Vysoce kvalitní umzch na tranzistorech. Výkonný umzch na tranzistorech s efektem pole

Zde zobrazený design je modul vysokovýkonného mono basového zesilovače s velmi dobrým výkonem. Tento zesilovač je vytvořen podle oblíbeného návrhu inženýra. Obvod má nízké harmonické zkreslení, které nepřesahuje 0,05% při zatěžovacím výkonu cca 500W. Tento zesilovač je užitečný a nezbytný při pořádání různých venkovních koncertních akcí a mnohokrát se při těchto akcích ukázal jako nepostradatelný. Velkou výhodou systému je jednoduchá konstrukce a levný koncový stupeň skládající se z 10 kombinovaných MOSFETů. UMZCH může pracovat s reproduktory s impedancí až 4 nebo 8 ohmů. Jedinou úpravou, kterou je potřeba provést při spouštění, je nastavení klidového proudu výstupních tranzistorů.

Článek poskytuje pouze schéma a popis činnosti samotného koncového zesilovače, ale nezapomeňte, že kompletní audio komplex obsahuje i další moduly:

• Konec UMZCH
• předzesilovač
• pohonná jednotka
• Indikátor úrovně
• Systém měkkého startu
• Systém řízení chlazení
• Ochranná jednotka reproduktoru

Schéma zapojení ULF na 500 wattových tranzistorech

Obvod výkonového zesilovače je znázorněn na obrázku výše. Jedná se o klasickou obvodovou konstrukci, skládající se z diferenciálního vstupního zesilovače a symetrického výkonového zesilovače, ve kterém pracuje 5 párů tranzistorů. Tranzistory T2 (MPSA42) a T3 (MPSA42) pracují v obvodu diferenciálního zesilovače napájeného odpory R8 (10k) a R9 (10k). Napětí uprostřed tohoto děliče je stabilizováno Zenerovou diodou D2 (15V/1W) a filtrováno kondenzátorem C4 (100uF/100V). Vstupní signál je přiveden na konektor GP1 (IN) a filtrován přes prvky R1 (470R), R3 (22k), C1 (1uF) a C2 (1nF), které omezují frekvenční rozsah zesilovače shora i zespodu.

Zátěž diferenciálního zesilovače tvoří tranzistory T1 (MPSA42) a T4 (MPSA42) pracující v systému společné báze a dále odpory R5 (1,2 k) a R6 (1,2 k). Polarita zátěže se nastavuje Zenerovou diodou D1 (15V/1W) a rezistorem R7 (10k). Hlavním úkolem systému složeného z tranzistorů T1 a T4 je přizpůsobení impedance výstupního signálu pro kaskádu VLF. Další stupeň, postavený na tranzistorech T5 (MJE350) a T6 (MJE350), funguje jako diferenciální napěťový zesilovač. Je napájen přes rezistor R11 (100P / 2W). Jeho zátěží budou tranzistory T14 (MJE340) a T15 (MJE340), odpory R13 (100P / 2W) a R14 (100P / 2W) a tranzistor T7 (BD139).

Kondenzátor C15 (47nF) zapojený paralelně s rezistorem R44 (10k/2W) zlepšuje přenos impulsních signálů, zatímco malé kondenzátory C7 (56pF) a C8 (56pF) působí proti samobuzení UMZCH. Tranzistor T7 spolu s odpory R10 (4,7k), R45 (82R) a potenciometrem P1 (4,7k) umožňuje nastavit správnou polaritu výstupních tranzistorů T9-T13 (IRFP240), T17-T21 (IRFP9240) v klidu. Potenciometrem P1 lze nastavit klidový proud, který by měl být cca 100 mA na pár výstupních tranzistorů. Tranzistory T9-T13, stejně jako T17-T21, jsou zapojeny paralelně a fungují jako napěťové sledovače pro velký maximální výstupní proud. Proto by předchozí stupně zesilovače měly poskytovat veškeré napěťové zesílení, které je určeno poměrem R4 (22k) k R2 (470R) a je asi 47.

Rezistory R30-R39 (0,33 R / 5W) obsažené ve zdrojích výstupních tranzistorů poskytují ochranu před poškozením, které by mohlo nastat v případě rozdílných odporů tranzistorových kanálů. Rezistory R20-P29 (470R), zapojené do série s výstupy tranzistorů T9-T13, T17-T21, slouží ke snížení rychlosti nabíjení kapacity a tím k omezení frekvenčního rozsahu zesilovače.

Zesilovač má dvě jednoduché ochrany:

1. První je zaměřena proti přetížení a je realizována pomocí zenerových diod D3 (7,5 V / 1W) a D4 (7,5 V / 1W), které neumožňují růst napětí mezi zdroji a výstupy výkonných tranzistorů nad 7,5 V.
2. Druhá ochrana je postavena pomocí tranzistorů T7, T16 a (BD136), rezistorů R16-R17 (33k) a R18-R19 (1k) a diod D7-D10 (1N4148). Zabraňuje příliš vysokému proudu výkonových tranzistorů, který by mohl způsobit překročení výkonu. Obvodová sekce složená z tranzistorů T7, T16 sleduje úbytek napětí na R30 (0,33 R / 5W) a R35 (0,33 R / 5W) a omezuje nárůst napětí výkonných tranzistorů v případě překročení povoleného procházejícího proudu.

