В мире оживших звуков
БЫТОВАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
11Ш
СЕНТЯБРЬ
М. ПУТЫРСКИИ,
г. Минск
В
ысококачественный
усилитель
мощности
На рис. 1 приведена обобщенная
структурная схема усилителя мощ-
ности звуковой частоты (УМЗЧ). Дан-
ная схема построена на базе хоро-
шо известного усилителя [1]. Автор
предложил очень хороший УМЗЧ, но,
на мой взгляд, принципиальная охе-
ма этого усилителя несколько гро-
моздка и ее можно несколько упро-
стить. Задача каждого разработчи-
ка состоит в правильном сочетании
получения требуемых характеристик
качества работы устройства и необ-
ходимых для их реализации затрат.
Не нужно усложнять схему ради не-
значительного улучшения качества,
что приводит к неоправданным зат-
ратам. Достоинством каждой схемы
является ее простота.
Принципиальная электрическая
схема усилителя мощности звуковой
частоты (УМЗЧ) приведена на рис. 2.
Выходная мощность усилителя
составляет не менее 75 Вт на на-
грузке 4 Ома. Полоса воспроизводи-
мых частот - от 3 Гц до 100 кГц.
Входной каскад усилителя мощ-
ности выполнен на операционном
усилителе типа КР140УД1101. Этот
операционный усилитель относится
к быстродействующим. Частота еди-
ничного усиления составляет 15
МГц, скорость нарастания выходно-
го напряжения - 50 В/мкс. Это очень
неплохой операционный усилитель
и, главное, дешевый. Операционный
усилитель включен в инвертирую-
щем включении. Цепь отрицатель-
ной обратной связи, охватывающая
весь усилитель и определяющая его
коэффициент усиления, образуется
с помощью резисторов И1, И4. Кон-
денсатор СЮ служит для формиро-
вания необходимой АЧХ усилителя.
Для снижения статических ошибок
необходимо выдерживать равенство
суммарных сопротивлений, включа-
емых в цепях инвертирующего и не-
инвертирующего входов. Для этой
цели неинвертирующий вход опера-
ционного усилителя посажен на зем-
лю через резистор И2. Для точной
установки нуля на выходе усилите-
ля мощности используется цепь, об-
разованная резисторами И6, И8.
Для устранения высокочастотных
наводок на вход усилителя конден-
сатор С1 совместно с резистором И1
образовывают ФНЧ. При инвертиру-
ющем включении ОУ рекомендует-
ся использовать цепь ИЗС7, которая
увеличивает скорость нарастания
выходного напряжения до 150 В/мкс.
Из-за ограниченной скорости откли-
ка большого сигнала с ростом час-
тоты снижается амплитуда неиска-
женного выходного сигнала, эта це-
почка позволяет практически увели-
чить ее в три раза. Питание опера-
ционного усилителя осуществляет-
ся стабилизированным напряжени-
ем 15 В, которое стабилизируется с
помощью стабилитронов \Ю1, \Ю2.
Напряжение источника питания по-
дается на стабилитроны через рези-
сторы И14, И15, служащие для ог-
раничения тока через стабилитрон.
Так как максимальная амплитуда
выходного сигнала операционного
усилителя ограничена напряжением
его питания, а оконечный каскад
усилителя мощности, как известно,
не усиливает по напряжению, то
максимальная амплитуда на выхо-
де такого усилителя будет ограни-
ченной, даже если оконечный каскад
запитан в два раза большим напря-
жением. Для устранения этого недо-
статка перед оконечным каскадом
необходимо использовать дополни-
тельный каскад усиления по напря-
жению. В качестве такого каскада в
данном усилителе используется аб-
солютно симметричный усилитель
напряжения, верхнее плечо которо-
го образовано транзисторами \/Т4,
УТЗ, УТ5, нижнее - транзисторами
\/Т1, УТ2, \/Т7. Этот усилитель на-
пряжения обладает высокой линей-
ностью за счет симметричности
структуры. Критерий выбора данных
транзисторов - максимальная гра-
ничная частота единичного усиле-
ния. Дополнительно для транзисто-
ров VT1, VT2.
..VT4 - малый коэф-
фициент шума. Цепочки R12C13 и
R10C12 предназначены для устра-
нения возбуждения усилителя на-
пряжения на высоких частотах. Ди-
оды VD3, VD4, VD5 - для ускорения
переходных процессов при выходе
усилителя из перегрузки. Стабилит-
рон VD6 задерживает включение
транзисторов VT5, VT7 на время за-
рядки накопительных конденсато-
ров, чтобы к моменту их включения
напряжение питания операционного
усилителя достигало режима его ра-
боты и они вошли в нормальный ре-
жим. Входной каскад и усилитель на-
пряжения разделены через резистор
R5. Цепь начального смещения на
базы транзисторов оконечного кас-
када выполнена на транзисторе VT6.
Энергетическая эффективность
усилителя в основном зависит от
экономичности оконечного каскада,
так как каскады предварительного
усиления потребляют от источника
питания незначительную энергию.
Оконечный каскад выполнен на
транзисторах: верхнее плечо - VT8,
VT10, VT12 и нижнее - на VT9, VT11,
VT13. Для уменьшения падения на-
пряжения на р-п переходах транзи-
сторов оконечного каскада при про-
текании больших токов транзисторы
VT10 и VT12, VT11 и VT13 соедине-
ны в параллель. При этом ток кол-
лектора каждого транзистора умень-
шается вдвое. Каждый транзистор
оконечного каскада охвачен отрица-
тельными местными обратными свя-
зями, образованными резисторами
R29, R30.
..R32. Так же весь оконеч-
ный каскад охвачен общей отрица-
тельной обратной связью с помо-
щью R25, С25.
Конденсаторы С18, С20 предот-
вращают появление динамической
асимметрии выходного каскада. На
выходе установлен дроссель L1 для
исключения любых паразитных воз-
действий на выходной каскад.
Конструктивные особенности
Дроссель наматывается на кар-
кас диаметром 12 мм в два слоя.
Толщина провода - 1 мм, длинна на-
мотки - 25 мм. На транзисторы VT8,
предыдущая страница 7 Радиолюбитель 2002-09 читать онлайн следующая страница 9 Радиолюбитель 2002-09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст