• Alan etkili transistörlerde yüksek kaliteli bir umzch şeması. Düşük bozulma ile geniş bant umzch. Darbe güç bloğu

    Uzun zaman önce, iki yıl önce, eski bir Sovyet hoparlörü olan 35GD-1 satın aldım. İlk baştaki kötü durumuna rağmen restore ettim, güzel bir mavi renge boyadım ve hatta kontrplak bir kutu yaptım. İki bas refleksli büyük bir kutu, akustik niteliklerini büyük ölçüde geliştirdi. Bu sütunu pompalayacak iyi bir amplifikatör için durum böyledir. Çoğu insanın yaptığından farklı bir şey yapmaya karar verdim - Çin'den hazır bir D sınıfı amplifikatör satın alıp kurun. Kendim bir amplifikatör yapmaya karar verdim, ancak genel olarak kabul edilen bir TDA7294 yongası değil, bir çip üzerinde değil, efsanevi Lanzar bile değil, çok nadir bir alan etkili transistör amplifikatörü. Evet ve ağda alan yükselticileri hakkında çok az bilgi var, bu yüzden ne olduğu ve kulağa nasıl geldiği ilginç hale geldi.

    Toplantı

    Bu amplifikatörde 4 çift çıkış transistörü vardır. 1 çift - 100 watt çıkış gücü, 2 çift - 200 watt, 3 - 300 watt ve 4, sırasıyla 400 watt. Henüz 400 watt'ın tamamına ihtiyacım yok, ancak ısıyı dağıtmak ve her transistör tarafından dağıtılan gücü azaltmak için 4 çiftin hepsini koymaya karar verdim.

    Şema şöyle görünür:

    Diyagram, kurduğum bileşenlerin değerlerini tam olarak gösteriyor, devre kontrol edildi ve düzgün çalışıyor. Baskı devre kartını ekliyorum. Lay6 formatında kart.

    Dikkat! İçlerinden çok büyük bir akım geçeceğinden, tüm güç hatları kalın bir lehim tabakasıyla kalaylanmalıdır. Sümük olmadan dikkatlice lehimliyoruz, akıyı yıkıyoruz. Güç transistörleri ısı emiciye takılmalıdır. Bu tasarımın avantajı, transistörlerin radyatörden izole edilememesi, hepsinin bir arada şekillendirilebilmesidir. Katılıyorum, bu çok fazla mika ısı ileten ped tasarrufu sağlar, çünkü 8 transistör 8 tanesini alır (şaşırtıcı ama doğru)! Radyatör, 8 transistörün tümü ve amplifikatörün ses çıkışı için ortak bir tahliyedir, bu nedenle bir kasaya kurarken, onu bir şekilde kasadan ayırmayı unutmayın. Transistör flanşları ile soğutucu arasına mika conta takılmasına gerek olmamasına rağmen bu yerin termal macun ile yağlanması gerekir.

    Dikkat! Transistörleri radyatöre takmadan önce her şeyi hemen kontrol etmek daha iyidir. Transistörleri bir soğutucuya vidalarsanız ve tahtada herhangi bir sümük veya lehimlenmemiş kontak varsa, transistörleri tekrar söküp termal macunla sürmek tatsız olacaktır. Bu yüzden her şeyi bir kerede kontrol edin.

    Bipolar transistörler: T1 - BD139, T2 - BD140. Ayrıca radyatöre bağlanması gerekir. Isınmazlar ama ısınırlar. Onlar da ısı yutuculardan izole edilemezler.

    Bu yüzden doğrudan montaja geçiyoruz. Ayrıntılar panoda şu şekilde bulunur:

    Şimdi amplifikatör montajının farklı aşamalarının bir fotoğrafını ekliyorum. Başlangıç ​​​​olarak, tahtanın boyutuna göre bir parça textolite kesiyoruz.

    Ardından, tahtanın görüntüsünü textolite üzerine empoze ediyoruz ve radyo bileşenleri için delikler açıyoruz. Zımparalama ve yağ giderme. Kalıcı bir kalem alıyoruz, makul miktarda sabır stokluyoruz ve yol çiziyoruz (LUT'u nasıl yapacağımı bilmiyorum, bu yüzden acı çekiyorum).

    Kendimizi bir havya ile silahlandırıyoruz, akı alıyoruz, lehimliyoruz ve tamir ediyoruz.

    Akı artıklarını yıkarız, bir multimetre alırız ve olmaması gereken yerlerde izler arasında kısa devre yaparız. Her şey yolundaysa, parçaların kurulumuna geçin.
    Olası ikameler.
    Önce bir parça listesi ekleyeceğim:
    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

    İlk adım, işlemsel yükselticiyi benzer bir pim düzenine sahip, ithal edilmiş olsa bile başka herhangi bir amplifikatörle değiştirmektir. Amplifikatörün kendi kendini uyarmasını bastırmak için kapasitör C3 gereklidir. Daha sonra yaptığım gibi daha fazlasını koyabilirsiniz. 15 V için herhangi bir zener diyot ve 1 watt'tan güç. Dirençler R22, R23 esas alınarak R = (Upit.-15) / Ist., burada Upit. - besleme voltajı, İst. - zener diyodunun stabilizasyon akımı. Kazançtan R2, R32 dirençleri sorumludur. Bu derecelendirmelerle, 30 - 33 civarında bir yerdedir. C8, C9 kapasitörleri - filtre kapasitansları - limitlerinde çalıştırmamak için Upit * 1.2'den düşük olmayan bir voltajla 560 ila 2200 mikrofarad arasında ayarlanabilir. Transistörler T1, T2 - 1 A akıma sahip herhangi bir tamamlayıcı orta güç çifti, örneğin bizim KT814-815, KT816-817 veya ithal BD136-135, BD138-137, 2SC4793-2SA1837. Kaynak dirençleri R24-R31, istenmese de 0,1 ila 0,33 ohm'luk bir dirençle 2 W'a ayarlanabilir. IRF640-IRF9640 veya IRF630-IRF9630 kullanılabilmesine rağmen güç anahtarlarının değiştirilmesi tavsiye edilmez; benzer geçen akımlara, geçit kapasitanslarına ve tabii ki aynı pim düzenlemesine sahip transistörler için mümkündür, ancak teller üzerine lehimlenmişse bu önemli değildir. Burada değiştirilecek başka bir şey yok gibi görünüyor.

    İlk çalıştırma ve kurulum.

    Amplifikatörün ilk lansmanını bir güvenlik lambası aracılığıyla 220 V'luk bir ağ kesintisine yapıyoruz Girişi toprağa kısa devre yaptığınızdan ve yükü bağlamadığınızdan emin olun. Açma anında lamba yanıp sönmeli ve sönmeli ve tamamen sönmelidir: spiral hiç parlamamalıdır. Açın, 20 saniye basılı tutun, ardından kapatın. Herhangi bir şeyin ısınıp ısınmadığını kontrol ederiz (ancak lamba kapalıysa, herhangi bir şeyin ısınması pek olası değildir). Hiçbir şey gerçekten ısınmazsa, tekrar açın ve çıkıştaki sabit voltajı ölçün: 50 - 70 mV aralığında olmalıdır. Örneğin bende 61,5 mV var. Her şey normal aralıkta ise yükü bağlarız, giriş sinyali veririz ve müzik dinleriz. Parazit, yabancı uğultu vb. Olmamalıdır. Bunların hiçbiri yoksa ayarlara geçiyoruz.

    Her şeyin kurulumu son derece kolaydır. Sadece trimleme direnci motorunu döndürerek çıkış transistörlerinin durgun akımını ayarlamak gereklidir. Her transistör için yaklaşık 60 - 70 mA olmalıdır. Bu, Lanzare ile aynı şekilde yapılır. Hareketsiz akım I = Upad./R formülüne göre hesaplanır, burada Upad. - R24 - R31 dirençlerinden birinde voltaj düşüşü ve R - bu direncin direnci. Bu formülden, böyle sakin bir akımı ayarlamak için gereken direnç boyunca voltaj düşüşünü elde ederiz. Düşmek = I*R. Örneğin, benim durumumda = 0.07 * 0.22 = 15 mV civarında bir yerde. Sakin akım, "sıcak" bir amplifikatöre ayarlanır, yani radyatör sıcak olmalı, amplifikatör birkaç dakika çalmalıdır. Amplifikatör ısındı, yükü kapatın, girişi ortak olana kısa devre yapın, bir multimetre alın ve daha önce açıklanan işlemi gerçekleştirin.

    Özellikler ve özellikler:

    Besleme voltajı - 30-80 V
    Çalışma sıcaklığı - 100-120 dereceye kadar.
    Yük direnci - 2-8 ohm
    Amplifikatör gücü - 400 W / 4 ohm
    THD - 350-380 W güçte %0,02-0,04
    Kazanç - 30-33
    Frekans yanıt aralığı - 5-100000 Hz

    Son nokta daha yakından bakmaya değer. Bu amplifikatörü TDA1524 gibi gürültülü ton bloklarıyla kullanmak, amplifikatör tarafından mantıksız görünen güç tüketimine neden olabilir. Aslında, bu amplifikatör kulağımızın duyamadığı gürültü frekanslarını üretir. Bu, kendi kendini uyarma gibi görünebilir, ancak büyük olasılıkla bir girişimdir. Burada, kulağa duyulmayan girişimi gerçek kendi kendine uyarmadan ayırmaya değer. Bu sorunla kendim karşılaştım. Başlangıçta, TL071 opamp bir ön yükseltici olarak kullanıldı. Bu, düşük gürültülü FET çıkışına sahip çok iyi bir yüksek frekanslı ithal op amptir. 4 MHz'e kadar olan frekanslarda çalışabilir - bu, girişim frekanslarını yeniden üretmek ve kendi kendini uyarmak için fazlasıyla yeterlidir. Ne yapalım? İyi bir insan, çok teşekkür ederim, opampı daha az hassas ve kendi kendini uyarma frekansında çalışamayan daha küçük bir frekans aralığı üreten başka biriyle değiştirmemi tavsiye etti. Bu nedenle yerli KR544UD1A'mızı satın aldım, kurdum ve ... hiçbir şey değişmedi. Bunların hepsi beni ton bloğunun değişken dirençlerinin ses çıkardığı fikrine götürdü. Direnç motorları biraz "hışırdıyor", bu da parazite neden oluyor. Ton bloğunu kaldırdım ve gürültü gitmişti. Yani kendi kendini uyarma değil. Bu amplifikatörle, yukarıdakilerden kaçınmak için düşük gürültülü bir pasif ton bloğu ve bir transistör ön amplifikatörü kurmanız gerekir.