Zdroj není stabilizovaný dvoupólový, skládá se z diodového můstku Br1 (25A) a kondenzátorů C9-C14 (10000uF / 100V). Napájení zesilovače je chráněno pojistkami F1-F2 (10A). Za pojistkami je napětí navíc filtrováno kondenzátory C18-C19 (1000uF/100V). Napájení vstupních obvodů je odděleno od napájení koncového zesilovače pomocí diod D5-D6 (1N4009), rezistorů R12 (100P/2W), R15 (100P/2W) a filtrováno kondenzátory C3 (100uF/100V) a C6 (100uF/100V). Tím se zabrání poklesu napětí, ke kterému může dojít při výkonových špičkách při velkém zatížení. LED diody D11-D12 spolu s koncovými odpory omezujícími proud R40-R41 (16K / 1W) jsou indikátory přítomnosti napájení v obvodu.

pohonná jednotka

Níže uvedený obrázek ukazuje schéma napájecího zdroje - zdroje několika pomocných napětí. Není nutný pro provoz samotného koncového zesilovače, ale je velmi užitečný pro napájení zbytku kompletního audio balíčku, jako jsou: předzesilovač, ventilátory, měřič úrovně, systém měkkého startu nebo ochrana reproduktorů. Všechny tyto moduly jsou integrovány do jednoho společného zesilovače ve velkém balení.

Napájecí zdroj je rozdělen do několika samostatných sekcí, z nichž každá má svůj samostatný zemnící obvod. První sekce je symetrický zdroj 2x15V, který slouží k napájení předzesilovače. Konektor A4 slouží k připojení bipolárního vinutí transformátoru. Napětí je usměrněno pomocí usměrňovacího můstku Br2 (1 A) a filtrováno regulátory U2 (LM317), U6 (LM337) s C1 (100nF), C7 (100nF) a C24-C25 (4700uF). Výstupní filtr je C8-C9 (100nF) a C19-C20 (100uF). Výstupní napětí tohoto bloku se nastavuje pomocí rezistorů R2-R3 (220R) a R9-R10 (2,4 k). Tranzistory T1 (BC546), T2 (BC556); Rezistory R4-R5 (10k) a R7-R8 (3,3k) jsou obvodem vypnutí, respektive snižují napájecí napětí na 2×1,25 V, čímž dojde k vypnutí předzesilovače. Při běžném provozu zkratování konektoru GP8 zajišťuje správnou funkci předzesilovače.

Další dva moduly jsou 12V napájecí zdroje sestavené pomocí stabilizátorů U4 (7812) a U5 (7812) a určené k napájení dalších obvodových prvků. Jsou potřeba dva samostatné zdroje, protože zesilovač je vybaven dvěma páry hladinoměrů, každý na samostatné zemi. Jeden pár pracuje na vstupu, řídí úroveň vstupního signálu a druhý pár je připojen k výstupu a umožňuje určit aktuální úroveň výkonu UMZCH.

Oba zdroje jsou velmi jednoduché, první se skládá z diodového můstku Br3 (1A), filtračních kondenzátorů C5-C6 (100nF), C18 (100uF) a C22 (1000uF) a stabilizátoru U4. Vinutí transformátoru musí být připojeno ke konektoru A2 a výstupem zdroje budou konektory GP6 a GP7.

Druhý 12V kanál funguje úplně stejně a skládá se z prvků: Br4 (1A), C10-C11 (100nF), C23 (1000uF), C21 (100uF) a U5.

Posledním modulem systému PSU jsou napájecí obvody pro další zesilovací zařízení a chladicí ventilátory. Do zásuvky A1 by měl být připojen transformátor. Napětí je usměrněno pomocí usměrňovacího můstku Br1 (5A) a filtrováno kondenzátory C27 (4700uF), C12 (4700uF) a C2 (100nF). Jako stabilizátor zde funguje mikroobvod U1 (LM317), který se pomocí rezistorů R1 (220R) a R6 (2,7 k) nastaví na požadované napětí.

Kondenzátory C3 (100nF) a C16 (100uF) filtrují napětí na výstupu stabilizátoru, které vstupuje do systému řízení ventilátoru přes konektory GP1 a GP2. Stejné napětí je přiváděno přes diodu D1 (1N5819) do regulátoru U3 (7812), jehož úkolem je napájet další zesilovací zařízení připojená na konektory GP3-GP5. Kondenzátory C28 (4700uF), C13 (4700uF), C4 (100nF) a C17 (100uF) filtrují napětí před regulátorem.

Ahoj všichni! V tomto článku podrobně popíšu, jak vyrobit skvělý zesilovač pro domácnost nebo auto. Zesilovač se snadno sestavuje a nastavuje a má dobrou kvalitu zvuku. Níže je schéma samotného zesilovače.

Rezistory R7, R8, R10, R11, R14 - 0,5 W; R12, R13 - 5W; zbytek 0,25W.
Trimr R15 2-3 kOhm.
Tranzistory: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 - 2sc945 (obvykle je na pouzdru napsáno c945).
Vt4, Vt7 - BD140 (Vt4 lze nahradit naším Kt814).
Vt6 - BD139.
Vt8 - 2SA1943.
Vt9 - 2SC5200.

POZORNOST! Tranzistory c945 mají různé vývody: ECB a EBK. Proto před pájením musíte zkontrolovat pomocí multimetru.
LED je obyčejná, zelená, přesně ZELENÁ! Není tu pro krásu! A nemělo by být super jasné. No, zbytek detailů je vidět na diagramu.

A tak, pojďme!

K výrobě zesilovače potřebujeme nástroje:
-páječka
-cín
- kalafuna (nejlépe tekutá), ale vystačíte si s obvyklou
- kovové nůžky
-řezačky
-šídlo
- lékařská stříkačka, jakákoliv
- vrták 0,8-1 mm
- vrták 1,5 mm
- vrtačka (nejlépe nějaká mini vrtačka)
-smirkový papír
- a multimetr.

Materiály:
- jednostranná textolitová deska o rozměru 10x6 cm
- list sešitového papíru
-pero
- lak na dřevo (nejlépe tmavá barva)
- malá nádoba
-prášek do pečiva
- kyselina citronová
-sůl.

