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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Hi-Fi-Verstärker auf Komplementärtransistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker Die Verstärkerschaltung ist in Abb. dargestellt. 1. Über die RC-Tiefpassfilterschaltung gelangt das Signal in die komplementäre Eingangsstufe (T1, T2, T3, T4). Wenn Sie möchten, können Sie die Kapazität des Isolationskondensators C1 erhöhen, dies ist jedoch nur bei einer sehr niedrigen Grenzfrequenz des Schallabstrahlsystems sinnvoll. Im Emitterkreis der Eingangsstufe ist ein Linearisierungswiderstand R11 von 100 Ohm enthalten, während eine Gesamtgegenkopplung von etwa 30 dB an die Emitter angeschlossen ist. „Innerhalb“ der Kaskade, zwischen dem Kollektor des „unteren“ Transistors (T2) und dem Emitter des „oberen“ Transistors (T3), befindet sich eine zweite („interne“) Rückkopplungsschleife von etwa 18 dB. Dies bedeutet, dass mit Ausnahme der Transistoren T1, T2 beide Schleifen die gleiche Wirkung auf alle anderen Stufen haben.
Über einen Emitterfolger (dessen Hauptaufgabe darin besteht, den Gleichspannungspegel zu verschieben) wird das Signal von der Eingangsstufe dem Spannungsverstärker (T7, T8) zugeführt. In den Emittern der Transistoren sind auch hier wieder Linearisierungswiderstände verbaut. Der Kollektorstrom dieser Transistoren fließt durch Schaltkreise, die den Ruhestrom der FETs im Endverstärker regeln. Halten wir kurz inne! Der Temperaturkoeffizient Kt von FETs (d. h. Gate-Spannung/Drain-Strom-Verhältnis) ist nahe Null. Bei kleinen Strömen ist er klein und negativ, bei großen Strömen ist er klein und positiv. Bei Hochleistungstransistoren tritt bei einem Strom von etwa 100 mA eine Vorzeichenumkehr auf. Der Endverstärker arbeitet mit einem Ruhestrom von 100 mA. Feldeffekttransistoren "schwingen" durch Transistoremitterfolger, bei denen Km bekanntlich positiv ist. Daher ist es notwendig, eine solche vorgespannte Schaltung zu verwenden, die die Temperaturabhängigkeit kompensieren würde. Die Temperaturabhängigkeit der Emitterfolger wird durch die Dioden D3 und D4 kompensiert. Der Ruhestrom der Feldeffekttransistoren des Endverstärkers wird durch das Potentiometer P auf etwa 100 mA eingestellt. In den Gatekreisen von Feldeffekttransistoren sind Widerstände (R29, R30) eingebaut, um eine Selbsterregung zu verhindern. Eine Beschaltung aus Dioden und Zenerdioden (D5 ... D8) verhindert die für Feldeffekttransistoren gefährliche Gate-Source-Spannung. Im Sourcekreis der Feldeffekttransistoren befinden sich Widerstände (R31 und R32) mit einem Nennwert von 0,47 Ohm. Von diesen ist R32 mit einem Sternchen gekennzeichnet - im Prototyp war sein Wert Null. Dieser Widerstand gleicht mögliche Unterschiede in der Transkonduktanz der FETs aus. In der Regel wirkt sich die Einbeziehung von R32 nicht katastrophal auf die Verstärkung aus, man kann mit einer Erhöhung der Verzerrung um etwa 20 ... 30% rechnen. Wie üblich schützt die RCL-Schaltung am Ausgang des Verstärkers diesen vor Selbsterregung bei extrem hoher Blindlastimpedanz. Der Widerstand Rx in der T1-Emitterschaltung am Eingang des Verstärkers wird verwendet, um den Verstärker genau abzugleichen. Wenn wir R13 und R14 mit demselben Wert (6,8 kΩ) und kurzem Rx nehmen, ist die Ausgangsvorspannung ziemlich zufriedenstellend. Aber wenn es notwendig ist, es zu verbessern, wird R13 auf 6,2 kOhm reduziert und anstelle von Rx wird vorübergehend ein 1-kOhm-Potentiometer angeschlossen. Nach etwa 30 Minuten "Aufwärmen" des Verstärkers stellt dieses Potentiometer den Ausgangsspannungspegel auf Null. Der Widerstand des Potentiometers wird gemessen und ein Widerstand mit einem Wert, der dem gemessenen Wert am nächsten kommt, wird als Rx gelötet. In der Regel ist beim Austausch von D1 oder D2 der Austausch von Rx erforderlich. Der Kondensator C9 führt eine Frequenzkorrektur des Verstärkers durch. Es bewirkt einen doppelten Effekt: Einerseits führt es eine "nacheilende" Korrektur mit einer kapazitiven Last der T7- und T8-Kollektoren durch, und andererseits eine "voreilende", da es nicht mit Masse, sondern mit verbunden ist R21. Der Widerstand R34 verhindert das Auftreten von zwei verschiedenen Masseschleifen, wenn zwei oder mehr UMZCH von einer Stromversorgung gespeist werden. Die Masse am Eingang wird mit dem Metallgehäuse oder Chassis und dem Vorverstärker verbunden, und die anderen Masse, die eigentlich Rückleitungen für Nullströme