Ein Verstärker mit einer Ausgangsstufe, die die Signalspannung verstärkt. Schema, Beschreibung

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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Ein Verstärker mit einer Ausgangsstufe, die die Signalspannung verstärkt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Das Gerät verwendet symmetrische Ausgangsstufen an Transistoren unterschiedlicher Struktur, die nach einer Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter verbunden sind. Der Vorteil solcher Kaskaden gegenüber herkömmlichen Kaskaden (die den Strom verstärken) besteht in der Möglichkeit, daraus eine Spannungsverstärkung zu erhalten, die es ermöglicht, die Signalspannung am Ausgang der vorherigen Kaskade zu reduzieren.

Dadurch gelangen die Transistoren der Vorendstufe bei maximaler Signalamplitude nicht in die Bereiche nahe der Abschalt- und Sättigungsgrenze und es wird möglich, lokale OOS-Entkopplungsfilter in den Leistungskreisen einzuführen. Dadurch ist es möglich, nichtlineare Verzerrungen selbst bei geringer Rückkopplung über den gesamten Verstärker deutlich zu reduzieren.

Ein weiterer Vorteil der Ausgangsstufe, die die Signalspannung verstärkt, ist die hohe Ausnutzung der Versorgungsspannung, was für tragbare Funkgeräte mit autarker Stromversorgung sehr wichtig ist.

Verstärker mit einer Ausgangsstufe, die die Signalspannung verstärkt
Ris.1

Die wichtigsten Parameter:

Nennfrequenzbereich, Hz.......60...20 000
Nennausgangsleistung, W bei einer Last mit einem Widerstand von 8 Ohm bei einer harmonischen Verzerrung von bis zu 1 % und Versorgungsspannung. B: 9.......0,8
12......1,8
Nenneingangsspannung, mV.......7
Tonregelungsgrenzen (bei Frequenzen von 100 Hz und 10 kHz). DB......±12
Eingangsimpedanz, kOhm.......15
Versorgungsspannungsbereich, innerhalb dessen der Verstärker betriebsbereit bleibt, V......3...12

Der Verstärker für ein tragbares Radio besteht aus einer Eingangsstufe an Transistor V1, einer passiven Klangregelung, einer Differenzstufe an Transistoren V2, V3, einer Vorendstufe an Transistor V5 mit einer Stromquelle an Transistor V7 und einer Endstufe (Ausgang) Stufe auf den Transistoren V8-V11.

Die Verwendung einer Stromquelle am Transistor V5 als Last der Vorklemmenstufe (V7) ermöglichte es, den Einfluss der Nichtlinearität der Eingangskennlinien der Transistoren V8, V9 und des Ruhestroms der Transistoren V10, V11 zu reduzieren. Eine strikte Stabilisierung der Gleichstromkomponente am Ausgang des Verstärkers wird durch die Einführung einer tiefen Gleichstromrückkopplung erreicht, die alle Stufen außer der ersten abdeckt.

Um nichtlineare Verzerrungen zu reduzieren, müssen die Transistoren V10, V11 mit nahe beieinander liegenden Werten des statischen Stromübertragungskoeffizienten h21e ausgewählt werden. Die Diode V6 wird auf dem Kühlkörper eines der Ausgangstransistoren (V10 oder V11) platziert. Der Ruhestrom (2,5...3 mA) dieser Transistoren wird durch Auswahl des Widerstands R19* eingestellt.

Bei Geräten mit Operationsverstärkern empfiehlt sich der Einsatz einer symmetrischen Ausgangsstufe mit Spannungsverstärkung. Ein schematisches Diagramm eines dieser Geräte ist in Abb. 2 dargestellt.

Verstärker mit einer Ausgangsstufe, die die Signalspannung verstärkt
Ris.2

Die wichtigsten Parameter:

Nennfrequenzbereich, Hz.......10...60000
Maximale Ausgangsleistung, W, (mit einem harmonischen Koeffizienten von nicht mehr als 2 % und einer Frequenz von 1000 Hz) bei einer ohmschen Last, Ohm: 8......12
4......24
Nenneingangsspannung, V ....... 1
Eingangsimpedanz, kOhm.......1,3

Der Verstärker enthält eine Vorverstärkungsstufe am Operationsverstärker A1, eine Stromquelle am Transistor V2 und eine Ausgangsstufe an den Transistoren V3–V6. Der Ruhestrom der Transistoren V5, V6 (ca. 5 mA) wird beim Setup durch Auswahl des Widerstands R6* eingestellt. Um den Betriebsmodus dieser Transistoren temperaturstabil zu halten, muss auf ihrem Kühlkörper die Zenerdiode V1 installiert werden.

Zusätzlich zu den Elementen des Verstärkungspfads enthält das Gerät eine Stereo-Balance-Anzeige, bestehend aus Signalgleichrichtern für den linken (V7) und rechten (V8) Kanal, Operationsverstärker A2 und LEDs V9, V10. Beim Erscheinen eines Signals am Eingang des Verstärkers werden die Kondensatoren C5 und C6 auf Spannungen aufgeladen, die den Durchschnittspegeln der Signale des linken bzw. rechten Kanals entsprechen. Bei gleichen Signalen in beiden Kanälen gibt es keinen Ausgangsstrom vom Operationsverstärker A2 und die LEDs V9, V10 leuchten nicht. Eine Verletzung der Stereobalance führt dazu, dass die Spannungen an den Eingängen des Operationsverstärkers A2 unterschiedlich werden und sein Ausgangsstrom dazu führt, dass eine der LEDs aufleuchtet (diejenige, die dem Kanal mit einem hohen Signalpegel entspricht). Der Unterschied in den Ausgangssignalen des Leistungsverstärkers, auf den der Anzeiger reagiert, beträgt etwa 200 mV.

Zur Stromversorgung des Verstärkers ist eine stabilisierte Quelle erforderlich.

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