Recent, designerii de amplificatoare de putere de joasă frecvență se îndreaptă tot mai mult către circuitele cu tuburi, ceea ce permite, cu o simplitate comparativă a designului, obținerea unui sunet bun. Dar nu ar trebui să „ștergeți” complet tranzistoarele, deoarece în anumite circumstanțe, tranzistorul UMZCH este încă capabil să funcționeze destul de bine și adesea mai bine decât lămpile ... Autorul acestui articol a avut șansa de a încerca un număr mare de UMZCH . Una dintre aceste opțiuni „bipolare” cele mai de succes este oferită cititorilor. Ideea de muncă bună se bazează pe condiția de simetrie a ambelor brațe ale UMZCH. Când ambele semi-unde ale semnalului amplificat sunt supuse unor procese de conversie similare, ne putem aștepta la o performanță satisfăcătoare a UMZCH în termeni calitativi.

Chiar și în trecutul recent, introducerea protecției profunde a mediului a fost considerată o condiție indispensabilă și suficientă pentru buna funcționare a oricărui UMZCH. A existat o opinie despre imposibilitatea creării UMZCH de înaltă calitate fără o protecție generală profundă a mediului. În plus, autorii desenelor au asigurat în mod convingător că, spun ei, nu este nevoie să selectați tranzistori pentru a funcționa în perechi (umeri), OOS va compensa totul și răspândirea tranzistorilor în parametri nu afectează calitatea sunetului. reproducere!

Era UMZCH, asamblată pe tranzistoare de aceeași conductivitate, de exemplu, popularul KT808. a presupus că includerea tranzistorilor de ieșire UMZCH este deja inegală, atunci când un tranzistor al etapei de ieșire a fost pornit conform schemei cu OE, al doilea - cu OK. O astfel de includere asimetrică nu a contribuit la amplificarea calitativă a semnalului. Odată cu sosirea KT818, KT819, KT816. KT817 și alții, s-ar părea că problema liniarității UMZCH este rezolvată. Dar perechile complementare de tranzistoare enumerate „pe viață” sunt prea departe de complementaritatea adevărată.

Nu ne vom aprofunda în problemele necomplementarității tranzistoarelor de mai sus, care sunt foarte utilizate pe scară largă în diferite UMZCH. Este necesar doar să subliniem acest fapt. că, în condiții (moduri) egale ale acestor tranzistoare, este destul de dificil să se asigure funcționarea lor complementară în trepte de amplificare push-pull. Acest lucru este bine spus în cartea lui N.E. Sukhov.

Nu neg deloc posibilitatea de a obține rezultate bune la crearea UMZCH pe tranzistoare complementare. Acest lucru necesită o abordare modernă a circuitelor unui astfel de UMZCH, cu selecția atentă obligatorie a tranzistorilor pentru funcționarea în perechi (chei). Am avut șansa de a proiecta astfel de UMZCH, care sunt un fel de continuare a UMZCH N.E. Sukhov de înaltă calitate, dar despre ele altădată. În ceea ce privește simetria UMZCH, ca principală condiție pentru buna funcționare a acestuia, trebuie spus următoarele. S-a dovedit că UMZCH, asamblat conform unui circuit cu adevărat simetric și cu siguranță pe tranzistoare de același tip (cu o selecție obligatorie de copii), are parametri de calitate mai înalți. Selectarea tranzistorilor este mult mai ușoară dacă sunt din același lot. De obicei, copiile tranzistorilor din același lot au parametri destul de apropiați față de copiile achiziționate „accidental”. Din experienta putem spune ca din 20 buc. tranzistoare (numărul standard al unui pachet) este aproape întotdeauna posibil să selectați două perechi de tranzistori pentru complexul stereo UMZCH. Au fost cazuri de mai multe „prinderi reușite” - patru perechi de 20 de bucăți. Despre selecția tranzistorilor voi vorbi puțin mai târziu.

Diagrama schematică a UMZCH este prezentată în Fig. 1. După cum puteți vedea din diagramă, este destul de simplu. Simetria ambelor brate ale amplificatorului este asigurata de simetria incluziunilor tranzistoarelor

Se știe că treapta diferențială are multe avantaje față de circuitele convenționale push-pull. Fără să pătrundem în teorie, trebuie subliniat că acest circuit are controlul corect al „curentului” al tranzistoarelor bipolare. Tranzistoarele etajului diferențial au o impedanță de ieșire crescută (mult mai mare decât „acumularea” tradițională conform circuitului cu OK), deci pot fi considerate generatoare de curent (surse de curent). Astfel, principiul actual de control al tranzistorilor de ieșire ai UMZCH este implementat. Se spune foarte precis despre influența potrivirii rezistenței între treptele tranzistorului asupra nivelului distorsiunii neliniare în: „Se știe că neliniaritatea caracteristicii de intrare a tranzistorului I b \u003d f (U be) este cel mai pronunțată atunci când Etapa de amplificare este alimentată de un generator de tensiune, adică impedanța de ieșire a treptei anterioare este mai mică decât rezistența de intrare a următoarei. În acest caz, semnalul de ieșire al tranzistorului - curentul colectorului sau emițătorului - este aproximat printr-o exponențială. functie a tensiunii de baza a emitatorului Ube, iar coeficientul armonic de ordinul a 1% se realizeaza la o valoare a acestei tensiuni egala cu doar 1 mV (!) Asa se explica cauzele distorsiunii la multe tranzistoare UMZCH.Este pacat ca aproape nimeni nu acordă atenția cuvenită acestui fapt.Ce este acolo, tranzistorii „mor” în UMZCH (ca dinozaurii?!), de parcă nu există nicio cale de ieșire din circumstanțe, cu excepția modului de aplicare a circuitelor de lampă...

Dar înainte de a începe să înfășurați un transformator de ieșire care necesită forță de muncă, ar trebui totuși să lucrați cu circuitul tranzistorului simetric UMZCH. Privind în viitor, voi spune, de asemenea, că UMZCH pe tranzistoarele cu efect de câmp au fost de asemenea asamblate folosind circuite similare, vom vorbi despre asta altădată.

O altă caracteristică a circuitului din Fig. 1 este numărul crescut (comparativ cu UMZCH tradițional) de surse de energie. Nu ar trebui să vă fie frică de acest lucru, deoarece capacitățile condensatoarelor de filtru sunt pur și simplu împărțite în două canale în mod egal. Și separarea surselor de alimentare în canalele UMZCH nu face decât să îmbunătățească parametrii complexului stereo în ansamblu. Tensiunile surselor E1 și E2 nu sunt stabilizate, iar ca E3 trebuie utilizat un stabilizator de tensiune (40 volți).

Vorbind despre problemele teoretice ale circuitelor push-pull și tranzistorului UMZCH în general, este necesar să se analizeze încă o cascadă (sau mai multe astfel de cascade) - un invertor de fază. Experimentele pe termen lung confirmă faptul unei deteriorări semnificative a calității reproducerii sunetului din cauza acestor cascade. După ce a asamblat un circuit complet simetric și chiar și cu detalii alese cu grijă, trebuie să se confrunte cu problema circuitelor cu inversor de fază. S-a constatat că aceste etape sunt capabile să introducă distorsiuni foarte mari (diferența de formă a undei sinusoidale semi-undă a putut fi observată pe ecranul osciloscopului chiar și fără a utiliza circuite suplimentare). Cele de mai sus se aplică pe deplin circuitelor simple ale versiunilor cu tuburi ale amplificatoarelor cu inversor de fază. Selectați evaluările din circuit pentru a obține egalitatea amplitudinilor ambelor semi-unde (sinusoid) ale semnalului anti-fază pe un voltmetru digital de ultimă generație, iar examinarea subiectivă necesită (după ureche!) Rotirea tăierii. Rezistoarele se îndepărtează de acest mod „instrument” de a regla nivelurile.

Privind forma unei sinusoide pe ecranul osciloscopului, se pot vedea distorsiuni „interesante” - la o ieșire a invertorului de fază sunt mai largi (de-a lungul axei frecvenței), la cealaltă sunt „mai subțiri”, adică. aria figurii sinusoidelor este diferită pentru semnalele directe și inversate de fază. Auzul surprinde clar acest lucru, trebuie să „de-ajustați” setarea. Este extrem de nedorit să egalezi sinusoidul în trepte inversate de fază cu OOS profund. Este necesar să se elimine cauzele asimetriei în aceste cascade în alte moduri de circuite, altfel cascada cu fază inversată poate introduce distorsiuni „tranzistorului” care sunt foarte vizibile pentru ureche, al căror nivel va fi comparabil cu distorsiunile UMZCH. treapta de ieșire (!). Așa se întâmplă ca invertorul de fază să fie nodul principal de asimetrie pentru orice UMZCH push-pull (fie că este vorba de tranzistor, lampă sau circuite UMZCH combinate), dacă, desigur, elementele de amplificare din brațe sunt preselectate cu parametri apropiați. , altfel nu are sens să se aștepte de la astfel de circuite de sunet bun.