Seznam rádiových komponent nebudu vypisovat, jsou vidět na schématu.
Krok 1 Poplatek připravujeme
A tak musíme udělat desku. Protože nemám laserovou tiskárnu (nemám vůbec žádnou), uděláme desku „po staru“!
Nejprve musíte na desce vyvrtat otvory pro budoucí díly. Kdo má tiskárnu, stačí si vytisknout tento obrázek:

A tak: zapněte zesilovač, LED by měla svítit, výstupní napětí měříme multimetrem. Není tam žádné stání, takže vše v pořádku.
Dále je třeba nastavit klidový proud (75-90mA): za tímto účelem uzavřete vstup na kostru, nepřipojujte zátěž! Na multimetru nastavte režim na 200mV a připojte sondy ke kolektorům výstupních tranzistorů. (na fotce označeno červenými tečkami)

V tomto článku vám představujeme samomontážní obvod výkonového zesilovače vyrobený společností APEX Microtechnology, vytvořený na počátku osmdesátých let ve Spojených státech dvěma chytrými inženýry, kteří odešli z Burr-Brown. Dnes APEX dosáhl vedoucí pozice ve výrobě velmi výkonných operačních zesilovačů a hybridních integrovaných obvodů, které jsou super spolehlivé a stabilní v provozu ve srovnání s podobnými diskrétními součástkami. Zde je důležité upřesnit, že tato společnost získala certifikaci standardu kvality a její produkty jsou vyráběny podle amerického vojenského oddělení MIL-PRF třídy H, což znamená vysokou míru spolehlivosti technologických řešení používaných při výrobě produktů APEX . Prezentovaný model koncového zesilovače se nazývá APEX B500, jak je patrné ze zkratky, výrobce vložil do názvu zařízení údaj charakterizující výstupní výkon zesilovače. 500 W na výstupu, model vyvine tento výkon při zátěžovém odporu v akustice minimálně 2 ohmy.

Hotové desky plošných spojů

Schéma obvodu ochrany zesilovače

Kvalitní a účinný ochranný obvod proti stejnosměrnému napětí v koncovém stupni zesilovače, zkratu, od teplotní složky na výstupních tranzistorech zesilovače s vestavěným regulátorem teploty otáček chladicího ventilátoru.

Ochranná deska s plošnými spoji

Fotografie hotových zesilovačů

Zesilovač APEX H900

Pokud by někomu nestačilo půl kilowattu výstupního výkonu, pak jsou tito radioamatéři vyzváni k sestavení zesilovače řady APEX H900 pracující ve třídě H a s výstupním výkonem 900 wattů. APEX B500, který jste vyrobili dříve, lze snadno upgradovat na zesilovač s vyšším výstupním výkonem. Chcete-li poskytnout V500 vyšší napájecí napětí, které se skládá ze dvou stupňů, budete muset navrhnout jednoduchou desku napájecího ovladače, která bude vykonávat práci při napájení hlavního napájecího obvodu sestávajícího ze dvou hodnot, to znamená dvou úrovní. .

A toto je samotné schéma zapojení napěťového ovladače

Toto je obvodová deska napájecího ovladače.

Toto schéma ukazuje, jak připojit ovladač k zesilovači

Kdysi dávno, před dvěma lety jsem si koupil starý sovětský reproduktor 35GD-1. I přes jeho počáteční špatný stav jsem ho zrestauroval, natřel pěknou modrou barvou a dokonce k němu vyrobil překližkovou krabici. Velký box se dvěma bassreflexy výrazně zlepšil jeho akustické vlastnosti. Zůstává případ pro dobrý zesilovač, který bude pumpovat tento sloupec. Rozhodl jsem se udělat něco jiného, ​​než co dělá většina lidí – koupit hotový zesilovač třídy D z Číny a nainstalovat ho. Rozhodl jsem se vyrobit zesilovač sám, ale ne nějaký obecně uznávaný na čipu TDA7294 a už vůbec ne na čipu, a dokonce ani legendární Lanzar, ale velmi vzácný tranzistorový zesilovač s polním efektem. Ano, a na síti je velmi málo informací o polních zesilovačích, takže začalo být zajímavé, co to je a jak to zní.

Shromáždění

Tento zesilovač má 4 páry výstupních tranzistorů. 1 pár - 100 wattů výstupního výkonu, 2 páry - 200 wattů, 3 - 300 wattů a 4 400 wattů. Ještě nepotřebuji všech 400 wattů, ale rozhodl jsem se dát všechny 4 páry, abych distribuoval teplo a snížil výkon rozptýlený každým tranzistorem.

Schéma vypadá takto:

Diagram ukazuje přesně hodnoty komponent, které jsem nainstaloval, obvod byl zkontrolován a funguje správně. Přikládám plošný spoj. Deska ve formátu Lay6.

Pozornost! Všechny napájecí dráhy musí být pocínovány silnou vrstvou pájky, protože jimi bude protékat velmi velký proud. Pájíme opatrně, bez žmolků, tavidlo vypereme. Výkonové tranzistory musí být instalovány na chladiči. Výhodou této konstrukce je, že tranzistory nelze izolovat od radiátoru, ale lze je vytvarovat všechny na jednom. Souhlas, ušetří se tím spousta slídových teplovodných podložek, protože 8 tranzistorů by jich zabralo 8 (překvapivě, ale pravda)! Zářič je společný vývod pro všech 8 tranzistorů a audio výstup zesilovače, takže při instalaci do pouzdra jej nezapomeňte nějak izolovat od pouzdra. I přes absenci nutnosti instalovat slídové těsnění mezi příruby tranzistoru a chladič musí být toto místo potřísněno teplovodivou pastou.

Pozornost! Před instalací tranzistorů na chladič je lepší vše zkontrolovat. Pokud přišroubujete tranzistory k chladiči a na desce jsou nějaké soplíky nebo nepřipájené kontakty, bude nepříjemné tranzistory znovu vyšroubovat a potřít teplovodivou pastou. Zkontrolujte tedy vše najednou.

Bipolární tranzistory: T1 - BD139, T2 - BD140. Musí být také připevněn k radiátoru. Nezahřívají se, ale zahřívají se. Také je nelze izolovat od chladičů.