    Bugüne kadar, alan etkili transistör çıkış aşamaları ile birçok UMZCH seçeneği geliştirilmiştir. Bu transistörlerin güçlü yükseltici cihazlar olarak çekiciliği, çeşitli yazarlar tarafından defalarca belirtilmiştir. Ses frekanslarında, alan etkili transistörler (FET'ler) akım yükselticileri olarak çalışır, bu nedenle ön aşamalardaki yük ihmal edilebilir düzeydedir ve bir IGFET'teki çıkış aşaması, A sınıfı lineer modda çalışan bir ön amplifikatör aşamasına doğrudan bağlanabilir. .
    Güçlü FET'ler kullanıldığında, doğrusal olmayan bozulmaların doğası değişir (bipolar transistörler kullanıldığında olduğundan daha az yüksek harmonik), dinamik bozulmalar azalır ve modüller arası bozulmaların seviyesi önemli ölçüde azalır. Bununla birlikte, iki kutuplu transistörlerden daha düşük geçiş iletkenliği nedeniyle, eğim giriş sinyalinin seviyesine bağlı olduğundan, kaynak izleyicinin doğrusal olmayan bozulması büyüktür.
    Yük devresinde kısa devreye dayandıkları güçlü FET'lerdeki çıkış aşaması, termal stabilizasyon özelliğine sahiptir. Böyle bir kaskadın bazı dezavantajı, besleme voltajının daha az kullanılmasıdır ve bu nedenle daha verimli bir soğutucu kullanmak gereklidir.
    Yüksek güçlü FET'lerin ana avantajları arasında, FET ve tüp amplifikatörlerin ses özelliklerini bir araya getiren doğrudan geçiş özelliklerinin düşük sıralı doğrusal olmaması ve ayrıca ses frekans aralığındaki sinyaller için yüksek güç kazancı yer alır.
    Dergide güçlü PT'lere sahip UMZCH ile ilgili en son yayınlardan makaleler not edilebilir. Amplifikatörün şüphesiz avantajı düşük bozulma seviyesidir ve dezavantajı düşük güçtür (15 W). Amplifikatör daha fazla güce sahip, konutlar için yeterli ve kabul edilebilir bir bozulma seviyesi var, ancak üretilmesi ve yapılandırılması nispeten zor görünüyor. Bundan sonra, 100 watt'a kadar güce sahip ev tipi hoparlörlerle kullanılmak üzere tasarlanmış UMZCH'den bahsediyoruz.
    Uluslararası IEC (IEC) tavsiyelerine uygunluğa odaklanan UMZCH parametreleri, hi-fi kategorisi ekipmanı için minimum gereksinimleri belirler. Hem insanın bozulma algısının psikofizyolojik yönünden hem de UMZCH'nin gerçekte çalıştığı akustik sistemlerde (AS) ses sinyallerinin gerçekçi olarak elde edilebilir bozulmalarından tamamen haklı çıkarlar.
    Hi-fi kategorisindeki hoparlörler için IEC 581-7 gereksinimlerine uygun olarak, toplam harmonik bozulma faktörü 250 ... 1000 Hz frekans aralığında %2'yi ve 2 kHz üzerindeki aralıkta %1'i geçmemelidir. 1 m mesafede 90 dB'lik bir ses basıncı seviyesi, ev tipi hoparlörlerin karakteristik hassasiyeti, 86 dB / W / m'ye eşittir, bu, UMZCH'nin yalnızca 2,5 W'lık bir çıkış gücüne karşılık gelir. Üçe eşit alınan (Gauss gürültüsü için olduğu gibi) müzik programlarının tepe faktörü dikkate alındığında, UMZCH'nin çıkış gücü yaklaşık 20 watt olmalıdır. Bir stereo sistemde, bastaki ses basıncı yaklaşık olarak iki katına çıkar, bu da dinleyiciyi hoparlörlerden zaten 2 m uzaklaştırmanıza olanak tanır 3 m mesafede, 2 × 45 W'lık bir stereo amplifikatörün gücü oldukça yeterli.
    UMZCH'deki alan etkili transistörlerdeki bozulmaların esas olarak ikinci ve üçüncü harmoniklerden kaynaklandığı (kullanılabilir hoparlörlerde olduğu gibi) defalarca not edilmiştir. Hoparlörlerde ve UMZCH'de doğrusal olmayan bozulmaların ortaya çıkma nedenlerinin bağımsız olduğunu varsayarsak, o zaman ses basıncı için ortaya çıkan harmonik katsayısı, UMZCH'nin harmonik katsayılarının karelerinin toplamının karekökü olarak belirlenir ve AC. Bu durumda UMZCH'deki toplam harmonik bozulma faktörü, hoparlördeki bozulmadan üç kat daha düşükse (yani %0,3'ü geçmiyorsa), o zaman ihmal edilebilir.
    Etkili bir şekilde yeniden üretilebilen UMZCH frekanslarının aralığı, insanlar tarafından zaten duyulabilir olmamalıdır - 20 ... 20.000 Hz. UMZCH'nin çıkış voltajının dönüş hızına gelince, yazarın çalışmasında elde edilen sonuçlara göre, 4 ohm yükte çalışırken 50 W güç için 7 V / μs hız yeterlidir ve 8 ohm yükte çalışırken 10 V / μs.
    Önerilen UMZCH, bipolar transistörler üzerinde kompozit tekrarlayıcılar şeklinde çıkış aşamasını "oluşturmak" için izleme gücüne sahip yüksek hızlı bir op-amp'in kullanıldığı bir amplifikatöre dayanıyordu. İzleme gücü, çıkış aşamasının öngerilim devresi için de kullanıldı.

    Amplifikatörde aşağıdaki değişiklikler yapıldı: tamamlayıcı çift kutuplu transistör çiftlerine dayalı çıkış aşaması, yalıtımlı IRFZ44 kapısına sahip ucuz FET'lere dayalı yarı tamamlayıcı yapıya sahip bir aşama ile değiştirildi ve toplam SOS'un derinliği 18 ile sınırlandırıldı. dB. Amplifikatörün devre şeması Şek. 1.

