Preprost visokokakovosten umzch. Nastavitev ojačevalnika moči Lanzar - shema vezja ojačevalnika moči, opis sheme vezja, priporočila za montažo in nastavitev Visokokakovosten PU material

Popravilo UMZCH je skoraj najpogostejše vprašanje na radijskih amaterskih forumih. In hkrati – eden najtežjih. Seveda obstajajo "najljubše" napake, vendar načeloma lahko katera koli od več deset ali celo sto komponent, ki sestavljajo ojačevalnik, ne uspe. Poleg tega obstaja veliko vezij UMZCH.

Seveda ni mogoče zajeti vseh primerov, ki se pojavljajo v praksi popravil, vendar, če sledite določenemu algoritmu, potem je v veliki večini primerov mogoče obnoviti delovanje naprave v zelo razumnem času. Ta algoritem sem razvil na podlagi svojih izkušenj pri popravilu približno petdesetih različnih UMZCH, od najpreprostejših, za nekaj vatov ali deset vatov, do koncertnih "pošasti" 1...2 kW na kanal, od katerih je bila večina prejet v popravilo brez shem vezja.

Glavna naloga popravila katerega koli UMZCH je lokalizacija okvarjenega elementa, kar pomeni nedelovanje celotnega vezja in odpoved drugih kaskad. Ker v elektrotehniki obstajata samo 2 vrsti napak:

1. prisotnost stika tam, kjer ne bi smelo biti;
2. pomanjkanje stika tam, kjer bi moral biti.

“Super naloga” popravila je najti zlomljen ali strgan element!

Če želite to narediti, poiščite kaskado, kjer se nahaja. Naslednje je "stvar tehnologije". Kot pravijo zdravniki: "Pravilna diagnoza je polovica zdravljenja."

Seznam opreme in orodij, potrebnih (ali vsaj zelo zaželenih) za popravila:

1. izvijači, stranski rezalniki, klešče, skalpel (nož), pinceta, povečevalno steklo - to je najmanjši zahtevani nabor običajnih orodij za namestitev;
2. tester (multimeter);
3. osciloskop;
4. komplet žarnic z žarilno nitko za različne napetosti - od 220 V do 12 V (2 kosa);
5. nizkofrekvenčni generator sinusne napetosti (zelo zaželen);
6. bipolarno regulirano napajanje 15-25 (35) V z omejitvijo;
7. izhodni tok (zelo zaželen);
8. merilnik kapacitivnosti in ekvivalentnega serijskega upora (ESR) kondenzatorjev (zelo zaželeno);
9. in končno najpomembnejše orodje - glava na ramenih (obvezno!).

Oglejmo si ta algoritem na primeru popravila hipotetičnega tranzistorja UMZCH z bipolarnimi tranzistorji v izhodnih stopnjah (slika 1), ki ni preveč primitiven, a tudi ne zelo zapleten. Ta shema je najpogostejša "klasika žanra". Funkcionalno je sestavljen iz naslednjih blokov in vozlišč:

1. bipolarno napajanje (ni prikazano);
2. vhodna diferencialna stopnja na tranzistorjih VT2, VT5 s tokovnim ogledalom na tranzistorjih VT1 in VT4 v njihovih kolektorskih obremenitvah in stabilizatorju njihovega emiterskega toka na VT3;
3. napetostni ojačevalnik na VT6 in VT8 v kaskadni povezavi, z obremenitvijo v obliki tokovnega generatorja na VT7;
4. enota za termično stabilizacijo mirujočega toka na tranzistorju VT9;
5. enota za zaščito izhodnih tranzistorjev pred prekomernim tokom na tranzistorjih VT10 in VT11;
6. tokovni ojačevalnik na osnovi komplementarnih trojčkov tranzistorjev, povezanih po Darlingtonovem vezju v vsakem kraku (VT12VT14VT16 in VT13VT15VT17).

Slika 1

1. Prva točka vsakega popravila je zunanji pregled predmeta in njegovo vohanje (!). Samo to nam včasih omogoča, da vsaj ugibamo o bistvu napake. Če diši po zažganem, je očitno nekaj gorelo.

2. Preverjanje prisotnosti omrežne napetosti na vhodu: omrežna varovalka je pregorela, pritrditev žic napajalnega kabla v vtič je ohlapna, napajalni kabel je pretrgan itd. Faza je najbolj banalna v svojem bistvu, vendar se na njej popravilo konča v približno 10% primerov.

3. Iščemo vezje za ojačevalnik. V navodilih, na internetu, od znancev, prijateljev itd. Žal je zadnje čase vse pogosteje neuspešno. Če ga nismo našli, smo težko zavzdihnili, se posuli s pepelom na glavo in začeli risati shemo na tablo. Ta korak lahko preskočite. Če rezultat ni pomemben. Vendar je bolje, da ga ne zamudite. Je dolgočasno, dolgo, odvratno, ampak - "Potrebno je, Fedya, potrebno je ..." ((C) "Operacija "Y" ...).

4. Predmet odpremo in izvedemo zunanji pregled njegovih "grob". Po potrebi uporabite povečevalno steklo. Vidijo se uničena ohišja polavtomatskih naprav, zatemnjeni, zogleneli ali uničeni upori, nabrekli elektrolitski kondenzatorji ali iz njih iztekanje elektrolitov, zlomljeni vodniki, tirnice tiskanih vezij itd. Če se najde, to še ni razlog za veselje: uničeni deli so lahko posledica okvare kakšne »bolhe«, ki je vidno nedotaknjena.

5. Preverjanje napajanja. Odpajkamo žice, ki gredo od napajalnika do vezja (ali odklopimo konektor, če obstaja). Izvlečemo omrežno varovalko in na kontakte njenega nosilca prispajkamo 220 V (60-100 W) svetilko. Omejil bo tok v primarnem navitju transformatorja, pa tudi tokove v sekundarnih navitjih. Vklopite ojačevalnik. Lučka mora utripati (medtem ko se kondenzatorji filtra polnijo) in ugasniti (dovoljen je šibek sij žarilne nitke). To pomeni, da je K.Z. Na primarnem navitju ni omrežnega transformatorja in ni očitnega kratkega stika. v svojih sekundarnih navitjih. S testerjem v načinu izmenične napetosti izmerimo napetost na primarnem navitju transformatorja in na svetilki. Njihova vsota mora biti enaka mrežni. Merimo napetost na sekundarnih navitjih. Biti morajo sorazmerni s tem, kar je dejansko izmerjeno na primarnem navitju (glede na nominalno). Lahko ugasnete svetilko, zamenjate varovalko in priključite ojačevalnik neposredno v omrežje. Ponovimo preverjanje napetosti na primarnem in sekundarnem navitju. Razmerje (sorazmerje) med njima naj bo enako kot pri merjenju s svetilko. Svetilka gori stalno s polno jakostjo - to pomeni, da imamo kratek stik. v primarnem krogu: preverimo celovitost izolacije žic, ki prihajajo iz omrežnega priključka, stikala za vklop, držala varovalk. Odspajkamo enega od vodnikov, ki gredo do primarnega navitja transformatorja. Lučka ugasne - najverjetneje je prišlo do okvare primarnega navitja (ali kratkega stika med zavoji). Svetilka stalno gori z nepopolno intenzivnostjo - najverjetneje je okvara v sekundarnih navitjih ali v tokokrogih, povezanih z njimi. Odpajkamo eno žico, ki gre od sekundarnih navitij do usmernikov. Ne daj se zmesti, Kulibin! Da kasneje ne bo neznosnih bolečin zaradi nepravilnega spajkanja hrbta (označite npr. s koščki lepilnega traku). Lučka ugasne, kar pomeni, da je s transformatorjem vse v redu. Peče - spet močno vzdihnemo in iščemo zamenjavo zanj ali pa ga previjemo nazaj.

6. Ugotovljeno je bilo, da je transformator v redu, okvara pa je v usmernikih oziroma filtrskih kondenzatorjih. Preizkušamo diode (priporočljivo je, da jih odspajkamo pod eno žico, ki gre do njihovih sponk, ali jih odspajkamo, če gre za integralni most) s testerjem v načinu ohmmetra na minimalni meji. Digitalni testerji pogosto ležijo v tem načinu, zato je priporočljivo uporabiti kazalno napravo. Osebno že dolgo uporabljam piskač (slika 2, 3). Diode (most) so počene ali polomljene - zamenjamo jih. Celotni – “obročasti” filtrski kondenzatorji. Pred merjenjem jih je treba izprazniti (!!!) skozi 2-vatni upor z uporom približno 100 Ohmov. V nasprotnem primeru lahko zažgete tester. Če je kondenzator nedotaknjen, se igla, ko se zapre, najprej odkloni do maksimuma, nato pa precej počasi (ko se kondenzator polni) "polzi" v levo. Spremenimo povezavo sond. Puščica najprej zapusti skalo v desno (na kondenzatorju je ostal naboj od prejšnje meritve) in nato spet polzi v levo. Če imate merilnik kapacitivnosti in ESR, je zelo priporočljivo, da ga uporabite. Zamenjamo okvarjene oz. pokvarjene kondenzatorje.

Slika 2

Slika 3

7. Usmerniki in kondenzatorji so celi, a je na izhodu napajalnika stabilizator napetosti? Brez težav. Med izhodom usmernika(-ov) in vhodom(-i) stabilizatorja(-ov) prižgemo žarnico(-e) (verigo(-e) žarnic) na skupno napetost, ki je blizu tiste, ki je navedena na ohišju kondenzator filtra. Lučka zasveti - prišlo je do napake v stabilizatorju (če je vgrajen) ali v vezju za ustvarjanje referenčne napetosti (če je na diskretnih elementih) ali pa je kondenzator na njegovem izhodu pokvarjen. Pokvarjen krmilni tranzistor se določi z zvonjenjem njegovih sponk (odspajkanje!).

8. Ali je z napajalnikom vse v redu (napetosti na njegovem izhodu so simetrične in nominalne)? Preidimo na najpomembnejšo stvar - sam ojačevalnik. Iz napajalnega izhoda izberemo žarnico (ali nize svetilk) za skupno napetost, ki ni nižja od nazivne, in prek nje (njih) priključimo ojačevalno ploščo. Še več, po možnosti na vsakega od kanalov posebej. Ga vklopite. Prižgali sta se obe lučki - obe roki izhodnih stopenj sta bili zlomljeni. Samo eno - eno od ramen. Čeprav ni dejstvo. Svetilke ne svetijo ali pa sveti samo ena. To pomeni, da so izhodne stopnje najverjetneje nedotaknjene. Na izhod priključimo upor 10-20 Ohm. Ga vklopite. Lučke morajo utripati (na plošči so običajno tudi napajalni kondenzatorji). Na vhod uporabimo signal iz generatorja (nadzor ojačanja je nastavljen na največ). Svetilki (obe!) sta zasvetili. To pomeni, da ojačevalnik nekaj ojača (čeprav piska, vibrira itd.), nadaljnje popravilo pa je sestavljeno iz iskanja elementa, ki ga vzame iz načina. Več o tem spodaj.

