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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK UMZCH auf Feldeffekttransistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker Der beschriebene UMZCH mit leistungsstarken Feldeffekttransistoren zeichnet sich durch eine hohe Temperaturstabilität aus, hat einen niedrigen Ruhestrom, hat keine Angst vor Kurzschlüssen in der Last und ist recht stabil und zuverlässig. Zu den Merkmalen des vorgeschlagenen Designs gehört ein begrenzter Ausgangsstrom und daher die Notwendigkeit, Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 8 oder 16 Ohm zu verwenden. Verstärkerspezifikationen
Das Signal-Rausch-Verhältnis des Verstärkers wurde nicht gemessen, allerdings ist beim Einschalten des UMZCH kein Rauschen in der Nähe der Lautsprecher wahrnehmbar. Das Hauptmerkmal des Geräts ist die Verwendung von Hochfrequenzgenerator-Feldeffekttransistoren mit horizontaler Kanalstruktur (KP904A). Wie aus [1] bekannt ist, zeichnet sich dieser Typ von MIS-Transistoren durch eine relativ lineare Übertragungscharakteristik und hohe Leistung aus. Allerdings begrenzen die relativ geringe Steigung der Kennlinie und der erhöhte Widerstand im offenen Zustand den maximalen Strom des Transistors. Wie sich bei Experimenten mit KP904A-Transistoren herausstellte, ist die Krümmung des Anfangsabschnitts ihrer Durchgangscharakteristik unbedeutend, und bei einem Ruhestrom von etwa 30 mA ist die Durchgangscharakteristik der Ausgangsstufe bereits ziemlich linear, also Schaltverzerrungen sind sehr gering. Die relativ kleinen Kapazitätswerte dieser Transistoren ermöglichen es, ihre erzwungene Umladung zu vermeiden. Transistoren der KP904-Serie sind auch als Spannungsverstärker vielversprechend, da sie eine signifikante lineare Verstärkung und Leistung ohne Sättigungseffekt bieten. Aufgrund ihrer ziemlich linearen Eigenschaften weist die Verzerrung in einem solchen Verstärker nicht den großen Bereich an Oberwellen auf, der bei Bipolartransistoren auftritt. Der Verstärker selbst unterliegt einer allgemeinen Gegenkopplung mittlerer Tiefe, die praktisch bei allen Schallfrequenzen nicht abnimmt. „Vorwärts“- oder „Rückwärts“-Korrekturen, die zu einer Überlastung des Impulssignals führen oder die Geschwindigkeitseigenschaften verringern, werden darin nicht verwendet. Das UMZCH-Diagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Das Eingangssignal nach dem Tiefpassfilter R2C1 gelangt zu einem der Eingänge des Differenzverstärkers, der an den Transistoren VT1 - VT4 erfolgt. Der Einsatz von Verbundtransistoren erhöht die Linearität der Eingangsstufe und deren Eingangsimpedanz. Der Kaskadenstromgenerator basiert auf VT5; Die Dioden VD2, VD3 und der Widerstand R11 stellen seinen Strom ein, und der Widerstand R12 verbessert die Symmetrie der Kaskadenarme bei hohen Frequenzen. Dieser Generator selbst wird von einer Spannung gespeist, die von der Zenerdiode VD1 bestimmt wird. Ein Differenzverstärker mit einem Ruhestrom von 3 mA weist bei einer Frequenz von etwa 1 kHz einen Verstärkungsabfall von 360 dB auf (die Eingangskapazität der Folgestufe beträgt etwa 300 pF).