    Preamplifikatör olarak yüksek giriş empedansı ve artırılmış hıza sahip op-amp KR544UD2A kullanıldı. Bir FET'te bir p-n bağlantısı ve bir çıkış itme-çekme gerilimi takipçisi olan bir giriş diferansiyel aşaması içerir. Dahili frekans düzeltme elemanları, voltaj izleyici de dahil olmak üzere çeşitli geri besleme modlarında kararlılık sağlar.
    Giriş sinyali, yaklaşık 70 kHz'lik bir kesme frekansıyla (burada, sinyal kaynağının iç direnci = 22 kΩ) RnC 1 alçak geçiren filtreden beslenir. güç amplifikatörünün girişine giren sinyalin spektrumunu sınırlamak için kullanılır. R1C1 devresi, RM değeri sıfırdan sonsuza değiştiğinde UMZCH'nin kararlılığını sağlar. Op-amp DA1'in evirmeyen girişine sinyal, sinyali DC bileşeninden ayırmaya yarayan 0,7 Hz kesme frekansına sahip C2, R2 elemanları üzerine kurulu yüksek geçişli bir filtreden geçer. İşlemsel yükseltici için yerel OOS, R5, R3, NW elemanları üzerinde yapılır ve 43 dB'ye eşit bir kazanç sağlar.
    İşlemsel DA1'in iki kutuplu beslemesinin voltaj dengeleyicisi, R4, C4, VDI ve R6, Sat elemanları üzerinde yapılır. sırasıyla VD2. Stabilizasyon voltajı 16 V olarak seçilmiştir. Direnç R8, R4, R6 dirençleri ile birlikte, op-amp'e aralığı sınır değerleri aşmaması gereken “izleme” gücü sağlamak için bir UMZCH çıkış voltajı bölücü oluşturur. +/- 10 V "İzleme" gücü, op-amp'in çıkış sinyali aralığını önemli ölçüde artırmanıza olanak tanır.
    Bildiğiniz gibi, alan etkili bir transistörün çalışması için, iki kutuplu olanın aksine, yalıtımlı bir geçitle çalışması için, yaklaşık 4 V'luk bir önyargı gereklidir, bunu yapmak için, Şekil 2'de gösterilen devrede. 1, transistör VT3 için, R10, R11 ve UOZ.U04 elemanlarına 4,5 V'a bir sinyal seviyesi kaydırma devresi uygulandı. VD3VD4C8 devresi ve R15 direnci aracılığıyla op-amp çıkışından gelen sinyal kapıya gider transistör VT3, ortak kabloya göre +4, 5 V olan sabit voltaj.
    VT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H-vaet elemanları üzerindeki zener diyotun elektronik analoğu, transistör VT2'nin gerekli çalışma modunu sağlamak için op-amp çıkışına göre -1,5 V'luk voltaj kayması. VT1C9 devresi aracılığıyla op-amp çıkışından gelen sinyal, aynı zamanda, sinyali ters çeviren ortak bir yayıcı ile şemaya göre bağlanmış transistör VT2'nin tabanına da girer.
    R17'nin elemanları üzerinde. VD7, C12, R18, VT4 transistörü için gerekli ofseti ayarlamanıza ve böylece son aşamanın sakin akımını ayarlamanıza izin veren ayarlanabilir bir seviye kaydırma devresi monte edilmiştir. Kondansatör SU, bu devredeki akımı stabilize etmek için UMZCH'nin çıkış voltajını R10, R11 dirençlerinin bağlantı noktasına besleyerek seviye kaydırma devresine "izleme gücü" sağlar. VT2 ve VT4 transistörlerinin bağlantısı, p-tipi bir kanala sahip bir sanal alan etkili transistör oluşturur. yani, çıkış transistörü VT3 (n-tipi kanallı) ile yarı tamamlayıcı bir çift oluşturulur.
    C11R16 devresi, ultrasonik frekans aralığında amplifikatörün kararlılığını arttırır. Seramik kapasitörler C13. C14. Çıkış transistörlerinin yakınına kurulan transistörler de aynı amaca hizmet eder. Yükte kısa devre olması durumunda aşırı yüklere karşı UMZCH koruması, FU1-FU3 sigortaları tarafından sağlanır. çünkü IRFZ44 alan etkili transistörler maksimum 42 A boşaltma akımına sahiptir ve sigortalar patlamadan önce aşırı yüklere dayanır.
    UMZCH'nin çıkışındaki DC voltajını azaltmak ve ayrıca doğrusal olmayan bozulmayı azaltmak için, R7, C7 elemanlarına ortak bir OOS getirildi. R3, kuzeybatı. AC OOS derinliği, ses frekansı aralığında harmonik katsayısını dengeleyen 18,8 dB ile sınırlıdır. Doğru akım için, op-amp, çıkış transistörleri ile birlikte, voltaj izleyici modunda çalışır ve UMZCH çıkış voltajının birkaç milivolttan fazla olmayan sabit bir bileşenini sağlar.

    Şekil, çıkış MOSFET'lerine sahip 50 W'lık bir amplifikatör devresini göstermektedir.
    Amplifikatörün ilk aşaması, VT1 VT2 transistörlerine dayanan bir diferansiyel amplifikatördür.
    Amplifikatörün ikinci aşaması, VT3 VT4 transistörlerinden oluşur. Amplifikatörün son aşaması, MOSFET'ler IRF530 ve IRF9530'dan oluşur. Amplifikatörün L1 bobini üzerinden çıkışı 8 ohm'luk bir yüke bağlanır.
    R15 ve C5'ten oluşan devre gürültüyü azaltmak için tasarlanmıştır. Kapasitörler C6 ve C7 güç filtreleri. Direnç R6, hareketsiz akımı ayarlamak için tasarlanmıştır.

    Not:
    Bipolar +/-35V güç kaynağı kullanın
    L1, 1 mm çapında 12 tur yalıtılmış bakır telden oluşur.
    C6 ve C7, 50V, elektrolitik kapasitörlerin geri kalanı 16V olarak derecelendirilmelidir.
    MOSFET'ler için soğutucu gerektirir. 20x10x10 cm ölçülerinde alüminyumdan imal edilmiştir.
    Kaynak - http://www.circuitstoday.com/mosfet-amplifier-circuits

    • benzer makaleler

    İle giriş:

    Rastgele makaleler

    • 21.09.2014

      Bu otomatik ışık anahtarı devresi gece otomatik olarak ışığı açıp sabah kapatacaktır. Fotodirenç LDR, ışık sensörü olarak kullanılır. Devreye herhangi bir lamba (flüoresan, akkor ...) bağlanabilir. Devre kesicinin temeli 555 zamanlayıcı üzerindeki Schmitt tetikleyicisidir.LDR ve 555 zamanlayıcı otomatik anahtarlama için birlikte kullanılır. Işık …

    • 26.06.2018

      Bu örnek, php ve Arduino arasındaki etkileşim olasılığını göstermektedir. Test, Ubuntu 14.04, Apache 2 web sunucusu üzerinde gerçekleştirilir, php 5.5 kuruludur. Test, dijital çıkışı açıp kapatmanın yanı sıra php kullanarak çıkış durumunu sorgulamayı denedi. test.php

      …

      Tamamlayıcı alan etkili transistörlü UMZCH

      Okuyuculara, alan etkili transistörlere sahip yüz wattlık bir UMZCH çeşidi sunuyoruz. Bu tasarımda, güç transistör paketleri, yalıtım yastıkları olmadan ortak bir soğutucu üzerine monte edilebilir ve bu, ısı transferini önemli ölçüde artırır. Güç kaynağının ikinci versiyonu olarak, yeterince düşük bir iç gürültü seviyesine sahip olması gereken güçlü bir darbe dönüştürücü önerilmiştir.