9. Za nadaljnje testiranje osebno ne uporabljam standardnega napajalnika ojačevalnika, ampak uporabljam 2-polarni stabilizirani napajalnik s tokovno omejitvijo 0,5 A. Če tega ni, lahko uporabite tudi napajalnik ojačevalnika, priključen, kot je prikazano , skozi žarnice z žarilno nitko. Morate le skrbno izolirati njihove baze, da slučajno ne povzročite kratkega stika in pazite, da ne zlomite bučk. Toda zunanji napajalnik je boljši. Hkrati je vidna tudi trenutna poraba. Dobro zasnovan UMZCH omogoča nihanje napajalne napetosti v precej širokih mejah. Pri popravilu ne potrebujemo njegovih super-duper parametrov, dovolj je le njegova zmogljivost.

10. Torej, z BP je vse v redu. Preidimo na ploščo ojačevalnika (slika 4). Najprej morate lokalizirati kaskade z okvarjenimi/pokvarjenimi komponentami. Za to je zelo priporočljivo imeti osciloskop. Brez tega se učinkovitost popravil znatno zmanjša. Čeprav se da tudi s testerjem narediti marsikaj. Skoraj vse meritve se izvajajo brez obremenitve (prosti tek). Predpostavimo, da imamo na izhodu "poševnost" izhodne napetosti od nekaj voltov do polne napajalne napetosti.

11. Najprej izklopimo zaščitno enoto, za katero s plošče odpajkamo desne priključke diod VD6 in VD7 (v moji praksi so bili trije primeri, ko je bil vzrok za nedelovanje okvara te enote). Pogledamo izhodno napetost. Če se je vrnil v normalno stanje (lahko je residualno neravnovesje več milivoltov – to je normalno), pokličemo VD6, VD7 in VT10, VT11. Lahko pride do zlomov in okvar pasivnih elementov. Našli smo pokvarjen element - zamenjamo in obnovimo povezavo diod. Je izhod enak nič? Ali je izhodni signal (ko je signal iz generatorja uporabljen na vhodu) prisoten? Prenova je končana. Se je kaj spremenilo z izhodnim signalom? Pustimo diode odklopljene in gremo naprej.

12. S plošče odpajkamo desni priključek upora OOS (R12 skupaj z desnim priključkom C6), kot tudi leva priključka R23 in R24, ki ju povežemo z žičnim mostičkom (prikazano rdeče na sliki 4) in skozi dodatni upor (brez oštevilčenja, približno 10 kOhm) priključimo na skupno žico. Kolektorja VT8 in VT7 premostimo z žičnim mostičkom (rdeč), razen kondenzatorja C8 in enote za termično stabilizacijo mirujočega toka. Zaradi tega se ojačevalnik loči na dve samostojni enoti (vhodno stopnjo z napetostnim ojačevalnikom in izhodno sledilno stopnjo), ki morata delovati neodvisno. Poglejmo, kaj bomo dobili kot rezultat. Je napetostno neravnovesje še vedno prisotno? To pomeni, da so tranzistorji "nagnjenega" ramena pokvarjeni. Odspajkamo, pokličemo, zamenjamo. Hkrati preverimo tudi pasivne komponente (upore). Najpogostejša vrsta okvare, vendar naj opozorim, da je zelo pogosto posledica okvare kakšnega elementa v prejšnjih kaskadah (vključno z zaščitno enoto!). Zato je še vedno priporočljivo izpolniti naslednje točke. Ali je prišlo do nepravilnosti? To pomeni, da je izhodna stopnja verjetno nedotaknjena. Za vsak slučaj uporabimo signal generatorja z amplitudo 3-5 V na točko "B" (priključki uporov R23 in R24). Izhod mora biti sinusoida z dobro definiranim "korakom", katerega zgornji in spodnji polval sta simetrična. Če niso simetrični, pomeni, da je eden od tranzistorjev spodnjega kraka "pregorel" (izgubil parametre). Spajkamo in kličemo. Hkrati preverimo pasivne komponente (upore) Ali na izhodu sploh ni signala? To pomeni, da so močnostni tranzistorji obeh krakov izleteli "skozi in skozi". Žalostno, vendar boš moral vse odspajkati in zvoniti ter potem zamenjati. Možna je tudi zlom komponent. Tukaj morate resnično vklopiti "8. instrument". Preverimo, zamenjamo...

Slika 4

13. Ali ste dosegli simetrično ponovitev na izhodu (s korakom) vhodnega signala? Izhodna stopnja je bila popravljena. Zdaj morate preveriti delovanje enote za termično stabilizacijo mirujočega toka (tranzistor VT9). Včasih pride do kršitve stika med motorjem spremenljivega upora R22 in uporovnim tirom. Če je priključen v oddajno vezje, kot je prikazano na zgornjem diagramu, se izhodni stopnji ne more zgoditi nič slabega, ker na točki priključitve baze VT9 na delilnik R20–R22R21 se napetost preprosto poveča, nekoliko bolj se odpre in s tem se zmanjša padec napetosti med njegovim kolektorjem in oddajnikom. V izhodu v mirovanju se bo pojavil izrazit "korak". Vendar (zelo pogosto) je med zbiralnikom in bazo VT9 nameščen upor za nastavitev. Izjemno varna možnost! Potem, če motor izgubi stik z uporovno tirnico, se napetost na dnu VT9 zmanjša, zapre in s tem se poveča padec napetosti med njegovim kolektorjem in oddajnikom, kar vodi do močnega povečanja mirujočega toka izhoda tranzistorjev, njihovega pregrevanja in seveda toplotnega razpada. Še bolj neumna možnost za izvedbo te kaskade je, če je osnova VT9 povezana samo z motorjem s spremenljivim uporom. Potem, če se kontakt izgubi, se lahko na njem zgodi karkoli, z ustreznimi posledicami za izhodne stopnje. Če je mogoče, je vredno preurediti R22 v vezje baznega oddajnika. Res je, da bo v tem primeru regulacija mirujočega toka postala izrazito nelinearna glede na kot vrtenja motorja, vendar IMHO to ni tako visoka cena za zanesljivost. Tranzistor VT9 lahko preprosto zamenjate z drugim, z nasprotno vrsto prevodnosti, če to omogoča postavitev stez na plošči. To na noben način ne bo vplivalo na delovanje termostabilizacijske enote, ker je dvopolno omrežje in ni odvisno od vrste prevodnosti tranzistorja. Preizkušanje te kaskade je zapleteno zaradi dejstva, da so povezave s kolektorji VT8 in VT7 praviloma izvedene s tiskanimi vodniki. Noge uporov boste morali dvigniti in povezati z žicami (slika 4 prikazuje prekinitve žice). Med pozitivnimi in negativnimi vodili napajalne napetosti ter v skladu s tem zbiralnikom in oddajnikom VT9 so povezani upori s približno 10 kOhm (brez oštevilčenja, prikazani rdeče) in padec napetosti na tranzistorju VT9 se meri, ko se zavrti trimer upor R22 . Odvisno od števila stopenj repetitorja se mora spreminjati v območju približno 3-5 V (za "trojke, kot je prikazano na diagramu) ali 2,5-3,5 V (za "dvojke").

14. Tako smo prišli do najzanimivejšega, a tudi najtežjega - diferencialne kaskade z napetostnim ojačevalnikom. Delujejo le skupaj in načeloma jih je nemogoče ločiti v ločena vozlišča. Desni terminal OOS upora R12 premostimo s kolektorjema VT8 in VT7 (točka "A", ki je zdaj njegov "izhod"). Dobimo “slečen” (brez izhodnih stopenj) operacijski ojačevalnik majhne moči, ki je v mirovanju (brez obremenitve) popolnoma operativen. Na vhod damo signal z amplitudo od 0,01 do 1 V in vidimo, kaj se zgodi v točki A. Če opazimo ojačan signal simetrične oblike glede na tla, brez popačenja, potem je ta kaskada nedotaknjena.

15. Signal ima močno zmanjšano amplitudo (nizko ojačenje) - najprej preverite kapacitivnost kondenzatorja(-ov) C3 (C4, saj zaradi varčevanja proizvajalci zelo pogosto vgradijo samo en polarni kondenzator za napetost 50 V oz. več, pričakujemo, da bo v obratni polarnosti še vedno delovalo, kar ni črevo). Ko se izsuši ali pokvari, se ojačanje močno zmanjša. Če merilca kapacitivnosti ni, enostavno preverimo tako, da ga zamenjamo z znano dobrim. Signal je popačen - najprej preverite kapacitivnost kondenzatorjev C5 in C9, ki preklopijo napajalna vodila odseka predojačevalnika po uporih R17 in R19 (če ti filtri RC sploh obstajajo, ker pogosto niso nameščeni). Diagram prikazuje dve pogosti možnosti za uravnoteženje ničelnega nivoja: z uporom R6 ali R7 (seveda so lahko tudi drugi), če je kontakt motorja prekinjen, se lahko izhodna napetost tudi izkrivlja. Preverite z vrtenjem motorja (čeprav je kontakt "popolnoma pokvarjen", to morda ne bo dalo rezultata). Nato poskusite s pinceto premostiti njihove zunanje sponke z izhodno močjo motorja. Signala sploh ni - pogledamo, ali je sploh prisoten na vhodu (prekinitev R3 ali C1, kratek stik R1, R2, C2 itd.). Najprej morate odspajkati bazo VT2, ker ... signal na njem bo zelo majhen in poglejte na desni priključek upora R3. Seveda se lahko vhodna vezja močno razlikujejo od tistih, prikazanih na sliki - vključujejo "8. instrument". Pomaga.

16. Seveda ni realno opisati vseh možnih vzročno-posledičnih variant okvar. Zato bom nadalje preprosto orisal, kako preveriti vozlišča in komponente te kaskade. Trenutni stabilizatorji VT3 in VT7. V njih so možne okvare ali zlomi. Kolektorje odspajkamo s plošče in izmerimo tok med njimi in maso. Seveda morate najprej izračunati, kaj bi moralo biti glede na napetost na njihovih bazah in vrednosti uporov oddajnika. (Opomba! V moji praksi je bil primer samovzbujanja ojačevalnika zaradi previsoke vrednosti upora R10, ki ga je dobavil proizvajalec. Pomagala je prilagoditev njegove vrednosti na popolnoma delujočem ojačevalniku - brez zgoraj omenjene delitve na obdobja). Tranzistor VT8 lahko preverite na enak način: če preskočite kolektor-emiter tranzistorja VT6, se tudi neumno spremeni v tokovni generator. Tranzistorji diferencialne kaskade VT2V5T in tokovno ogledalo VT1VT4, kot tudi VT6 se po odspjkanju preverijo z njihovo kontinuiteto. Bolje je izmeriti dobiček (če ima tester takšno funkcijo). Priporočljivo je izbrati tiste z enakimi faktorji ojačenja.

17. Nekaj ​​besed »neslužbeno«. Iz nekega razloga so v veliki večini primerov v vsaki naslednji stopnji nameščeni tranzistorji večje in večje moči. Obstaja ena izjema pri tej odvisnosti: tranzistorji napetostne ojačevalne stopnje (VT8 in VT7) razpršijo 3-4 krat večjo moč kot pred-gonilnik VT12 in VT23 (!!!). Zato jih je treba, če je mogoče, takoj zamenjati s tranzistorji srednje moči. Dobra možnost bi bila KT940/KT9115 ali podobni uvoženi.