Pokračujeme tedy přímo k montáži. Podrobnosti jsou umístěny na desce takto:

Nyní přikládám foto různých fází montáže zesilovače. Pro začátek si vystřihneme kousek textolitu podle velikosti desky.

Poté uložíme obrázek desky na textolit a vyvrtáme otvory pro rádiové součástky. Broušení a odmašťování. Vezmeme permanentní fix, zásobíme se pořádnou dávkou trpělivosti a kreslíme cesty (neumím LUT, takže trpím).

Vyzbrojíme se páječkou, vezmeme tavidlo, pájku a dráteník.

Omyjeme zbytky tavidla, vezmeme multimetr a přivoláme zkrat mezi kolejemi tam, kde by neměl být. Pokud je vše v pořádku, pokračujte v instalaci dílů.
Možné substituce.
Nejprve přikládám seznam dílů:
C1 = 1u
C2, C3 = 820p
C4, C5 = 470u
C6, C7 = 1u
C8, C9 = 1000u
C10, C11 = 220n

D1, D2=15V
D3, D4 = 1N4148

OP1 = KR54UD1A

R1, R32 = 47k
R2 = 1k
R3 = 2k
R4 = 2k
R5 = 5k
R6, R7 = 33
R8, R9 = 820
R10-R17 = 39
R18, R19 = 220
R20, R21 = 22k
R22, R23 = 2,7k
R24-R31 = 0,22

T1=BD139
T2=BD140
T3=IRFP9240
T4=IRFP240
T5=IRFP9240
T6=IRFP240
T7=IRFP9240
T8=IRFP240
T9=IRFP9240
T10=IRFP240

Prvním krokem je výměna operačního zesilovače za jakýkoli jiný, i importovaný, s podobným rozložením pinů. Kondenzátor C3 je potřebný pro potlačení samobuzení zesilovače. Můžete dát více, což jsem udělal později. Libovolné zenerovy diody na 15 V a výkon od 1 wattu. Rezistory R22, R23 lze nastavit na základě výpočtu R = (Upit.-15) / Ist., kde Upit. - napájecí napětí, Ist. - stabilizační proud zenerovy diody. Za zesílení jsou zodpovědné rezistory R2, R32. S těmito hodnotami je to někde kolem 30 - 33. Kondenzátory C8, C9 - kapacity filtrů - lze nastavit od 560 do 2200 mikrofaradů s napětím ne nižším než Upit.* 1.2, aby nebyly provozovány na hranici svých možností. Tranzistory T1, T2 - libovolný komplementární pár středního výkonu, s proudem 1 A, například naše KT814-815, KT816-817 nebo importované BD136-135, BD138-137, 2SC4793-2SA1837. Zdrojové rezistory R24-R31 lze také nastavit na 2 W, i když nežádoucí, s odporem 0,1 až 0,33 ohmů. Není vhodné měnit vypínače, ačkoli lze použít IRF640-IRF9640 nebo IRF630-IRF9630; je to možné pro tranzistory s podobnými procházejícími proudy, kapacitami hradla a samozřejmě se stejným uspořádáním pinů, i když při pájení na dráty to nevadí. Zdá se, že zde není co měnit.

První spuštění a nastavení.

První spuštění zesilovače přes bezpečnostní lampu provedeme do přerušení sítě 220 V. Vstup nezkratujte na zem a nepřipojujte zátěž. V okamžiku zapnutí by měla lampa zablikat a zhasnout a zhasnout úplně: spirála by neměla vůbec svítit. Zapněte, podržte 20 sekund a poté vypněte. Zkontrolujeme, zda se něco zahřívá (i když pokud je lampa zhasnutá, je nepravděpodobné, že se něco zahřívá). Pokud se opravdu nic nehřeje, znovu jej zapněte a změřte konstantní napětí na výstupu: mělo by být v rozmezí 50 - 70 mV. Já mám např. 61,5 mV. Pokud je vše v mezích normy, připojíme zátěž, dáme vstupní signál a posloucháme hudbu. Nemělo by docházet k rušení, cizím brumům atd. Pokud nic z toho není, přistoupíme k nastavení.

Celé je to extrémně jednoduché na nastavení. Je nutné pouze nastavit klidový proud výstupních tranzistorů otáčením trimovacího rezistoru. Mělo by to být asi 60 - 70 mA pro každý tranzistor. To se provádí stejným způsobem jako na Lanzare. Klidový proud se vypočítá podle vzorce I = Upad./R, kde Upad. - pokles napětí na jednom z rezistorů R24 - R31 a R - odpor právě tohoto rezistoru. Z tohoto vzorce odvodíme úbytek napětí na rezistoru potřebný k nastavení takového klidového proudu. Podzim = I*R. Například v mém případě je to = 0,07 * 0,22 = někde kolem 15 mV. Klidový proud je nastaven na „teplém“ zesilovači, to znamená, že radiátor musí být teplý, zesilovač musí hrát několik minut. Zesilovač se zahřál, vypněte zátěž, zkratujte vstup na společný, vezměte multimetr a proveďte výše popsanou operaci.

