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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zwei NF-Leistungsverstärker. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker Zu den Vorteilen der beschriebenen Verstärker gehören ein geringer harmonischer Verzerrungskoeffizient über das gesamte Betriebsfrequenzband und eine sanfte Begrenzung der maximalen Signalpegel. Die hohe Ausgangsimpedanz eines der Verstärker trägt dazu bei, Intermodulationsverzerrungen der Köpfe im Mittel- und Hochfrequenzbereich zu reduzieren. Die niedrige Ausgangsimpedanz des anderen dämpft den Lautsprecher über ein breites Frequenzband. So paradox es auch erscheinen mag, nach subjektiven Einschätzungen wird die Betriebsqualität von Transistor-UMZCHs selbst bei den besten Parametern oft als schlechter angesehen als die von Röhren. Und obwohl die Hörwahrnehmung verschiedener Menschen erheblich variiert, bleibt die endgültige Beurteilung der Qualität von Audiogeräten dennoch bei den Zuhörern. Mit der Verbreitung transformatorloser UMZCHs auf Transistoren wurden Audioaufzeichnungsbegeisterte mit dem sogenannten „Transistor“-Soundeffekt konfrontiert. Da die Entwickler glaubten, dass nichtlineare Verzerrungen die Ursache für dieses Phänomen sind, erhöhten sie die Tiefe der gesamten Gegenkopplung und verwendeten Ausgangsverstärkerstufen der Klasse A oder sparsamere Varianten davon – mit dynamischer Vorspannung, wie Super Glass A. Neue Klasse A . Nicht schaltende Verstärker usw. Bei Hi-End-Röhrenverstärkern mit Nennleistung wird jedoch ein nichtlinearer Verzerrungskoeffizient von bis zu 1 % oder mehr als akzeptabel angesehen, bei dynamischen Köpfen jedoch 5 % oder mehr [1, 2] . Dann machten sie sich daran, Intermodulationen und dynamische Verzerrungen zu reduzieren, deren Hauptursache tiefes OOS war. Einige kamen zu dem Schluss, dass die Tiefe des Umweltschutzes auf 20 dB begrenzt werden muss, andere verzichteten ganz darauf und erreichten eine Linearität des UMZCH auf Kosten des lokalen Umweltschutzes. Um den Lautsprecher effektiv zu dämpfen, wird der Verstärker meist mit einer niedrigen Ausgangsimpedanz ausgelegt. Es wird angenommen, dass der minimale Dämpfungsfaktor mindestens 20 und bei Hi-Fi-Systemen mindestens 40 betragen sollte. Die Ausgangsimpedanz von Röhrenverstärkern erreicht mehrere zehn Ohm. Allerdings wurde in [3] gezeigt, dass ein UMZCH-Ausgangswiderstand von maximal 18 Ohm für eine wirksame elektrische Dämpfung der Last völlig ausreicht (8 Ohm). In [4] wird außerdem darauf hingewiesen, dass ein Verstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz aufgrund des komplexen Widerstands des dynamischen Kopfes und der mit seiner Erwärmung verbundenen thermodynamischen Prozesse in der Spule sowie der Nichtlinearität der Induktivität keine Stromproportionalität bietet. Darüber hinaus wird bei mittleren Frequenzen die Intermodulationsverzerrung des Kopfes reduziert, wenn an einem UMZCH mit relativ hoher Ausgangsimpedanz gearbeitet wird. Der hochohmige Ausgang wirkt sich positiv auf die Wiedergabe von Impulssignalen aus. Über die Wirksamkeit der elektrischen Dämpfung von Lautsprecherköpfen lässt sich nur im Bereich der Kolbenwirkung des Diffusors, also bei tieferen Frequenzen, diskutieren. Um die Bremswirkung der Lautsprecherschwingspule visuell beurteilen zu können, wird vorgeschlagen, einen Widerstand mit einem Widerstandswert von etwa 0.2...0.4 Ohm in die gemeinsame Leitung des Lautsprechers einzubauen. Schließen Sie ein Oszilloskop daran an und legen Sie ein intermittierendes Signal im Frequenzbereich 30...300 Hz an den Verstärkereingang an. Die Dauer der Tonstöße sollte 25 bis 30 ms betragen (um die gesamte Periode des Signals mit der niedrigsten Frequenz abzudecken) mit Pausen von 40 bis 60 ms. Abhängig vom Ausgangswiderstand des UMZCH dauert die Dämpfung der