      Yakın zamana kadar UMZCH'de alan etkili transistörlerin (FET'ler) kullanımı, düşük çalışma voltajlarının yanı sıra yetersiz bir tamamlayıcı transistör çeşitliliği ile sınırlandırılmıştı. FET üzerindeki UMZCH aracılığıyla ses reprodüksiyonunun kalitesi genellikle tüp seviyesinde ve hatta daha yüksek olarak derecelendirilir çünkü bipolar transistörlere dayalı amplifikatörlerle karşılaştırıldığında, daha az doğrusal olmayan ve intermodülasyon distorsiyonu yaratırlar ve ayrıca daha yumuşak bir artışa sahiptirler. aşırı yükler sırasında bozulma. Hem yük sönümleme hem de ses bant genişliğinde tüp amplifikatörlerden daha iyi performans gösterirler. Geri beslemesiz bu tür amplifikatörlerin kesme frekansı, her türlü bozulmayı olumlu yönde etkileyen iki kutuplu transistörlerdeki UMZCH'ninkinden çok daha yüksektir.

      UMZCH'deki doğrusal olmayan bozulmalar, esas olarak çıkış aşaması tarafından ortaya çıkar ve bunları azaltmak için genellikle ortak bir OOS kullanılır. Kaynaktan ve ortak OOS devresinden gelen sinyallerin toplayıcısı olarak kullanılan giriş diferansiyel aşamasındaki bozulma küçük olabilir, ancak genel OOS'nin yardımıyla bunları azaltmak imkansızdır.

      Alan etkili transistörlerdeki diferansiyel katın aşırı yük kapasitesi, iki kutuplu transistörlere göre yaklaşık 100 ... 200 kat daha yüksektir.

      UMZCH çıkış aşamasında alan etkili transistörlerin kullanılması, geleneksel iki ve üç aşamalı Darlington tekrarlayıcıları doğal dezavantajlarıyla terk etmeyi mümkün kılar.

      Çıkış aşamasında metal-dielektrik-yarı iletken (MIS) yapıya sahip alan etkili transistörler kullanılarak iyi sonuçlar elde edilir. Çıkış devresindeki akımın giriş voltajı tarafından kontrol edilmesi nedeniyle (elektrovakum cihazlarına benzer), daha sonra yüksek akımlarda, anahtarlama modunda MIS alan etkili transistörlerdeki kademenin hızı oldukça yüksektir (τ = 50 ns). Bu tür basamaklar, yüksek frekanslarda iyi iletim özelliklerine sahiptir ve sıcaklığın kendi kendini dengeleme etkisine sahiptir.

      Alan etkili transistörlerin avantajları şunları içerir:

      • statik ve dinamik modlarda düşük kontrol gücü;
      • termal bozulma yok ve ikincil bozulmaya karşı düşük duyarlılık;
      • transistörlerin paralel bağlanma olasılığını sağlayan drenaj akımının termal stabilizasyonu;
      • transfer karakteristiği lineer veya ikinci dereceden yakındır;
      • anahtarlama modunda yüksek hız, dolayısıyla dinamik kayıpları azaltır;
      • yapıda fazla taşıyıcı birikiminin olmaması;
      • düşük gürültü seviyesi
      • küçük boyutlar ve ağırlık, uzun hizmet ömrü.

      Ancak bu cihazların avantajlarının yanı sıra dezavantajları da vardır:

      • aşırı elektrik voltajı nedeniyle arıza;
      • düşük frekanslarda (100 Hz'in altında) termal bozulma meydana gelebilir. Bu frekanslarda sinyal o kadar yavaş değişir ki, bir yarım döngüde kristalin sıcaklığının değişme zamanı olur ve sonuç olarak eşik voltajı ve transistörlerin eğimi değişir.

      Belirtilen eksikliklerin sonuncusu, özellikle düşük besleme voltajlarında çıkış gücünü sınırlar; çıkış yolu, transistörlerin paralel bağlanması ve çevre korumanın getirilmesidir.

      Son zamanlarda yabancı firmaların (örneğin, Exicon vb.) ses ekipmanına uygun çok sayıda alan etkili transistör geliştirdiğine dikkat edilmelidir: n tipi kanallı EC-10N20, 2SK133-2SK135, 2SK175, 2SK176; p-kanallı EC-10P20, 2SJ48- 2SJ50, 2SJ55, 2SJ56. Bu tür transistörler, eğimin (ileri transfer kabulü) drenaj akımına ve düzleştirilmiş çıkış I-V özelliklerine zayıf bir bağımlılığı ile karakterize edilir.

      Minsk Production Association "Integral" tarafından üretilenler de dahil olmak üzere bazı alan etkili transistörlerin parametreleri Tablo'da verilmiştir. 1.

      Çoğu transistör trafosuz UMZCH, yarım köprü devresine göre yapılır. Bu durumda yük, amplifikatörün iki güç kaynağı ve iki çıkış transistörü tarafından oluşturulan köprünün köşegenine dahil edilir (Şekil 1).

      Tamamlayıcı transistör olmadığında, UMZCH çıkış aşaması esas olarak ortak bir kabloya bağlı bir yük ve bir güç kaynağı ile aynı yapıdaki transistörlerde gerçekleştirildi (Şekil 1, a) Çıkış transistörlerini kontrol etmek için iki olası seçenek gösterilmektedir. İncir. 2.

      Bunlardan ilkinde (Şekil 2, a), çıkış aşamasının alt kolunun kontrolü daha uygun koşullardadır. Besleme gerilimindeki değişiklik küçük olduğundan, Miller etkisi (dinamik giriş kapasitansı) ve Earley etkisi (toplayıcı akımına karşı yayıcı-toplayıcı gerilimi) pratikte görünmez. Üst kol kontrol devresi burada yükün kendisi ile seri bağlanır, bu nedenle ek önlemler almadan (örneğin cihazların kaskod anahtarlanması) bu etkiler büyük ölçüde ortaya çıkar. Bu prensibe göre, bir dizi başarılı UMZCH geliştirildi.