18. Dokaj pogoste okvare v moji praksi so bile nespajkanje ("hladno" spajkanje na tirnice/"pike" ali slabo servisiranje vodnikov pred spajkanjem) nog komponent in zlomljeni vodi tranzistorjev (predvsem v plastičnem ohišju) neposredno ob ohišju, ki jih je bilo vizualno zelo težko videti. Pretresite tranzistorje in natančno opazujte njihove priključke. V skrajnem primeru odspajkajte in ponovno spajkajte. Če ste preverili vse aktivne komponente, vendar napaka ostaja, morate (spet težko vzdihniti) odstraniti vsaj eno nogo s plošče in s testerjem preveriti vrednosti pasivnih komponent. Pogosti so primeri zlomov trajnih uporov brez zunanjih manifestacij. Neelektrolitski kondenzatorji praviloma ne prebijajo/prebijajo, lahko pa se zgodi karkoli...

19. Še enkrat, na podlagi izkušenj s popravilom: če so na plošči vidni zatemnjeni/zogleneli upori in simetrično v obeh krakih, je vredno ponovno izračunati moč, ki mu je dodeljena. V Žitomirskem ojačevalniku "Dominator" je proizvajalec v eno od stopenj namestil upore 0,25 W, ki so redno goreli (pred mano so bila 3 popravila). Ko sem izračunal njihovo zahtevano moč, sem skoraj padel s stola: izkazalo se je, da morajo oddajati 3 (tri!) vate ...

20. Končno je vse delovalo ... Obnovimo vse “pretrgane” povezave. Nasvet se zdi najbolj banalen, a kolikokrat se pozabi!!! Obnavljamo v obratnem vrstnem redu in po vsaki povezavi preverimo delovanje ojačevalnika. Pogosto se je zdelo, da je postopno preverjanje pokazalo, da vse deluje pravilno, toda po ponovni vzpostavitvi povezave je napaka spet "izlezla". Nazadnje spajkamo diode tokovne zaščitne kaskade.

21. Nastavili smo mirovalni tok. Med napajalnikom in ojačevalno ploščo vklopimo (če so bili prej izklopljeni) "venec" žarnic z žarilno nitko pri ustrezni skupni napetosti. Na izhod UMZCH priključimo enakovredno obremenitev (upor 4 ali 8 ohmov). Trimerski upor R22 nastavimo na spodnji položaj v skladu s shemo in na vhod generatorja uporabimo signal s frekvenco 10-20 kHz (!!!) s takšno amplitudo, da izhodni signal ni večji od 0,5 -1 V. Pri takšnem nivoju in frekvenci signala je jasno viden "korak", ki ga je pri močnem signalu in nizki frekvenci težko opaziti. Z vrtenjem motorja R22 dosežemo njegovo odpravo. V tem primeru morajo žarilne nitke svetilk malo svetiti. Tok lahko spremljate tudi z ampermetrom, tako da ga povežete vzporedno z vsako girlando svetilk. Ne bodite presenečeni, če se opazno razlikuje (vendar ne več kot 1,5-2 krat več) od tistega, kar je navedeno v priporočilih za nastavitev - navsezadnje nam ni pomembno "upoštevanje priporočil", temveč kakovost zvoka! Praviloma je v "priporočilih" tok mirovanja znatno precenjen, da se zagotovi doseganje načrtovanih parametrov ("v najslabšem primeru"). "Girlande" premostimo z mostičkom, povečamo nivo izhodnega signala na raven 0,7 od maksimuma (ko se začne omejitev amplitude izhodnega signala) in pustimo, da se ojačevalnik segreje 20-30 minut. Ta način je najtežji za tranzistorje izhodne stopnje - na njih se razprši največja moč. Če se "korak" ne pojavi (pri nizki ravni signala) in se mirovalni tok ni povečal za več kot 2-krat, menimo, da je nastavitev dokončana, sicer ponovno odstranimo "korak" (kot je navedeno zgoraj).

22. Odstranimo vse začasne povezave (ne pozabite!!!), ojačevalec v celoti sestavimo, zapremo ohišje in natočimo kozarec, ki ga spijemo z občutkom globokega zadovoljstva ob opravljenem delu. Sicer ne bo šlo!

Seveda ta članek ne opisuje odtenkov popravila ojačevalnikov z "eksotičnimi" stopnjami, z operacijskim ojačevalnikom na vhodu, z izhodnimi tranzistorji, povezanimi z OE, z "dvonivojskimi" izhodnimi stopnjami in še veliko več. .

Zato SE NADALJEVA...

Nedavno dajanje cevnih izhodnih zvočnih ojačevalnikov moči za reprodukcijo zvoka visoke ločljivosti je težko razumeti na podlagi njihove objektivne primerjave s tranzistorskimi UMZCH. Dejansko je sodoben tranzistorski UMZCH v vseh izmerjenih značilnostih bistveno boljši od cevnega. Po našem mnenju običajno merjena nelinearna popačenja (ND) ne izčrpajo tistih popačenj, ki določajo kakovost reprodukcije zvoka.

V najnaprednejših izvedbah tranzistorja UMZCH je raven NI dosežena skoraj do slušnega praga in celo nižje, zato je dvomljivo, da jih je mogoče zaznati z ušesom, zlasti v pogojih maskiranja s koristnim signalom.

Očitno gre za to, da se NI običajno meri v ustaljenem stanju, ko je prehodni proces po uporabi merilnega signala na vhodu testiranega ojačevalnika že zaključen tako na vhodu kot na izhodu ojačevalnika in v zaprta zanka splošne negativne povratne zveze (GNF) ) je bil vzpostavljen stacionarni oscilacijski proces, ki se z večjo ali manjšo natančnostjo odziva na signal, ki prihaja na vhod.

Očitno se nelinearnost ojačevalnika veliko močneje manifestira med prehodnim procesom (katerega trajanje je zaradi zakasnitve signala v vezju OOS lahko precejšnje), zlasti v začetni fazi, ko je delovanje OOS najmanj učinkovito. (zaradi omenjene zamude).

V nasprotju z dinamičnimi popačenji, ki vodijo do preobremenitve vhodne stopnje skozi celotno trajanje vhodnega signala z neugodnimi parametri, so obravnavani prehodni NI prisotni tudi takrat, ko dinamičnih ni, vendar le dokler prehodni proces ni končan.

In če upoštevamo, da so resnični zvočni programi zelo daleč od stacionarnih in dejansko povzročajo skoraj neprekinjen prehodni proces v UMZCH, potem lahko pri predvajanju takih programov NI močno preseže tiste, izmerjene s konvencionalnimi metodami v istem primeru ojačevalnik.

Zaradi kratkega trajanja prehodnega procesa v primerjavi s časom laboratorijskih meritev se še vedno "izmikajo" eksperimentalnemu preučevanju (za to je potreben razvoj posebnih metod), hkrati pa jih zlahka zaznamo z ušesom v celotnem zvoku celotnega fonograma. .

S tega vidika postane prednost cevnih ojačevalnikov jasna: čeprav je njihova izmerjena raven NI višja (to velja le za stacionarni način), v realnih razmerah elektronke kot veliko bolj linearne naprave zagotavljajo nižji NI kot tranzistorji ( čeprav seveda večji od teh istih elektronk v stacionarnem načinu), kar določa najboljši zvok elektronskih ojačevalcev.

Vendar pa so očitne pomanjkljivosti cevnih ojačevalnikov, kot so neprijetnosti pri delovanju, prostornost in velika masa, znatna poraba energije z relativno nizko učinkovitostjo in izhodno močjo.

V zvezi s tem bi bilo videti vabljivo ustvariti tranzistorski ojačevalnik z realnim nivojem NI, ki ni slabši od ravni cevnega ojačevalnika. Slednje pomeni, da je treba raven NI takšnega ojačevalnika, izmerjeno z običajnimi metodami, zmanjšati za en ali dva reda velikosti (!) v primerjavi z najboljšimi vzorci (možno je več), tako da raven NI v ne- stacionarni način ima sprejemljivo vrednost.

Vendar pa so metode linearizacije tranzistorskih ojačevalnikov, ki se trenutno uporabljajo, očitno že izčrpane in ne bodo omogočile doseganja zahtevanega koeficienta NI (0 = 0,0001 ... 0,00001%).

Zato je bila naloga preučiti možnost pridobitve tako rekordno nizke ravni notranjega NI tranzistorja UMZCH, ne da bi se ustavili pri kompleksnosti rešitev vezja, nato pa se odločiti, ali je tak pristop upravičen, ali prinaša dobiček kakovosti zvoka v primerjavi z obstoječimi vezji.

Zasnova, predstavljena v tem delu, je namenjena predvsem najzahtevnejšim poznavalcem visokokakovostne reprodukcije zvoka. Razvit je na podlagi načela, navedenega v, ki je izboljšava dobro znane metode zmanjševanja popačenja, opisane v.

riž. 1-3. Blokovni diagrami ojačevalnika.

Slika 1 prikazuje blokovni diagram dvostopenjskega ojačevalnika s prenosno funkcijo prve stopnje K1 in druge stopnje K2, prenosno funkcijo b splošne povratne zanke, ki pokriva celoten ojačevalnik, in prenosno funkcijo g lokalnega pozitivno povratno vezje (LPF), ki pokriva prvo stopnjo. Nastala prenosna funkcija takšne naprave je opisana z izrazom K=K1K2/(1-mK1+pK1K2). (1)

Če nastavite ojačanje v zanki MPOS tK1 = 1, se izkaže, da za razliko od ojačevalnika z enim OOS, v katerem je K = K1K2 / (1+ | ZK1K2) in le približno K = 1 / p (pri | ZK1K2 " 1), bo prenosna funkcija tega ojačevalnika natanko enaka 1/p.

V tem primeru mora biti globina zaščite okolja večja od globine MFOS, tj. |ЗК1К2>уК1, kar je nujen (vendar nezadosten) pogoj za stabilnost. Tako, ko je yK1 = 1, so vsa popačenja, ki nastanejo v drugi stopnji in so posledica nekonstantnosti njegove prenosne funkcije, potlačena (ker je K = 1/|3 in ni odvisna od K2).

Vendar pa je absolutno popolno zatiranje distorzije možno le z idealno prvo stopnjo. V resnici so zanj značilna nelinearna in frekvenčna popačenja, ki vodijo do odstopanja prenosne funkcije K1 od optimalne vrednosti. Poleg tega se spreminja zaradi nihanj napajalne napetosti, temperaturnega premika in sprememb parametrov delov skozi čas.

Problem je tudi zagotavljanje skupne stabilnosti tako kompleksnega sistema ob skupnem delovanju sistema varstva okolja in POS (drugi pogoj stabilnosti), saj se z uvedbo POS zmanjša rezerva stabilnosti prvotnega sistema.