Eigenschwingungen des Kopfes mehr oder weniger lange. Beachten Sie, dass sich die Stabilität der Lautsprecherimpedanz im Betriebsfrequenzband positiv auf den Betrieb jedes Röhren- und Transistorverstärkers auswirkt. Daher liegt die Schlussfolgerung nahe, dass es ratsam ist, einen Transistor UMZCH mit einem niederohmigen Ausgang nur für die Arbeit mit einem Niederfrequenzlautsprecher eines Multiband-Lautsprechers zu verwenden. Bei Mittel- und Hochtonköpfen sind vorzugsweise Verstärker mit hochohmigem Stromausgang zu verwenden. Die getrennte Verstärkung und Wiedergabe von Audiosignalen in mehreren Bändern wirkt sich besonders positiv auf die Reduzierung von Intermodulationsverzerrungen der Köpfe und bei Überlastung aus. Basierend auf den aufgeführten Merkmalen der Funktionsweise von Verstärker und Lautsprecher hat der Autor zwei Verstärker entwickelt. Im ersten von ihnen (das Diagramm in Abb. 1) gibt es zwei Schleifen eines gemeinsamen OOS: für Wechselstrom – durch R5, C6 und für Gleichspannung – durch den Integrator an DA1. Durch die Verwendung eines Integrators wird die Gleichstromkomponente am Ausgang des Verstärkers eliminiert, selbst wenn sie am Eingang vorhanden ist, beispielsweise aufgrund eines Lecks des Übergangskondensators am Ausgang der Tonsteuereinheit oder des Linearverstärkers. Diese Lösung wirkt sich auch positiv auf die Dämpfung des Lautsprechers aus. Der Verstärker hat bei infratiefen Frequenzen und bei Gleichstrom einen Ausgangswiderstand von nahezu Null, was einer Dämpfung des Lautsprechers mit der Sekundärwicklung eines Transformators UMZCH an Lampen entspricht. Dadurch werden die infra-niederfrequenten Vibrationen des Niederfrequenzkopfes eliminiert, die bei einigen Transistor-UMZCHs auftreten.
Die Ausgangsstufe des zweistufigen Stromverstärkers verwendet BSIT. Solche Transistoren zeichnen sich durch hohe Transkonduktanz, niedrige Restsättigungsspannung, schnelles Schalten und einen relativ hohen Stromübertragungskoeffizienten im linearen Modus aus. Die im Verstärker eingesetzten Differenzstufen mit lokaler Rückkopplung weisen bekanntermaßen eine erhöhte Überlastfähigkeit auf und Verzerrungen werden in ihnen weitgehend kompensiert. Die Dioden VD3-VD6 bewirken die notwendigen Pegelverschiebungen, um den Betrieb der Transistoren VT10, VT12 sicherzustellen. Summierung der Signale von Repeatern auf VT7, VT9 und VT8. VT13 tritt jeweils auf den Transistoren VT10 und VT12 auf. Widerstände R20. R21 sind einerseits ein lokales Betriebssystem für VT10. VT12. andererseits die Belastung der Emitterfolger auf VT9.VT13-Transistoren. Die Signalbegrenzung am Ausgang der zweiten Stufe und damit des Verstärkers insgesamt erfolgt um ca. 3 V früher als bei herkömmlichen Verstärkern (aufgrund des Spannungsabfalls an den Transistoren VT9, VT13). Gleichzeitig gibt es bei einer weiteren Erhöhung der Eingangsspannung keine strikte Begrenzung des Signals, da die Transistoren VT10, VT12 in den sanften Sättigungsmodus wechseln. Somit ist der Amplitudenwert des Signals am Ausgang des Verstärkers gleich. wie bei einem herkömmlichen Verstärker, jedoch ohne starke Einschränkung. Diese Schaltungslösung ermöglicht es Ihnen, bei Überlastung ein Verzerrungsmuster zu erhalten, ähnlich wie bei Röhrenverstärkern. Die thermische Stabilisierung der Kaskade erfolgt durch den Transistor VT14. Der Ruhestrom jedes der Ausgangstransistoren VT17-VT20 auf einen Pegel von etwa 80 mA wird durch den Widerstand R24 eingestellt. Der Verstärker hat eine relativ niedrige Eingangsimpedanz (ca. 6 kOhm). Daher darf die Signalquelle (z. B. ein Tonsteuergerät) eine Ausgangsimpedanz von nicht mehr als 200 Ohm haben. Technische Daten UMZCH
