 и через резистор R12 ввести сюда глубокую ООС по постоянному току, обеспечив тем самым высокую термостабнльность усилителя. Из других достоинств усилителя следует отметить высокую частоту среза АЧХ, низкий уровень шумов, хорошую устойчивость. Основной недостаток такого входного каскада - довольно значительная чувствительность к пульсациям питающего напряжения, что требует применения стабилизированного источника питания.

При необходимости расчета каскада следует задаться током покоя Io через его транзисторы VT1-VT4. Сопротивления резисторов R8, R9 находят из следующих соотношений:
R8=|Uзи отс2|*(1-(Io/Iн2)0,5)/Io; R9=|Uзи отс3|*(1-(Io/Iн3)0,5)/Io,
где Uзи отс2, Uзи отс3 - напряжения отсечки, а Iн2, Iн3 - начальные токи стока транзисторов VT2 и VT3 соответственно.

Например, при одинаковых параметрах этих транзисторов (Uзи отс2=Uзи отс3=2,4 В, Iн2= Iн3=6мА) и токе покоя Io=3 мА сопротивления резисторов R8=R9=240 Ом.

Второй каскад УМЗЧ выполнен на транзисторах VT5-VT8, включенных также по каскодной схеме ОИ-ОБ.

Основные технические характеристики усилителя

      Номинальное входное напряжение, В . . . 0,8

      Входное сопротивление, кОм . . . 100

      Максимальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом, Вт . . . 10

      Номинальная выходная мощность, Вт, при Кг<0,1 %

      в диапазоне частот 20...20000 Гц . . . 6

      Номинальный диапазон частот (без R2C1), Гц . . . 10...400 000

      Скорость нарастания выходного напряжения (без R2C1), В/мкс . . . 75

    Отношение сигнал/шум, дБ . . . 94

 

SHirokopolosnyy_UMZCH-1.gif


Рис. 1

 

Подкатегории



Яндекс.Метрика
Яндекс цитирования