Dintre cele mai ușor de implementat circuite cu fază inversată care funcționează bine sunt opțiunile cu tuburi. „Analogii” lor mai simpli sunt tranzistoarele cu efect de câmp, care (numai!) Cu o abordare competentă a proiectării circuitelor, sunt destul de capabile să concureze cu amplificatoarele cu tuburi. Și dacă audiofilii nu se tem să folosească transformatoare potrivite în etapele de ieșire, unde acest „fier” încă „sună”, atunci transformatoarele pot fi folosite în etapele anterioare cu conștiința curată. Mă refer la cascade cu fază inversată, în care amplitudinea curentului (și anume, această componentă afectează negativ hardware-ul) este mică, iar amplitudinea tensiunii atinge o valoare de doar câțiva volți.

Este de netăgăduit că orice transformator este un fel de pas înapoi în ceea ce privește circuitele până la epoca pentium-urilor gigahertzi. Dar există câteva „dar” care sunt foarte potrivite uneori pentru a le aminti. În primul rând, o tranziție bine făcută sau un transformator de potrivire va nu introduceți niciodată atât de multe distorsiuni neliniare, cât mai multe cascade de amplificare „greșite” pot introduce o mare varietate de distorsiuni. În al doilea rând, un invertor de fază a transformatorului vă permite într-adevăr să obțineți o simetrie reală a semnalelor antifază, semnalele din înfășurările sale sunt foarte aproape de fiecare. altele, atât ca formă, cât și ca amplitudine. În plus, este pasiv, iar caracteristicile sale nu depind de tensiunile de alimentare. Și dacă UMZCH-ul dvs. este cu adevărat simetric (în acest caz, ne referim la impedanțele sale de intrare), atunci asimetria UMZCH-ului va fi deja determinată mai mult de răspândirea parametrilor componentelor radio în brațele UMZCH decât de cascada inversată de fază. Prin urmare, nu se recomandă utilizarea într-un astfel de UMZCH a elementelor radio cu toleranțe mai mari de 5 % (singurele excepții sunt circuitele generatoare de curent care alimentează treapta diferențială). Ar trebui să știți că, cu o răspândire a parametrilor tranzistorilor din brațele UMZCH de peste 20%, precizia rezistențelor își pierde deja relevanța. În schimb, atunci când sunt utilizați tranzistori bine aleși, este logic să folosiți rezistențe cu o toleranță de 1%. Desigur, le puteți ridica cu un ohmmetru digital bun.

Una dintre cele mai reușite dezvoltări de circuit ale unui invertor de fază este prezentată în Fig. 2. Aparent prea simplu, necesită încă o atenție deosebită pentru sine, deoarece are mai multe „secrete”. Prima este alegerea corectă. tranzistoare după parametri. Tranzistoarele VT1 și VT2 nu ar trebui să aibă scurgeri semnificative între electrozi (adică joncțiuni poartă-sursă). În plus, tranzistoarele ar trebui să aibă parametri apropiați, în special în ceea ce privește curentul de scurgere inițial - instanțele cu I s.nach sunt cele mai potrivite aici. 30-70 mA. Tensiunile de alimentare trebuie să fie stabilizate, deși coeficientul de stabilizare al sursei de alimentare nu joacă un rol semnificativ, în plus, se poate lua și o tensiune negativă de la stabilizatorul UMZCH. Pentru ca condensatorii electrolitici să-și introducă mai puțin distorsiunile, aceștia sunt derivați cu cei neelectrolitici - cum ar fi K73-17.

Să aruncăm o privire mai atentă la caracteristicile de fabricație ale nodului principal din acest circuit - un transformator cu divizare de fază (inversat de fază). Atât inductanța de scurgere, cât și gama de frecvențe reproduse eficient depind de precizia fabricării acesteia, ca să nu mai vorbim de nivelul diferitelor distorsiuni. Deci, cele două secrete principale ale procesului tehnologic de fabricare a acestui transformator sunt următoarele. Prima este necesitatea de a abandona simpla înfășurare a înfășurărilor. Dau două opțiuni pentru înfășurarea acestui transformator pe care l-am folosit. Primul este prezentat în Fig. 3, al doilea - în Fig. 4. Esența metodei de înfășurare este următoarea. Fiecare dintre înfășurări (I, II sau III) constă din mai multe înfășurări care conțin exact același număr de spire. Orice eroare în numărul de ture trebuie evitată, adică. diferența de ture între înfășurări. Prin urmare, s-a decis bobinarea transformatorului într-un mod dovedit de mult. Conform Fig. 3, sunt utilizate șase fire (de exemplu, PELSHO-0,25). Lungimea necesară a firului de înfășurare este calculată în avans (nu întotdeauna și nu orice radioamator va avea la îndemână șase bobine de sârmă de același diametru), puneți șase fire împreună și înfășurați toate înfășurările în același timp. În plus, este necesar doar să găsiți robinetele înfășurărilor necesare și să le conectați în perechi în serie. Conform Fig. 4, nouă conductoare au fost utilizate pentru această opțiune. Și totuși, este necesar să-l înfășurați, astfel încât firele unei spire să nu diverge în direcții diferite departe, late unele de altele, ci să țină împreună rola comună. Este inacceptabil să înfășurați fire separate, transformatorul va „suna” literalmente în întreaga gamă de frecvențe audio, inductanța de scurgere va crește, iar distorsiunea UMZCH va crește, de asemenea, din cauza asimetriei semnalelor la ieșirile transformator.

Da, și este foarte ușor să faceți o greșeală cu metode separate de înfășurare a înfășurărilor simetrice. Iar o eroare de mai multe spire se face simțită prin asimetria semnalelor antifază. Dacă continuăm sincer, atunci a fost realizat un transformator cu inversor de fază (într-un singur fel, copie) în ... 15 trăite. A existat un experiment care a fost inclus în colecția de modele UMZCH cu sunet grozav. Încă o dată, aș vrea să spun că nu transformatoarele sunt de vină pentru performanța slabă a unor circuite, ci proiectanții acestora. Peste tot în lume, producția de tuburi UMZCH s-a extins foarte mult, marea majoritate a acestora conțin transformatoare de izolare (sau mai degrabă, cele potrivite), fără de care treapta tubului (un circuit tipic de etapă de ieșire push-pull conține 2-4 tuburi) este pur și simplu imposibil de asortat cu sistemele acustice cu impedanță scăzută. Există, desigur, cazuri de „superlamp” UMZCH, în care nu există transformatoare de ieșire. Locul lor a fost luat fie de perechi complementare puternice de tranzistoare cu efect de câmp, fie de... o baterie de triode cu tuburi puternice conectate în paralel. Dar acest subiect este deja dincolo de scopul acestui articol. În cazul nostru, totul este mult mai simplu. Tranzistorul VT1 (Fig. 2) de tip MOS, conectat după un circuit de drenaj comun (source follower), lucrează pe un generator de curent (sursă de curent) realizat pe un tranzistor VT2. Tranzistoarele puternice cu efect de câmp de tip KP904 nu trebuie utilizate, au capacități de intrare și prin intermediul crescute, care nu pot decât să afecteze funcționarea acestei cascade.

O altă piatră de poticnire, o problemă serioasă în crearea unui transformator de bandă largă, îl așteaptă pe proiectant atunci când alege un miez magnetic. Aici se cuvine să adăugăm ceva la ceea ce poate fi găsit în literatura disponibilă radioamatorului. Diverse opțiuni de proiectare atât pentru amatori, cât și pentru profesioniști oferă utilizarea diferitelor materiale pentru miezurile magnetice ale transformatoarelor, ceea ce nu ar cauza probleme atât în ​​achiziționarea lor, cât și în utilizarea lor. Esența metodelor este următoarea.

Dacă UMZCH va funcționa la frecvențe de peste 1 kHz, atunci puteți utiliza în siguranță miezuri de ferită. Dar ar trebui să se acorde preferință cazurilor de circuite magnetice cu cea mai mare permeabilitate magnetică, nucleele de la transformatoarele de linie ale televizoarelor funcționează foarte bine. Designerii ar trebui avertizați împotriva utilizării jugurilor care au fost deja în funcțiune de mult timp. Se știe că produsele din ferită își pierd parametrii odată cu „vârsta”, inclusiv permeabilitatea magnetică inițială, bătrânețea „unica” îi ucide nu mai puțin decât, de exemplu, magneții difuzoarelor folosite pe termen lung, care din anumite motive aproape toată lumea tace .