Der Verstärker wird nach dem „Doppel-Mono“-Schema hergestellt, d Tonübertragung. Die Kapazitäten der Kondensatoren an den Ausgängen des Netzteils müssen mindestens 20000 µF betragen. Spule L1 ist mit PEV-33-Draht 2 Windungen auf Widerstand R2 (MLT-0.69) gewickelt, um sie in einer Schicht zu drehen, bis sie gefüllt ist. Kondensatoren C2-C5 - K50-35. Die Widerstände R28-R31 bestehen aus Manganindraht mit einem Durchmesser von 0.3 mm. Als DA1 können KR544UD1-Mikroschaltungen verwendet werden. K140UD8. sowie KR544UD2 mit Verbindung der Pins 1 und 8. Die Transistoren VT15, VT16 sind mit kleinen Kühlkörpern ausgestattet, und die Transistoren VT14, VT17 - VT20 sind auf Plattenkühlkörpern aus Duraluminium mit einer Dicke von mindestens 5 mm montiert. Die Ausgangstransistoren jedes Verstärkerzweigs sind über verdrillte Leiter mit einem Querschnitt von 1 mm2 und einer Mindestlänge an die Platine angeschlossen. Die Kabel zur Stromquelle und zum Lautsprecher müssen ebenfalls verdrillt sein. Es empfiehlt sich, Transistoren paarweise mit einer Streuung von maximal 2 % vorzuwählen. Wenn die Teile in gutem Zustand sind, besteht die Einrichtung des Verstärkers darin, den Ruhestrom jedes Ausgangstransistors auf 60 bis 100 mA einzustellen. Die Ausgangsstufen eines Verstärkers mit niedriger Ausgangsimpedanz, besser geeignet für einen Tieftonlautsprecher. auf einer besser zugänglichen Elementbasis hergestellt (Abb. 2). Der Rest des Diagramms ähnelt fast dem zuvor besprochenen (in Abb. 1 ist es durch eine strichpunktierte Linie getrennt).
Die Push-Pull-Ausgangsstufe des VT15-VT18 ist nach der OE-OE-Schaltung mit tiefem OOS gefertigt. Vorspannungsschaltung mit VD9-Dioden. VD10 wird durch Widerstände R23, R24 ergänzt, die für kleine Änderungen des Eingangswiderstands der Kaskade und des Stroms durch die Dioden VD9, VD10 sorgen, selbst wenn der Strom im gegenüberliegenden Zweig der Kaskade unterbrochen wird. Der Kurzschlussschutz in der Last erfolgt an den Dioden VD11, VD12. Transistoren des Typs KT7 mit beliebigem Buchstabenindex können als VT9, VT13, VT3102 verwendet werden. Für Versorgungsspannungen bis ±30 V sind Transistoren wie KT11V und VT16 als VT626, VT12 geeignet. VT15 - KT646A. Die Transistoren VT15, VT16 sind mit kleinen Platten – Kühlkörpern – ausgestattet. Zur zusätzlichen thermischen Stabilisierung sind die Dioden VD16, VD17 zusammen mit den Widerständen R33 montiert. P34 direkt an den Klemmen der Ausgangstransistoren. Bei Verwendung in den Positionen VT11, VT12, VT15, VT16 Transistoren der KT850-Serie. KT851 Die Kapazität der Kondensatoren C10, C11 kann auf 150 pF und C12, C13 auf 39 pF reduziert werden. Um die Stabilität des Verstärkers zu erhöhen, empfiehlt es sich, in die Basen der Transistoren VT10, VT12 (siehe Abb. 1) und VT10-VT13 (Abb. 2) Widerstände mit einem Widerstandswert von 50-100 Ohm einzubauen. Dadurch wird es möglich, die Kapazität der Kondensatoren C10-C13 zu reduzieren oder sogar darauf zu verzichten. Beim Einrichten des Verstärkers (zuerst ohne leistungsstarke Transistoren VT17, VT18, siehe Abb. 2) wird dieser eingeschaltet. Durch die Übermittlung eines Signals vom Generator überprüfen sie, ob das Gerät ohne Last betriebsbereit ist. Nachdem sie die Ausgangstransistoren angeschlossen haben, testen sie es unter einer ohmschen Last mit einem Sinuswellensignal und einem Rechteckwellensignal bis zu einer Frequenz von 20 kHz. Das Ausgangssignal sollte sauber sein, ohne Überschwingen oder Nachschwingen. Besonderes Augenmerk sollte auf die Ausgangswellenform gelegt werden, wenn am Verstärker eine Überspannung auftritt. Das Sinussignal sollte auch bei kurzfristiger Erregung keine Anzeichen aufweisen. Parameter des in Abb. gezeigten Verstärkers. 2. kann verbessert werden, indem höherfrequente Verbundtransistoren oder Einzeltransistoren mit einer Verstärkungsfrequenz von mindestens 20 MHz als Ausgangstransistoren verwendet werden. Literatur
Autor: A. Petrov, Mogilev, Weißrussland
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