Po drugi strani pa je zaželeno (za doseganje največje linearnosti), da je globina tako PIC kot OOS konstantna v delovnem frekvenčnem območju, tj. tako da je prvi pol frekvenčnega odziva sistema z odprto povratno zvezo na frekvenci f>20...30 kHz, nič manjša pa ni tudi mejna frekvenca v PIC zanki.

Medtem pa izpolniti najnovejše zahteve in hkrati zagotoviti zanesljivo mejo stabilnosti sploh ni enostavno, odstopanje od njih pa bistveno zmanjša učinkovitost metode. Očitno zato avtorju niso znani primeri uporabe opisanega principa dušenja popačenja za namene kakovostne reprodukcije zvoka.

Temeljna pomanjkljivost naprave, prikazane na sliki 1, je, kot kaže analiza, da je zanka MPOS zaporedno povezana z vezjem OOS. Delovanje naprave lahko bistveno izboljšamo s povezavo MPOS zanke vzporedno z OOS zanko, t.j. s povezovanjem vhoda druge stopnje ne z izhodom prve stopnje (točka 2 na sliki 1), temveč z njenim vhodom (točka 1).

Blokovni diagram predlagane naprave je prikazan na sliki 2. Najpomembnejša prednost takšne naprave je manjši fazni zamik, ki ga v zanko OOS vnesejo elementi vezja MPOS (od vhoda naprave do vhoda druge stopnje).

To je razvidno iz primerjave slike 2 s sliko 1, saj je očitno, da faza signala v točki 2 zaostaja za fazo v točki 1 (slika 1) s faznim zamikom, ki ga vnese prva stopnja ( in ta premik je lahko zelo pomemben pri frekvencah 0,2 ... 1 MHz in več, na območju katerih je treba zagotoviti stabilnost naprave).

Ta prednost je odločilna za uporabo te metode kompenzacije popačenja v visokokakovostnih UMZCH, saj minimalni fazni premiki, uvedeni pri njeni uporabi, omogočajo pridobitev zadostne meje stabilnosti in s tem zagotavljajo zanesljivo delovanje ojačevalnika z MOS.

Prednost naprave, prikazane na sliki 2, je tudi možnost bolj neodvisne (čeprav je ta neodvisnost relativna, saj zanki med seboj še vedno delujejo) in optimalne izbire parametrov zank MPOS in OOS glede na njihovo funkcionalnost. namen, ki je bistveno drugačen.

Ta večja neodvisnost je razvidna iz izraza za prenosno funkcijo izboljšanega sistema K = K2/(1 -7KI +|ЗК2), (2) ki za razliko od (1) ne vsebuje mešanih produktov prenosnih funkcij elementov. ki pripadajo različnim zankam.

Takšna ločitev je nemogoča v napravi, prikazani na sliki 1, kjer je prva stopnja skupni del zank MPOS in OOS, zaradi česar njeni parametri hkrati določajo tako lastnosti OOS kot lastnosti POS. . Zahteve za te parametre so v veliki meri protislovne, kar otežuje tudi reševanje problema največjega dušenja popačenj.

Prednosti vzporedne povezave zanke MPOS z zanko OOS omogočajo praktično izvedbo naprave z ne enim, temveč z dvema MPOS, ki medsebojno krepita učinek drug drugega in s tem izboljšata kompenzacijo popačenja. Blokovni diagram takšne naprave je prikazan na sliki 3, kjer so K1, K2, KZ prenosne funkcije treh stopenj glavnega kanala ojačevalnika; c je prenosna funkcija vezja OOS; a1y1 in a2y2 sta prenosni funkciji prve oziroma druge zanke MPOS, enakosti a1y1=1 in a2y2=1 pa sta določeni z največjo možno natančnostjo. Iz njene prenosne funkcije K = K1K2K3/[(1- a1y1)(1-a2y2)+pK1K2K3] (3) sledi, da od 1- a1y1<<1, то степень подавления искажений, зависящая от выражения (1-а1у1)(1-а2у2), значительно больше, чем в устройстве с одной петлей МПОС, в котором эта степень определяется одним членом 1 -а1у1<<(1-а1у1)(1-а2у2).

Najbolj presenetljivo pa je, da z enim MPOS minimalna dosegljiva raven NI ne more biti nižja od popačenj, ki jih vnesejo elementi same zanke MPOS, in v napravi z dvema (ali več) zankami MPOS kot izračuni kažejo, je lastni NI vsake zanke MPOS potlačen z delovanjem druge, tiste. možno je zmanjšati NI pod raven, ki jo določa najbolj linearen blok naprave, ki naj bi bil vezje MEC.

To je pomembna prednost tega načina kompenzacije popačenja pred drugimi, ki omogočajo zmanjšanje popačenja le do meje, ki jo določa intrinzična nelinearnost kompenzacijskega vezja.

Upoštevajte, da vse zgoraj navedeno v celoti velja za tista popačenja, ki jih povzroča neskladnost prenosnih funkcij (razen nelinearnih, na primer amplitudno-frekvenčnih). Takšna popačenja se kompenzirajo v vseh delih naprave, razen v vezju OOS b.

Lahko se pokaže, da so ta popačenja kompenzirana, če se pojavijo v delih naprave, ki se nahajajo med zanko MPOS in izhodom naprave, vključno s samim izhodom, medtem ko tista, ki se pojavijo med vhodom naprave in zanko MPOS, niso kompenzirana. Zato je raven hrupa naprave, prikazane na sliki 3, določena predvsem z lastnostmi hrupa vhodne stopnje.

Značilnosti ojačevalnika moči

• Nazivna vhodna napetost 0,3 V;
• Nazivna izhodna moč pri obremenitvi 8 ohmov (4 ohmov) - 40 (80) W;
• Frekvenčno območje z blokadami na robovih ne več kot 0,5 dB - 15-100000 Hz;
• Vhodna impedanca - 50 kOhm;
• Izhodna impedanca - 0 Ohm;
• (z vezji MPOS) Intermodulacijski koeficient popačenja, ne več kot 0,005 %;
• Raven hrupa (ponderirano) -105 dB (z MPOS vezji).

Shematski diagram UMZCH

Shematski diagram UMZCH, ki ustreza sliki 3, je prikazan na sliki 4. Da bi dosegli najnižjo možno raven NI, je glavni kanal ojačevalnika (brez MPOS) zasnovan kot dokaj linearen UMZN.

riž. 4. Shematski diagram tranzistorskega nizkofrekvenčnega ojačevalnika moči 80 W razreda Hi-End.

V ta namen so vse ojačevalne stopnje narejene push-pull na komplementarnih parih tranzistorjev, kar je omogočilo simetrijo obeh krakov glede na skupno žico in pridobitev bolj linearne amplitudne karakteristike.

Vsi tranzistorji delujejo v načinu A, z izjemo izhodne stopnje s plavajočo vhodno prednapetostjo (super-A), ki jo nastavi vezje na osnovi elementov VT15-VT18, R38-R41, VD15, VD16. To zagotavlja, da se končni tranzistorji ne izklopijo, ko je njihov tok mirovanja nizek.

Vhodna stopnja je izdelana po kaskadnem vezju (VT1, VT3, VT2, VT4). Način delovanja njegovih tranzistorjev je izbran tako, da ne preidejo v način izklopa ali tokovne omejitve, ko so izpostavljeni signalom z amplitudo, ki je nekajkrat višja od nazivne vhodne napetosti na vhodu, tudi ko je OOS izklopljen.

To je v primerjavi s tradicionalno diferencialno kaskado ugodno. Veriga R19, R18, C7 z mejno frekvenco 90 kHz omejuje ojačanje najvišjih frekvenčnih komponent impulznih signalov, kar preprečuje preobremenitev naslednjih stopenj ojačevalnika.

Zahvaljujoč tem ukrepom, kot tudi visoki zmogljivosti zaradi zavrnitve uporabe tranzistorjev s skupnim oddajnikom v kaskadah in vnaprejšnje korekcije (kondenzatorji C5, C6), v ojačevalniku ni dinamičnega popačenja, kar je še posebej pomembno za stabilno delovanje sistem s PIC.

Napetost OOS iz izhoda ojačevalnika se napaja na priključno točko uporov R11 in R12, ki skupaj z R10 in R13 določata delovni tok VT1 in VT2. Istočasno R10 in R13 kot del delilnikov R14/R10C3 in R15/R13C4 nastavita prenosno funkcijo vezja OOS.

Neposredna komponenta izhodne napetosti se dovaja oddajnikom vhodnih tranzistorjev skozi R10R11 in R12R13, in ne samo skozi R14 in R15, zato je globina povratne informacije za enosmerno napetost veliko večja kot za izmenično napetost in konstantna napetost komponenta na izhodu UMZCH je strogo stabilizirana.

Uporaba elektrolitskih kondenzatorjev C3, C4 ne vodi, kot izhaja iz meritev, do bistvenega povečanja popačenja, saj so polarizirani s konstantno napetostjo približno 4 V (izmenična komponenta je veliko manjša), zato je njihov način delovanja skoraj linearno.

Druga stopnja na tranzistorjih VT5-VT8, povezana po vezju OK-OB, je medpomnilnik med dvema vezjema MPOS. Diode VD3-VD6 nastavijo prednapetost na osnovah oddajnikov VT9, VT10 in diode VD7, VD8 ščitijo pred prevelikim povečanjem v primeru okvare ojačevalnika ali ene od varovalk.

Napetostni ojačevalnik (VT11, VT13, VT12, VT14) je prav tako izdelan z uporabo kaskodnega vezja. Napajalna napetost prvih stopenj je približno 21 V in jo nastavi stabilizator (VT23, VT24, VD17, VD18). Izhodni tranzistorji delujejo z nizkim mirovalnim tokom, zato termična stabilizacija ni potrebna.

Frekvenčni korekcijski elementi R19R18C7, R27C10, R22C8, R23C9 tvorijo frekvenčni odziv ojačevalnika, kar zagotavlja njegovo stabilnost pod OOC. Hkrati R19 in R27 služita kot obremenitev vhodne in medpomnilniške stopnje, kot tudi obremenitev zank MPOS, kar določa njihovo ojačenje.

Tranzistorji z učinkom polja se uporabljajo v vezjih MPOS, da zmanjšajo lastna popačenja vezij. Vsako vezje MPOS je ojačevalna stopnja s transmisijskim koeficientom približno enote, ki ga je mogoče spremeniti s trimernima uporoma R58 in R67.

Z neposredno povezavo izhoda kaskade z njenim vhodom dosežemo 100 % PIC. Verigi R57C15 in R66C16 prilagodita frekvenčni odziv kaskad in izboljšata natančnost kompenzacije pri frekvencah v zvočnem območju. Tokokrogi MPOS so povezani z glavnim kanalom v vozliščih A, B in s skupno žico.

Delovne točke tranzistorjev prvih kaskad in vezij MPOS so togo stabilizirane z upori z visokim uporom v njihovih oddajnih (izvornih) vezjih. S tem je zagotovljena konstantnost karakteristik kaskad, povezanih s točkama A in B.

Poleg tega imajo tranzistorji VT3VT4 in VT27VT28, VT7VT8 in VT31VT32 dinamične obremenitve drug za drugega, sledilci oddajnika VT5VT6, VT9VT10 in tranzistorji z učinkom polja VT25VT26 in VT29VT30 pa imajo visoko vhodno upornost, tako da upornost obremenitve za zanke MPOS določajo upori R19, ​​R27 (pri zvočnih frekvencah).

