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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amplificador de potencia económico de alta calidad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores Como sabe, los amplificadores finales de banda ancha simétricos LF introducen una distorsión mínima en todos los niveles de potencia de salida. Una de las versiones más avanzadas de un amplificador de alta calidad con estas propiedades se publicó en [1]. Una descripción detallada de este amplificador también se puede encontrar en [2]. El amplificador está diseñado en transistores de una estructura adicional y es simétrico y push-pull de entrada a salida. En la entrada se enciende una etapa diferencial doble, y cada uno de los brazos de la etapa de salida es un amplificador cubierto por retroalimentación negativa (NFB) con un coeficiente de transferencia de voltaje mayor que uno. Las ventajas de estas soluciones de circuito se describen en detalle tanto en estos trabajos como en las páginas de la revista Radio [3, 4].
Al probar varias instancias del amplificador, ensambladas de acuerdo con un esquema similar en la base del elemento doméstico, se reveló un inconveniente: una disminución significativa en el factor de utilización del voltaje de suministro (SIF) cuando se opera con una carga de baja resistencia *. Y esto conlleva la necesidad de aumentar la tensión de alimentación para obtener una potencia dada, lo que conlleva una disminución de la eficiencia, un deterioro del régimen térmico de los transistores de salida, y un aumento de las dimensiones del amplificador del 50% y, junto De paso, reducir un 35% la impedancia de salida del amplificador manteniendo el resto de características. El amplificador que se describe a continuación es adecuado para amplificar señales de audio de alta potencia en instalaciones de reproducción de sonido de gama alta, así como para su uso como amplificador operacional de banda ancha de alta potencia. Principales características técnicas del amplificador. Potencia de salida nominal (sinusoidal), W, con resistencia de carga, ohmios:
Los parámetros se midieron cuando el amplificador estaba alimentado desde una fuente estabilizada de ± 31,5 V. Cuando se utiliza una fuente no estabilizada, para mantener las características, la tensión de alimentación debe aumentarse en 1 ... 3 V, dependiendo de la capacitancia de los condensadores del filtro. Cabe señalar que para el nivel de distorsiones no lineales se indica el valor límite superior, debido a las capacidades de los equipos de medición con que cuentan los autores. También se midió el tiempo necesario para establecer la característica transitoria cuando se aplicó a la entrada una caída de tensión con un tiempo de subida de 0,1 μs. Para una amplitud de salida de 10 V, resultó ser de aproximadamente 1 μs, y los picos en la parte plana no superaron el 15'%. En la fig. 1 muestra las dependencias de la potencia de salida máxima, correspondiente a un coeficiente armónico de 0,2%, de la resistencia de carga RH con una fuente de alimentación estabilizada de ±31,5 V (curva L), así como de la tensión de alimentación a RH 7,7 Ohm ( curva 2).
corriente (VT7, VT8), que trabajan en antifase. Tal inclusión duplicó la corriente de "acumulación", redujo la distorsión no lineal y mejoró las propiedades de frecuencia; amplificador en su conjunto. Cada uno de los brazos del amplificador de salida simétrica se fabrica según el esquema de Darlington. Es un amplificador de tres etapas (en dos etapas, los transistores están conectados de acuerdo con el circuito con un emisor común y en uno, con un colector común). El amplificador está cubierto por un OOS dependiente de la frecuencia, que determina su coeficiente de transferencia de voltaje, que está cerca de tres en el rango de audio. Dado que la señal de retroalimentación tomada de la resistencia R39 (R40) es proporcional a los cambios en la corriente del transistor de salida, se lleva a cabo adicionalmente una estabilización bastante rígida del punto de operación de este transistor; La tensión de polarización de la etapa de salida está determinada por la resistencia de la unión colector-emisor del transistor VT9 y está regulada por la resistencia R24. El voltaje de polarización está térmicamente estabilizado por el diodo VD4, que está montado en el disipador de calor de uno de los potentes transistores. El OOS total para corriente continua a través de la resistencia R33 estabiliza el modo de todas las etapas y acerca el potencial de salida a la entrada, que es cero. El circuito R17C5 reduce la profundidad del FOS de CA al convertir el amplificador en un filtro activo con una ganancia de aproximadamente 27 dB.