Vom Ausgang der ersten Stufe werden gegenphasige Signale mit den Gates der leistungsstarken Feldeffekttransistoren VT6, VT7 der zweiten Differenzstufe – dem Hauptspannungsverstärker – verbunden. Hier kommen leistungsstarke KP904A-Transistoren zum Einsatz, denn bei einem Drainstrom VT7 von 20 mA haben sie eine hohe Flankensteilheit und eine hohe Verstärkung: bei einer Frequenz von 20 kHz – etwa 170. Die Kaskade entwickelt eine Spannung von bis zu 25 Veff. Der Ruhestrom wird so gewählt, dass eine hohe Anstiegsgeschwindigkeit und Linearität gewährleistet ist. Vom Ausgang des Spannungsverstärkers gelangt das Signal über den Emitterfolger an VT11 zum Gate des leistungsstarken Transistors VT9 und gelangt über eine phaseninvertierte Stufe an VT12 zum Gate des unteren Transistors VT10 der Ausgangsstufe. Der Widerstand R23 ist so gewählt, dass der Übertragungskoeffizient beider Zweige der Endstufe genau gleich ist. Die Elemente R29-R31, C3 legen die Tiefe des UMZCH OOS für Gleich- und Wechselstrom fest, und der Kondensator C4 wird zur Phasenkorrektur der OOS-Schleife verwendet. Die Elemente L3, C23, R27, R28 gewährleisten den normalen Betrieb des Verstärkers bei komplexer Belastung bei hohen Frequenzen. Dieser UMZCH ist bei einer gegebenen Tiefe des gesamten Umweltschutzes recht stabil. Als Experiment wurde die OOS-Tiefe darin vorübergehend auf 54 dB erhöht und die Verstärkung bei abgelötetem C2 auf 4 reduziert – und in diesem Fall wurde keine Instabilität festgestellt. Das Stromversorgungsdiagramm ist in Abb. dargestellt. 2. Wie Sie sehen, ist es äußerst einfach. Bitte beachten Sie, dass sich die Leistungsfilterkondensatoren auf den Platinen jedes UMZCH-Kanals befinden. Somit verfügt jeder Kanal über einen eigenen Filter, der sich in der Nähe der Ausgangsstufe befindet. Die Widerstände R2 - R5 (0,5 Ohm) begrenzen den Stromstoß beim Anschluss an das Netzwerk und sorgen für eine zusätzliche Entkopplung der Verstärker. Diese Methode wird in [2] empfohlen.
Ein Schutzgerät für den UMZCH wurde nicht entwickelt und das Relais am Ausgang des UMZCH wird nicht verwendet, da das Klicken des Übergangsprozesses beim Einschalten kaum hörbar ist. Es ist zu beachten, dass es ratsam ist, im beschriebenen Verstärker in der zweiten Differenzstufe teurere Transistoren der 2P904A-Serie zu verwenden, die eine geringere Parameterspreizung aufweisen. Das Diagramm des Aufsatzes zur Messung des anfänglichen Drainstroms ist in Abb. dargestellt. 3. Transistoren mit großem Anfangsstrom haben in der Regel auch eine große Transkonduktanz.
Ein wenig über die Verstärkerinstallation. Eine Leiterplatte für diesen Verstärker wurde nicht entwickelt, es wurde lediglich ein zweikanaliges Layout mit dreidimensionaler Montage hergestellt. Bei der Installation oder dem eigenständigen Vertrieb einer Leiterplatte sollten Sie einige wichtige Punkte beachten. Die gemeinsame Leitung der Stromkreise (im Diagramm als dicke Linie dargestellt) und die gemeinsame Leitung der Signalkreise (dünne Linie) sind durch einen 10-Ohm-Widerstand (R33) voneinander getrennt. Im Diagramm enthält der Quellenkreis VT12 eine Diode VD8, die von einem Tantalkondensator C22 überbrückt wird. Diese Elemente sollten nur installiert werden, wenn ein bestimmtes Exemplar des VT12 KP904A einen anfänglichen Drain-Strom über 5 mA hat; In diesem Fall ist dieser „Stand“ einfach notwendig. Dennoch wäre es viel besser, anstelle des VT12 eine Kopie mit einem anfänglichen Drainstrom von weniger als 5 mA zu installieren und Transistoren mit einem höheren Strom im Oberarm oder Differenzverstärker zu installieren. Es wäre auch nützlich, Sie daran zu erinnern, dass bei der Installation alle Elementleitungen und Leiter so kurz wie möglich und die Leistungsleitungen dicker sein sollten. Es ist wichtig, dass Drain VT11 und Source VT12 (oder Diodenständer) direkt mit den Anschlüssen der Filterkondensatoren verbunden sind; die Länge der Leiter sollte hier minimal sein. Die Ausgangstransistoren