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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transistor de alta calidad UMZCH. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores El sonido característico del transistor (seco, áspero, opaco) no es necesariamente inherente a los amplificadores de transistores. De hecho, la mayoría de los desarrollos industriales del transistor UMZCH con un coeficiente armónico inferior al 0,05% y una banda de frecuencia de 20 ... 20000 XNUMX Hz suenan lejos de ser los mejores, aunque requieren un aumento significativo en las frecuencias más altas. Como ejemplo de un desarrollo exitoso, se puede citar un amplificador [1], desarrollado en los albores del desarrollo de circuitos UMZCH sin transformador. El amplificador contiene solo una etapa de amplificación de voltaje de emisor común (CE) y tiene una distorsión de alrededor del 2% con una potencia de salida de 2 W. Sin embargo, a frecuencias más altas suena bastante claro, no requiere detalles transparentes para su aumento. Paradójicamente, los amplificadores de válvulas con un 2 % de distorsión suenan subjetivamente mejor que los amplificadores de transistores con un 0,002 % de armónicos. Esto se explica por el hecho de que el espectro de armónicos en los amplificadores de válvulas es mucho más estrecho y solo de orden bajo, no superior al tercero, mientras que en los de transistores llega hasta el undécimo orden. Una ventaja muy importante de las lámparas de alta potencia es que el tiempo de disipación de la portadora y el retardo de encendido son iguales a cero cuando se aplica el voltaje de control. Además, las características de salida del triodo son ideales para la etapa de salida que, como saben, funciona con una carga compleja (por impedancia). Un transistor de efecto de campo de inducción estática (SIT) tiene características cercanas a las de un triodo cuando se aplica un voltaje negativo a la puerta. Sin embargo, los transistores bipolares siguen siendo los más accesibles para los radioaficionados. Consideremos brevemente las principales causas de distorsión en los amplificadores de transistores. La distorsión se produce en la etapa de salida. La distorsión transitoria del primer tipo (tipo escalonado) se debe a la forma de S fuertemente pronunciada de la característica de transmisión de los emisores seguidores. La forma de reducir este tipo de distorsión es aumentar la corriente de reposo y la profundidad de la OOS. La distorsión de diafonía del segundo tipo se produce debido a los retrasos de tiempo de la señal causados por el proceso de conmutación y conduce a la distorsión en la región de cruce por cero. Estas distorsiones surgen debido a un tiempo de reabsorción bastante largo no de los principales portadores de la base, sino porque durante este tiempo, prácticamente no hay retroalimentación, las etapas preliminares desarrollan una amplificación completa, lo que conduce a sobretensiones de impulso hasta el voltaje de suministro. Este tipo de distorsión se puede reducir utilizando transistores de salida de alta potencia con una frecuencia de corte de ganancia unitaria de 5 MHz o más. Aumentar el OOS en este caso no ayuda. Las principales características del amplificador:
La distorsión de intermodulación dinámica (TIM) ocurre en los bordes de la señal donde la velocidad de respuesta excede el máximo permitido en la salida del amplificador. La principal causa de estas distorsiones es la sobrecarga de las etapas de entrada. Para eliminar distorsiones de fase específicas, el ancho de banda del amplificador debe ser de al menos 250 kHz, lo que corresponde a una velocidad de respuesta de la señal de salida de aproximadamente 50 V/µs. Para reducir este tipo de distorsión, necesita un amplificador con un rango de frecuencia operativo sin retroalimentación de hasta 25 kHz o más. La profundidad del OOS no debe ser superior a 20 ... 30 dB. El espectro de la señal alimentada al amplificador de potencia debe limitarse, por ejemplo, mediante el uso de un filtro pasivo con una frecuencia de corte de unos 100 kHz. El siguiente tipo de distorsión se debe a la no linealidad del coeficiente de transferencia de corriente de los transistores de salida h21e-f(Ik). Y dado que RBX=h21e-Ki (para una cascada con un colector común) es la carga de un amplificador de voltaje con una gran impedancia de salida, su ganancia también cambia varias veces durante el período de la señal de salida, lo que finalmente provoca una no linealidad en la amplitud característica del amplificador como un todo. Para reducir las distorsiones de este tipo, es necesario reducir la impedancia de salida del amplificador de voltaje o aumentar la impedancia de entrada de la etapa de salida, realizándolo de acuerdo con un circuito Darlington de tres etapas, lo cual no es deseable debido al aumento del tiempo de conmutación y, como resultado, al aumento de la distorsión de conmutación. Se pueden encontrar más detalles sobre otros tipos de distorsiones en [6]. El desarrollo del amplificador propuesto (Fig. 1) se basa en los conceptos presentados en [2] y [3].
Las soluciones de circuito se toman prestadas de [4] y [5]. El amplificador está alimentado por un rectificador con un punto medio sin conexión a tierra, lo que elimina la falla del altavoz del componente constante de la etapa de salida. Una ventaja importante de un amplificador inversor es la ausencia total de un componente de modo común en la etapa diferencial de entrada. A diferencia de un amplificador no inversor, esta etapa no causa distorsión causada por la modulación parásita del voltaje de la fuente de corriente en el transistor VT2 y el voltaje del colector-emisor de los transistores VT1, VT3. Además, esta solución tiene buena inmunidad al ruido en términos de fuente de alimentación, los clics característicos no ocurren cuando se enciende y apaga la alimentación. La captación de señal de la etapa diferencial es simétrica, es decir, VT3, VT7, VT8 - OE-OK-OB; VT1, VT4, VT8 - OB-OK-OE. Esto permite una ganancia máxima y un alto rechazo de modo común (CMRR). La carga del amplificador de voltaje en los transistores VT7, VT8 con conexiones de emisor es el generador de corriente en el transistor VT11. La estabilización de la resistencia de salida se realiza mediante las resistencias R17, R18. La polarización a la etapa de salida se suministra desde un generador de voltaje en los transistores VT9, VT10. La corriente de reposo de los transistores de salida se establece entre 50 y 100 mA seleccionando la resistencia R21. El transistor VT14 (VT15) detecta la corriente del emisor VT16 (VT17) y se evita apagar (cortar) los transistores de salida, eliminando así la posibilidad de distorsión de conmutación. La protección de los transistores de salida contra la sobrecarga de corriente se realiza mediante diodos VD2.VD3. A la salida del amplificador, se conecta un compensador Bushe R29, C6, con la ayuda de la cual la impedancia de carga se vuelve puramente activa. Para evitar la aparición de distorsiones en la interfaz, los altavoces (AC) deben conectarse al amplificador con cables de la mayor sección posible. El amplificador está hecho en una placa de circuito impreso (Fig. 2). Detalles de la publicación aquí. La bobina L1 está enrollada en la resistencia R31 con un cable PEV-2 de 0,69 y contiene 14 vueltas. Los transistores VT12, VT13 están montados en disipadores de calor acanalados de tamaño 20x15x10. El transistor VT5 se puede reemplazar por el diodo D220 en conexión directa.
Ajustar el amplificador se reduce a configurar la corriente de reposo de los transistores de salida y configurar la mitad del voltaje de suministro en un punto medio sin conexión a tierra. En el caso de usar un par de amplificadores estéreo, cada canal es alimentado por un rectificador separado. El amplificador se probó junto con un amplificador corrector [7] y mostró buenos resultados. El funcionamiento del amplificador difiere favorablemente en la alta fidelidad de reproducción, que se manifiesta en un aumento de los detalles y la transparencia del sonido. Literatura:
Autor: A.Petrov
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Comentarios sobre el artículo: Vladimir Este circuito proporcionará un sonido de transistor absolutamente puro.
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