Los elementos de corrección R16, C4, C6 -C11 aseguran la estabilidad del amplificador y igualan su respuesta de frecuencia. El filtro de paso bajo pasivo R2C1 evita que las señales de RF entren en la entrada. La cadena C12R45L1R47 compensa el componente reactivo de la resistencia de carga. En los transistores VT12 y VT13, se ensambla una unidad para proteger los transistores de salida contra sobrecargas de corriente y voltaje. La resistencia R1 permite, si es necesario, limitar la potencia de salida de acuerdo con el nivel de señal del preamplificador y las capacidades del altavoz utilizado. El amplificador está montado en una placa de circuito impreso (Fig. 3) con dimensiones de 142X72 mm, hecha de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 1,5 mm de espesor. En el lado de los detalles (Fig. 4), la lámina se deja en forma de un campo de "tierra" continuo. Alrededor de los orificios para los cables de las piezas dentro de un radio de 1,5 ... 2,5 mm, se retiró la lámina. Fuera de la placa hay fusibles FU1-FU3, transistores VT16, VT17, que se fijan en disipadores de calor con un área de al menos 1000 cm2 y un diodo VD4. Además, la resistencia R1 se puede conectar al panel frontal para que la potencia de salida máxima se pueda ajustar rápidamente.
Además de los indicados en el diagrama, en el amplificador se pueden usar otros transistores de silicio de baja potencia y alta frecuencia, por ejemplo, KT342A, KT342B y KT313B, KT315 y KT361 (con índices de B a E). Los transistores VT14 y VT15 (posible reemplazo -KT816V, KT816G y KT817V, KT817G o KT626V y KT904A) están equipados con disipadores de calor acanalados con dimensiones de 23X X25X12 mm. Como transistores de salida se pueden utilizar los transistores KT818GM y KT819GM, que permiten, con un aumento de la tensión de alimentación (ver Fig. 1), obtener potencias superiores a 70 vatios. El diodo Zener VD1 también puede ser D816G o 2S536A, VD2, VD3 -KS147A (con la corrección adecuada de las resistencias de las resistencias R11 y R14). Se utilizaron resistencias del tipo SP5-3 como recortadores. Las resistencias R39, R40, R46, R47 están hechas de alambre de alta resistencia con un diámetro de 0,8 mm, las resistencias R35, R38, R45, R47 son MOY, el resto son MLT. El inductor L1 se enrolla en una resistencia R47 con un cable PEV-2 0,8 en una fila hasta que se llena la caja de la resistencia. Condensador C2 - IT o K50-6, C5 - K50-6, el resto - KM. La configuración del amplificador es la siguiente. Primero, sin conectar transistores potentes, se conecta una carga ficticia a la salida del amplificador y, aumentando gradualmente el voltaje de suministro, por la ausencia de sobretensiones en la corriente consumida o una caída significativa en el voltaje a través de la carga, están convencidos de la instalación correcta. Después de eso, los transistores de salida se conectan y la resistencia R18 establece el voltaje de salida cerca de cero (no más de 10 mV), y la resistencia R24 establece la corriente de reposo en el nivel de 15 ... 25 mA. En conclusión, notamos que el uso de una cantidad relativamente grande de transistores en este amplificador se compensa con su capacidad de fabricación. Las soluciones de circuito utilizadas, la presencia de protección ambiental local proporcionan un alto rendimiento y una buena reproducibilidad sin un ajuste cuidadoso. En este caso, prácticamente no se requiere la selección preliminar de transistores. Debido al uso óptimo de la tensión de alimentación y la baja corriente de reposo, el amplificador es económico. Y la posibilidad de obtener una amplia gama de potencias de salida máximas con cargas de 4 a 15 ohmios cambiando el voltaje de alimentación (además, puede ser necesario seleccionar las resistencias R21 y R25 para que las corrientes a través de ellas estén dentro de 10 ... 20 mA) proporciona versatilidad en el uso de este amplificador. Publicación: cxem.net
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