VT11, VT12 befinden sich auf separaten Lamellenkühlkörpern mit den Abmessungen 90 x 65 x 50 mm, die in den horizontalen Scaneinheiten von MS-3-Fernsehgeräten verwendet werden. Die Dicke der Kühlkörperplatte beträgt 5 mm, zur Befestigung des Transistorgehäuses muss lediglich ein Loch mit einem Durchmesser von 8,5 mm gebohrt werden. Der VT8-Transistor muss außerdem auf einem Kühlkörper platziert werden, der in der Version des Autors aus zwei Duraluminiumplatten mit den Maßen 40 x 25 x 2 mm besteht, die auf beiden Seiten der Leiterplatte platziert und mit einer Schraube befestigt werden. Bei der Installation werden diese Platten mit dem VT8-Kollektor verbunden, der einer Spannung mit hoher Amplitude des verstärkten Signals ausgesetzt wird. Daher sollte ein solcher Kühlkörper entfernt von den Eingangskreisen des Verstärkers platziert werden. Die Platten können vom Transistor isoliert werden, Sie sollten sie jedoch nicht an einen gemeinsamen Draht oder ein gemeinsames Gehäuse anschließen, da sich eine erhebliche parasitäre Lastkapazität bildet, die die Anstiegsgeschwindigkeit der Kaskadenausgangsspannung erheblich reduzieren kann. Im Verstärker können Sie MLT-0,125-Widerstände verwenden, aber in den Positionen R6 - R9 ist es besser, Präzisionswiderstände C2-14, C2-29 mit einer Toleranz von nicht mehr als 1 % oder gewöhnliche Widerstände zu verwenden, die mit einem Ohmmeter ausgewählt werden. Kondensatoren C1, C4 - KT-1; C2, C3, C6, C9, C18-C21 - K73-17; C7, C22 – K53-4; S23 - K73-9. Oxidkondensatoren C5, C8 für Spannung 63 V - JAMICON. Die Kondensatoren C10-C17 sind kleine importierte NRZs, aber auch größere – JAMICON – sind geeignet. Drosseln L1, L2 - D1-0,1 der DPM-Serie oder ähnlich mit einer Induktivität von 200...500 μH für einen Strom von 100 mA. Spule L3 ist Windung für Windung auf einen Widerstand MLT-2 (R27) gewickelt und enthält 20 Windungen PEV-20,8-mm-Draht. Über das Einrichten eines Verstärkers. Nach dem Anlegen der Spannung sollten Sie prüfen, ob die DC-Modi mit den im Diagramm angegebenen übereinstimmen. Der Strom der zweiten Differenzstufe (40 mA) kann bei merklicher Abweichung durch Wahl des Widerstands R11 verändert werden. Wenn die Spannung an den Widerständen R8, R9 sehr unterschiedlich ist (um mehr als 20 %), deutet dies auf einen signifikanten Unterschied in den Parametern der Transistoren VT6, VT7 hin; Eine genauere Auswahl wäre wünschenswert. Durch die Wahl des Widerstands R17 wird der Ruhestrom der Ausgangstransistoren auf 30...40 mA eingestellt. Als nächstes wird der UMZCH auf eine äquivalente Last mit einem Widerstand von 8 Ohm geladen und durch Anlegen eines Signals mit einer Frequenz von 3 kHz und einer Amplitude von 1 V an den Eingang des 1-Frequenzgenerators das Vorhandensein eines Sinussignals festgestellt Am Ausgang wird ein Signal mit einer Amplitude von etwa 16 V überprüft. Der Grund für eine deutliche Abweichung von diesem Wert oder eine Verzerrung der Signalform ist in der Regel ein Fehler in der Installation oder die Verwendung fehlerhafter Elemente. Als nächstes wird durch vorübergehendes Ausschalten des Kondensators C1 ein „Mäandersignal“ mit einem Hub von etwa 73 V und einer Frequenz von 17 kHz über einen K1,5-0,25-Kondensator mit einer Kapazität von 100 μF an den UMZCH-Eingang geliefert; Durch die Wahl des Kondensators C4 wird die minimale Amplitude und Dauer des transienten Schwingungsvorgangs erreicht. Nach dieser Prüfung wird der Kondensator C1 eingebaut. Es kann sich herausstellen, dass ein Kondensator überhaupt nicht benötigt wird. An diesem Punkt kann die Einrichtung als abgeschlossen betrachtet werden. Der Verstärker zeichnet sich durch einen natürlichen, offenen und leichten Klang von Musikinstrumenten aus und eine geringe Verzerrung trägt zur detaillierten Übertragung der räumlichen Szene und Mikrodynamik von Klangbildern bei. Als Lautsprecher mit Verstärker kamen AC S-90D zum Einsatz. Literatur
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