sind, werden separat mit dem Nullpunkt der Stromversorgung verbunden. Montage Der Verstärker ist auf einer doppelseitigen Leiterplatte aufgebaut, auf der Seite der Teile befindet sich eine durchgehende Erdungsfolie. Das Senken an den "Eintrittsstellen" der Anschlußdrähte der Bauteile in die Platine verhindert Kurzschlüsse. Die Anschlussdrähte der mit Masse verbundenen Teile werden direkt (ohne Löcher) auf die Massefolie gelötet. Auf der Zusammenbauzeichnung sind diese Punkte schwarz markiert. Die FETs mit zwei Anschlüssen sind auf Aluminiumecken montiert, die mit dem Kühlkörper verbunden sind, um eine Wärmebrücke zu bilden, und beide sind an der Platine befestigt. Sie müssen von den Ecken und der Platine isoliert werden. Der im Emitterkreis vorhandene Widerstand "hängt in der Luft", da er durch Oberflächenmontage installiert wird. Die Widerstände R29 und R30 zum Kürzen der Zuleitungen werden von der Seite der Leiterbahnen der Platine angelötet. Die Kühlkörper dürfen mit der „Null“-Folie keinen „Falschboden“ bilden, daher wird die „Null“-Folie durch einen parallel zu den Kühlkörpern verlaufenden tiefen Kratzer unterbrochen. Für die normale Kühlung von Feldeffekttransistoren ist eine Kühlfläche von ca. 400 cm ausreichend2. Die Transistoren T9 und T10 sind über eine dünne Glimmerplatte an der "Null"-Folie befestigt. Hier kann es sehr leicht zu einem Kurzschluss kommen, daher muss die Installation sorgfältig mit einem Ohmmeter überprüft werden. Die Spule L1 mit einem Durchmesser von 10 mm besteht aus ca. 15 eng gewickelten Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm (ohne Kern). Der Widerstand R33 befindet sich entlang der L1-Achse, und seine Leitungen werden zusammen mit den Spulenleitungen gelötet und dann an der Platine befestigt. Die drei Drähte, die zur Stromversorgung führen, sind miteinander verdrillt. Die beiden zum Lautsprecher führenden Drähte sind ebenfalls zu einem separaten Bündel verdrillt (unabhängig von den vorherigen). Da hier große Ströme fließen, können deren Magnetfelder die Verzerrung stark verstärken – vor allem bei hohen Frequenzen. Das Verdrillen von Drähten bewirkt, dass sich die Magnetfelder von Strömen, die in entgegengesetzte Richtungen fließen, gegenseitig aufheben. Der Nullpunkt der Stromversorgung und der Ausgang des Lautsprechers sind nicht mit dem Gehäuse verbunden, und die dorthin führenden Drähte passen nicht mit anderen Drähten zusammen. Блок питания Die Stromversorgungsschaltung ist die einfachste (Abb. 4). Der Transformator, der einen Abgriff von der Mitte der Sekundärwicklung hat, speist einen Vollweggleichrichter, der aus zwei Gruppen von 2 Dioden besteht. Die Welligkeitsglättung wird durch Kondensatoren mit einer Kapazität von mindestens 4700 Mikrofarad (40 V) durchgeführt. Eine solche Einheit kann zwei Endverstärker mit Strom versorgen.
Die obere Spannungsgrenze der Sekundärwicklung des Transformators wird durch die Art der verwendeten Transistoren T7, T8 bestimmt. Bei Verwendung eines Paares BC 546/556 sollte die Versorgungsspannung (bei fehlendem Signal) 30 ... 32 V nicht überschreiten. Diese Transistoren „vertragen“ keine höheren Spannungen. Bei einer Versorgungsspannung von ±30 V kann ein Trafo 220/2x22,5 V oder 230/2x24 V verwendet werden Ein Verstärker mit einer Versorgungsspannung von ±30 V kann etwa 24 W (an 8 Ohm) an die Last abgeben. Die im Endverstärker verwendeten Feldeffekttransistoren sind sehr teuer. Für den Preis eines solchen Transistors können Sie den Rest des Teilesatzes erwerben. Unwillkürlich stellt sich die Frage, ob die Mehrkosten durch die erwartete Qualitätsverbesserung kompensiert werden. Die Antwort auf diese Frage hängt von vielen Umständen ab, denn: - wir sprechen von subjektiv empfundenen Verzerrungen, so dass die Klangempfindungen für verschiedene Menschen unterschiedlich sein werden; - Die Wahrnehmung von Verzerrungen hängt von der gespielten Musik ab. Wenn man rein elektronische Musik des „Autors“ spielt, macht es keinen Sinn, von Verzerrungen zu sprechen, da man nicht wissen kann, ob diese Verzerrungen im Originalmaterial vorhanden waren oder nicht; - Es ist problematisch, Musik von einer CD abzuspielen. Laut "critical ears" und dem Autor hat diese Musik eine spezifische Färbung. Die Wiedergabe von einer guten analogen Schallplatte oder direkt von einem Konzert ergibt eine hervorragende Qualität. Veröffentlichung: cxem.net
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