Mai mult, despre nuclee - dacă UMZCH este folosit ca opțiune de bas, atunci versiunile tradiționale lamelare în formă de W ale circuitelor magnetice pot fi utilizate în siguranță. Trebuie subliniat că ecranarea tuturor acestor transformatoare era aproape peste tot o necesitate și o necesitate. Ce poți face, trebuie să plătești pentru tot. De obicei, era suficient să faci un „cocon” din tablă obișnuită de acoperiș cu o grosime de 0,5 mm.

Miezurile toroidale funcționează bine și la frecvențe joase. Apropo, utilizarea lor simplifică distrugerea tuturor tipurilor de pickup de la transformatoarele de rețea. Aici, „reversibilitatea” avantajelor miezului toroidal este păstrată - în versiunea de rețea se distinge printr-un mic câmp de radiație extern, în timp ce în circuitele de intrare (semnal) este insensibil la câmpurile externe. În ceea ce privește versiunea de bandă largă (20 - 20.000 Hz), cea mai corectă ar fi să folosiți două tipuri diferite de miezuri așezate unul lângă altul, într-o fereastră a cadrului pentru înfășurarea înfășurărilor transformatorului. În același timp, blocajul este eliminat atât la frecvențe înalte (un miez de ferită funcționează aici), cât și la frecvențe joase (aici lucrează oțelul de transformator). O îmbunătățire suplimentară a reproducerii sunetului în regiunea 1-15 kHz este obținută prin acoperirea plăcilor miezului de oțel cu lac, așa cum se face la lampa UMZCH. În acest caz, fiecare placă „funcționează individual” ca parte a miezului, ceea ce realizează o reducere a tot felul de pierderi datorate curenților turbionari. Lacul nitro se usuca rapid, se aplica cu un strat subtire prin simpla scufundare a farfuriei intr-un vas cu lac.

Pentru mulți, o astfel de tehnologie pentru fabricarea unui transformator într-un invertor de fază poate părea prea minuțioasă, dar credeți-mă pe cuvânt - „jocul merită lumânarea”, pentru că „culegeți ceea ce semănați”. Și în ceea ce privește complexitatea, „non-tehnologică”, putem spune următoarele - într-o zi liberă a fost posibilă fabricarea a două astfel de transformatoare fără grabă și dezlipirea înfășurărilor lor în ordinea necesară, ceea ce nu se poate spune despre transformatoarele de ieșire. pentru lampă UMZCH.

Acum câteva cuvinte despre numărul de ture. Teoria necesită o creștere a inductanței înfășurării primare (I), odată cu creșterea acesteia, gama de frecvențe reproductibile se extinde către frecvențe inferioare. În toate modelele, înfășurarea înfășurărilor a fost destul de suficientă până când cadrul a fost umplut, diametrul firului a fost folosit 0,1 pentru 15 miezuri, 0,15 pentru 9 miezuri și 0,2 pentru versiunea cu 6 miezuri. În acest din urmă caz, a fost folosit și PELSHO 0.25 existent.

Pentru același. cine nu tolerează transformatoarele, există și o opțiune fără transformator - Fig. 5. Acesta este cel mai simplu. dar o versiune complet sonoră a circuitului în cascadă a invertorului de fază, care a fost folosit nu numai în circuitele UMZCH simetrice, ci și în podul puternic UMZCH. Simplitatea este adesea înșelătoare, așa că mă voi limita la critică la astfel de scheme, dar îndrăznesc să spun că este destul de dificil să echilibrezi zonele sinusoidelor, adesea este necesar să se introducă circuite suplimentare de polarizare și echilibrare, iar calitatea reproducerii sunetului lasă de dorit. În ciuda distorsiunilor de fază, amplitudine-frecvență introduse de transformatoare, ele fac posibilă obținerea unui răspuns de frecvență aproape liniar în regiunea frecvenței audio, adică. pe întreaga gamă de 20 Hz - 20.000 Hz. De la 16 kHz și mai sus, capacitatea înfășurărilor poate afecta, dar o zonă de secțiune transversală suplimentară crescută a circuitului magnetic vă permite să scăpați parțial de această problemă. Regula este simplă, similară cu transformatoarele de rețea: prin creșterea ariei secțiunii transversale a circuitului magnetic al miezului transformatorului, de exemplu, de două ori. reduceți cu îndrăzneală numărul de spire ale înfășurărilor la jumătate etc.

Extindeți în jos regiunea frecvențelor reproductibile efectiv, de exemplu. sub 20 Hz, puteți utiliza următoarea metodă. Tranzistoarele cu efect de câmp (VT1, VT2 - Fig. 2) sunt utilizate cu valori mari de I s.nach. și crește capacitatea condensatorului C4 la 4700 microfarads. Condensatorii electrolitici funcționează mult mai curat atunci când li se aplică o tensiune de polarizare directă de câțiva volți. Este foarte convenabil în acest caz să procedați după cum urmează. O instanță este instalată în tranzistorul superior (conform schemei) VT1 cu un curent de scurgere inițial mai mare decât cel al tranzistorului VT2. Puteți face acest lucru și mai „eficient” folosind un rezistor de echilibrare pentru tranzistorul VT2, un fragment al circuitului cu un astfel de rezistor este prezentat în Fig. 6. Inițial, motorul rezistenței de reglare R2 „este în poziția inferioară (conform schemei), mișcându-și motorul în sus determină o creștere a curentului de scurgere al tranzistorului VT2, potențialul de pe placa pozitivă a condensatorului C4 devine mai negativ. Procesul invers are loc cu mișcarea opusă a cursorului rezistorului R2. Astfel, este posibilă reglarea cascadei în funcție de cele mai potrivite moduri, mai ales atunci când nu există tranzistori (VT1 și VT2) cu valori similare lui I s.nach. și trebuie să instalați ceea ce aveți la îndemână...

În detaliu, m-am oprit pe o astfel de schemă aparent foarte simplă. Este simplu, dar nu primitiv. Are, de asemenea, avantaje incontestabile față de circuitele conectate galvanic „toate transmisii” ale amplificatoarelor cu inversor de fază. Primul astfel de plus este suprimarea interferențelor de infra-frecvență joasă (de exemplu, în EPU), al doilea este „închiderea” interferențelor ultrasonice, cum ar fi stații radio puternice, diverse instalații cu ultrasunete etc. Și încă unul pozitiv trebuie subliniată proprietatea unei astfel de scheme. Vorbim despre absența oricăror probleme la andocarea unor circuite simetrice excelente cu o intrare asimetrică. Merită să priviți Fig. 5 și devine imediat clar (dacă o persoană s-a ocupat de asta!) Că problema potențialelor de aici pur și simplu nu a fost rezolvată în niciun fel. Se rezolvă parțial prin înlocuirea condensatorului electrolitic cu o baterie neelectrolitică conectată în paralel, spun ei, întârzierea în conectarea AC va rezolva totul. Întârzierea conectării sistemelor acustice la UMZCH elimină într-adevăr clicurile și supratensiunile atunci când este pornit, dar nu poate rezolva problema distorsiunii suplimentare din cauza potențialelor diferite și a impedanțelor de ieșire diferite ale invertorului de fază. Acest circuit amplificator cu inversor de fază (Fig. 2) a fost utilizat cu succes cu diverse UMZCH, inclusiv cu lampă simetrică.

Recent, în periodice, puteți găsi circuite UMZCH pe KP901 și KP904 puternice. Dar autorii nu menționează că tranzistoarele cu efect de câmp ar trebui respinse la curenții de „scurgere”. Dacă, de exemplu, VT1 și VT2 (în circuitul din Fig. 2) este absolut necesar să se utilizeze specimene de înaltă calitate, atunci în cascade cu amplitudini mari de tensiuni și curenți și, cel mai important, în cazul în care rezistența de intrare a MOS tranzistorul (scăderea lui) nu joacă un rol, puteți aplica cele mai rele instanțe. Odată ce valorile maxime de scurgere sunt atinse, MOSFET-urile sunt, în general, stabile în viitor și nu se degradează mai mult în timp (în majoritatea cazurilor).

Numărul de tranzistori cu scurgeri crescute în circuitul porții, de exemplu, într-un singur pachet (standard - 50 de bucăți) poate varia de la 10 la 20 de bucăți. (sau chiar mai mult). Nu este dificil să respingi tranzistoarele puternice - este suficient să asamblați un fel de suport, de exemplu, conform Fig. 6 și să includeți un ampermetru digital în circuitul porții (în acest caz, instrumentele indicator sunt prea sensibile la suprasarcini și incomod. din cauza nevoii de comutare multiplă de la interval la interval).