Vlastnosti a vlastnosti:

Napájecí napětí - 30-80 V
Provozní teplota - až 100-120 stupňů.
Odpor zátěže - 2-8 ohmů
Výkon zesilovače - 400 W / 4 ohmy
THD - 0,02-0,04% při výkonu 350-380W
Zisk - 30-33
Rozsah frekvenční odezvy - 5-100000 Hz

Poslední bod stojí za bližší prozkoumání. Použití tohoto zesilovače s hlučnými tónovými bloky, jako je TDA1524, může mít za následek zdánlivě nepřiměřenou spotřebu energie zesilovačem. Ve skutečnosti tento zesilovač reprodukuje frekvence šumu, které naše ucho neslyší. Může se zdát, že jde o samobuzení, ale s největší pravděpodobností jde o rušení. Zde stojí za to odlišit rušení, které není sluchem slyšitelné, od skutečného samobuzení. Sám jsem na tento problém narazil. Zpočátku byl operační zesilovač TL071 používán jako předzesilovač. Jedná se o velmi dobrý vysokofrekvenční importovaný operační zesilovač s nízkošumovým výstupem FET. Může pracovat na frekvencích až 4 MHz - to je více než dostatečné pro reprodukci rušivých frekvencí a pro samobuzení. Co dělat? Jeden dobrý člověk, moc děkuji, mi poradil vyměnit operační zesilovač za jiný, méně citlivý a reprodukující menší frekvenční rozsah, který na frekvenci samobuzení prostě nemůže fungovat. Koupil jsem proto naši domácí KR544UD1A, nainstaloval ji a ... nic se nezměnilo. To vše mě přivedlo k myšlence, že proměnné rezistory tónového bloku dělají šum. Rezistorové motory trochu „šustí“, což způsobuje rušení. Odstranil jsem tónový blok a hluk byl pryč. Takže to není sebebuzení. U tohoto zesilovače je potřeba nainstalovat nízkošumový pasivní tónový blok a tranzistorový předzesilovač, aby se předešlo výše uvedenému.

S. SAKEVYCH, Lugansk
Rozhlas, 2000, č. 11, 12

Popsaný zesilovač je určen pro dvoukanálové výkonové zesílení signálu přiváděného z mixážního pultu nebo předzesilovače. Každý ze dvou vstupů má ovládání vstupní úrovně, které umožňuje nastavit požadovanou citlivost. Pomocí přepínače můžete kombinovat jeho vstupy, přičemž jeden ze dvou vstupních konektorů lze použít jako linkový výstup pro zvýšení počtu paralelně pracujících zesilovačů. Mezi vlastnosti UMZCH patří přepínatelný tlumicí faktor pro reproduktory pro optimalizaci jejich zvuku v různých akustických podmínkách.

Hlavní technické vlastnosti

Jmenovité vstupní napětí. B.................1.1
Jmenovitý výstupní výkon každého ze dvou kanálů, W,
při Kg = 1 % a zátěžové odolnosti
4 0m ..............400
8 0 m.............220
Provozní frekvenční rozsah, Hz, s nerovnoměrností -0,5 dB...............20...20000
Rychlost přeběhu výstupního signálu, V/µs.......25
Koeficient harmonického zkreslení signálu s úrovní 1 dB,%, ne více
při frekvenci 1 kHz .......... 0,01
v rozsahu pracovních frekvencí ... .0.1
Odstup signálu od šumu + pozadí, dB .......... 96
Maximální přípustná odchylka napětí v síti, V............170...270
Minimální zátěžová odolnost. Ohm............2,5
Celkové rozměry, mm ................................... 430x90x482
Hmotnost, kg, ne více než ........................ 16

Zesilovač má indikátory úrovně výstupního signálu a jeho omezení, přetížení výstupu a také indikátory nouzového vypnutí reproduktorů a přepětí sítě.

Na Obr. 1 ukazuje schéma pravého kanálu zesilovače a jednotky ochrany zátěže.

Na vstupu UMZCH se používá OU KR544UD2A. a obvody C4R4 a R1C3 omezují pásmo zesílených frekvencí. Snižují pronikání infra- a ultrazvukových frekvencí do PA, což může vést k přetížení zesilovače a dynamických hlav. Napěťový zesilovač na VT1 - VT4 je podobný tomu použitému v. Výstup operačního zesilovače je připojen k emitorovému sledovači VT3, který spolu s obvodem R6C15 plní funkce převodníku napětí na proud. Tento proud teče kaskádou z OB do VT2 do napěťového zesilovače na VT1.

Dále je struktura zesilovače téměř symetrická: zatížení tranzistoru VT1 je proudový generátor na VT4, vstupní obvod následného stupně proudových zesilovačů a také odpor R12, který stabilizuje zátěžový odpor pro VT1. To se provádí za účelem poněkud snížit celkový zisk a zvýšit stabilitu zesilovače s uzavřenou zpětnovazební smyčkou. Následný proudový zesilovač je vyroben ve třech stupních: VT5, VT10. dále - VT11, VT17 a dále VT12 - VT16, VT18 - VT22 (každé rameno má pět tranzistorů zapojených paralelně).

Jednotka ochrany proti zkratu (SC) v zátěži je vyrobena na tranzistorech VT6, VT7 a VT8. VT9. zapojeny podle analogového obvodu tyristoru pro horní a dolní rameno. Ve vypnutém stavu nemá tento uzel žádný vliv na koncový stupeň. Když nastanou podmínky pro činnost ochrany, jsou tranzistory odpovídajícího ramene koncového stupně zcela uzavřeny. Spotřeba proudu PA při zkratu a jmenovité vstupní napětí bude tedy ještě menší než v klidovém režimu, proto v případě zkratu na výstupu výkonový zesilovač neselže.

Rezistor R14 je nezbytný pro správnou funkci zkratové ochrany. Například při přetížení horního ramene se otevřou tranzistory VT6. VT7 a zbytkové napětí na bázi VT5 vzhledem k výstupu nepřekročí 0,8 V. Pokud tento rezistor není přítomen, pak předpětí na diodách (cca 2,6 V) zvýší předpětí pro spodní rameno koncový stupeň a odblokujte jej.

Na rozdíl od jiných ochranných zařízení s vypínáním výstupních tranzistorů se navrhovaný uzel po obnovení zátěže automaticky vrátí do původního stavu s odporem 2,5 ... Obvody R18C13 a R19C14 vylučují možnost funkce falešné ochrany v důsledku fázového posunu proudu v zátěži díky její reaktivní povaze.