Zahvaljujoč temu je bilo mogoče doseči visoko stabilnost ojačanja v zankah MPOS, ki ni odvisna od temperature in se s časom ne spreminja.

Nastavitev ojačevalnika

Nato uporabite obrezovalne upore R7, R20 in R31, da nastavite ničelno napetost na izhodu ojačevalnika oziroma na vozliščih A oziroma B. Preverite skupni padec napetosti na parih diod VD3VD4, VD5VD6, VD11VD12, VD13VD14, ki naj bo približno 2 V. Nato preverite tok mirovanja izhodnih tranzistorjev

VT21, VT22, ki mora biti znotraj 20...30 mA. Njegovo vrednost je treba nastaviti z izbiro uporov R38, R39, pri katerih ni "stopenjskega" popačenja.

Ekvivalentno breme z uporom 4,8 Ohma je priključeno na izhod ojačevalnika in preverjeno je delovanje plavajočega prednapetostnega vezja končne stopnje.

Če želite to narediti, priključite osciloskop na baze VT19 in VT20 in na vhod ojačevalnika uporabite sinusni signal s frekvenco 100 Hz. Oscilogram mora imeti obliko pulzirajoče napetosti (na primer "popravljenega" sinusoida) z amplitudo približno 5 V pri nazivni izhodni napetosti in upornosti obremenitve 4 ohmov. Ko se upor obremenitve poveča ali se vhodni signal zmanjša, se mora ta amplituda zmanjšati.

Preverite prehod pravokotnih impulzov skozi ojačevalnik. V oscilogramih izhodne napetosti ne sme biti konic, sicer se kapacitivnost kondenzatorjev C5 in C6 poveča. Na tej točki se lahko šteje, da je nastavitev glavnega kanala končana.

Naj omenimo, da ima že osnovni ojačevalnik (brez MPOS vezij) naslednje dokaj visoke lastnosti (glej začetek članka).

Tokokroge MPC nastavite tako, da jih priključite na tokokrog in motorje R58, R67 nastavite na položaj največjega upora, tj. najmanjše ojačenje zanke vezij MPOS.

Napetost med odtokom in izvorom tranzistorjev na učinku polja ne sme biti večja od 10 V (največja dovoljena vrednost za tranzistor KP103), vendar ne prenizka, sicer želeno vrednost dosežemo z izbiro uporov R51, R52, R60, R61. Zaželeno je, da se komplementarni tranzistorji izberejo v parih s tesnimi vrednostmi začetnega odtočnega toka in izklopne napetosti.

Vhod ojačevalnika je kratkostično povezan, na izhod je priključen akustični sistem (AS) ali merilna naprava, signal iz vira (generator signala oz. izvor glasbenega programa, bogatega z nizko- in visokofrekvenčnimi komponentami) z visokoimpedančnim izhodom se napaja v točko vozlišča B, ki simulira signal popačenja.

Skupna žica vira je povezana s skupno žico ojačevalnika. Z nastavitvijo R58 se doseže maksimalno slabljenje signala na izhodu ojačevalnika. Z izbiro R57C15 se izboljša zatiranje visokofrekvenčnih komponent signalnega spektra.

Ko konfigurirate prvo vezje MOS, ga odklopite od točke A in vir simulatorja popačenja od točke B. Izhod simulatorja priključite vzporedno z uporom R35 in konfigurirajte drugo vezje MOS na enak način kot prvo. Po tem se prvo vezje MPOS ponovno poveže in opazimo dodatno zatiranje signala.

Na zadnji stopnji se izvede neposredni test zatiranja NI v ojačevalniku. Dovolj je, da izmerimo samo koeficient intermodulacijskega popačenja OP, saj je pri dovolj majhnih vrednostih koeficient harmoničnega popačenja očitno sprejemljiv.

V skladu s tehniko se na vhod ojačevalnika dovajata dva sinusna signala s frekvenco 25-30 kHz in frekvenčno razliko 1 kHz z enako amplitudo, ki ne presega polovice nazivne, in raven zvoka, ki jo reproducira zvočnik, se ocenjuje.

Ko so vezja MPOS odklopljena, lahko slišite zelo tih zvok (kar ustreza 0I = 0,005%), ki popolnoma izgine, ko so povezani.

Za jasen prikaz zatiranja NI lahko začasno povečate nelinearnost osnovnega ojačevalnika tako, da povežete verigo serijsko povezane diode v prevodni smeri (na primer D9) in upor z uporom 47 kOhm vzporedno z upor R9.

V tem primeru se RI osnovnega ojačevalnika poveča na približno 0,5%, kombinirana frekvenca postane jasno razločljiva in lahko bolj zanesljivo presodite njeno zatiranje pri povezovanju tokokrogov MOS.

Iz takšnih meritev izhaja, da vsako od MPOS vezij zmanjša popačenje za vsaj 30 dB, oba skupaj pa za skoraj 60 dB, tako da NI celotnega ojačevalnika ni mogoče izmeriti s konvencionalnimi metodami zaradi njihove izjemno majhne vrednosti. , vendar se lahko oceni samo ob upoštevanju OP osnovnega ojačevalnika, zmanjšanega za tri velikostne rede, kar daje fantastično vrednost 0I = 0,00001%)!

Omeniti je treba še en pozitiven vidik uporabe MPOS v ojačevalniku. Ker ko se splošni OOS preneha, dobiček teži k povečanju zaradi delovanja PIC, potem ko je signal zakasnjen v vezju OOS, vezja MOS dejansko postanejo prisilne korektivne naprave, ki pospešijo procese v sistemu in zmanjšajo fazo premik med vhodnim in izhodnim signalom. To izboljša kakovost prehodnega procesa, kar tudi pomaga zmanjšati popačenje.

Subjektivni vtis o delovanju tega ojačevalnika je težko prenesti z besedami, slišati morate čistost in preglednost njegovega zvoka. V tem pogledu ne samo, da ni slabši od cevnih ojačevalnikov, ampak jih je tudi opazno boljši, ne da bi v zvočno sliko vnesel praktično nič »svojega«.

Izkušnje njegovega delovanja za 5 let so pokazale zanesljivost zasnove, občasna preverjanja pa so pokazala dobro stabilnost uglaševanja in ohranjanje natančnosti kompenzacije popačenja v določenih mejah brez dodatnih prilagoditev.

Deli in PCB

Tiskano vezje je zasnovano tako, da ustreza običajnim zahtevam. Bloki MPOS na tranzistorjih VT25-VT32 so izdelani na dveh ločenih majhnih ploščah in v obliki modulov ter so pritrjeni pravokotno na glavno ploščo ojačevalnika v bližini vozlišč A in B.

riž. 5-6. Tiskana vezja za kakovostno vezje nizkofrekvenčnega ojačevalnika moči.

Ojačevalnik uporablja upore tipa MLT, nastavitvene upore tipa SPZ-29M, kondenzatorje K50-16 (SZ, C4, C11-C14), K73-I7 (C1, C2), KD1, KT1 - ostalo. Toplotni odvodi tranzistorjev VT21, VT22 so nameščeni v bližini elementov plavajočega prednapetostnega vezja končne stopnje, da kompenzirajo temperaturno nestabilnost mirujočega toka izhodnih tranzistorjev.

Tiskana vezja so izdelana iz folije PCB. Velikost glavne kanalske plošče (slika 5) je 150 x 105 mm, velikost MPOS modulov (slika 6) je 105 x 30 mm.

Po odspajkanju vseh delov se moduli MPOS namestijo na glavno ploščo v smeri, označeni s puščicami na sliki 1. Ustrezni prevodniki tiskanega vezja na ploščah so povezani v skladu s shemo vezja z žičnimi mostički. Skupna žična vodila se lahko povežejo z napenjalnimi žicami, ki držijo plošče v medsebojno pravokotnem položaju.

Onemogočanje in povezovanje tokokrogov MPOS med namestitvijo izvedejo mostički med točkami vozlišč A, B in ustreznimi točkami modulov MPOS.

Za stereo ojačevalnik so glavne kanalske plošče in moduli MPOS dvakrat širši - ne 105, ampak 210 mm, na njih pa sta dva enaka vzorca.

Posebno pozornost je treba nameniti postavitvi ojačevalnika. Žice, ki povezujejo ojačevalnik z napajalnikom, morajo biti čim krajše in velikega preseka.

To še posebej velja za žico, ki povezuje skupno žično vodilo tiskanega vezja z "ničlo" napajalnika - priključno točko filtrirnih kondenzatorjev.

Če iz nekega razloga zadnje zahteve ni mogoče izpolniti, je bolje, da "zemljitvenih" sponk kondenzatorjev C13, C14 ne povežete s skupno žico na plošči, ampak jih s kratkim stikom povežete na " nič” napajanja z ločeno žico. Na to mesto so priključene tudi žice iz zvočniških sistemov, kot je prikazano na sliki 7.

riž. 7. Zero ožičenje in povezava zvočnikov v ojačevalniku.

Kakovost postavitve stereo ojačevalnika je mogoče enostavno preveriti tako, da enega od njegovih kanalov obremenimo s 4-ohmsko ekvivalentno obremenitvijo in na vhod tega kanala uporabimo kvadratni val s frekvenco 2000 Hz, spremljanje pa se izvaja prek zvočniki drugega kanala, katerih vhod je v kratkem stiku. Pri pravilni postavitvi v zvočnikih ne bi smelo biti signala s frekvenco pravokotnega valovanja.

Literatura:

1. Matjuškin V.P. - Linearni ojačevalnik.
2. Načrtovanje tranzistorskih avdio ojačevalnikov - N.L. Bezladnov, B.Ya.Gerzenshtein, V.I. Kozhanov et al. - M.: Svyaz, 1976.
3. Kostin V. - Psihoakustični kriteriji za kakovost zvoka in izbor parametrov UMZCH. Radio 1987-12.
4. Khlypalo E.I. - Izračun in načrtovanje nelinearnih korektivnih naprav v avtomatskih sistemih, 1982.

Odgovori Matyushkina V.P. na vprašanja tistih, ki želijo ponoviti zasnovo ojačevalnika

- Kakšna je stopnja naraščanja izhodne napetosti? Odgovor: Stopnja naraščanja izhodne napetosti je najmanj 20 V/µs, ko je OOS vklopljen.

Kakšen je dobiček? Odgovor: Vrednost Ku je določena z velikostjo prenosnega koeficienta OOS vezja (njegov inverz) in pri zvočnih frekvencah - predvsem z razmerjem R14/R10 (R15/R13). Njegova izmerjena vrednost je približno 86.

- Kolikšna je največja dovoljena napetost na vhodu ojačevalnika brez poslabšanja njegovih lastnosti?

Odgovor: Pri omejevanju vrhov signala v izhodni stopnji se popačenja ne kompenzirajo, saj "popravljalna" napetost odsekov MPOS ne more več spremeniti izhoda. V takih trenutkih parametri ojačevalnika ustrezajo ojačevalniku brez MOS v načinu striženja in popačenje je precejšnje. Zato iwh ne sme biti več kot nominalno.

