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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dos amplificadores de potencia AF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores Las ventajas de los amplificadores descritos incluyen un bajo coeficiente de distorsión armónica en toda la banda de frecuencia operativa, una limitación suave de los niveles máximos de señal. La alta impedancia de salida de uno de los amplificadores ayuda a reducir la distorsión de intermodulación de los cabezales en las bandas de frecuencia media y alta. La baja impedancia de salida del otro amortigua el altavoz en una amplia banda de frecuencias. Por paradójico que parezca, pero según estimaciones subjetivas, la calidad de funcionamiento de los UMZCH transistorizados, incluso con los mejores parámetros, a menudo se considera peor que la de los de válvulas. Y aunque la percepción auditiva de diferentes personas varía significativamente, sin embargo, la evaluación final de la calidad del equipo de audio sigue estando en manos de los oyentes. Con la difusión de UMZCH sin transformador en transistores, las grabadoras de sonido se enfrentan al llamado efecto de sonido de "transistor". Los desarrolladores, creyendo que la causa de este fenómeno son las distorsiones no lineales, aumentaron la profundidad del OOS general, utilizaron las etapas de salida de amplificación en clase A o sus variedades más económicas, con desplazamiento dinámico de tipo Super Glass A. Nueva clase A. Amplificador sin conmutación, etc. Sin embargo, para amplificadores de clase Hi-End a válvulas a potencia nominal, se considera aceptable un factor de distorsión no lineal de hasta el 1 % o más, y para cabezales dinámicos - 5 % o más [ 1, 2]. Luego se ocuparon de la reducción de la intermodulación y las distorsiones dinámicas, cuya causa principal se consideró que era la OOS profunda. Algunos llegaron a la conclusión de que la profundidad de la OOS debería limitarse a 20 dB, otros la abandonaron por completo, logrando la linealidad de la UMZCH debido a la OOS local. Para una amortiguación eficaz del altavoz, el amplificador suele diseñarse con una impedancia de salida baja. Se cree que el factor de amortiguación mínimo debe ser de al menos 20, y para los sistemas Hi-Fi, al menos 40. La impedancia de salida de los amplificadores de válvulas alcanza los diez ohmios. Sin embargo, en [3] se demostró que la resistencia de salida del UMZCH con un valor de no más de 18 ohmios es suficiente para una amortiguación de carga eléctrica efectiva (8 ohmios). En [4], también se afirma que un amplificador con una baja impedancia de salida no proporciona proporcionalidad de corriente debido a la compleja resistencia del cabezal dinámico y los procesos termodinámicos en la bobina asociados con su calentamiento, así como la no linealidad de la inductancia Además, a frecuencias medias, la distorsión de intermodulación del cabezal se reduce cuando se opera desde UMZCH con una impedancia de salida relativamente alta. La salida de alta impedancia tiene un efecto beneficioso en la reproducción de señales pulsadas. La eficacia de la amortiguación eléctrica de las cabezas de los altavoces solo puede discutirse en la región de la acción del pistón del difusor, es decir, a frecuencias más bajas. Para una evaluación visual de la eficiencia de frenado de la bobina móvil del altavoz, se propone incluir una resistencia con una resistencia de aproximadamente 0.2 ... 0.4 ohmios en el cable común del altavoz. conecte un osciloscopio y aplique una señal intermitente a la entrada del amplificador en el rango de frecuencia de 30 ... 300 Hz. La duración de las ráfagas tonales debe ser de 25 a 30 ms (para adaptarse al período completo de la señal de frecuencia más baja) con pausas de 40 a 60 ms. Dependiendo de la impedancia de salida del UMZCH, la amortiguación de las oscilaciones naturales del cabezal será más o menos larga. Tenga en cuenta que la estabilidad de la impedancia del altavoz en la banda de frecuencia operativa tiene un efecto positivo en el funcionamiento de cualquier amplificador de válvulas y transistores. Entonces, la conclusión sugiere que es recomendable usar un transistor UMZCH con una salida de baja resistencia solo para trabajar en un woofer de altavoz multibanda. Con cabezales MF y HF es preferible utilizar amplificadores con salida de corriente de alta resistencia. La amplificación y reproducción separadas en varias bandas de señales de audio tiene un efecto particularmente beneficioso en la reducción de la distorsión de intermodulación de los cabezales incluso en caso de sobrecarga. Sobre la base de las características anteriores del funcionamiento del amplificador y el altavoz, el autor ha desarrollado dos amplificadores. En el primero de ellos (su diagrama en la Fig. 1) hay dos bucles de un OOS común: para corriente alterna, a través de R5, C6 y para voltaje continuo, a través del integrador en DA1. El uso de un integrador elimina el componente de CC en la salida del amplificador incluso si está presente en la entrada, por ejemplo, debido a una fuga del capacitor de transición en la salida del bloque de tono o amplificador lineal. Esta solución también tiene un efecto positivo en la amortiguación del altavoz. El amplificador tiene una impedancia de salida casi nula en frecuencias infra bajas y en corriente continua, lo que equivale a amortiguar el altavoz por el devanado secundario del transformador UMZCH en las lámparas. Esto elimina las oscilaciones de frecuencia infra baja del cabezal de baja frecuencia que ocurren con algunos transistores UMZCH.
