Vorverstärker mit Tonblock. Schema, Beschreibung

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Vorverstärker mit Tonblock. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker

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Der Autor des in diesem Artikel vorgeschlagenen Tonblocks ist sich sicher, dass durch die Verwendung von Stream-Repeatern und Operationsverstärkern mit Feldeffekttransistoren im Design sehr hohe Eigenschaften erzielt werden können. Er weist auch auf einen interessanten Effekt hin – den Einfluss der Einschaltmöglichkeit des Operationsverstärkers (invertierend oder nicht invertierend) auf die subjektive Wahrnehmung des Tonträgers. Ich frage mich, ob diejenigen, die mit solchen Geräten experimentieren, es bemerken werden.

Der Vorverstärker (einer der Kanäle ist in Abb. 1 dargestellt) wird als eingebauter Verstärker in Verbindung mit dem UMZCH verwendet, dessen Empfindlichkeit 0,7 V beträgt.

(zum Vergrößern klicken)

Seine wichtigsten Parameter

Nenneingangsspannung, V......0,7
Nennausgangsspannung, V ...... 0,7
Klangregelbereich, dB bei einer Frequenz von 40 Hz......±12
bei einer Frequenz von 14 kHz ...... ± 12
Oberschwingungskoeffizient (bis 20 kHz) für Uin nenn, %, nicht mehr als ...... 0,05
Signal-Rauschabstand (ungewichtet), dB, nicht schlechter......85

Die erhöhte Linearität von Feldeffekttransistoren ist bekannt; Darin können sie Lampen nur unterlegen sein, und das nicht immer. Daher sind die Pufferstufen des Verstärkers (Source-Folger) auf Feldeffekttransistoren aufgebaut. Nach dem gleichen Kriterium wurde der Operationsverstärker KR574UD1 ausgewählt – mit Feldeffekttransistoren am Eingang. Um den maximalen Pegel der Eingangssignale zu erhöhen und die Parameter insgesamt zu verbessern, werden die Widerstände in den Repeatern durch Stromgeneratoren (Feldeffekttransistoren VT2, VT4) ersetzt.

Experimente haben gezeigt, dass Korrektoren mit einem nichtlinearen Frequenzgang, die mehrere Stufen der Spannungsverstärkung enthalten, anfälliger für jede Art von Selbsterregung sind, ganz zu schweigen von einer Art „Vervielfachung“ der Verzerrung in solchen Verstärkern. Daher wurde in diesem Gerät nur eine Stufe des Operationsverstärkers DA1 verwendet und bewusst auf die invertierende Einbeziehung zurückgegriffen, da diese stabiler ist und weniger Verzerrungen verursacht.

Bei der Überprüfung von Kaskaden mit nichtinvertierender und invertierender Einbeziehung des Betriebssystems wurden ungefähr die gleichen (laut Messgeräten) Werte des harmonischen Koeffizienten erhalten. Eine subjektive Beurteilung der Qualität der Klangwiedergabe ergab ein interessantes Ergebnis: Fast alle Hörer stellten einen klaren Vorteil im natürlichen Klang eines Verstärkers mit invertierendem Operationsverstärker fest *. Einige der Zuhörer meinten, dass verschiedene Arten von Operationsverstärkern funktionieren! Wer das Gesagte nicht glaubt, kann es selbst versuchen ... Natürlich, wenn Ihr UMZCH es Ihnen ermöglicht, den Unterschied in der Funktionsweise dieser Kaskaden nach Gehör zu hören. Es ist die akustische Kontrolle und nicht die Messgeräte, die es Ihnen ermöglicht, die erfolgreichsten Schaltungslösungen für praktische Designs auszuwählen.

Um die durch den integrierten pn-p-Transistor in der Ausgangsstufe DA1 verursachten Verzerrungen zu eliminieren, ist der Einbau und die Auswahl des Widerstands R31 möglich. Um diesen Widerstand auszuwählen, ist es wünschenswert, einen einfachen Vorgang des „Testens“ des Operationsverstärkers durchzuführen, bevor er auf der Leiterplatte installiert wird. Dazu müssen Sie einen Ausschnitt der Schaltung in der Abbildung mit den Widerständen R13, R14, R31 und DA1 aufbauen (an Pin 6 von DA1 einen Lastwiderstand mit einem Widerstandswert von 2 ... 4 kOhm anschließen). Sie benötigen außerdem einen Tonfrequenzgenerator bis 200 kHz und ein Oszilloskop. Links in der Abbildung wird der Abgriff des Widerstands R13 mit einem Signal vom GZCH versorgt und mit diesem Widerstand die Verstärkung KU DA1 = 3 eingestellt.