Și acum, când invertorul de fază a fost deja realizat, puteți trece la schema din Fig. 1, adică. reveniți direct la UMZCH. Conectorii larg răspândiți (prize) SSH-3, SSH-5 și altele asemenea nu pot fi utilizați deloc, așa cum fac mulți designeri și producători. Rezistența de contact a unei astfel de conexiuni este semnificativă (0,01 - 0,1 Ohm!) Și tot fluctuează în funcție de curentul care curge (rezistența crește odată cu creșterea curentului!). Prin urmare, ar trebui folosiți conectori puternici (de exemplu, de la echipamente radio militare vechi) cu rezistență scăzută la contact. Același lucru este valabil și pentru contactele releului din unitatea de protecție AC împotriva posibilei apariții a unei tensiuni constante la ieșirea UMZCH. Și nu este necesar să le acoperiți (grupurile de contact) cu orice feedback pentru a reduce distorsiunea. Credeți-mă că după ureche (examinarea subiectivă) sunt practic inaudibile (cu rezistențe de contact suficient de mici), ceea ce nu se poate spune despre distorsiunile „electronice” introduse de toate treptele de amplificare, condensatoare și alte componente ale UMZCH, care cu siguranță aduceți culori strălucitoare imaginii generale de reproducere a sunetului. Toate tipurile de distorsiuni pot fi minimizate prin utilizarea rațională a treptelor de amplificare (acest lucru este valabil mai ales pentru amplificatoarele de tensiune - cu cât sunt mai puține dintre ele, cu atât calitatea semnalului amplificat este mai bună). În acest UMZCH, există o singură etapă de amplificare a tensiunii - acesta este tranzistorul VT3 (umărul stâng) și VT4 (umărul drept). Cascada pe tranzistoarele VT6 și VT5 se potrivește doar cu emițătorii (curenți). Tranzistoarele VT3 și VT4 sunt selectate din h21 e mai mult de 50, VT6 și VT5 - mai mult de 150. În acest caz, nu vor fi probleme la operarea UMZCH la puteri mari. Tensiunea de reacție negativă pentru curent continuu și alternativ este furnizată bazelor tranzistoarelor VT6 și VT5 prin rezistențele R24 și R23. Adâncimea acestui sistem de operare este de numai aproximativ 20 dB, deci nu există distorsiuni dinamice în UMZCH, dar un astfel de sistem de operare este suficient pentru a menține modurile tranzistorilor de ieșire VT7 și VT8 în limitele necesare. UMZCH este suficient de rezistent la autoexcitarea RF. Simplitatea circuitului îi permite să fie demontat rapid, deoarece permite oprirea independentă (-40 V) pentru driver și tranzistoarele terminale (2 x 38 V). Simetria completă a amplificatorului ajută la reducerea distorsiunii neliniare și la reducerea sensibilității la ondulațiile de tensiune de alimentare, precum și la suprimarea suplimentară a zgomotului în modul comun care vine la ambele intrări UMZCH. Dezavantajul amplificatorului este dependența semnificativă a distorsiunilor neliniare de h21 e a tranzistorilor utilizați, dar dacă tranzistoarele au h21 out \u003d 70 W) este de 1,7 V (valoare efectivă).

Pe tranzistoarele VT1 și VT2 se realizează o sursă (generator de curent) care alimentează cascada diferențială (driver). Valoarea acestui curent 20 ... 25 mA este stabilită de un rezistor de reglare R3 (470 Ohm). Deoarece curentul de repaus depinde și de acest curent, atunci pentru stabilizarea termică a acestuia din urmă, tranzistorul VT1 este plasat pe radiatorul unuia dintre tranzistoarele etajului de ieșire (VT7 sau VT8). O creștere a temperaturii radiatorului tranzistorului de ieșire este transferată în consecință la tranzistorul VT1 plasat pe acest radiator, în timp ce acesta din urmă este încălzit, potențialul negativ scade pe baza tranzistorului VT2. Acest lucru închide tranzistorul VT2, curentul prin acesta scade, ceea ce corespunde unei scăderi a curentului de repaus al tranzistoarelor de ieșire VT7 și VT8. Astfel, stabilizarea curentului de repaus al tranzistoarelor de ieșire se realizează cu încălzirea semnificativă a radiatoarelor acestora. În ciuda simplității aparente a implementării unei astfel de stabilizări termice, este destul de eficientă și nu au existat probleme în ceea ce privește fiabilitatea UMZCH. Este foarte convenabil să controlați curenții tranzistoarelor diferențiale (VT3 și VT4) prin căderea de tensiune între rezistențele R7 și R15 sau R21 și R26. Rezistorul trimmer R11 - echilibrare, servește la setarea potențialului zero pe difuzor (la ieșirea UMZCH).

Schema unității de protecție a difuzorului (Fig. 7) este realizată după schema tradițională. Din moment ce a fost ales designul pentru amplasarea UMZCH în clădiri separate, atunci fiecare UMZCH avea propriile noduri de protecție a difuzoarelor. Schema de protecție a difuzoarelor este simplă și de încredere, această opțiune a fost testată în multe modele de mult timp și s-a dovedit a fi bună și fiabilă, de mai multe ori „salvand” viața difuzoarelor scumpe. Funcționarea satisfăcătoare a circuitului poate fi considerată funcționarea releului K1 când se aplică o tensiune constantă de 5 V între punctele A și B. Este foarte ușor să verificați acest lucru folosind o sursă de alimentare reglabilă (cu o tensiune de ieșire variabilă). În diferite modele, au fost utilizate diferite tipuri de relee, tensiunea sursei de alimentare a acestui nod s-a schimbat, de asemenea, în interval de 30-50 V (pentru valori mari ale acestei tensiuni, tranzistoarele VT1 și VT2 ar trebui înlocuite cu o tensiune mai mare). specimene, de exemplu, KT503E etc.)

Preferința pentru utilizarea în unitatea de protecție ar trebui acordată instanțelor de releu cu cele mai mari grupuri de contacte de curent, cu o suprafață mare de suprafețe de contact. Dar releele RES-9 sau RES-10 nu ar trebui folosite deloc - la puteri mari de ieșire ale UMZCH, ele încep să-și introducă culorile „unice” în semnalul amplificat. Unitatea de protecție AC este alimentată de la un redresor separat și este necesar să excludeți orice conexiuni galvanice ale acestei unități cu UMZCH, cu excepția doar a senzorilor de tensiune de ieșire - punctele A și B sunt conectate la ieșirile UMZCH.

Driverele ambelor canale pot fi alimentate de la un regulator de tensiune comun. În acest caz, ambele canale UMZCH sunt combinate într-o singură carcasă, iar sursele de alimentare sunt asamblate într-o altă carcasă. Desigur, există un domeniu larg de alegere pentru fiecare caz specific, cui este mai potrivit în design. O diagramă a uneia dintre opțiunile stabilizatoare pentru alimentarea șoferilor este prezentată în Fig. 8. Pe tranzistorul VT1 asamblat generatorul de curent care alimentează tranzistorul VT2, tensiunea necesară la ieșirea stabilizatorului este setată de rezistența de reglare R6. Trebuie subliniat faptul că puterea maximă de ieșire a UMZCH depinde în primul rând de tensiunea acestui stabilizator. Dar nu se recomandă creșterea tensiunii peste 50 V din cauza posibilei defecțiuni a tranzistoarelor VT3 și VT4 ale driverului. Tensiunea totală de stabilizare a diodelor zener ar trebui să fie în intervalul 27-33 V. Curentul prin diodele zener este selectat de rezistența R4. Rezistorul R1 este de limitare (curent), previne defectarea tranzistorului de reglare VT2. Acesta din urmă este destul de probabil în curs de stabilire, în timp ce creșterea sursei de alimentare a șoferului va putea dezactiva întregul UMZCH. După configurarea UMZCH, rezistorul R1 din stabilizator poate fi închis cu o bucată de sârmă sau nu puteți face acest lucru, deoarece driverele consumă un curent de doar puțin mai mult de 50 mA - efectul rezistenței R1 asupra parametrii stabilizatorului sunt nesemnificativi la curenți mici de sarcină.

