Breitbandiger UMZCH mit geringer Verzerrung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker

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Der Langzeitbetrieb des nachfolgend beschriebenen Leistungsverstärkers als Teil eines Radiokomplexes zum Abspielen von Programmen von CDs und hochwertigen Tonbandaufnahmen zeigte, dass trotz des höheren Oberwellenkoeffizienten die subjektive Qualität des Ausgangssignals höchsten Anforderungen genügt. Zahlreiches Hören verschiedener Musikprogramme bei unterschiedlicher Ausgangsleistung durch anspruchsvollste Zuhörer ergab keine hörbar wahrnehmbaren Wiedergabefehler. Zu den Vorteilen des Verstärkers gehören seine Fähigkeit, bei Ultraschallfrequenzen in der Größenordnung von 100 kHz bei voller Ausgangsleistung mit ziemlich geringer Signalverzerrung zu arbeiten, extrem geringe Verzerrung bei niedrigen und mittleren Frequenzen sowie relative Einfachheit.

Wichtigste technische Merkmale:

Nennleistung (maximal), W,
bei Lastwiderstand, Ohm:
4...................................... 35(50)
8 ................................ 20(25)
Nenneingangsspannung, V ..... 1
Frequenzgangbereich
bei Ausgangsleistung
-ZdB von nominal, Hz,
nicht mehr...................... 2.5...160 000
Harmonische Verzerrung mit Widerstand
Last 4 Ohm, %, nicht mehr, bei Frequenz, Hz:
20...1 ................................... 000
6300. ............................................... 0,01
20............................................. 000
100000. .......................................... 0,13

Das Schaltbild des Leistungsverstärkers ist in Abb. 1. Die Eingangsstufe wird auf dem Operationsverstärker DA1 hergestellt. Hier, auch wie in [Dmitriev N., Feofilaktov N. OA in Leistungsverstärkern empfohlen. - Radio, 1986, Nr. 9, S. 42-46], als Ausgangssignal des Operationsverstärkers dessen Versorgungsstrom verwendet wird, mit dem einzigen Unterschied, dass nur einer der beiden Transistoren der Endstufe des Operationsverstärker funktioniert, und der zweite ist immer ausgeschaltet.

Das Ausgangssignal wird vom negativen Leistungsanschluss des Operationsverstärkers DA1 abgenommen und über den gemäß der OB-Schaltung angeschlossenen Transistor VT2 dem Spannungsverstärker zugeführt, der nach dem üblichen Schema des VT8-Transistors hergestellt wird mit einem Stromstabilisator an den Transistoren VT3 und VT6. Ein Merkmal des Spannungsverstärkers ist ein ziemlich großer Kollektorruhestrom der Transistoren VT6 und VT8 - 40 mA. Studien haben gezeigt, dass die Verzerrung des Ausgangssignals zuzunehmen beginnt, wenn dieser Strom abnimmt. Die von jedem der Transistoren VT6 und VT8 verbrauchte Leistung beträgt 1 W, daher müssen Maßnahmen ergriffen werden, um sie zu kühlen. Der thermische Kontakt zwischen den Transistoren VT3 und VT6 verhindert eine Erhöhung des Ruhestroms der Spannungsverstärkertransistoren, wenn sie erhitzt werden. Um diese Kaskade zu linearisieren, wurde eine lokale Rückkopplung verwendet. Die OOS-Spannung wird vom Kollektor des Transistors VT8 entfernt und über den Teiler R10 R12 dem Emitterkreis des Ausgangstransistor-Operationsverstärkers DA1 (Pin 6) zugeführt.

Fig. 1

Vom Ausgang des Spannungsverstärkers über die Widerstände R16 und R17 wird das Signal dem zweistufigen komplementären Folger am Ausgang der Transistoren VT9 - VT15 zugeführt. Um Schaltverzerrungen bei hohen Frequenzen zu reduzieren, besteht der Ausgangsfolger aus HF- und Mikrowellentransistoren. Da die heimische Industrie nicht genügend Hochfrequenztransistoren mit pn-p-Struktur produziert, die für die Endstufe geeignet sind, werden als solche vier KT932B-Transistoren mit Ausgleichswiderständen in den Emitterkreisen parallel geschaltet.