Durch die Anhebung des GZCH-Signals auf den Grenzpegel am DA1-Ausgang erhöht sich auch die Frequenz des Eingangssignals auf 100 ... 200 kHz. Durch die Wahl des Widerstands R31 wird eine symmetrische Begrenzung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers erreicht (das Oszilloskopkabel muss über einen Widerstand mit einem Widerstandswert von 0,5 ... 1 kOhm an den Operationsverstärker angeschlossen werden).

Mit diesem einfachen Verfahren können Sie aus einer bestimmten Anzahl von Operationsverstärkern die besten Kopien auswählen, da unbrauchbare Exemplare oft in die Hände eines Funkamateurs fallen. Mikroschaltungen funktionieren sehr gut, wenn andere Methoden zum Übertragen der Ausgangsstufe des Operationsverstärkers in den Klasse-A-Modus verwendet werden. Mit der beschriebenen Methode können Sie den harmonischen Koeffizienten bei einer Last mit einem Widerstand von 10 kOhm um das Zehnfache reduzieren!

Die notwendige Verstärkung der DA1-Stufe wird durch Einstellen des Abstimmwiderstands R13 erreicht (je kleiner das Eingangssignal am VT1-Gate, desto stärker wird die DA1-Verstärkung erhöht). Der Schalter SA1 ist für eine schrittweise Abschwächung des Signals um ca. 20 dB ausgelegt. Dies ist sehr praktisch, insbesondere wenn Sie mit Quellen unterschiedlicher Spannungsebene arbeiten, beispielsweise von einem Tonbandgerät - 0,25 ... 0,7 V, von einem CD-Player - 2 ... 4 V.

Die Klangregelung ist passiv und brückenartig. Solche Regler arbeiten mit weniger Verzerrungen als aktive mit der Bildung eines Frequenzgangs in der Verstärkerschaltung, obwohl gute Operationsverstärker bei einem kompetenten Schaltungsdesign auch eine geringe Verzerrung bieten. Damit die Source Follower auch ohne merkliche Verzerrung funktionieren, müssen einige „Feinheiten“ beachtet werden.

Erstens müssen Sie Feldeffekttransistoren mit möglichst großer Steilheit und großem anfänglichem Drainstrom verwenden, am besten solche mit maximaler Grenzspannung. Darüber hinaus ist es durch die Auswahl der Widerstände R9 und R24 wünschenswert, an den Quellen VT1 und VT3 Spannungen nahe Null einzustellen.

Da sich die Verstärkerplatine im UMZCH-Gehäuse befindet, dessen Stromversorgung über bipolare Spannungen (35 V) verfügt, erfolgt die Stromversorgung über diesen Block. Experimente sind sicher für Stabilisatoren und Stromversorgung. Viele Funkamateure verwenden solche einfachen Spannungsregler, aber oft ohne Begrenzungswiderstände in den Kollektorkreisen.Aber vergebens!Der Begrenzungswiderstand kann in Notsituationen den Ausfall von Halbleiterbauelementen verhindern.Außerdem, warum VT5-Kristalle oder VT6 erhitzen, wenn durch die Einführung der Widerstände R25 und R28 der größte Teil der Spannung und Leistung abfällt können auf sie übertragen werden.

Der harmonische Koeffizient hängt hauptsächlich von der Instanz des verwendeten Operationsverstärkers ab (in diesem Fall werden Operationsverstärker mit Kg = 0,1 % verwendet). Bei der Auswahl eines Widerstands R31 verringert sich sein Wert um das Zehnfache. Es ist auch möglich, die Verzerrung um das 1,5- bis 2-fache zu reduzieren, indem man die Werte der Widerstände R16 – R21 um das Zweifache erhöht (R17 und R22 – 47 kOhm), in diesem Fall betragen die Kapazitäten der Kondensatoren C12 – C15 ebenfalls um die Hälfte reduziert. Wenn die Widerstände R17 und R22 jeweils 100 kOhm betragen, verringert sich die Verzerrung DA1 um das 3- bis 4-fache. An die Installation solcher Verstärker mit geringer Verzerrung werden strengere Anforderungen gestellt: Die Leiter sind kurz oder abgeschirmt; Möglicherweise müssen Sie den Tonblock abschirmen.