      İkinci seçeneğe göre (Şekil 2.6 - MIS transistörleri böyle bir yapı için daha uygundur), örneğin bir dizi UMZCH de geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bu tür kaskadlarda bile, akım üreteçlerinin kullanılmasıyla bile, çıkış transistörlerinin kontrol simetrisini sağlamak zordur. Giriş direnci üzerinde dengelemenin başka bir örneği, amplifikatörün kollarının yarı tamamlayıcı bir devreye göre uygulanması veya tamamlayıcı transistörlerin kullanılmasıdır (bkz. Şekil 1, b) c.

      Aynı iletkenliğe sahip transistörler üzerinde yapılan amplifikatörlerin çıkış aşamasının kollarını dengeleme arzusu, Şekil 1'deki devreye göre topraklanmamış yüke sahip amplifikatörlerin geliştirilmesine yol açmıştır. 1, g. Ancak burada bile önceki basamakların tam simetrisini elde etmek mümkün değildir. Çıkış aşamasının her bir kolundan gelen negatif geri besleme devreleri eşit değildir; bu kademelerin çevre koruma devreleri yükteki gerilimi karşı kolun çıkış gerilimine göre kontrol eder. Ek olarak, böyle bir devre çözümü izole edilmiş güç kaynakları gerektirir. Bu eksiklikler nedeniyle geniş uygulama bulamamıştır.

      Tamamlayıcı iki kutuplu ve alan etkili transistörlerin ortaya çıkmasıyla birlikte, UMZCH'nin çıkış aşamaları esas olarak Şekil 1'deki devrelere göre inşa edilmiştir. 1, b, c. Bununla birlikte, bu değişkenlerde bile, çıkış aşamasını çalıştırmak için yüksek voltajlı cihazlar kullanılmalıdır. Ön çıkış aşamasının transistörleri, yüksek bir voltaj kazancıyla çalışır ve bu nedenle Miller ve Earley etkilerine tabidir ve ortak bir OOS olmadan, onlardan yüksek dinamik özellikler gerektiren önemli bir distorsiyona neden olur. Ön aşamaları artan voltajla beslemek, amplifikatörün verimini de azaltır.

      Şek. 1, b, c bağlantı noktasını ortak tel ile köprü köşegeninin karşı omzuna taşıyın, şek. sırasıyla 1e ve 1e. Şek. 1, e çıkış transistörlerini kasadan izole etme problemini otomatik olarak çözer. Bu tür şemalara göre yapılan amplifikatörler, listelenen dezavantajlardan muaftır.

      Amplifikatör devresi özellikleri

      Radyo amatörlerinin dikkatine, Şekil l'deki çıkış aşamasının blok şemasına karşılık gelen ters bir UMZCH (Şekil 3) sunulur. 1, e.

      (Büyütmek için tıklayın)

      Giriş diferansiyel aşaması, simetrik bir devreye göre alan etkili transistörlerde (VT1, VT2 ve DA1) yapılır. Diferansiyel aşamadaki avantajları iyi bilinmektedir: yüksek doğrusallık ve aşırı yük kapasitesi, düşük gürültü. Akım üreteçlerine ihtiyaç olmadığı için alan etkili transistörlerin kullanılması bu kademeyi büyük ölçüde basitleştirdi. Açık döngü işletim sistemi ile kazancı artırmak için, sinyal diferansiyel aşamanın her iki omzundan alınır ve sonraki voltaj yükselticisinin önüne VT3, VT4 transistörlerinde bir yayıcı takipçisi kurulur.

      İkinci aşama, servo güç ile kombine bir kaskod devresine göre VT5-VT10 transistörlerinde yapılır. Kaskadın OE'li böyle bir güç kaynağı, transistördeki giriş dinamik kapasitansını ve kollektör akımının yayıcı-toplayıcı voltajına bağımlılığını nötralize eder. Bu aşamanın çıkış aşaması, iki kutuplulara (KP959'a karşı KT940) kıyasla iki kat kesme frekansına ve dört kat boşaltma (toplayıcı) kapasitansına sahip olan yüksek frekanslı BSIT transistörleri kullanır.

      Ayrı izole edilmiş kaynaklardan güç alan bir çıkış aşamasının kullanılması, ön yükseltici için düşük voltajlı bir beslemeden (9 V) vazgeçmeyi mümkün kıldı.

      Çıkış aşaması, güçlü MIS transistörlerinde yapılır ve tahliyelerinin (ve mahfazaların ısı tahliye flanşlarının) sonuçları, amplifikatörün tasarımını ve montajını basitleştiren ortak bir kabloya bağlanır.

      Güçlü MIS transistörleri, bipolar olanlardan farklı olarak, paralel bağlantılarını kolaylaştıran daha küçük bir parametre dağılımına sahiptir. Cihazlar arasındaki akımların ana dağılımı, eşik voltajlarının eşitsizliği ve giriş kapasitanslarının yayılması nedeniyle ortaya çıkar. Kapı devresine 50-200 Ohm dirençli ek dirençlerin eklenmesi, açma ve kapatma gecikmelerinin neredeyse tamamen eşitlenmesini sağlar ve anahtarlama sırasında akım yayılmasını ortadan kaldırır.

      Amplifikatörün tüm aşamaları yerel ve genel çevre koruma kapsamındadır.

      Ana teknik özellikler

      • Açık döngü geri bildirimi (R6, 22 MΩ ile değiştirildi, C4 hariç)
      • Kesme frekansı, kHz......300
      • Voltaj kazancı, dB......43
      • AB modunda harmonik katsayısı, %, artık yok......2

      OS etkinken

      • Çıkış gücü, W 4 Ohm yükte......100
      • 8 ohm yükte......60
      • Tekrarlanabilir frekans aralığı, Hz......4...300000
      • Harmonik katsayısı, %, artık yok......0.2
      • Nominal giriş gerilimi, V......2
      • Çıkış aşamasının hareketsiz akımı, A ...... 0,15
      • Giriş direnci, kOhm ..... 24

      Bir açık döngü geri besleme amplifikatörünün nispeten yüksek kesme frekansı nedeniyle, geri besleme derinliği ve harmonik bozulma tüm frekans aralığında neredeyse sabittir.

      Aşağıdan, UMZCH'nin çalışma frekansı bandı C1 kapasitörünün kapasitansı ile, yukarıdan - C4 ile sınırlıdır (1,5 pF kapasitansla, kesme frekansı 450 kHz'dir).