Klikněte na obrázek pro zvětšení (otevře se v novém okně)

V koncovém stupni pracují tranzistory koncového stupně v režimu AB s klidovým proudem cca 100 mA, určeným předpětím na diodách VD9-VD12 a rezistorech R24, R35. Jejich relativně malý odpor umožňuje tomuto stupni pracovat v režimu malého signálu přímo na zátěž a zkracuje dobu vybíjení kapacity CBE tranzistorů koncového stupně, čímž snižuje jeho spínací zkreslení. Tyto tranzistory pracují v režimu B, nevyžadují tedy obvody tepelné kompenzace a regulaci klidového proudu.

Indikátor omezení výstupního signálu a zkratu na výstupu je napájen pulzy záporné polarity na výstupu operačního zesilovače DA1, ke kterým dochází v důsledku přerušení smyčky OS při omezení výstupního signálu nebo při výpadku ochranné jednotky. spuštěno.

Zařízení pro zpoždění připojení zátěže a její odpojení při vzniku konstantního napětí na výstupu zesilovačů je společné pro oba kanály. Po zapnutí napájení se kondenzátor C19 nabíjí přes odpor R49. zajištění zpoždění otevření tranzistorů VT25, VT27 a sepnutí relé K1 na 2 s. Když se na výstupu jednoho ze zesilovačů objeví konstantní napětí s kladnou polaritou, otevře se tranzistor VT23 a v případě záporného VT24, uzamkne tranzistory VT25, VT27 a vypne relé.

Reproduktory jsou vypnuty ochrannou jednotkou a když napětí v síti stoupne nad 250 V (VT26. VD17-VT19. R51-R53). Jak ukazuje praxe, napájecí napětí je překračováno mnohem častěji, než by se dalo očekávat. Když se napájecí napětí ochranné jednotky zvýší, proud protékající zenerovými diodami VD17-VD19 otevře tranzistor VT26, v důsledku toho se rozsvítí indikace síťového přepětí a otevře se tranzistor VT23, což vede k odpojení zátěže. Pokračování v práci je možné po přepnutí přepínače síťového napětí do polohy "250 V".

Schéma napájecího zdroje, indikační jednotky a propojení obou kanálů je na obr. 2. Číslování propojení desky UM a AC ochrany, stejně jako desky indikátoru, odpovídá číslování vývodů destiček na příslušných výkresech umístění prvků na deskách plošných spojů. Každý ze dvou vstupů zesilovače má ovládání úrovně vstupního signálu (variabilní odpory R1, R2), které umožňuje nastavit požadovanou citlivost. Tlačítkový spínač SB1 může kombinovat své vstupy.

V UMZCH je možné přepínat stupeň tlumení použitých reproduktorů v různých akustických podmínkách. Při přepnutí zesilovače do režimu vysoké výstupní impedance (stisknutím tlačítka přepínače SB2 "Out. N / V") se výstupní impedance zesilovače zvýší na 8 ... 10 Ohmů v důsledku zavedení proudové zpětné vazby od rezistory R3, R4 v zesilovači. Tento. jak ukazuje praxe, - optimální hodnota pro většinu reproduktorů. Je však snadné jej změnit v libovolném směru výběrem odporu R2 na desce zesilovače.

Všimněte si, že režim zvýšeného výstupního odporu výrazně zvyšuje spolehlivost reproduktorů. Zvýšení výstupní impedance zesilovače totiž pomáhá snižovat aktivní ztráty v reproduktoru, což umožňuje plněji využít jeho schopnosti a navíc výrazně snížit intermodulační zkreslení. Režim vysoké výstupní impedance také snižuje fázový posun proudu ve výstupním stupni vzhledem ke vstupnímu signálu.

Zesilovač je vybaven kontrolkami provozního režimu. Jedná se o indikátory zapnutí (HL9), nouzové vypnutí reproduktorů (HL7) a indikátor HL8. indikující nucené vypnutí zátěže z důvodu nebezpečného překročení napájecího napětí. Indikátory úrovně signálu HL2 a HL3. HL5 a HL6 mají prahové hodnoty 5, 20 dB a také ukazují své omezení (LED HL1, HL4) pro každý kanál zvlášť. Kromě omezení signalizují stejné indikátory zkrat na výstupu kanálu (pokud ostatní indikátory úrovně nesvítí).

Napájení zesilovače je maximálně zjednodušeno. Vlastní UMZCH je napájen z usměrňovače o napětí 70 V, pro ochrannou a indikační jednotku je použit vlastní usměrňovač připojený na samostatné vinutí výkonového transformátoru. Ventilátory Ml, M2 jsou určeny pro ofukování chladičů výkonných tranzistorů.

Vysvětlení zřejmě vyžaduje i účel přepínače SB5: v systému zesílení zvuku je nastaven do polohy, ve které je dosaženo minimálního šumu od síťového rušení.

Konstrukce a detaily

Vzhled zesilovače je na Obr. 3 (ze zadního panelu). Jeho hlavní komponenty jsou umístěny na kovovém šasi s víkem. Na předním panelu se štěrbinovými otvory jsou ventilátory pro nucené proudění vzduchu chladičů výkonných zesilovačových tranzistorů a také deska indikace provozních režimů. Na zadním panelu jsou konektory pro připojení signálových kabelů a třívodičového napájecího kabelu, spínače pro omezení síťového napětí a činitel tlumení reproduktoru a držák pojistek.

Zesilovač je osazen převážně na třech deskách - desce zesilovače, desce indikace a desce usměrňovače napájení. Na desce zesilovače jsou dva PA kanály s chladiči pro výstupní tranzistory a jednotkou ochrany reproduktorů. Deska plošných spojů (její rozměry jsou 355x263 mm) a umístění prvků, které jsou obvykle vyobrazeny v časopise v plné velikosti, jsou na obr. 4 (str. 40,41) v měřítku 85 %.