- Ali se je možno izogniti uporabi emiterskih sledilcev, tj. skrajšati signalno pot?

Odgovor: Brez sledilcev oddajnika ni mogoče. Potrebni so za uskladitev visokega Rin medpomnilniške stopnje in povezave MPOS z relativno nizkim Rin napetostnega ojačevalnika. Poleg tega so potrebni ED za ojačanje trenutnega signala, ker le oni skupaj z VT11, VT12 določajo pogonski tok končne stopnje (VT13, VT14 ne ojačajo toka, ker so povezani po vezju z OB).

- Ali je mogoče zmanjšati razmerje med signalom in šumom z uporabo tranzistorjev z učinkom polja v UMZCH? Če da, katere in v katerih kaskadah?

Odgovor: V prvih stopnjah ojačevalnega kanala je treba uporabiti komplementarne pare tranzistorjev z učinkom polja z mejno frekvenco ojačenja najmanj 200 MHz. V povezavah MPOS je povsem mogoče uporabiti nizkofrekvenčne tranzistorje, vendar niso primerni za glavni kanal.

Načeloma je celoten UMZCH mogoče izdelati z uporabo tranzistorjev na polju, vendar bo to drugačna zasnova.

- Ali je mogoče povečati izhodno moč UMZCH, tj. število izhodnih tranzistorjev?

Najenostavnejša možnost je uporaba sodobnejših in zmogljivejših KT8101, KT8102 namesto VT21, VT22 in povečanje napajalne napetosti na ±46 V. Potem morate uporabiti KT502E, KT503E kot VT13, VT14. Upornost uporov R46, R47 je treba povečati na 1,5 kOhm, R36, R37 pa na 5,1 kOhm.

Priporočljivo je povečati kapacitivnost kondenzatorjev v napajalniku. Morda bo treba spremeniti tudi vrednosti korekcijskih elementov C5, C6, C8, C9, R18, da se zagotovi stabilnost. Posledično se nazivna moč poveča na najmanj 150 W pri obremenitvi 4 ohmov pri nominalni vhodni napetosti ~0,4 V.

- Kakšno naj bo napajanje UMZCH: stabilizirano ali ne?

Odgovor: Napajalnik je nestabiliziran bipolarni usmernik s filtrirnimi kondenzatorji 10.000 μF. Uporaba stikalnih napajalnikov je nezaželena, saj ustvarjajo znatne RF motnje v vezju UMZCH.

- Kakšna mora biti površina toplotnih odvodov tranzistorjev VT19-VT22?

Odgovor: Površina radiatorjev izhodnega tranzistorja mora biti najmanj 400 cm2. V močnejši različici UMZCH (glej zgoraj) ga je treba povečati na 600 cm2. V tem primeru je treba predvideti majhne toplotne odvode iz aluminijaste pločevine debeline 1,5 mm velikosti 2x3 cm2 in tranzistorje VT19, VT20.

- Katere diode lahko nadomestijo KD520A?

Odgovor: Lahko jih nadomestijo druge silicijeve diode, na primer serije KD503, D219, D220. Ker določajo delovne točke ustreznih tranzistorjev, morate v tihem načinu preveriti kolektorski tok VT11, VT12, VT13, VT14, katerega vrednost mora biti približno 5 mA in ne več.

Če je bistveno manjši, lahko povečate število zaporedno povezanih diod v primerjavi z vezjem; če je tok večji, zmanjšajte upornost uporov R28, R29 (za zmanjšanje 1k VT11, VT12) in povečajte upornost uporov R32 , R35 (za zmanjšanje 1k VT13, VT14).

- Ali je možno zamenjati obrezovalne upore R7, R20, R31, R53, R67 z žičnimi upori tipa SP-5?

- Kakšen mora biti upor vira signala za konfiguracijo ojačevalnika?

Odgovor: Izhodni upor vira signala, priključenega na vozlišče, mora biti vsaj desetine kiloohmov, če pa je Rout prevelik, se posneti signal zmanjša. Ojačevalnik sem nastavil tako, da sem vir signala povezal preko upora z uporom 16-20 kOhm.

Pri nastavitvi drugega tokokroga je treba Rout zmanjšati na ~2 kOhm, izhodno napetost vira pa povečati na nekaj voltov, saj je v tem primeru posneti signal bistveno manjši kot pri postavitvi prvega tokokroga.

- Kolikšna je dovoljena raven enosmerne komponente na izhodu ojačevalnika v točkah A in B?

Odgovor: Na izhodu UMZCH mora biti raven konstantne komponente čim bližje ničli. 20-50 mV se lahko šteje za sprejemljivo. V točkah A in B je lahko raven konstantne komponente nič le, če so pari tranzistorjev VT5, VT6 in VT9, VT10 popolnoma komplementarni.

Ker v resnici razpon vhodnih karakteristik doseže desetinke volta, bi se moral omenjeni nivo razlikovati od nič za količino tega razmika, če je višja prioriteta (kot v tem primeru) ohraniti enake kolektorske tokove v vsakem paru tranzistorji. Prisotnost konstantne komponente na teh točkah ni bistvenega pomena.

- Ali je mogoče prilagoditi kolektorske tokove tranzistorjev VT11, VT12 z upori R33, R34 (prilagoditev z upori R28, R29 ni mogoča)?

Odgovor: Možno, vendar ni zaželeno, saj je koeficient prenosa ojačevalnega kanala močno odvisen od uporov uporov R33, R34 in njihovo spreminjanje lahko povzroči samovzbujanje, za odpravo katerega bo potrebno spremeniti vrednosti drugih korekcijskih elementov.

Nadaljujte, kot je določeno v RA2/99 (str. 12). Opažam, da ko je R28=R29=0 1k tranzistorjev VT11, bo tudi VT12 enak nič, tako da je vedno mogoče zmanjšati kolektorski tok z zmanjšanjem upora uporov R28 ​​in R29. Pomembno je, da upor spreminjate enakomerno in istočasno. Če to ne uspe, so tranzistorji okvarjeni ali pa je potencial v točki B previsok in ga je treba prilagoditi z R31.

- Kaj je razlog, da drugega vezja MPOS (VT29-VT32) ni mogoče konfigurirati? Preizkusi so bili izvedeni v obeh kanalih ojačevalnika, vsi elementi MPOS so v dobrem stanju, napetosti na tranzistorjih ustrezajo priporočenim v članku.

Odgovor: Težje je konfigurirati B-vezje MPOS, čeprav je načelo prilagajanja enako. Prvič, na izhodu ojačevalnika je težko dobiti pomemben nivo signala. Drugič, ko je simulator priključen na napetostni ojačevalnik in končno stopnjo, zlahka pride do samovzbujanja in tudi pri rahlem vzbujanju R67 praktično nima učinka. Zato morate pri nastavitvi nadzorovati odsotnost generacij.

B-vezje je mogoče prilagoditi tako, da zmanjša nelinearna popačenja med izvajanjem poskusa, opisanega na koncu članka. Vrednosti elementov vezja so izbrane tako, da je tudi brez prilagoditve natančnost nastavitve a1, y1 približno 10%, naloga pa se zmanjša na doseganje največjega možnega učinka.

- Ali je treba tranzistorje izbrati glede na ojačanje?

Odgovor: Bipolarnih tranzistorjev (v glavnem ojačevalnem kanalu) ni treba izbrati. Priporočljivo je izbrati tranzistorje z učinkom polja (v vezjih MPOS) na podlagi vrednosti začetnega odtočnega toka in izklopne napetosti.

Odgovor: Najprej je bil sestavljen en UMZCH. Po zaključku vezja je bil ponovljen kot drugi kanal stereo ojačevalnika. Bil je učinkovit in je imel značilnosti blizu prvega brez izbire elementov (brez štetja tranzistorjev na polju). To kaže na dobro ponovljivost zasnove.

Radioamater iz Žitomira Dubčenko R. je sestavil ojačevalnik, ga posluša z akustiko S-90 in je zadovoljen z zvokom. Poročal je, da so mu uspeli skoraj vsi poskusi z MPOS vezji (prilagoditev in zatiranje popačenja), opisani v članku.

Odgovor: Sodeč po simptomih, težava ni v samem ojačevalniku, temveč v njegovi nepravilni povezavi z virom signala (IS), napajalno enoto (PSU) in obremenitvijo. Vhodna impedanca ojačevalnika je relativno visoka, zato je njegov vhod občutljiv na motnje.

V nobenem primeru se ozemljitveni priključek bremena ne sme prenesti na skupno vodilo tiskanega vezja. Kolektorsko žico vsakega izhodnega tranzistorja je treba zviti v en snop z oddajno žico, pri čemer je osnovna žica prosta. Če je dolžina žic večja od 10 cm, jih je treba skrajšati.

Hrup izgine po priključitvi prvega vezja MPOS na točko A. Pred tem je res opazen. Dokler ojačevalnik ni nastavljen, se vezja MOS ne smejo priključiti. Najprej morate doseči stabilno delovanje ojačevalnika z enakovredno obremenitvijo in šele nato priključiti zvočnike.

- Kateri tranzistorji serije KP103 in KP303 se lahko uporabljajo, kakšen je dopustni razpon njihovih parametrov in kakšna je nazivna napetost med odtokom in virom?

Odgovor: Uporabite lahko tranzistorje KP103E, Zh, I; KP303A, B, Zh z razmikom parametrov 20-30%. isi.nom ~9 V. Predstavljamo tudi avtorjeve odgovore na vprašanja o članku V. P. Matjuškina "Fiziološka regulacija tona" (glej spodaj)

- Kakšno funkcionalno odvisnost mora imeti spremenljivi upor R15 (slika 4, a)?

Odgovor: Bolje je uporabiti spremenljive upore R14, R15 z linearno krmilno karakteristiko.

- Katera vezja predojačevalnika, kontrole glasnosti in stereo ravnovesje je avtor uporabil?

Odgovor: Uporabite lahko katero koli vezje teh naprav.

- Ali so krivulje v grafu na sliki 4, b v visokofrekvenčnem območju nadaljevanje krivulj v nizkofrekvenčnem območju (krivulje 0, 1, 2)?

Odgovor: Visokofrekvenčni deli frekvenčnega odziva na sliki 4b so prikazani na različnih položajih motorja R15 za ponazoritev njihove značilne oblike. Njihov pojav pri f>>1 kHz praktično ni odvisen od položaja stikala SA1. Z drugimi besedami, kontrolniki nizkih in visokih tonov so neodvisni drug od drugega, kot pri običajnih kontrolnikih tonov.

Ojačevalnik Lanzar ima dve osnovni vezji - prvo v celoti temelji na bipolarnih tranzistorjih (slika 1), drugo pa uporablja poljske v predzadnji stopnji (slika 2). Slika 3 prikazuje vezje istega ojačevalnika, vendar izvedeno v simulatorju MS-8. Številke položajev elementov so skoraj enake, tako da si lahko ogledate kateri koli diagram.