      İnşaat ve detaylar

      Amplifikatör, çift taraflı folyo cam elyafından yapılmış bir tahta üzerinde yapılmıştır (Şek. 4).

      Elemanların monte edildiği taraftaki pano, ortak bir kabloya bağlı folyo ile maksimum olarak doldurulur. Transistörler VT8, VT9, "bayrak" şeklinde küçük plakalı ısı alıcılarla donatılmıştır. Güçlü alan etkili transistörlerin boşaltma terminalleri için deliklere pistonlar yerleştirilmiştir; VT11, VT14 transistörlerinin boşaltma terminalleri, folyonun yan tarafından ortak bir kabloya bağlanır (şekilde çarpı işareti ile işaretlenmiştir).

      Pistonlar, ana trafo kablolarını ve jumper deliklerini bağlamak için kartın 5-7 numaralı deliklerine takılır. Dirençler R19, R20, R22, R23, 0,5 çapında ve 150 mm uzunluğunda manganin telinden yapılmıştır. Endüktansı bastırmak için tel ikiye katlanır ve katlanır (bifilar) 4 mm çapında bir mandrel üzerine sarılır.

      L1 indüktörü, 2 W'lık bir direncin (MLT veya benzeri) tüm yüzeyini döndürmek için bir PEV-2 kablosuyla 0,8 tur sarılır.

      C1, C5, C10, C11 - K73-17 ve C10 ve C11 kapasitörleri, PCB tarafından C8 ve C9 kapasitörlerinin terminallerine lehimlenmiştir. Kondansatörler C2, C3 - oksit K50-35; kapasitör C4 - K10-62 veya KD-2; C12 - K10-17 veya K73-17.

      n-kanallı (VT1, VT2) alan etkili transistörler, DA1 düzeneğindeki transistörlerle yaklaşık olarak aynı ilk boşaltma akımıyla seçilmelidir. Kesme gerilimi açısından %20'den fazla farklılık göstermemelidir. Mikro montaj DA1 K504NTZB, K504NT4B ile değiştirilebilir. Eşleştirilmiş bir çift transistör KP10ZL kullanmak mümkündür (ayrıca G, M, D endeksleriyle); KP307V - KP307B (ayrıca A, E), KP302A veya transistör grubu KPC315A, KPC315B (bu durumda kartın yeniden işlenmesi gerekecektir).

      VT8, VT9 konumlarında, Minsk "Integral" derneğinin KT851, KT850 serisinin tamamlayıcı transistörlerinin yanı sıra KT814G, KT815G (40 MHz kesme frekansı ile) de kullanabilirsiniz.

      Tabloda belirtilenlere ek olarak, örneğin aşağıdaki MIS transistör çiftlerini kullanabilirsiniz: IRF530 ve IRF9530; 2SK216 ve 2SJ79; 2SK133-2SK135 ve 2SJ48-2SJ50; 2SK175-2SK176 ve 2SJ55-2SJ56.

      Stereo versiyon için, amplifikatörlerin her birine ayrı bir transformatörden, tercihen 180 ... 200 W gücünde bir halka veya çubuk (PL) manyetik devre ile güç sağlanır. Birincil ve ikincil sargılar arasına, bir tel PEV-2 0.5 ile bir koruyucu sargı tabakası yerleştirilir; uçlarından biri ortak bir kabloya bağlıdır. İkincil sargıların çıkışları, korumalı bir kablo ile amplifikatör kartına bağlanır ve kalkan, kartın ortak kablosuna bağlanır. Preamplifikatörlerin doğrultucuları için sargılar, ağ trafolarından birine yerleştirilir. Voltaj stabilizatörleri, şemada gösterilmeyen IL7809AC (+9 V), IL7909AC (-9 V) mikro devrelerinde yapılır. ONp-KG-26-3 (XS1) konnektörü 2x9 V güç kartını beslemek için kullanıldı.

      Kurulum sırasında, maksimum güçte bozulmayı en aza indirmek için (yaklaşık olarak çalışma alanının ortasında) diferansiyel aşamanın optimum akımı ayarlanmış bir direnç R3 tarafından ayarlanır. Dirençler R4, R5, her bir kolda yaklaşık 2...3 mA akım ve yaklaşık 4...6 mA başlangıç ​​boşaltma akımı için tasarlanmıştır. Daha düşük bir başlangıç ​​drenaj akımıyla, bu dirençlerin direnci orantılı olarak arttırılmalıdır.

      Çıkış transistörlerinin 120 ... 150 mA aralığındaki durgun akımı, bir düzeltme direnci R3 ve gerekirse R13, R14 dirençleri seçilerek ayarlanır.

      Darbe güç bloğu

      Büyük ağ trafolarını satın alma ve sarma konusunda zorluk çeken radyo amatörleri için, UMZCH çıkış aşamaları için anahtarlamalı bir güç kaynağı sunulmaktadır. Bu durumda, preamplifikatör, düşük güçlü stabilize edilmiş bir PSU'dan güç alabilir.

      Darbeli bir güç kaynağı ünitesi (devresi Şekil 5'te gösterilmiştir), regüle edilmemiş, kendi kendini üreten bir yarım köprü inverterdir. İnvertör transistörlerinin orantılı akım kontrolünün, doyabilen bir anahtarlama trafosu ile birlikte kullanılması, aktif transistörün anahtarlama zamanında doyumdan otomatik olarak çıkarılmasını mümkün kılar. Bu, tabandaki şarj dağılma süresini azaltır ve geçiş akımını ortadan kaldırır ve aynı zamanda kontrol devrelerindeki güç kayıplarını azaltarak invertörün güvenilirliğini ve verimliliğini artırır.

      UPS özellikleri

      • Çıkış gücü, W, artık yok......360
      • Çıkış voltajı......2x40
      • Verimlilik, %, en az ...... 95
      • Dönüşüm frekansı, kHz......25

      Şebeke doğrultucu girişine bir parazit giderici filtre L1C1C2 takılıdır. Direnç R1, kapasitör C3'ün ani şarj akımını sınırlar. Tahtadaki dirençle seri olarak bir atlama teli X1 sağlanmıştır, bunun yerine filtrelemeyi iyileştirmek ve çıkış yükü karakteristiğinin "sertliğini" artırmak için bir jikleyi açabilirsiniz.