Cu un design bloc, va trebui să separați complet sursa de alimentare a ambelor UMZCH, inclusiv driverele. Dar, în orice caz, este necesar un redresor separat cu propria înfășurare în transformator pentru a alimenta driverul. Este prezentat circuitul redresorului în Fig.9. Fiecare canal UMZCH folosește propriul transformator de putere. Această opțiune de proiectare are mai multe avantaje față de utilizarea tradițională a unui singur transformator. Primul lucru care reușește este reducerea înălțimii unității în ansamblu, deoarece dimensiunile (înălțimea) transformatorului de rețea sunt reduse semnificativ cu transformatoare de alimentare separate pentru fiecare UMZCH. În plus, este mai ușor de înfășurat, deoarece diametrul firelor de înfășurare poate fi redus de 1,4 ori fără a compromite puterea UMZCH. În acest sens, înfășurările rețelei pot fi pornite și în antifază pentru a reduce interferența rețelei (acest lucru ajută foarte mult la compensarea radiației câmpurilor transformatoarelor, mai ales atunci când alte circuite amplificatoare - blocuri de ton, control de volum etc.) sunt plasate în aceeași carcasă cu UMZCH. Separarea circuitelor de alimentare ale tranzistoarelor de ieșire ale UMZCH vă permite să creșteți calitatea semnalului reprodus, în special la frecvențe joase (distorsiunea tranzitorie în canalele la frecvențe joase este, de asemenea, redusă). Pentru a reduce nivelul de distorsiune de intermodulație cauzat de alimentarea rețelei, în transformatoare sunt introduse scuturi electrostatice (un strat de sârmă bobină bobină cu bobină).

În toate variantele de design UMZCH, sunt utilizate miezuri magnetice toroidale pentru transformatoare. Derularea s-a făcut manual cu ajutorul navetelor. De asemenea, puteți recomanda o versiune simplificată a designului sursei de alimentare. Pentru a face acest lucru, utilizați un LATR din fabrică (o copie de nouă amperi este potrivită). Înfășurarea primară, ca cea mai dificilă în procesul de înfășurare, este deja gata, trebuie doar să înfășurați înfășurarea ecranului și toate cele secundare, iar transformatorul va funcționa bine. Fereastra sa este suficient de spațioasă pentru a găzdui înfășurările pentru ambele canale UMZCH. În plus, în acest caz, driverele și amplificatoarele cu inversor de fază pot fi alimentate de la stabilizatori obișnuiți, „salvand” două înfășurări în acest caz. Dezavantajul unui astfel de transformator este o înălțime mare (cu excepția, desigur, a circumstanțelor de mai sus).

Acum pentru detalii. Nu este necesar să instalați diode de joasă frecvență (cum ar fi D242 și altele asemenea) pentru a alimenta UMZCH - distorsiunea la frecvențe înalte (de la 10 kHz și mai sus) va crește, în plus, condensatorii ceramici au fost introduși suplimentar în circuitele redresoare pentru a reduce distorsiunea de intermodulație cauzată de o modificare a conductivității diodelor în momentul comutării acestora. Astfel, influența rețelei de alimentare asupra UMZCH este redusă atunci când funcționează la frecvențe înalte în domeniul audio. Situația este și mai bună cu calitatea la manevrarea condensatoarelor electrolitice în redresoare de curent înalt (etape de ieșire UMZCH) neelectrolitice. În același timp, după ureche, atât prima, cât și cea de-a doua adăugire la circuitele redresorului au fost destul de clar percepute de examinarea subiectivă - prin auzirea funcționării UMZCH, a fost observată funcționarea sa mai naturală la reproducerea mai multor componente de înaltă frecvență de diferite frecvente.

Despre tranzistori. Nu merită să înlocuiți tranzistoarele VT3 și VT4 cu copii care sunt mai proaste în ceea ce privește proprietățile frecvenței (KT814, de exemplu), coeficientul armonic crește în același timp de cel puțin două ori (în secțiunea HF și chiar mai mult). După ureche, acest lucru este foarte vizibil, frecvențele medii sunt reproduse nefiresc. Pentru a simplifica proiectarea UMZCH, în etapa de ieșire au fost utilizate tranzistori compozit din seria KT827A. Și, deși, în principiu, sunt destul de fiabile, ele trebuie totuși verificate pentru rezistența maximă (fiecare instanță are propria sa) tensiune colector-emițător (adică tensiunea directă U ke max. pentru un tranzistor închis). Pentru a face acest lucru, baza tranzistorului este conectată la emițător printr-un rezistor de 100 ohmi și tensiunea este crescută treptat: plus la colector, minus la emițător. Instanțele care detectează fluxul de curent (limita ampermetrului este de 100 μA) pentru Uke = 100 V nu sunt potrivite pentru acest design. S-ar putea să funcționeze, dar nu pentru mult timp... Instanțele fără astfel de „scurgeri” funcționează fiabil ani de zile fără a crea probleme. Schema standului de testare este prezentată în Fig.10. Desigur, parametrii seria KT827 vrea să fie cea mai bună, mai ales în ceea ce privește proprietățile de frecvență. Prin urmare, au fost înlocuite cu tranzistoare „compozite” asamblate pe KT940 și KT872. Este necesar doar să selectați KT872 cu cel mai mare h21e posibil, deoarece Ikmax nu este suficient de mare pentru KT940. Acest echivalent funcționează bine în întreaga gamă audio și mai ales la frecvențe înalte. Circuitul pentru pornirea a două tranzistoare în loc de un tip compozit KT827A este prezentat în Fig. 11. Tranzistorul VT1 poate fi înlocuit cu KT815G și VT2 - cu aproape orice unul puternic (P la > 50 W și cu U e > 30).

Rezistoarele utilizate tipurile C2-13 (0,25 W), MLT. Condensatoare de tipuri K73-17, K50-35 etc. Configurarea corectă a UMZCH asamblat (fără erori) constă în setarea curentului de repaus al tranzistoarelor treptei de ieșire UMZCH - VT7 și VT8 în 40-70 mA. Este foarte convenabil să controlați valoarea curentului de repaus prin căderea de tensiune între rezistențele R27 și R29. Curentul de repaus este stabilit de rezistența R3. O tensiune de ieșire constantă aproape de zero la ieșirea UMZCH este setată de un rezistor de echilibrare R11 (se atinge o diferență de potențial de cel mult 100 mV).

LITERATURĂ

1. Suhov N.E. etc. Tehnica de reproducere a sunetului de înaltă calitate - Kiev, „Tehnica”, 1985
2. Suhov N.E. UMZCH de înaltă fidelitate. - „Radio”, 1989 - Nr. 6, Nr. 7.
3. Suhov N.E. În problema evaluării distorsiunilor neliniare UMZCH. - „Radio”, nr. 5. 1989.

Vechi dar auriu

Circuitele amplificatoarelor au trecut deja printr-o spirală în dezvoltarea sa, iar acum asistăm la o „renaștere a tubului”. În conformitate cu legile dialecticii, în care am fost atât de încăpăţânaţi, ar trebui să urmeze „renaşterea tranzistorului”. Însuși acest lucru este inevitabil, deoarece lămpile, cu toată frumusețea lor, sunt deja foarte incomode. Chiar și acasă. Dar amplificatoarele cu tranzistori și-au acumulat dezavantajele...
Motivul sunetului „tranzistorului” a fost explicat la mijlocul anilor '70 - feedback profund. Dă naștere la două probleme deodată. Prima este distorsiunea de intermodulație tranzitorie (TIM) în amplificatorul însuși, cauzată de întârzierea semnalului în bucla de feedback. Există o singură modalitate de a face față acestui lucru - prin creșterea vitezei și a amplificarii amplificatorului original (fără feedback), care este plin de complicații grave ale circuitului. Rezultatul este greu de prezis: dacă va fi sau nu.
A doua problemă este că feedback-ul profund reduce foarte mult impedanța de ieșire a amplificatorului. Și acest lucru pentru majoritatea difuzoarelor este plin de apariția acelor distorsiuni de intermodulație chiar în capetele dinamice. Motivul este că atunci când bobina se mișcă în golul sistemului magnetic, inductanța sa se modifică semnificativ, astfel încât și impedanța capului se modifică. Cu o impedanță scăzută de ieșire a amplificatorului, aceasta duce la modificări suplimentare ale curentului prin bobină, ceea ce dă naștere la tonuri neplăcute care sunt confundate cu distorsiunea amplificatorului. Acest lucru poate explica și faptul paradoxal că, cu o alegere arbitrară a difuzoarelor și amplificatoarelor, una setează „sunete” și cealaltă „nu sună”.

secretul sunetului tubului =
impedanță ridicată a amplificatorului de ieșire
+ feedback superficial .
Cu toate acestea, rezultate similare pot fi obținute cu amplificatoarele cu tranzistori. Toate circuitele de mai jos sunt unite de un singur lucru - circuite „asimetrice” și „greșite” neconvenționale și acum uitate. Cu toate acestea, este atât de rău pe cât se crede că este? De exemplu, un invertor de fază cu un transformator este un adevărat Hi-End! (Fig. 1) Un invertor de fază cu sarcină divizată (Fig. 2) este împrumutat din circuitul lămpii ...
fig.1

fig.2

fig.3

Aceste scheme sunt acum uitate nemeritat. Dar în zadar. Pe baza acestora, folosind o bază de elemente moderne, puteți crea amplificatoare simple, cu o calitate a sunetului foarte ridicată. În orice caz, ceea ce s-a întâmplat să colectez și să ascult a sunat decent - moale și „gustos”. Adâncimea feedback-ului în toate circuitele este mică, există OOS locale, iar impedanța de ieșire este semnificativă. De asemenea, nu există OOS general pentru curent continuu.