Um die „Weichheit“ der Niederfrequenzkomponenten aufrechtzuerhalten, wird der Wert des Widerstands R29 auf 470 kOhm erhöht. Bei einer gewissen Verschlechterung der Parameter des Verstärkers des Operationsverstärkers der KR574-Serie ist es zulässig, ihn durch einen weniger schnellen K544UD2 zu ersetzen. Feldeffekttransistoren VT1 - VT4 - KP302, KP303, KP307 mit beliebigem Buchstabenindex, jedoch unter Berücksichtigung der oben aufgeführten Empfehlungen und unter Beachtung der notwendigen Polarität der Versorgungsspannungen.

Es ist sehr praktisch, Baugruppen aus zwei Feldeffekttransistoren KR504NTZ, KR504NT4 zu verwenden. Sie können auch KP103 mit den Buchstabenindizes K, L, M verwenden. Aus Gründen der Zuverlässigkeit des Geräts ist es jedoch besser, die Versorgungsspannung auf ± zu reduzieren 10 V, dabei auf die erforderliche Polarität der Versorgung achten. Widerstände R25 und R28 – Leitung mit einer Leistung von mindestens 5 Watt.

Die Leiterplatte besteht aus doppelseitiger Glasfaserfolie und ist für den Einsatz von MLT-0,25-Widerständen, modernen Elektrolytkondensatoren vom Typ K50-35 oder anderen ausgelegt. 2,a zeigt die Anordnung der Elemente, in Abb. 2b – Zeichnung der Leiterplatte. Die Folie auf der Seite der Teile dient als elektrostatische Abschirmung und als gemeinsamer Draht (Verbindungen zur Folie sind mit dem entsprechenden Zeichen gekennzeichnet).

Vorverstärker mit Tonblock

Die Details zum Abschwächer befinden sich auf dem Druckschalter SB1, der als P2K verwendet wird. Die Bridge-Klangregelung wurde auf ähnliche Weise montiert. Jeder der Kondensatoren C5 und C11 besteht aus zwei Kondensatoren mit jeweils 2,2 Mikrofarad.

Die Stabilisatoren VT5 und VT6 werden durch Oberflächenmontage auf separaten Platinen hergestellt und sind für beide Vorverstärkerkanäle gleich.

Es sollte betont werden, dass die Verwendung eines Operationsverstärkers mit niedriger Geschwindigkeit, beispielsweise KR544UD1 anstelle von KR574UD1, zu einer mehr als zehnfachen Erhöhung von Kr bei hohen Frequenzen führt. Im Gegenteil, die Verwendung hochwertiger importierter Operationsverstärker liefert höhere Parameter.

Die Widerstände R2 und R5 bilden mit der Eingangskapazität der ersten Stufe einen Tiefpassfilter, der die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Störungen durch leistungsstarke Radiosender oder andere HF-Störungen in den UMZCH-Eingang gelangen. Zur besseren Unterdrückung von Störungen, die für einen Verstärker auf Basis von Bipolartransistoren äußerst unerwünscht sind, besteht zusätzlich die Möglichkeit, einen Kondensator Cf mit einer Kapazität von 10 ... 100 pF einzuführen.

Das erste nach diesem Schema zusammengebaute Exemplar des Verstärkers ist seit mehr als fünf Jahren in Betrieb, und viele Menschen bewerten die Qualität seiner Arbeit höher als die anderer Verstärker, einschließlich Röhren.

Beim Sammeln und Vergleichen verschiedener Optionen sowohl für UMZCH- als auch für Vorlaufblöcke sollte man nicht vergessen, dass die Qualität des Klangwiedergabekomplexes im Allgemeinen in erster Linie von den im Design verwendeten Elementen abhängt: Es ist beispielsweise unmöglich, um einen guten Klang bei niedrigen Frequenzen zu erzielen, wenn die Lautstärke akustischer Lautsprecher kleiner Systeme ist. Genauso wie ein kleiner, einfacher CD-Player im Vergleich zu einem Desktop-PC nicht gut klingen kann.

* Viel hängt von der Qualität der verwendeten Operationsverstärker ab: der Struktur ihrer Eingangsstufen und Transistoren, Methoden der Frequenzkorrektur und der Breitbandigkeit.

Autor: A.Zyzyuk, Luzk, Gebiet Wolyn, Ukraine

Siehe andere Artikel Abschnitt Transistor-Leistungsverstärker.

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