Theorie: NF-Leistungsverstärker. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Um Verzerrungen vom Typ „Stufe“ entgegenzuwirken, wird eine kleine anfängliche Vorspannung an die Basen der Transistoren der UMZCH-Ausgangsstufe angelegt, wodurch der Klasse-B-Modus oder eingestellt wird. um sicherzustellen, dass keine Verzerrung auftritt, Klasse AB, indem ein kleiner Anfangsstrom durch die Transistoren geleitet wird – der Ruhestrom.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, negatives Feedback (NFB) einzuführen. Reduzierung von Verzerrungen. Häufig werden beide Möglichkeiten gemeinsam genutzt.

Weil der Spannungsteiler, der die anfängliche Vorspannung erzeugen soll, etwas Strom zieht. Es ist praktisch, den Strom der Endstufe zu verwenden, der die Spannung verstärkt und im Klasse-A-Modus arbeitet.

Die UMZCH-Schaltung mit einer Vorverstärkerstufe und einer unipolaren Stromversorgung ist in Abb. dargestellt. 38.

Schauen wir uns seine Arbeit genauer an.

Das Eingangssignal über den Entkopplungskondensator C1 wird der Basis des Transistors VT1 der Endstufe zugeführt. Die Vorspannung wird über den Widerstand R1 zugeführt. Tatsächlich sollte dieser Widerstand, wie wir bereits gesehen haben, zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors VT1 geschaltet werden. Da es sich bei der Ausgangsstufe jedoch um einen Emitterfolger handelt, ist es immer noch besser, ihn an den Ausgang anzuschließen, an dem die Gleichspannung gleich ist, der OOS jedoch auch die Ausgangsstufe abdeckt und so die Signalverzerrung verringert.

Die VD1-Diode ist in Durchlassrichtung mit dem Kollektorkreis des Transistors der Vorverstärkerstufe verbunden, wobei der Spannungsabfall darüber die anfängliche Vorspannung an den Basen der Ausgangsstufentransistoren erzeugt. Es wäre möglich, anstelle einer Diode einen Widerstand mit kleinem Widerstand einzubauen, aber die Diode sorgt für eine bessere Temperaturstabilität für den gesamten Verstärker.

Tatsache ist, dass mit steigender Temperatur die Basis-Emitter-Spannung der Ausgangstransistoren abnimmt, die zur Bereitstellung des gewählten Ruhestroms erforderlich ist. Auch die Durchlassspannung an der Diode nimmt mit steigender Temperatur ab, was einen Anstieg des Ruhestroms verhindert. Bei leistungsstarken Verstärkern wird diese Diode auf dem Strahler der Ausgangstransistoren platziert. Um den Ruhestrom anzupassen, wählen Sie die Anzahl der in Reihe oder parallel geschalteten Dioden anstelle von VD1. Sie können den Dioden einen Abstimmwiderstand hinzufügen.

Das von der Stromausgangsstufe verstärkte Signal wird über einen Hochleistungs-Trennkondensator C2 dem dynamischen Kopf BA1 zugeführt. Der ebenfalls große Kondensator C3 überbrückt die Stromversorgung. Es wird benötigt, wenn der Akku teilweise entladen ist und sich sein Innenwiderstand erhöht hat. Dann sorgt der Kondensator, der die Energie der Batterie speichert, dafür, dass bei Lautstärkespitzen große Stromimpulse an die Last zurückgegeben werden. Bei Netzspannung kann er als Glättungskondensator des Gleichrichters dienen.

Achten Sie auf den Anschluss des Lastwiderstands der Vorklemmenstufe – nicht an das Plus der Stromquelle, sondern an den Ausgang des dynamischen Kopfes BA1. Dies hat keinen Einfluss auf den DC-Verstärkermodus, da der Kopfwiderstand gering ist, aber der Betrieb des Verstärkers bei Audiofrequenzen wird durch die resultierende „Spannungsanhebung“ spürbar verbessert. Wenn am Eingang des Verstärkers eine positive Halbwelle des Signals wirkt, steigt der Strom des Transistors VT1 und die Spannung an seinem Kollektor sinkt, wodurch eine negative Halbwelle des Ausgangssignals entsteht. In diesem Fall verzweigt ein Teil des Kollektorstroms in die Basis-Emitter-Strecke des Transistors VT3 und öffnet diesen.

Wenn am Eingang des Verstärkers eine negative Halbwelle des Eingangssignals anliegt, schließen die Transistoren VT1 und VT3 und VT2 öffnet sich, wobei ein Strom durch den Lastwiderstand R2 fließt. Wenn sein Widerstand signifikant ist, öffnet der Transistor VT2 schlechter als VT3. was zur Begrenzung der positiven Halbwellen des Ausgangssignals führt, d.h. zu Verzerrungen. Durch den schaltungsgemäßen Anschluss des Widerstands R2 an den unteren Ausgang des Dynamikkopfes eliminieren wir diese Verzerrungen weitgehend, da die Momentanspannung an diesem Ausgang bei einer positiven Halbwelle des Ausgangssignals größer wird als die Versorgungsspannung. Dies sorgt für den besten „Aufbau“ des Transistors VT2.

Abschließend geben wir eine ungefähre Berechnung dieses Verstärkers. Nehmen wir an, die Versorgungsspannung beträgt 6 V und der Widerstand des dynamischen Kopfes beträgt 6 Ohm (Sie können auch andere Daten verwenden). Aus den Oszillogrammen ist ersichtlich, dass die Amplitude des Ausgangssignals die halbe Versorgungsspannung nicht überschreiten darf, d.h. 3 V. Die maximale Amplitude des Stroms im Kopf beträgt daher 3 V / 6 Ohm = 0.5 A. Die maximale Ausgangsleistung des Verstärkers ist gleich dem halben Produkt der Amplitudenwerte von Strom und Spannung und beträgt 0.75 W. Der durchschnittliche Stromverbrauch des Netzteils beträgt im Modus Klasse B 0,32 Spitzenwert, d. h. 175 mA und Stromverbrauch - 1.05 W. Im Klasse-AB-Modus und aktuell. und mehr Stromverbrauch. Daraus wird deutlich, dass in der Ausgangsstufe Mittelleistungstransistoren eingesetzt werden müssen.

Noch einfacher ist die Berechnung der präterminalen Kaskade. Fragen wir uns nach dem statischen Stromübertragungskoeffizienten der Ausgangstransistoren (sagen wir 50). dann können wir die Amplitude des Wechselstroms in ihren Basen bestimmen. Es beträgt 0.5 A / 50 = 10 mA. Auch der Kollektorstrom der Vorendstufe sollte gleich sein. Da am Lastwiderstand R2 die halbe Versorgungsspannung abfällt, bestimmen wir dessen Widerstand: 3 V / 0,01 A = 300 Ohm.

Wir ermitteln den Widerstandswert des Widerstands R1, indem wir den Lastwiderstand mit dem statischen Stromübertragungskoeffizienten des Transistors VT1 multiplizieren. Wenn er beispielsweise 100 beträgt, beträgt der Widerstand 30 kOhm. Dieser Widerstand lässt sich experimentell leichter auswählen, indem man die Spannung an den Emittern der Ausgangstransistoren misst – er sollte halb so groß sein wie die Spannung der Stromquelle.

Aus einer solchen Näherungsberechnung geht hervor, dass es zur Steigerung der Effizienz und Effektivität des UMZCH vorteilhaft ist, Transistoren mit einem hohen Wert des Stromübertragungskoeffizienten zu verwenden.

Autor: V.Polyakov, Moskau

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