Cu toate acestea, schemele de mai sus funcționează în clasă B, deci au distorsiuni „de comutare”. Pentru a le elimina, este necesar să lucrați etapa de ieșire într-o clasă „pură”. A. Și a apărut și o astfel de schemă. Autorul schemei este J.L. Linsley Hood. Primele mențiuni din surse interne datează din a doua jumătate a anilor ’70.


fig.4

Principalul dezavantaj al amplificatoarelor de clasă A, limitând domeniul de aplicare al acestora - un curent de repaus mare. Cu toate acestea, există o altă modalitate de a elimina distorsiunile de comutare - utilizarea tranzistoarelor cu germaniu. Avantajul lor sunt micile distorsiuni ale modului B. (Într-o zi voi scrie o saga dedicată germaniului.) O altă întrebare este că nu este ușor să găsești acești tranzistori acum, iar alegerea este limitată. Când repetați următoarele modele, trebuie să vă amintiți că rezistența la căldură a tranzistoarelor cu germaniu este scăzută, deci nu trebuie să economisiți radiatoare pentru etapa de ieșire.

fig.5

În această diagramă, există o simbioză interesantă a tranzistorilor cu germaniu cu unul de câmp. Calitatea sunetului, în ciuda caracteristicilor mai mult decât modeste, este foarte bună. Pentru a reîmprospăta impresiile de acum un sfert de secol, nu mi-a fost lene să asamblam structura pe o machetă, modernizând-o ușor pentru a se potrivi cu denumirile moderne ale pieselor. Tranzistorul MP37 poate fi înlocuit cu un siliciu KT315, deoarece la configurare, mai trebuie să selectați rezistența rezistorului R1. Când se lucrează cu o sarcină de 8 ohmi, puterea va crește la aproximativ 3,5 W, capacitatea condensatorului C3 va trebui mărită la 1000 de microfaradi. Și pentru a lucra cu o sarcină de 4 ohmi, va trebui să reduceți tensiunea de alimentare la 15 volți pentru a nu depăși puterea disipată maximă a tranzistoarelor etajului de ieșire. Deoarece nu există un DC CNF general, stabilitatea termică este suficientă doar pentru uz casnic.

• Schemele 1,2,3,5 au fost publicate în revista Radio.
• Schema 4 împrumutată din colecție
  V.A.Vasiliev „Proiecte de radio amator străine” M. Radio și comunicare, 1982, p.14 ... 16
• Schemele 6 și 7 sunt împrumutate din colecție
  J. Bozdeh „Proiectarea dispozitivelor suplimentare pentru casetofone” (tradus din cehă) M. Energoizdat 1981, pp. 148.175
• În detaliu despre mecanismul de apariție a distorsiunii de intermodulație: Ar trebui ca UMZCH să aibă o impedanță de ieșire scăzută?

UMZCH pe tranzistoare cu efect de câmp

Utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp într-un amplificator de putere poate îmbunătăți semnificativ calitatea sunetului cu o simplificare generală a circuitului. Caracteristica de transfer a tranzistoarelor cu efect de câmp este apropiată de liniară sau pătratică, astfel încât practic nu există armonici uniforme în spectrul semnalului de ieșire, în plus, există o scădere rapidă a amplitudinii armonicilor superioare (ca și în cazul amplificatoarelor cu tub). Acest lucru permite utilizarea feedback-ului negativ superficial în amplificatoarele cu tranzistori cu efect de câmp sau abandonarea completă a acestuia. După ce au cucerit întinderile Hi-Fi „acasă”, tranzistoarele cu efect de câmp au început să atace sunetul mașinii. Schemele publicate au fost inițial destinate sistemelor de acasă, dar poate cineva va îndrăzni să aplice ideile întruchipate în ele într-o mașină...


fig.1
Această schemă este deja considerată clasică. În ea, treapta de ieșire, care funcționează în modul AB, este realizată pe tranzistoare MIS, iar etapele preliminare sunt pe cele bipolare. Amplificatorul oferă performanțe destul de ridicate, dar pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea sunetului, tranzistoarele bipolare ar trebui excluse complet din circuit (imaginea următoare).


fig.2
După ce toate rezervele pentru îmbunătățirea calității sunetului sunt epuizate, rămâne un singur lucru - o treaptă de ieșire cu un singur ciclu într-o clasă "pură" A. Curentul consumat de etapele preliminare de la o sursă de tensiune mai mare atât în ​​acest circuit, cât și în circuitul anterior este minimă.


fig.3
Etapa de ieșire cu un transformator este un analog complet al circuitelor lămpii. Este o gustare... Sursa de curent integrată CR039 setează modul de funcționare al treptei de ieșire.


fig.4
Cu toate acestea, un transformator de ieșire în bandă largă este un ansamblu destul de complicat de fabricat. O soluție elegantă - o sursă de curent în circuitul de scurgere - a fost propusă de companie

Figura prezintă un circuit amplificator de 50 W cu MOSFET-uri de ieșire.
Prima etapă a amplificatorului este un amplificator diferenţial bazat pe tranzistoare VT1 VT2.
A doua etapă a amplificatorului constă din tranzistoare VT3 VT4. Etapa finală a amplificatorului este formată din MOSFET-urile IRF530 și IRF9530. Ieșirea amplificatorului prin bobina L1 este conectată la o sarcină de 8 ohmi.
Circuitul format din R15 și C5 este proiectat pentru a reduce zgomotul. Filtre de putere condensatoare C6 și C7. Rezistența R6 este proiectată pentru a regla curentul de repaus.

Notă:
Utilizați o sursă de alimentare bipolară +/-35V
L1 este format din 12 spire de fir de cupru izolat cu diametrul de 1 mm.
C6 și C7 ar trebui să fie evaluate la 50V, restul condensatorilor electrolitici la 16V.
Necesită radiator pentru MOSFET-uri. Dimensiune 20x10x10 cm din aluminiu.
Sursa - http://www.circuitstoday.com/mosfet-amplifier-circuits

• Articole similare

Logheaza-te cu:

Articole aleatorii

• 21.09.2014

  Acest circuit de comutare automată a luminii pe timp de noapte va aprinde automat lumina și o va stinge dimineața. Fotorezistorul LDR este folosit ca senzor de lumină. Orice lămpi (fluorescente, incandescente...) pot fi conectate la circuit. Baza întreruptorului este declanșarea Schmitt pe temporizatorul 555. LDR și temporizatorul 555 sunt utilizate împreună pentru comutarea automată. Ușoară …

• 26.06.2018

  Acest exemplu arată posibilitatea de interacțiune între php și Arduino. Testul este efectuat pe Ubuntu 14.04, server web Apache 2, este instalat php 5.5. Testul a încercat să pornească și să oprească ieșirea digitală, precum și să interogheze starea ieșirii folosind php. test.php

  …

  Recent, din ce în ce mai des, multe firme și radioamatori folosesc în proiectele lor tranzistori puternici cu efect de câmp, cu un canal indus și cu o poartă izolată. Cu toate acestea, încă nu este ușor să achiziționați perechi complementare de tranzistoare cu efect de câmp de putere suficientă, așa că radioamatorii caută circuite UMZCH care utilizează tranzistoare puternice cu canale de aceeași conductivitate. Revista „Radio” a publicat mai multe astfel de modele. Autorul propune altul, dar cu o structură care este oarecum diferită de o serie de scheme comune în modelele UMZCH.

  Specificatii tehnice:

  Puterea nominală de ieșire în sarcină de 8 ohmi: 24 W

  Puterea nominală de ieșire într-o sarcină de 16 ohmi: 18 W

  Factor armonic la puterea nominală în 8 ohmi: 0,05%

  Factor armonic la puterea nominală într-o sarcină de 16 ohmi: 0,03%

  Sensibilitate: 0,7 V

  Câștig: 26 dB

  În tranzistorul clasic UMZCH, în ultimele trei decenii a fost folosită o cascadă diferențială. Este necesar să se compare semnalul de intrare cu semnalul de ieșire care se întoarce prin circuitele OOS, precum și să se stabilizeze „zero” la ieșirea amplificatorului (în majoritatea cazurilor, sursa de alimentare este bipolară, iar sarcina este conectată direct, fără un condensator de izolare). Al doilea este etapa de amplificare a tensiunii - un driver care oferă întreaga amplitudine a tensiunii necesare pentru amplificatorul de curent ulterior pe tranzistoarele bipolare. Deoarece această etapă are un curent relativ scăzut, amplificatorul de curent (followerul de tensiune) este două sau trei perechi de tranzistoare complementare compozite. Ca urmare, după etapa diferențială, semnalul trece prin trei, patru sau chiar cinci trepte de amplificare cu distorsiuni corespunzătoare în fiecare dintre ele și o întârziere. Aceasta este una dintre cauzele distorsiunii dinamice.