Klikněte na obrázek pro zvětšení (otevře se v novém okně)

V jednotce ochrany zátěže lze použít relé RP21, které má čtyři skupiny kontaktů (dva paralelně), nebo REK34 nebo podobné s odezvovým napětím 24 V. Jako chladiče slouží „radiátory“ typu R1 vyráběné spol. Vinnitsa PO "Mayak" (TU 8.650. 022) s frézovanými platformami pro instalaci dvou výkonných tranzistorů (KT8101A nebo KT8102A) pro každou z nich.

Chladiče jsou chlazeny odtahovou ventilací se dvěma ventilátory VVF71. namontované za předním panelem zesilovače. Je vysoce nežádoucí instalovat je na zadní panel kvůli vysoké úrovni rušení jejich motory.

Konstrukce desky umožňuje i použití vlastnoručně vyrobených chladičů pro šest tranzistorů (pro každé rameno) s plochou chladiče minimálně 600 cm2 a nuceným chlazením. Deska zesilovače je umístěna v pouzdru samotného zesilovače následovně. že signálové vstupy a výstupy obou kanálů jsou umístěny na zadním panelu.

Jak již bylo zmíněno, zesilovač má přepínatelný faktor tlumení, realizovaný zařazením LLC smyčky do toku. Rezistory R3. R4 na Obr. 2 - snímače zátěžového proudu sloužící ke změně činitele tlumení jsou vyrobeny z deseti paralelně zapojených rezistorů MLT-0,5 s odporem 1 Ohm. Použití drátových rezistorů je nežádoucí.

Tlumivka L1 (viz obr. 1) je navinutá přímo na rezistoru R55 MLT-2 drátem PEV-2 0,8 mm v jedné vrstvě (před plněním). Blokovací kondenzátory - K73-11. ve výkonovém filtru - K50-18. Výkonový transformátor je vyroben na páskovém magnetickém obvodu typu ShL40X45 mm. Údaje o jeho vinutí jsou uvedeny v tabulce.

Tranzistory koncového stupně KT8101A a KT8102A je nutné volit podle zesílení - ne méně než 25 a ne více než 60, a hlavně - podle maximálního napětí a ^ dol- Pro určení tohoto parametru je nutné sestavit jednoduché zařízení sestávající z usměrňovače střídavého napětí do 300 ... 350 V, rezistoru s odporem 24 ... 40 kOhm (výkon 2 W) a voltmetru s limitem 500 V (obr. 5). Tranzistor s uzavřenými vývody báze a emitoru je připojen přes odpor omezující proud ke zdroji. Voltmetr zapojený paralelně k tranzistoru zaznamenává lavinové průrazné napětí testovaného tranzistoru, které pro něj bude limitní. Tranzistory by měly být voleny s průrazným napětím minimálně 250 V. Ignorování tohoto požadavku může vést k poruše zesilovače během provozu.

Deska výkonového usměrňovače (je znázorněna na obr. 6 v měřítku 1:2) je nasazena na svorky filtračních kondenzátorů usměrňovače a zajištěna příslušnými šrouby.

Klikněte na obrázek pro zvětšení (otevře se v novém okně)

Instalace společného vodiče a silových obvodů se provádí lankovým vodičem o průřezu 1,2 mm2. Kromě toho se instalace společného vodiče z usměrňovačů do desky zesilovače a jednotky odlehčení zátěže provádí pomocí samostatných, co nejkratších vodičů.

Na Obr. 7 znázorňuje nákres desky s plošnými spoji indikátorů a umístění prvků. LED diody jsou instalovány tak, že jejich konce mírně vyčnívají na povrch předního panelu zesilovače.

ZAPNUTÍ A NASTAVENÍ

K nastavení zesilovače budete potřebovat osciloskop, 3hodinový generátor. Autotransformátor LATR pro napětí 0 - 250 V při zatěžovacím proudu do 2 A a odporové ekvivalenty zátěže. Zesilovač je připojen k výstupním svorkám autotransformátoru pomocným kabelem, který umožňuje připojení střídavého voltmetru a ampérmetru k napájecímu obvodu.

Nejprve nastavte přepínač síťového napětí do polohy "220 V" a zkontrolujte činnost napájecího zdroje, poté činnost jednotky ochrany zátěže přivedením konstantního napětí 2 ... Poté, co se ujistíte, že uzel funguje, musíte nastavit prahovou hodnotu pro vypnutí zátěže pomocí laděného odporu R52, když se síťové napětí zvýší na 250 V a více.

Další fáze je nejzodpovědnější. Po připojení jednoho z kanálů zesilovače přes obvody ± 70 V (síťové napájení musí být napájeno pojistkou s proudovým limitem ne větším než 1 A) a řízení spotřeby proudu ampérmetrem a výstupní signál pomocí osciloskopu, musíte velmi pomalu zvyšovat napájecí napětí z autotransformátoru z nuly na nominální. Proudový odběr koncového stupně nesmí překročit 250 mA, jinak je nutné okamžitě vypnout napájení a pečlivě zkontrolovat instalaci.

Nejprve se na výstupu zesilovače objeví stejnosměrné napětí s kladnou polaritou. Když jeho hodnota dosáhne přibližně poloviny jmenovitého napájecího napětí, výstupní napětí poskočí v důsledku zahrnutí akce OOS blízko nule. Úbytek napětí na rezistorech R24 a R25 by měl být 200...250 mV, což odpovídá klidovému proudu tranzistorů VT11, VT17 v rozsahu 60...85 mA. V případě potřeby jsou vybrány diody VD9-VD12 nebo je jedna z VD9 - VD11 nahrazena germaniem.