Slika 1 Vezje ojačevalnika moči LANZAR, ki v celoti temelji na bipolarnih tranzistorjih.
PORAST

Slika 2 Vezje močnostnega ojačevalnika LANZAR z uporabo poljskih tranzistorjev v predzadnji stopnji.
PORAST

Slika 3 Vezje ojačevalnika moči LANZAR iz simulatorja MS-8. PORAST

SEZNAM ELEMENTOV NAMEŠČENIH V OJAČEVALNIK LANZAR
ZA BIPOLARNO MOŽNOST	ZA MOŽNOST S POLJAMI
C3,C2 = 2 x 22µ0 C4 = 1 x 470p C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V C5,C8 = 2 x 0µ33 C11,C9 = 2 x 47µ0 C12,C13,C18 = 3 x 47p C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0 C21 = 1 x 0µ15 C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V R1 = 1 x 27k R2,R16 = 2 x 100 R8,R11,R9,R12 = 4 x 33 R7,R10 = 2 x 820 R5,R6 = 2 x 6k8 R3,R4 = 2 x 2k2 R14, R17 = 2 x 10 R15 = 1 x 3k3 R26,R23 = 2 x 0R33 R25 = 1 x 10k R28, R29 = 2 x 3R9 R27,R24 = 2 x 0,33 R18 = 1 x 47 R19, ​​R20, R22 R21 = 4 x 2R2 R13 = 1 x 470 VD1,VD2 = 2 x 15V VD3,VD4 = 2 x 1N4007 VT2,VT4 = 2 x 2N5401 VT3,VT1 = 2 x 2N5551 VT5 = 1 x KSE350 VT6 = 1 x KSE340 VT7 = 1 x BD135 VT8 = 1 x 2SC5171 VT9 = 1 x 2SA1930 VT10,VT12 = 2 x 2SC5200 VT11,VT13 = 2 x 2SA1943	C3,C2 = 2 x 22µ0 C4 = 1 x 470p C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V C5,C8 = 2 x 0µ33 C11,C10 = 2 x 47µ0 C12,C13,C18 = 3 x 47p C15,C17,C1,C9 = 4 x 1µ0 C21 = 1 x 0µ15 C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V R1 = 1 x 27k R2,R16 = 2 x 100 R8,R11,R9,R12 = 4 x 33 R7,R10 = 2 x 820 R5,R6 = 2 x 6k8 R4,R3 = 2 x 2k2 R14, R17 = 2 x 10 R15 = 1 x 3k3 R26,R23 = 2 x 0R33 R25 = 1 x 10k R29,R28 = 2 x 3R9 R27,R24 = 2 x 0,33 R18 = 1 x 47 R19, ​​R20, R22 R21 = 4 x 2R2 R13 = 1 x 470 VD1,VD2 = 2 x 15V VD3,VD4 = 2 x 1N4007 VT8 = 1 x IRF640 VT9 = 1 x IRF9640 VT2,VT3 = 2 x 2N5401 VT4,VT1 = 2 x 2N5551 VT5 = 1 x KSE350 VT6 = 1 x KSE340 VT7 = 1 x BD135 VT10,VT12 = 2 x 2SC5200 VT11,VT13 = 2 x 2SA1943

Za primer vzemimo napajalno napetost, ki je enaka ±60 V. Če je namestitev izvedena pravilno in ni okvarjenih delov, dobimo napetostni zemljevid, prikazan na sliki 7. Tokovi, ki tečejo skozi elemente ojačevalnika moči, so prikazani na sliki 8. Disipacija moči vsakega elementa je prikazana na sliki 9 (približno 990 mW se razprši na tranzistorjih VT5, VT6, zato ohišje TO-126 zahteva hladilno telo).

Slika 7. Napetostna karta ojačevalnika moči LANZAR POVEČAJ

Slika 8. Kartica toka ojačevalnika moči POVEČAJ

Slika 9. Zemljevid disipacije moči ojačevalnika POVEČAJ

Nekaj ​​besed o podrobnostih in namestitvi:
Najprej morate biti pozorni na pravilno namestitev delov, saj je vezje simetrično, napake so precej pogoste. Slika 10 prikazuje razporeditev delov. Regulacija mirujočega toka (tok, ki teče skozi končne tranzistorje, ko je vhod zaprt na skupno žico in kompenzira tokovno-napetostno karakteristiko tranzistorjev) izvaja upor X1. Pri prvem vklopu mora biti drsnik upora v najvišjem položaju po diagramu, tj. imajo največjo odpornost. Tok mirovanja mora biti 30...60 mA. Ni misel, da bi jo nastavljali višje - ni opaznih sprememb ne v inštrumentih ne v zvoku. Za nastavitev mirujočega toka se napetost izmeri na katerem koli od oddajnih uporov končne stopnje in nastavi v skladu s tabelo:

NAPETOST NA KONČNICAH EMITERJSKEGA UPORA, V	PREMAJHEN ZAUSTAVNI TOK, MOŽNO "KORAČNO" POPAČENJE NORMALNI MIRNI TOK, ŠE TOK JE VISOK - PREKOMERNO GRETJE, ČE TO NI POSKUS USTVARJANJA RAZREDA "A", POTEM JE TO ZASILNI TOK.
	TOK POČITKA ENEGA PARA KONČNIH TRANZISTORJEV, mA

Slika 10 Lokacija delov na plošči ojačevalnika moči. Prikazana so mesta, kjer se najpogosteje pojavljajo napake pri namestitvi.

Postavljeno je bilo vprašanje o smiselnosti uporabe keramičnih uporov v oddajnih vezjih končnih tranzistorjev. Uporabite lahko tudi MLT-2, dva od vsakega, vzporedno povezana z nominalno vrednostjo 0,47 ... 0,68 Ohm. Vendar je popačenje, ki ga vnesejo keramični upori, premajhno, a dejstvo, da so lomljivi - ob preobremenitvi se zlomijo, t.j. njihov upor postane neskončen, kar pogosto vodi do rešitve končnih tranzistorjev v kritičnih situacijah.
Površina radiatorja je odvisna od pogojev hlajenja, slika 11 prikazuje eno od možnosti, potrebno je pritrditi močnostne tranzistorje na hladilno telo skozi izolacijska tesnila . Bolje je uporabiti sljudo, saj ima precej nizko toplotno odpornost. Ena od možnosti za namestitev tranzistorjev je prikazana na sliki 12.

Slika 11 Ena od možnosti radiatorja za moč 300 W ob dobrem prezračevanju

Slika 12 Ena od možnosti za pritrditev tranzistorjev ojačevalnika moči na radiator.
Uporabiti je treba izolacijska tesnila.

Pred namestitvijo močnostnih tranzistorjev, kot tudi v primeru suma okvare, se močnostni tranzistorji preverijo s testerjem. Omejitev na testerju je nastavljena za testiranje diod (slika 13).

Slika 13 Preverjanje končnih tranzistorjev ojačevalnika pred namestitvijo in v primeru suma okvare tranzistorjev po kritičnih situacijah.

Ali je vredno izbrati tranzistorje glede na kodo? dobiček? Na to temo je precej sporov in ideja o izbiri elementov sega v poznih sedemdesetih letih, ko je kakovost elementne baze pustila veliko želenega. Danes proizvajalec zagotavlja razmik parametrov med tranzistorji iste serije največ 2%, kar samo po sebi kaže na dobro kakovost elementov. Poleg tega, glede na to, da so terminalski tranzistorji 2SA1943 - 2SC5200 trdno uveljavljeni v avdiotehniki, je proizvajalec začel proizvajati seznanjene tranzistorje, tj. tranzistorji neposrednega in povratnega prevoda že imajo enake parametre, tj. razlika ni večja od 2 % (Slika 14). Na žalost takšnih parov ni vedno v prodaji, vendar smo imeli večkrat priložnost kupiti "dvojčke". Vendar, tudi če sem uredil kodo kave. dobiček med tranzistorji naprej in nazaj, se morate prepričati le, da so tranzistorji iste strukture iz iste serije, saj so povezani vzporedno in lahko razmik v h21 povzroči preobremenitev enega od tranzistorjev (ki ima ta parameter višje) in posledično do pregrevanja in nastajanja okvar. No, razpon med tranzistorji za pozitivne in negativne polvalove je v celoti kompenziran z negativnimi povratnimi informacijami.

Slika 14 Tranzistorji različnih struktur, vendar iz iste serije.

Enako velja za diferencialne tranzistorje - če so iz iste serije, tj. kupljeno istočasno na enem mestu, potem je možnost, da bo razlika v parametrih več kot 5% ZELO majhna. Osebno imamo raje tranzistorje 2N5551 - 2N5401 iz FAIRCHALDA, vendar se tudi ST sliši precej spodobno.
Vendar pa je ta ojačevalnik sestavljen tudi z domačimi komponentami. To je povsem realno, vendar upoštevajmo dejstvo, da se bodo parametri kupljenega KT817 in tistih, ki jih najdete na policah v vaši delavnici, kupljenih v 90. letih, precej razlikovali. Zato je tukaj bolje uporabiti merilnik h21, ki je na voljo v skoraj vseh digitalnih testnih sobah. Res je, da ta pripomoček v testerju kaže resnico samo za tranzistorje z nizko porabo. Uporaba za izbiro tranzistorjev za končno stopnjo ne bo povsem pravilna, saj je h21 odvisen tudi od toka, ki teče. Zato se že izdelujejo ločena preskusna stojala za zavrnitev močnostnih tranzistorjev. iz nastavljivega kolektorskega toka preskušanega tranzistorja (slika 15). Kalibracija trajne naprave za zavrnitev tranzistorjev se izvede tako, da mikroampermeter pri kolektorskem toku 1 A odstopa za polovico lestvice in pri toku 2 A - popolnoma. Pri sestavljanju ojačevalnika vam ni treba izdelati stojala, dovolj sta dva multimetra z mejo merjenja toka najmanj 5 A.
Za izvedbo zavrnitve morate vzeti kateri koli tranzistor iz zavrnjene serije in nastaviti kolektorski tok s spremenljivim uporom na 0,4 ... 0,6 A za tranzistorje predzadnje stopnje in 1 ... 1,3 A za tranzistorje končne stopnje. No, potem je vse preprosto - tranzistorji so priključeni na sponke in glede na odčitke ampermetra, priključenega na kolektor, so izbrani tranzistorji z enakimi odčitki, ne da bi pozabili pogledati odčitke ampermetra v osnovnem vezju - bi morali biti tudi podobni. Razmik 5% je povsem sprejemljiv; za kazalnike s številčnico se lahko med kalibracijo na lestvici naredijo oznake "zelenega koridorja". Treba je opozoriti, da takšni tokovi ne povzročajo slabega segrevanja kristala tranzistorja in glede na to, da je brez hladilnega telesa, se trajanje meritev ne sme podaljšati s časom - gumba SB1 ne smete držati pritisnjenega več kot 1...1,5 sekunde. Takšno pregledovanje vam bo v prvi vrsti omogočilo izbiro tranzistorjev z res podobnim faktorjem ojačanja, preverjanje močnih tranzistorjev z digitalnim multimetrom pa je le preverjanje za lajšanje vesti - v mikrotokovnem načinu imajo močni tranzistorji faktor ojačanja več kot 500, in že majhen razpon pri preverjanju z multimetrom v načinih dejanskega toka se lahko izkaže za ogromen. Z drugimi besedami, pri preverjanju koeficienta ojačanja močnega tranzistorja odčitek multimetra ni nič drugega kot abstraktna vrednost, ki nima nič skupnega s koeficientom ojačanja tranzistorja, vsaj 0,5 A teče skozi spoj kolektor-emiter.