En la etapa de salida de un amplificador de corriente de dos etapas, se utilizan LSIT. Dichos transistores se caracterizan por una alta transconductancia, un voltaje de saturación residual bajo, una conmutación rápida y una relación de transferencia de corriente relativamente alta en modo lineal. Se sabe que las cascadas diferenciales con retroalimentación local utilizadas en el amplificador tienen una mayor capacidad de sobrecarga y las distorsiones en ellas se compensan en gran medida. Los diodos VD3-VD6 logran los cambios de nivel necesarios para garantizar el modo de los transistores VT10, VT12. Suma de señales de repetidores a VT7, VT9 y VT8. VT13 ocurre respectivamente en los transistores VT10 y VT12. Resistencias R20. R21 son, por un lado, OS locales para VT10. VT12. por otro lado, la carga de seguidores emisores en los transistores VT9.VT13. La señal está limitada en la salida de la segunda etapa y, en consecuencia, el amplificador en su conjunto ocurre antes que en los amplificadores convencionales, aproximadamente 3 V (debido a la caída de voltaje en los transistores VT9. VT13). En este caso, con un aumento adicional en el voltaje de entrada, no hay una limitación estricta de la señal, ya que los transistores VT10, VT12 entran en modo de saturación suave. Por tanto, el valor de amplitud de la señal a la salida del amplificador es el mismo. como en un amplificador convencional, pero sin límite estricto. Esta solución de circuitos le permite obtener la naturaleza de la distorsión durante la sobrecarga, similar a los amplificadores de válvulas. La estabilización térmica de la cascada la proporciona el transistor VT14. La corriente de reposo de cada uno de los transistores de salida VT17-VT20 a un nivel de aproximadamente 80 mA se establece mediante la resistencia R24. El amplificador tiene una impedancia de entrada relativamente baja (alrededor de 6 kΩ). por lo tanto, la fuente de la señal (por ejemplo, un bloque de tono) debe tener una impedancia de salida de no más de 200 ohmios. Especificaciones UMZCH
El amplificador está hecho según el esquema "doble mono", es decir, con fuentes de alimentación separadas en transformadores con un circuito magnético anular.Este diseño proporciona un mayor rendimiento dinámico y evita la diafonía entre canales, lo que mejora significativamente las características espaciales de la transmisión del sonido. Las capacidades de los condensadores en las salidas de la fuente de alimentación deben ser de al menos 20000 microfaradios. La bobina L1 se enrolla en la resistencia R33 (MLT-2) con un cable PEV-2 de 0.69 vueltas para girar en una capa hasta llenarse. Condensadores C2-C5 - K50-35. Las resistencias R28-R31 están hechas de alambre de manganina con un diámetro de 0.3 mm. Como DA1, puede utilizar los microcircuitos KR544UD1. K140UD8. así como KR544UD2 con la conexión de los pines 1 y 8. Los transistores VT15, VT16 están equipados con pequeños disipadores de calor, y los transistores VT14, VT17 - VT20 están montados en disipadores de calor de placa hechos de duraluminio con un grosor de al menos 5 mm. Los transistores de salida de cada brazo del amplificador se conectan a la placa con conductores trenzados de una longitud mínima de 1 mm2. Los cables que van a la fuente de alimentación y al altavoz también deben estar trenzados. Es aconsejable preseleccionar transistores en pares con un margen de n2|e no superior al 20%. Con piezas reparables, el ajuste del amplificador se reduce a configurar la corriente de reposo de cada IE de los transistores de salida dentro de 60 ... 100 mA. Etapas de salida del amplificador con baja impedancia de salida, más adecuado para un woofer. realizado sobre una base de elementos más accesibles (Fig. 2). El resto del esquema es prácticamente similar al considerado anteriormente (en la Fig. 1 está separado por una línea de puntos y guiones).
La etapa de salida push-pull en el VT15-VT18 se fabrica de acuerdo con el esquema OE-OE con OOS profundo. Circuito de polarización en diodos VD9. VD10 se complementa con las resistencias R23, R24, que proporcionan pequeños cambios en la resistencia de entrada de la cascada y la corriente a través de los diodos VD9, VD10 incluso cuando se corta la corriente en el brazo opuesto de la cascada. La protección contra cortocircuitos en la carga se realiza en diodos VD11, VD12. Como VT7, VT9, VT13, puede usar transistores del tipo KT3102 con cualquier índice de letras. Con una tensión de alimentación de hasta ± 30 V, los transistores como KT11V y VT16 son adecuados como VT626, VT12. VT15 - KT646A. Los transistores VT15, VT16 están equipados con placas pequeñas: disipadores de calor. Para una estabilización térmica adicional, los diodos VD16, VD17 se montan junto con las resistencias R33. P34 directamente en los terminales de los transistores de salida. Cuando se usa en las posiciones VT11, VT12, VT15, VT16 transistores de la serie KT850. KT851 la capacitancia de los condensadores C10, C11 se puede reducir a 150 pF, y C12, C13, hasta 39 pF. Para aumentar la estabilidad del amplificador, es deseable incluir resistencias con una resistencia de 10-12 ohmios en las bases de los transistores VT1, VT10 (ver Fig. 13) y VT2-VT50 (Fig. 100). lo que reducirá la capacitancia de los condensadores C10-C13 o incluso los abandonará. Al configurar el amplificador (al principio, sin transistores potentes VT17, VT18, vea la Fig. 2), se enciende y apaga. al dar una señal del generador, están convencidos de que el dispositivo está funcionando sin carga. Luego, al conectar los transistores de salida, lo verifican bajo una carga resistiva utilizando una señal sinusoidal y una señal de meandro hasta una frecuencia de 20 kHz. La señal de salida debe ser limpia, sin sobreimpulsos ni timbres. Se debe prestar especial atención a la forma de onda de salida cuando el amplificador se recupera de la sobretensión. En una señal sinusoidal, no debería haber signos de excitación ni siquiera momentánea. Los parámetros del amplificador que se muestran en la fig. 2. se puede mejorar utilizando transistores compuestos de mayor frecuencia o transistores individuales con una frecuencia de ganancia unitaria de al menos 20 MHz como transistores de salida. Literatura
Autor: A.Petrov, Mogilev, Bielorrusia
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