Die Eigenschaften eines solchen Bausatzes stimmen gut mit den Eigenschaften des npn-Transistors 2T908A überein, der im anderen Zweig der Ausgangsstufe verwendet wird. Um Schaltverzerrungen zu reduzieren, werden die Widerstandswerte der Widerstände in den Emitterkreisen der Ausgangstransistoren ausreichend klein gewählt. Der Verstärker wird von einer gemeinsamen OOS-Schaltung (R2, R11) abgedeckt, deren Tiefe bei einer Frequenz von 20 kHz 40 dB beträgt und bei niedrigeren Frequenzen 73 dB überschreitet. Die Frequenzkorrektur in der gemeinsamen OOS-Schaltung erfolgt durch den Operationsverstärker mit geschlossenen Klemmen 1 und 8. Die Verstärkerschutzvorrichtung gegen Kurzschlüsse in der Last erfolgt an den Transistoren VT4, VT5 und den Widerständen R19, R22 - R24, R29, R30. Die thermische Stabilisierung des Ruhestroms der Ausgangstransistoren wird sichergestellt, indem die Transistoren VT7, VT9 und VT10 auf ihren Kühlkörpern platziert werden.

Folgende Transistoren dürfen im Verstärker verwendet werden: VT1 - KT315 mit Indizes B, G, D und E, VT2 - KT361 mit Indizes G und E, VT3, VT5 - KT315 mit Indizes B, G, E, VT4 -KT361 mit denselben Indizes, VT6 - KT914 mit Indizes A und B und KT932A; VT7 - jede pn-p- oder npn-Struktur (in der entsprechenden Aufnahme) - ein Transistor, dessen Gehäusedesign einen guten thermischen Kontakt zwischen dem Kristall und dem Kühlkörper bietet; VT8, VT9 - KT904 mit Indizes A und B. VT10 - KT914 mit denselben Indizes, VT11 - KT908A; VT12 - VT15 - KT932 mit den Indizes A und B. Nur die Mikroschaltungen K1UD544A und KR2UD544A können als Operationsverstärker DA2 verwendet werden. Wenn der Verstärker bei Ultraschallfrequenzen verwendet oder getestet wird, muss der Widerstand R26 durch einen stärkeren ersetzt werden, z. B. MON-2.

Leider kann der Autor keine Zeichnung der Platine zur Verfügung stellen, da die Platine nicht speziell für diesen Verstärker entwickelt wurde. In der Version des Autors ist ein wesentlicher Teil des Verstärkers auf den Kühlkörpern der Ausgangstransistoren montiert. Die Transistoren VT3, VT6, VT7, VT9 und VT11 sind auf einem Kühlkörper montiert. Andererseits die Transistoren VT10, VT12-VT15. Die Widerstände R7, R8, R13 - R18, R21, R25, R27, R28 sind direkt an die Anschlüsse dieser Transistoren gelötet. Die restlichen Details befinden sich auf der Leiterplatte. Die Fläche der Kühlfläche jedes Kühlkörpers beträgt 250 cm². Auf einem separaten Kühlkörper mit einer Kühlfläche von 50 cm², der direkt auf der Leiterplatte befestigt ist, befinden sich VT8-Transistoren von zwei Kanälen eines Stereoverstärkers. Der Verstärker sollte so montiert werden, dass die Leistungskabel möglichst weit von den Eingangskreisen entfernt sind, da sonst die Verzerrung des Ausgangssignals zunimmt.

Das Einstellen des Verstärkers besteht darin, den Ruhestrom der Endstufentransistoren innerhalb von 50 ... 100 mA einzustellen, indem die Widerstände R13 und R14 ausgewählt und das Fehlen einer hochfrequenten Selbsterregung überprüft werden. Die Widerstandswerte der Widerstände R16 und R17, die eine Selbsterregung verhindern, hängen von den Stromübertragungskoeffizienten der entsprechenden Transistoren der Vorausgangsstufe (VT9, VT10) ab. Bei einem Übertragungskoeffizienten dieser Transistoren von 30 ... 40 sollten sie den im Diagramm angegebenen entsprechen, und bei einem Übertragungskoeffizienten von 120 sollten sie beispielsweise auf 430 Ohm erhöht werden. Die beiden Kanäle der Stereo-Endstufe werden von einem konventionellen ungeregelten Netzteil gespeist, das aus einem Transformator, einer Diodenbrücke und zwei 8000-Mikrofarad-Elektrolytkondensatoren besteht.

Der Leistungstransformator ist auf einen Ringmagnetkreis mit einem Querschnitt von 55 x 21,5 mm und einem Fensterdurchmesser von 56 mm gewickelt. Die Netzwerkwicklung enthält 646 Windungen PEL 0,92-Draht, die Sekundärwicklung - 104 Windungen PEL 1,7-Draht. Die Sekundärwicklung hat einen Abgriff von der Mitte, der mit dem gemeinsamen Draht des Verstärkers verbunden ist. Wenn Sie möchten, können Sie versuchen, die Ausgangsleistung des Verstärkers zu erhöhen, jedoch nicht mehr als das 1,5-fache, indem Sie die Versorgungsspannung auf +32 V erhöhen.

Autor: A. Ivanov; Veröffentlichung: cxem.net

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