  În cazul utilizării tranzistoarelor puternice cu efect de câmp, nu este nevoie de o amplificare a curentului în mai multe etape. Cu toate acestea, este necesar și un curent semnificativ pentru a reîncărca rapid capacitatea interelectrodului canalului de poartă al unui tranzistor cu efect de câmp. Pentru a amplifica semnalele audio, acest curent este de obicei mult mai mic, dar în modul de comutare la frecvențe audio înalte se dovedește a fi vizibil și se ridică la zeci de miliamperi.

  În UMZCH descris mai jos, este implementat conceptul de minimizare a numărului de etape. La intrarea amplificatorului - o versiune în cascadă a cascadei diferențiale pe tranzistoarele VT2, VT3 și VT4, VT5, a cărei sarcină este o sursă de curent activă cu o oglindă de curent pe tranzistoarele VT6, VT7. Generatorul de curent de pe VT1 setează modul diferenţial în cascadă pentru curent continuu. Utilizarea conexiunii în serie a tranzistorilor într-o cascadă permite utilizarea tranzistoarelor cu un coeficient de transfer al curentului de bază foarte mare, care diferă printr-o valoare mică a tensiunii maxime (de obicei UKЭmax = 15 V).

  Între circuitul de alimentare negativ al amplificatorului (sursa VT14) și bazele tranzistoarelor VT4 și VT5, sunt conectate două diode zener, al căror rol este jucat de joncțiunile bază-emițător conectate în spate ale tranzistorilor VT8, VT9. Suma tensiunilor de stabilizare a acestora este oarecum mai mică decât tensiunea maximă admisă la sursa de poartă VT14, iar protecția unui tranzistor puternic este asigurată.

  În etapa de ieșire, drenul tranzistorului cu efect de câmp VT14 este conectat la sarcină printr-o diodă de comutare VD5. Semiciclurile semnalului de polaritate negativă sunt transmise prin diodă la sarcină, semiciclurile de polaritate pozitivă nu trec prin aceasta, ci trec prin tranzistorul VT11 pentru a controla poarta tranzistorului cu efect de câmp VT13, care se deschide numai în aceste semicicluri.

  Circuite similare de etapă de ieșire cu o diodă de comutare sunt cunoscute în circuitele de amplificare cu tranzistor bipolar ca o etapă încărcată dinamic. Aceste amplificatoare funcționau în modul clasa B, adică fără curent prin intermediul. În amplificatorul descris cu tranzistoare cu efect de câmp, există și un tranzistor VT11, care îndeplinește mai multe funcții simultan: prin acesta este trimis un semnal pentru a controla poarta VT13 și se formează, de asemenea, un feedback local asupra curentului de repaus, stabilizându-l. . În plus, contactul termic al tranzistoarelor VT11 și VT13 stabilizează regimul de temperatură al întregii trepte de ieșire. Ca rezultat, tranzistoarele etajului de ieșire funcționează în modul clasa AB, adică. cu un nivel de distorsiune neliniară corespunzător majorității opțiunilor pentru cascade push-pull. O tensiune proporțională cu curentul de repaus este îndepărtată de la rezistența R14 și de la dioda VD5 și alimentată la baza VT11. O sursă de curent activă stabilă este asamblată pe tranzistorul VT10, care este necesară pentru funcționarea etajului de ieșire. Este o sarcină dinamică pentru VT14 atunci când este activă în semiciclurile corespunzătoare ale semnalului. Dioda Zener compozită formată din VD6 și VD7 limitează tensiunea poarta-sursă VT13, protejând tranzistorul de defectare.

  Un astfel de UMZCH cu două canale a fost asamblat în corpul receptorului ROTEL RX-820 în locul UMZCH-ului disponibil acolo. Radiatorul de căldură din plăci este întărit cu bare metalice din oțel pentru a crește suprafața efectivă până la 500 cm 2 . La sursa de alimentare, condensatoarele de oxid au fost înlocuite cu altele noi cu o capacitate totală de 12.000 de microfaradi pentru o tensiune de 35 V. Au fost folosite și cascade diferențiale cu surse de curent activ (VT1-VT3) de la UMZCH precedent. Plăcile de prototipare au asamblat continuări cascode ale etapei diferențiale cu oglinzi de curent pentru fiecare canal (VT4-VT9, R5 și R6) și surse de curent activ pentru treptele de ieșire (VT10 ale ambelor canale) pe o placă comună cu elemente comune R9, VD3 și VD4 . Tranzistoarele VT10 sunt presate pe șasiu metalic cu spatele pentru a se descurca fără garnituri izolatoare. Tranzistoarele cu efect de câmp de ieșire sunt fixate pe un radiator comun cu o suprafață de cel puțin 500 cm2 prin distanțiere izolatoare conductoare de căldură cu șuruburi. Tranzistoarele VT11 ale fiecărui canal sunt montate direct pe bornele tranzistoarelor VT13 astfel încât să asigure un contact termic sigur. Părțile rămase ale etajelor de ieșire sunt montate pe ieșirile tranzistoarelor puternice și rafturi de montare. Condensatoarele C5, C6 sunt amplasate în imediata apropiere a tranzistoarelor de ieșire.

  Despre detaliile aplicate. Tranzistoarele VT8 și VT9 pot fi înlocuite cu diode zener pentru o tensiune de 7-8 V, operabile la un curent scăzut (1 mA), tranzistoarele VT1-VT5 pot fi înlocuite cu oricare dintre seriile KT502 sau KT3107A, KT3107B, KT3107I și este de dorit să le selectați care sunt apropiate în bazele coeficienților de transfer de curent în perechi, VT6 și VT7 pot fi înlocuite cu KT342 sau KT3102 cu indici de litere A, B, în locul VT11 poate exista oricare din seria KT503. Nu merită înlocuirea diodelor zener D814A (VD6 și VD7) cu altele, deoarece curentul de sarcină dinamică este de aproximativ 20 mA, iar curentul maxim prin diodele zener D814A este de 35 mA, deci sunt destul de potrivite. Înfășurarea inductorului L1 este înfășurată pe un rezistor R16 și conține 15-20 de spire de fir PEL 1.2.

  Stabilirea fiecărui canal UMZCH începe atunci când drenul VT13 este deconectat temporar de la circuitul de alimentare. Măsurați curentul emițătorului VT10 - ar trebui să fie de aproximativ 20 mA. Apoi, drenul tranzistorului VT13 este conectat printr-un ampermetru la o sursă de alimentare pentru a măsura curentul de repaus. Nu ar trebui să depășească 120 mA cu mult, aceasta indică asamblarea corectă și funcționalitatea pieselor. Curentul de repaus este reglat prin selectarea rezistorului R10. După pornire, ar trebui setat imediat la aproximativ 120 mA, după încălzire timp de 20-30 de minute, va scădea la 80-90 mA.

  Posibila autoexcitare este eliminată prin selectarea unui condensator C8 cu o capacitate de până la 5-10 pF. În versiunea autorului, autoexcitarea a apărut din cauza unui tranzistor VT13 defect într-unul dintre canale. Pentru alte tensiuni de alimentare, aria radiatorului trebuie recalculată pe baza modificării puterii maxime într-o direcție sau alta și nu trebuie depășiți parametrii admiși pentru dispozitivele semiconductoare utilizate.