      Eviricinin iki pozitif geri besleme devresi vardır: birincisi - voltajla (t1 trafosunda II ve T2'de III sargılarını kullanarak); ikincisi - akıma göre (bir akım trafosu ile: 2-3'ü çevirin ve T2 trafosunun 1-2, 4-5 sargılarını).

      Tetikleme cihazı, birleşik bir transistör VT3 üzerinde yapılır. Dönüştürücüyü başlattıktan sonra, R6C8 devresinin zaman sabiti dönüştürme süresinden çok daha büyük olduğundan, VD15 diyotunun varlığı nedeniyle kapanır.

      Eviricinin özelliği, düşük voltajlı doğrultucular büyük filtre kapasitelerinde çalıştığında, yumuşak bir başlatmaya ihtiyaç duymasıdır. Bloğun düzgün başlatılması, L2 ve L3 bobinleri ve bir dereceye kadar direnç R1 ile kolaylaştırılır.

      Güç kaynağı, 2 mm kalınlığında tek taraflı folyo cam elyafından yapılmış bir baskılı devre kartı üzerinde yapılır. Tahta çizimi Şek. 6.

      (Büyütmek için tıklayın)

      Transformatörlerin sargı bilgileri ve manyetik devreleri ile ilgili bilgiler Tablo'da verilmiştir. 2. Tüm sargılar PEV-2 teli ile yapılır.

      Transformatörleri sarmadan önce, halkaların keskin kenarları zımpara kağıdı veya çubukla köreltilmeli ve vernikli bezle sarılmalıdır (T1 için - üç kat halinde katlanmış halkalar). Bu ön işlem yapılmazsa, vernikli kumaşın içinden geçmesi ve telin dönüşlerinin manyetik devreye kısa devre yapması mümkündür. Sonuç olarak, yüksüz akım keskin bir şekilde artacak ve transformatör ısınacaktır. 1-2, 5-6-7 ve 8-9-10 sargıları arasında, koruyucu sargılar, bir ucu (E1, E2) ortak bir ağa bağlı olan, PEV-2 0.31 tel ile bir kat dönüşte sarılır. UMZCH teli.

      Transformatörün (T2) sargısı (2-3), uçları baskılı devre kartına lehimlenmiş, sargının (6-7) üzerinde 1 mm çapında bir tel bobinidir.

      L2 ve L3 indüktörleri, 2000NM ferritten yapılmış BZO zırhlı manyetik çekirdekler üzerinde yapılmıştır. Bobinlerin sargıları, çerçeve PEV-2 0.8 tel ile dolana kadar iki tel halinde sarılır. Bobinlerin DC gerilimi ile çalıştığı göz önüne alındığında, kapaklar arasına 0,3 mm kalınlığında manyetik olmayan malzemeden ara parçalar yerleştirmek gerekir.

      L1 bobini D13-20 tipindedir, L2, L3 bobinlerine benzer şekilde B30 zırhlı manyetik devre üzerinde de yapılabilir ancak contasız olarak sargıları iki adet MGTF-0.14 teline çerçeve dolana kadar sararak yapılabilir. .

      Transistörler VT1 ve VT2, 55x50x15 mm ölçülerinde nervürlü alüminyum profilden imal edilen soğutucular üzerine izolasyon contaları ile monte edilmektedir. Şemada belirtilenler yerine, Minsk yazılımı "Integral" KT8126A transistörlerini ve ayrıca MJE13007'yi kullanabilirsiniz. 50 V başına 2000 μF kapasiteli ek oksit kapasitörler K50-6 (şemada gösterilmemiştir), PSU çıkışları +40 V, -40 V ve "onun" orta noktası (ST1 ve ST2) arasına bağlanır. Bu dört kapasitör: 140x100 mm boyutlarında bir textolite plaka üzerine monte edilmiş, güçlü transistörlerin ısı emicilerine vidalarla sabitlenmiştir.

      630 V voltaj için C1, C2 - K73-17 kapasitörleri, 350 V için C3 - oksit K50-35B, 250 V için C4, C7 - K73-17, 400 V için C5, C6 - K73-17, C8 - K10 -17 .

      Darbeli PSU, PA kartına C6-C11 kapasitörlerinin terminallerinin yakınına bağlanır. Bu durumda, PA kartına VD5-VD8 diyot köprüsü monte edilmemiştir.

      Akustik sistemlerin UMZCH'ye bağlanmasını, açılış sırasında meydana gelen geçici akımların zayıflama süresi boyunca geciktirmek ve amplifikatörün çıkışında herhangi bir polaritede sabit bir voltaj göründüğünde hoparlörleri kapatmak için basit veya daha karmaşık koruyucu cihaz.

      Edebiyat

      1. Khlupnov A. Düşük frekanslı amatör amplifikatörler. -M.: Enerji, 1976, s. 22.
      2. Akulinichev I. Ortak mod mod sabitleyicili LF amplifikatörü. - Radyo, 1980, No. Z.s.47.
      3. Garevskikh I. Geniş bant güç amplifikatörü. - Radyo, 1979, No. 6. s. 43.
      4. Kolosov V. Modern amatör teyp. - M.: Enerji, 1974.
      5. Düşük frekanslı amplifikatörlerde Borisov S. MOS transistörleri. - Radyo. 1983, sayı 11, s. 36-39.
      6. Dorofeev M. AF güç amplifikatörlerinde B Modu. - Radyo, 1991, No.3, s. 53.
      7. Syritso A. Güçlü bas amplifikatörü. - Radyo, 1978. Sayı 8, s. 45-47.
      8. Syritso A. Entegre op-amp'lere dayalı güç amplifikatörü. - Radyo, 1984, No. 8, s. 35-37.
      9. Yakimenko N. UMZCH köprüsündeki alan etkili transistörler. - Radyo. 1986, sayı 9, s. 38, 39.
      10. Vinogradov V.AU koruma cihazı. - Radyo, 1987, No. 8. s. otuz.
      Devamını oku: