UMZCH. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker

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Der vorgeschlagene UMZCH (Abb. 1) basiert auf dem Operationsverstärker KR544UD2.

UMZCH-Parameter

Betriebsfrequenzbereich, Hz, nicht weniger als 15...30000
Nichtlinearität der Amplituden-Frequenz-Charakteristik, dB, nicht mehr als 2
Nennleistung bei Last:
- 4 Ohm, W 40
- 8 Ohm, W 20
Oberschwingungskoeffizient, bei Рnom, % nicht mehr als 0,01
Nenneingangsspannung, V 0,7
Eingangswiderstand, kOhm, nicht weniger als 47
Ausgangswiderstand, Ohm, nicht mehr als 0,03
Relativer Lärm- und Hintergrundpegel, dB, nicht mehr als -86
Nennversorgungsspannungen, V ±30

Der Operationsverstärker DA1 wird über die Transistoren VT1 und VT2 gespeist, die die Versorgungsspannung auf die von den Teilern R3, R4 und R5, R6 eingestellten Werte reduzieren. Die Vorspannungen der Transistoren VT3, VT4 werden durch den Spannungsabfall an den Widerständen R8, R9 bestimmt. Bei Bedarf kann DA1 mit dem Teiler R14, R15 abgeglichen werden.

(zum Vergrößern klicken)

Der Ruhestrom der Anschlusstransistoren VT3, VT4 bestimmt die Vorspannung über den Widerständen R11, R12 (0,35 ... 0,4 V), die bei niedrigen Signalpegeln die Transistoren VT5, VT6 auch bei Versorgung im geschlossenen Zustand hält Spannungserhöhung um 10 .. .15% oder Überhitzung um 60...80°. Die Widerstände R11, R12 stabilisieren gleichzeitig den Betriebsmodus der vorgeschalteten Kaskade VT3, VT4, indem sie eine lokale negative Stromrückkopplung (OOS) erzeugen. Der Gesamt-OOS für Spannung wird durch den Teiler R7, R10 gebildet.

Tiefpassfilter R2, C2 und R13, C7 mit Grenzfrequenzen im Bereich von 60 kHz verhindern eine Selbsterregung des Verstärkers bei hohen Frequenzen. Die Kondensatoren C5, C6 korrigieren die Phase-Frequenz-Charakteristik der Vor- und Endstufe. Die Spule L1 erhöht die Stabilität des Verstärkers beim Betrieb an einer Last mit erhöhter Reaktivität.

Montage und Installation. Beim Zusammenbau der Struktur muss ein Lötkolben mit guter Isolierung und einer Leistung von nicht mehr als 40 Watt verwendet werden. Eine Zeichnung der UMZCH-Leiterplatte ist in Abb. 2 und eine Bestückungszeichnung in Abb. 3 dargestellt.

Die Montagereihenfolge lautet wie folgt: Jumper S1, Widerstände, Kondensatoren, Spule L1, Operationsverstärker (DA1), Transistoren VT1 ... VT4, nach vorläufiger Einstellung - Transistoren VT5, VT6. Die rahmenlose Spule L1 enthält 10 Windungen eines beliebigen Kupferwickeldrahtes mit einem Durchmesser von 1 ... 2 mm. Es wird auf einen temporären Dorn mit einem Durchmesser von 4 ... 6 mm gewickelt, beispielsweise auf einen dünnen Kugelschreiber oder Bleistift.

Um nichtlineare Verzerrungen zu minimieren, müssen die Transistoren VT3 ... VT6 mit Leitern von höchstens 50 mm Länge mit der Leiterplatte verbunden werden.

Das optimale Design des UMZCH ist in Abb. 3 dargestellt. Mit Hilfe von zwei Ecken wird die Platine auf den Kühlkörper geschraubt und die Transistoren direkt in die Platine gelötet. Am bequemsten geht das in folgender Reihenfolge:

- Kühlkörper markieren, die notwendigen Löcher bohren und das M3-Gewinde hineinschneiden. Die Gestaltung des Kühlkörpers ist beliebig, jedoch muss seine Oberfläche bei einer maximalen Ausgangsleistung von 60 W mindestens 500 cm2 betragen;

- schrauben Sie die Platine auf den Kühlkörper;

- Installieren Sie die Transistoren VT3, VT4 in den entsprechenden Löchern der Platine, schrauben Sie sie dann an den Kühlkörper und löten Sie sie dann;

- Montieren Sie nach der vorläufigen Einstellung in ähnlicher Weise die Transistoren VT5, VT6;

- Danach Litzen für den Anschluss von Leistung und Last mit einem Querschnitt von mindestens 0,5 mm2 anlöten.

Einstellung. Zum Aufbau des Verstärkers werden ein Oszilloskop, ein Niederfrequenzgenerator, ein Tester, ein Lastdummy und ein bipolares Netzteil mit einer Ausgangsspannung von ±30 V bei einem Laststrom von mindestens 4 A benötigt.

Die hohe Stabilität des UMZCH ermöglicht die Stromversorgung aus einer einfachen, nicht stabilisierten Stromquelle. Während der Einstellung und des Betriebs wird der Verstärker über Sicherungen von 5 A mit Strom versorgt.Die Einstellung wird mit ausgeschalteten Transistoren VT5, VT6 und kurzgeschlossenem Eingang gestartet (Punkte 1 und 2 sind verbunden).

Schließen Sie das Oszilloskop ohne Last im Modus mit maximaler Empfindlichkeit an den Ausgang des UMZCH an und legen Sie kurz Spannung an. Liegt am Ausgang keine Wechselspannung an, d.h. der Verstärker ist nicht erregt, messen Sie die Betriebsarten VT3, VT4; Spannung an den Pins 7 und 4 DA1. Sie müssen innerhalb von 13,4 ... 14 V liegen und sich um nicht mehr als 0,3 V voneinander unterscheiden. Die Spannungsabfälle an den Widerständen R11, R12 müssen innerhalb von 0,35 ... 0,4 V liegen. Wenn sie sich um mehr als 10 % unterscheiden, Es ist notwendig, die Widerstände R8, R9 auszuwählen. Gleichzeitig sollten ihre neuen Werte noch ungefähr gleich sein.

Im Falle einer Selbsterregung des Verstärkers müssen die Kapazitäten der Kondensatoren C5, C6 erhöht oder der Pfad, der die Stifte 1 und 8 verbindet, durchtrennt werden

DA1 löten Sie einen Kondensator vom Typ KM-5 mit einer Kapazität von 5 ... 10 pF an.

Messen Sie die DC-Ausgangsspannung und gleichen Sie DA30 ab, wenn sie 1 mV übersteigt. Löten Sie dazu anstelle der Widerstände R100 und R200 einen variablen Widerstand mit einem Widerstand von 14 ... 15 kOhm (den mittleren Ausgang an den Punkt ihrer Verbindung mit Pin 7 von DA1). Erzielen Sie durch Drehen der Achse dieses Widerstands den gewünschten Ausgangsspannungswert, messen Sie die erhaltenen Widerstandswerte und löten Sie die entsprechenden Festwiderstände R14 und R15. Es ist unerwünscht, einen Abstimmwiderstand als Ausgleichswiderstand zu verwenden - aufgrund der Alterung dieses Widerstands kann der Verstärker während seines Betriebs unsymmetrisch sein.

Installieren Sie die Transistoren VT5, VT6 auf dem Kühlkörper und auf der Platine. Stellen Sie durch kurzes Anlegen der Spannung sicher, dass der UMZCH nicht erregt ist.

Schließen Sie einen Widerstand mit einem Widerstand von 16 Ohm mit einer Leistung von 10 ... 15 W an den Ausgang des UMZCH an und legen Sie ein Signal vom Generator mit einem Pegel von 1 V an den Eingang (Trennpunkte 2 und 0,05) an eine Frequenz von 1 kHz.

Überprüfen Sie die Symmetrie der Begrenzung beider Halbwellen der Sinuswelle.

Erzielen Sie ggf. durch Endabgleich von DA1 die minimale Konstantspannung am UMZCH-Ausgang.

Schließen Sie die Nennlast an - einen Widerstand mit einem Widerstand von 4 ... 8 Ohm mit einer Leistung von mindestens 50 W (z. B. einen Rheostat) - und messen Sie erneut die Haupteigenschaften des UMZCH.

Schließen Sie nach der letzten Einstellung die Musikquelle und das eigentliche Lautsprechersystem an.

Zum Betrieb der Endstufe an Signalquellen mit 250-mV-Standard-Line-Ausgang (Tonbandgerät, Player etc.) sollten Sie einen Vorverstärker mit Lautstärke- und Klangregelung verwenden.

Wenn die Eingangssignalquelle gemäß einer unipolaren Versorgungsschaltung aufgebaut ist, kann beim Einschalten des Verstärkers ein „Klicken“ in den Lautsprechern zu hören sein. Um dieses Phänomen zu beseitigen, können Sie eine Schaltung zum Verzögern des Zuschaltens des Lautsprechersystems und zum Schutz der Lautsprecher vor Kurzschlüssen aufbauen, beispielsweise gemäß den in [1...3] angegebenen Schaltungen.

Literatur

1. Radio, 1990, Nr. 8. S.63
2. Radio, 1991, Nr. 1, S. 59
3. Radio, 1992, Nr. 4, S. 37

Autor: A. Fefelov, Belokuricha; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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