  „Radio” №12, 2008

  Câteva cuvinte despre erorile de instalare: Pentru a îmbunătăți lizibilitatea circuitelor, luați în considerare un amplificator de putere cu două perechi de tranzistoare cu efect de câmp terminal și o sursă de alimentare de ±45 V. Ca o primă greșeală, să încercăm să „lipim” diodele zener VD1 și VD2 cu polaritatea greșită (conexiunea corectă este prezentată în Figura 11). Harta tensiunilor va lua forma prezentată în Figura 12. Figura 11 Pinout diode Zener BZX84C15 (cu toate acestea, pinout este același pe diode). Figura 12 Harta tensiunii amplificatorului de putere cu instalarea necorespunzătoare a diodelor zener VD1 și VD2. Aceste diode zener sunt necesare pentru a forma tensiunea de alimentare a amplificatorului operațional și sunt selectate pentru 15 V numai pentru că această tensiune este optimă pentru acest amplificator operațional. Amplificatorul își păstrează performanța fără pierderi de calitate chiar și atunci când se utilizează valori nominale adiacente în linie - 12 V, 13 V, 18 V (dar nu mai mult de 18 V). În cazul instalării incorecte, în locul tensiunii de alimentare necesare, amplificatorul operațional primește doar o scădere de tensiune la joncțiunea n-p a diodelor zener. Curentul de repaus este reglat normal, există o tensiune mică constantă la ieșirea amplificatorului, nu există semnal de ieșire. De asemenea, este posibil ca diodele VD3 și VD4 să nu fie montate corect. În acest caz, curentul de repaus este limitat doar de valorile rezistențelor R5, R6 și poate atinge o valoare critică. Va exista un semnal la ieșirea amplificatorului, dar o încălzire destul de rapidă a tranzistoarelor terminale va determina cu siguranță supraîncălzirea acestora și defectarea amplificatorului. Harta de tensiune și curent pentru această eroare este prezentată în figurile 13 și 14. Figura 13 Harta tensiunii amplificatorului cu instalarea incorectă a diodelor de stabilizare termică. Figura 14 Harta curentului amplificatorului cu instalarea incorectă a diodelor de stabilizare termică. Următoarea eroare de instalare populară poate fi instalarea incorectă a tranzistoarelor (driverelor) din penultima etapă. Harta tensiunii amplificatorului în acest caz ia forma prezentată în Figura 15. În acest caz, tranzistoarele treptei terminale sunt complet închise și nu există semne de sunet la ieșirea amplificatorului, iar nivelul tensiunii DC este cât mai aproape de zero posibil. . Figura 15 Harta tensiunii cu montarea incorectă a tranzistoarelor treptei driver. În plus, cea mai periculoasă greșeală este că tranzistoarele etapei driver sunt confuze pe alocuri, iar pinout-ul este, de asemenea, confuz, drept urmare ceea ce este atașat la bornele tranzistoarelor VT1 și VT2 este corect și funcționează în modul urmăritor emițător. În acest caz, curentul prin treapta finală depinde de poziția rezistenței trimmerului și poate fi de la 10 la 15 A, ceea ce în orice caz va provoca o suprasarcină a sursei de alimentare și o încălzire rapidă a tranzistoarelor terminale. Figura 16 prezintă curenții în poziția de mijloc a trimmerului. Figura 16 Harta curentă cu montarea incorectă a tranzistoarelor treptei driver, pinout-ul este de asemenea confuz. Este puțin probabil să fie posibilă lipirea ieșirii tranzistoarelor terminale cu efect de câmp IRFP240 - IRFP9240 „diversa”, dar se dovedește a le schimba destul de des. În acest caz, diodele instalate în tranzistoare sunt obținute într-o situație dificilă - tensiunea aplicată acestora are o polaritate corespunzătoare rezistenței lor minime, ceea ce determină consumul maxim de la sursa de alimentare și cât de repede se ard depinde mai mult de noroc decât asupra legilor fizicii. Focuri de artificii pe placă se pot întâmpla din încă un motiv - diode zener de 1,3 W clipesc la vânzare într-o carcasă la fel ca și pentru diodele 1N4007, așa că înainte de a instala diode zener pe o placă, dacă acestea sunt într-o carcasă neagră, ar trebui să o luați mai aproape. uită-te la inscripțiile de pe carcasă. La montarea diodelor în locul diodelor zener, tensiunea de alimentare a amplificatorului operațional este limitată numai de valorile rezistențelor R3 și R4 și de consumul de curent al amplificatorului operațional însuși. În orice caz, valoarea tensiunii rezultată este mult mai mare decât tensiunea maximă de alimentare pentru acest amplificator operațional, ceea ce duce la defecțiunea acestuia, uneori odată cu declanșarea unei părți a amplificatorului operațional, iar apoi poate apărea o tensiune constantă la nivelul acestuia. ieșire, aproape de tensiunea de alimentare a amplificatorului, ceea ce va duce la apariția unei tensiuni constante la ieșirea amplificatorului de putere în sine. De regulă, etapa finală în acest caz rămâne operațională. Și, în final, câteva cuvinte despre valorile rezistențelor R3 și R4, care depind de tensiunea de alimentare a amplificatorului. 2,7 kΩ este cel mai versatil, totuși, la alimentarea amplificatorului cu o tensiune de ± 80 V (doar la o sarcină de 8 Ω), aceste rezistențe vor disipa aproximativ 1,5 W, deci trebuie înlocuite cu o rezistență de 5,6 kΩ sau 6,2 kΩ. , ceea ce va reduce puterea termică eliberată la 0,7 W. E C B BD135; BD137 G&S IRF240 - IRF9240 Acest amplificator și-a găsit pe merit fani și a început să achiziționeze versiuni noi. În primul rând, circuitul pentru generarea tensiunii de polarizare a primei trepte de tranzistor a suferit o schimbare. În plus, în circuit a fost introdusă protecția la suprasarcină. Ca urmare a îmbunătățirilor, schema schematică a unui amplificator de putere cu tranzistori cu efect de câmp la ieșire a căpătat următoarea formă: CREȘTE Opțiuni PCB afișate în format grafic (trebuie să se scaleze) Aspectul modificării rezultate a amplificatorului de putere este prezentat în fotografiile de mai jos: Rămâne să stropești o muscă cu unguent în acest butoi de miere... Cert este că tranzistoarele cu efect de câmp IRFP240 și IRFP9240 utilizate în amplificator au fost întrerupte de dezvoltatorul International Rectifier (IR), care a acordat mai multă atenție calității produselor sale. Principala problemă a acestor tranzistoare este că au fost proiectate pentru a fi utilizate în surse de alimentare, dar s-au dovedit a fi destul de potrivite pentru echipamentele de amplificare audio. O atenție sporită acordată calității componentelor fabricate de către International Rectifier a făcut posibilă, fără a selecta tranzistori, conectarea mai multor tranzistori în paralel fără a vă face griji cu privire la diferențele dintre caracteristicile tranzistorului - răspândirea nu a depășit 2%, ceea ce este destul de acceptabil. Astăzi, tranzistoarele IRFP240 și IRFP9240 sunt fabricate de Vishay Siliconix, care nu este atât de respectuos față de produsele sale, iar parametrii tranzistorilor au devenit potriviți numai pentru sursele de alimentare - dispersia „coeficientului de câștig” al tranzistorilor dintr-un lot depășește 15 %. Aceasta exclude conexiunea paralelă fără preselecție, iar numărul de tranzistori testați pentru selecția 4 este același, depășește câteva zeci de copii. În acest sens, înainte de a asambla acest amplificator, în primul rând, ar trebui să aflați ce marcă de tranzistori puteți obține. Dacă Vishay Siliconix este la vânzare în magazinele dvs., atunci este recomandat să refuzați asamblarea acestui amplificator de putere - riscați să cheltuiți destul de mulți bani și să nu obțineți nimic. Cu toate acestea, munca la dezvoltarea „VERSIUNII 2” a acestui amplificator de putere și lipsa tranzistoarelor cu efect de câmp decente și ieftine pentru etapa de ieșire m-au făcut să mă gândesc puțin la viitorul acestui circuit. Drept urmare, a fost simulată „VERSIUNEA 3”, folosind în loc de tranzistori cu efect de câmp IRFP240 - IRFP9240 de la Vishay Siliconix o pereche bipolară de la TOSHIBA - 2SA1943 - 2SC5200, care sunt încă de o calitate destul de decentă astăzi. Schema de circuit a noii versiuni a amplificatorului a absorbit îmbunătățirile „VERSIUNEA 2” și a suferit modificări în treapta de ieșire, făcând posibilă abandonarea utilizării tranzistoarelor cu efect de câmp. Schema circuitului este prezentată mai jos: Diagrama schematică folosind FET-uri ca repetoare MĂRIRE În această versiune, tranzistorii cu efect de câmp au fost păstrați, dar sunt utilizați ca adepți de tensiune, ceea ce ușurează semnificativ stadiul driverului. În sistemul de protecție a fost introdusă o mică conexiune pozitivă, ceea ce face posibilă evitarea excitării amplificatorului de putere la limita operațiunii de protecție. Placa de circuit imprimat este in proces de dezvoltare, rezultatele aproximative ale masuratorilor reale si o placa de circuit imprimat functionala vor aparea la sfarsitul lunii noiembrie, insa deocamdata putem oferi graficul de masurare THD obtinut de MICROCAP. Puteți citi mai multe despre acest program.