Poté se zkontroluje provoz UMZCH bez zatížení z generátoru 3H. Po nastavení frekvence na 1 ... 2 kHz plynule zvyšujte signál na vstupu zesilovače a ujistěte se, že to je. aby amplituda jeho výstupního napětí byla alespoň 50 V. Indikátor přetížení by se měl rozsvítit při omezení výstupního signálu. Dále, výměnou pojistky za jinou (pro proud 5 - 7 A), osciloskop pozoruje činnost zesilovače pod zatížením na výkonném rezistoru s odporem nejprve 8 a poté 4 ohmy. Amplituda neomezeného signálu musí být alespoň 46, respektive 42 V. V některých případech je možné buzení na VF eliminovat volbou kondenzátorů C9, SU. C15 a při výměně výkonných tranzistorů - a C11, C12.

Kontrola provozu v režimu zvýšeného výstupního odporu by měla být prováděna při zátěži s odporem 4 ohmy: při takové zátěži je signál z proudového snímače přibližně stejný jako vstupní a nedochází k žádné znatelné změně zisk. Pokud je po zapnutí tohoto režimu detekováno samobuzení, je nutné zvýšit kapacitu fázového korekčního kondenzátoru C10 v obvodu OOS.

Dále se musíte ujistit, že jednotka ochrany proti zkratu v zátěžovém obvodu funguje (tuto kontrolu je nejlepší provést v režimu nízkého výstupního odporu). Chcete-li to provést, nejprve se zatížením 8 ohmů a rozsahem výstupního napětí 20 ... 30 V přemostěte základny VT6, VT7. a pak VT8, VT9. V tomto případě by měly být kladné a záporné půlvlny „odříznuty“ na oscilogramu výstupního signálu.

Po tomto postupu je třeba zkontrolovat odezvu zesilovače na zátěž s odporem 0,33 ohmů a výkonem 3 - 6 W, simulující zkrat. Odstraňte vstupní signál, připojte ampérmetr k napájecímu obvodu jednoho z ramen a voltmetr k výstupu. S touto zátěží připojenou k výstupu pomalu zvyšujte vstupní napětí a zároveň sledujte výstupní napětí, odběr proudu a tvar vlny. Při úrovni výstupního napětí 2,1 ... 2,3 V by měla fungovat ochrana pro jedno rameno (obvykle horní podle obvodu, tvar signálu je na obr. 8, a), s dalším zvýšením napětí, ochrana pro druhé rameno bude fungovat (obr. 8.6). Spotřeba proudu by v tomto případě měla klesnout na 160 ... 200 mA. Poté lze ověření provozu UMZCH považovat za dokončené.

Tranzistory v koncovém stupni koncového stupně zesilovače pracují s malým nebo žádným počátečním předpětím. Převedení do režimu třídy AB umožňuje snížit nelineární zkreslení při vysokých frekvencích asi 6...8krát. Nejjednodušší verze posuvného uzlu je znázorněna na Obr. 9. Je zapnuto místo čtyř předpětí, bod "A" - ke kolektoru VT1. bod "B" - do kolektoru VT4. Rezistor R12 je v tomto případě také vyloučen. Teplotní čidlo (tranzistor VT28) je instalováno na chladiči co nejblíže výkonnému tranzistoru koncového stupně, který je v nejhorších podmínkách chlazení. Pomocí tohoto uzlu je nutné zvýšit odpor rezistorů R24, R35 na 12 - 15 ohmů.

Nastavení klidového proudu je následující. Nejprve se motor proměnného odporu R58 uvede do horní polohy podle schématu. Po zapnutí nastavte klidový proud na 150 ... 180 mA. Poté se zesilovač s připojenou zátěží a jmenovitým výstupním napětím zahřívá po dobu 10 ... 15 minut. Znovu změřte klidový proud. Pokud je nižší než původní, je třeba mírně zvýšit odpor R60 v obvodu emitoru VT28 a opakovat postup ladění, dokud nedosáhnete přibližně stejného klidového proudu ve studeném i horkém stavu. Nevýhody tohoto uzlu jsou přítomnost ladícího odporu a velká setrvačnost tepelného obvodu ochrany životního prostředí.

Z těchto nedostatků je zařízení pro automatickou regulaci klidového proudu prosté podle schématu na Obr. 10. Principem jeho činnosti je měření úbytku napětí na rezistorech R63, R64 - snímače klidového proudu výstupních tranzistorů s následnou proudovou regulací tranzistorů optočlenu U1, zařazených místo předpínacích diod. Při dostatečně velkém signálu pracují tranzistory VT29 a VT30 téměř střídavě: když je jedna z přezdívek v saturaci, druhá je v aktivním stavu, řídí optočlen a klidový proud. A naopak. Uzel nevyžaduje nastavení, nicméně je možné korigovat klidový proud volbou rezistoru R58. Po zapnutí napájení se klidový proud UMZCH rovná nule po dobu 8 ... 10 s a poté se postupně zvyšuje na normální. V zesilovači s autoregulací klidového proudu lze zvýšit odpor rezistorů R24, R35 na 12-15 ohmů.

V zesilovači je možné zavést plynulé nastavení výstupní impedance. K tomu stačí vyměnit tlumicí spínač SB2 za dvojitý proměnný odpor s odporem 2 ... 4 kOhm a snížit odpor R2 na 100 Ohm pro rozšíření rozsahu nastavení výstupního odporu (zvýšení).

Výkonové tranzistory koncového stupně lze nahradit 2SC3281 a 2SA1302. 2SA1216 a 2SC2922, 2SA1294 a 2SC3263 (v tomto případě není výběr tranzistorů nutný). KT940A a KT9P5A lze nahradit KT851 a KT850 s libovolným písmenným indexem.

LITERATURA
1. Kletsov V. LF zesilovač s nízkým zkreslením. - Rozhlas, 1983. č. 7. s. 51-53.
2. Sukhov N. UMZCH vysoká věrnost. - Rádio. 1989. č. 6. s. 55–57.
3. Zuev P. Zesilovač s vícesmyčkovou zpětnou vazbou. - Rádio. 1984. č. 11. s. 29-32.
4. Ageev S. Měl by mít UMZCH nízkou výstupní impedanci? - Rádio. 1997, č. 4, s. 14-16.