Slika 15 Zavrnitev močnih tranzistorjev na podlagi ojačanja.

Prehodni kondenzatorji C1-C3, C9-C11 imajo neobičajno povezavo v primerjavi s tovarniškimi analognimi ojačevalniki. To je posledica dejstva, da pri tej povezavi rezultat ni polarni kondenzator precej velike kapacitete, ampak uporaba filmskega kondenzatorja 1 µF kompenzira ne povsem pravilno delovanje elektrolitov pri visokih frekvencah. Z drugimi besedami, ta izvedba je omogočila pridobitev prijetnejšega zvoka ojačevalnika v primerjavi z enim elektrolitom ali enim filmskim kondenzatorjem.
V starejših različicah Lanzarja so bili namesto diod VD3, VD4 uporabljeni upori 10 Ohm. Sprememba elementne baze je omogočila nekoliko izboljšano zmogljivost pri konicah signala. Za podrobnejši pregled te težave si oglejmo sliko 3.
Vezje ne modelira idealnega vira energije, ampak bližjega realnemu, ki ima svoj upor (R30, R31). Pri predvajanju sinusnega signala bo imela napetost na napajalnih tirnicah obliko, prikazano na sliki 16. V tem primeru je kapacitivnost kondenzatorjev močnostnega filtra 4700 μF, kar je nekoliko malo. Za normalno delovanje ojačevalnika mora biti kapacitivnost močnostnih kondenzatorjev najmanj 10.000 µF na kanal., možno je več, a bistvene razlike ni več opaziti. Toda vrnimo se k sliki 16. Modra črta prikazuje napetost neposredno na kolektorjih končnih tranzistorjev, rdeča črta pa napajalno napetost napetostnega ojačevalnika v primeru uporabe uporov namesto VD3, VD4. Kot je razvidno iz slike, je napajalna napetost končne stopnje padla s 60 V in se nahaja med 58,3 V v pavzi in 55,7 V na vrhu sinusnega signala. Zaradi dejstva, da se kondenzator C14 ne samo polni skozi ločilno diodo, ampak tudi prazni ob konicah signala, ima napajalna napetost ojačevalnika obliko rdeče črte na sliki 16 in se giblje od 56 V do 57,5 ​​V, tj. ima nihanje približno 1,5 IN.

Slika 16 valovna oblika napetosti pri uporabi ločilnih uporov.

Slika 17 Oblika napajalnih napetosti na končnih tranzistorjih in napetostnem ojačevalniku

Z zamenjavo uporov z diodama VD3 in VD4 dobimo napetosti, prikazane na sliki 17. Kot je razvidno iz slike, je amplituda valovanja na kolektorjih končnih tranzistorjev ostala skoraj nespremenjena, vendar je napajalna napetost napetostnega ojačevalnika dobil popolnoma drugačno obliko. Najprej se je amplituda zmanjšala iz 1,5 V na 1 V, prav tako pa v trenutku, ko mine vrh signala, napajalna napetost UA pade le na polovico amplitude, tj. za približno 0,5 V, medtem ko pri uporabi upora napetost na vrhu signala pade za 1,2 V. Z drugimi besedami, z enostavno zamenjavo uporov z diodami je bilo mogoče zmanjšati valovanje moči v napetostnem ojačevalniku za več kot 2-krat.
Vendar so to teoretični izračuni. V praksi vam ta zamenjava omogoča, da dobite "brezplačnih" 4-5 vatov, saj ojačevalnik deluje pri višji izhodni napetosti in zmanjša popačenje na vrhovih signala.
Po sestavljanju ojačevalnika in nastavitvi mirujočega toka se prepričajte, da na izhodu ojačevalnika ni konstantne napetosti. Če je višji od 0,1 V, potem to očitno zahteva prilagoditev načinov delovanja ojačevalnika. V tem primeru je najenostavnejši način, da izberete "podporni" upor R1. Zaradi jasnosti predstavljamo več možnosti za to oceno in prikazujemo meritve enosmerne napetosti na izhodu ojačevalnika na sliki 18.

Slika 18 Sprememba enosmerne napetosti na izhodu ojačevalnika glede na vrednost R1

Kljub dejstvu, da je bila na simulatorju optimalna konstantna napetost dosežena samo z R1 enakim 8,2 kOhm, je v realnih ojačevalnikih ta vrednost 15 kOhm...27 kOhm, odvisno od proizvajalca, ki se uporablja za diferencialne stopnje tranzistorjev VT1-VT4.
Morda je vredno povedati nekaj besed o razlikah med močnostnimi ojačevalniki, ki uporabljajo bipolarne tranzistorje, in tistimi, ki uporabljajo terenske naprave v predzadnji stopnji. Prvič, pri uporabi tranzistorjev z učinkom polja je izhodna stopnja napetostnega ojačevalnika ZELO močno razbremenjena, saj vrata tranzistorjev z učinkom polja praktično nimajo aktivnega upora - obremenitev je le kapacitivnost vrat. V tej izvedbi začne vezje ojačevalnika stopiti za petami ojačevalnikom razreda A, saj v celotnem območju izhodnih moči ostane tok, ki teče skozi izhodno stopnjo napetostnega ojačevalnika, skoraj nespremenjen. Povečanje mirujočega toka predzadnje stopnje, ki deluje na plavajočem bremenu R18 in osnovi oddajnih sledilcev močnih tranzistorjev, se prav tako spreminja v majhnih mejah, kar je na koncu privedlo do precej opaznega zmanjšanja THD. Vendar pa je v tem sodu medu tudi muha v mazilu - učinkovitost ojačevalnika se je zmanjšala in izhodna moč ojačevalnika se je zmanjšala, zaradi potrebe po uporabi napetosti več kot 4 V na poljskih vratih. da jih odprete (za bipolarni tranzistor je ta parameter 0,6 ... 0,7 V ). Na sliki 19 je prikazan vrh sinusnega signala ojačevalnika, izdelanega na bipolarnih tranzistorjih (modra črta) in stikala polje-polje (rdeča črta) pri največji amplitudi izhodnega signala.

Slika 19 Sprememba amplitude izhodnega signala pri uporabi različnih elementov v ojačevalniku.

Z drugimi besedami, zmanjšanje THD z zamenjavo poljskih tranzistorjev vodi do "pomanjkanja" za približno 30 W in znižanja ravni THD za približno 2-krat, tako da se vsak sam odloči, kaj bo nastavil.
Ne smemo pozabiti, da je raven THD odvisna tudi od lastnega ojačanja ojačevalnika. V tem ojačevalniku Koeficient ojačanja je odvisen od vrednosti uporov R25 in R13 (pri uporabljenih nominalnih vrednostih je ojačanje skoraj 27 dB). Izračunaj Koeficient ojačanja v dB je mogoče dobiti z uporabo formule Ku =20 lg R25 / (R13 +1), kjer sta R13 in R25 upornost v ohmih, 20 je množitelj, lg je decimalni logaritem. Če je treba izračunati koeficient ojačenja v časih, ima formula obliko Ku = R25 / (R13 + 1). Ta izračun je včasih potreben pri izdelavi predojačevalnika in izračunavanju amplitude izhodnega signala v voltih, da preprečimo, da bi ojačevalnik moči deloval v načinu trdega striženja.
Zmanjšanje lastne cene kave. ojačanje do 21 dB (R13 = 910 Ohm) povzroči zmanjšanje ravni THD za približno 1,7-krat pri enaki amplitudi izhodnega signala (amplituda vhodne napetosti se poveča).

No, zdaj pa nekaj besed o najbolj priljubljenih napakah pri samostojnem sestavljanju ojačevalnika.
Ena najbolj priljubljenih napak je namestitev 15 V zener diod z nepravilno polariteto, tj. Ti elementi ne delujejo v načinu stabilizacije napetosti, ampak kot navadne diode. Takšna napaka praviloma povzroči na izhodu konstantno napetost, polarnost pa je lahko pozitivna ali negativna (običajno negativna). Vrednost napetosti je med 15 in 30 V. V tem primeru se noben element ne segreje. Na sliki 20 je prikazana napetostna karta za nepravilno namestitev zener diod, ki jo je izdelal simulator. Neveljavni elementi so označeni z zeleno.

Slika 20 Napetostna karta močnostnega ojačevalnika z nepravilno spajkanimi zener diodami.

Naslednja priljubljena napaka je montažo tranzistorjev na glavo, tj. ko sta kolektor in emiter zmešana. V tem primeru je prisotna tudi stalna napetost in odsotnost kakršnih koli znakov življenja. Res je, da lahko ponovni vklop tranzistorjev diferencialne kaskade privede do njihove okvare, vendar odvisno od vaše sreče. Napetostni zemljevid za "obrnjeno" povezavo je prikazan na sliki 21.

Slika 21 Napetostna karta, ko so diferencialni kaskadni tranzistorji vklopljeni "obrnjeni".

pogosto tranzistorja 2N5551 in 2N5401 sta zmedena, zamenjati pa je mogoče tudi emitor in kolektor. Slika 22 prikazuje napetostni zemljevid ojačevalnika s "pravilno" namestitvijo zamenjanih tranzistorjev, slika 23 pa prikazuje tranzistorje ne samo zamenjane, ampak tudi obrnjene.

Slika 22 Diferencialni kaskadni tranzistorji so obrnjeni.

Slika 23 Tranzistorja diferencialne stopnje sta obrnjena, kolektor in emiter pa obrnjena.

Če so tranzistorji zamenjani in je oddajnik-zbiralnik pravilno spajkan, potem na izhodu ojačevalnika opazimo majhno konstantno napetost, tok mirovanja okenskih tranzistorjev je reguliran, vendar je zvok popolnoma odsoten ali na ravni "zdi se, da se igra." Pred namestitvijo tako zaprtih tranzistorjev na ploščo je treba preveriti njihovo delovanje. Če so tranzistorji zamenjani in celo zamenjana mesta emiter-zbiralnik, je situacija že precej kritična, saj je v tej izvedbi za tranzistorje diferencialne stopnje polarnost uporabljene napetosti pravilna, vendar načini delovanja so kršene. V tej možnosti je močno segrevanje končnih tranzistorjev (tok, ki teče skozi njih, je 2-4 A), majhna konstantna napetost na izhodu in komaj slišen zvok.
Zamenjati pinout tranzistorjev zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika je precej problematično pri uporabi tranzistorjev v ohišju TO-220, vendar tranzistorji v ohišju TO-126 so pogosto spajkani narobe, pri čemer se zamenjata zbiralnik in oddajnik. V tej možnosti je zelo popačen izhodni signal, slaba regulacija mirujočega toka in pomanjkanje ogrevanja tranzistorjev zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika. Podrobnejši zemljevid napetosti za to možnost namestitve ojačevalnika moči je prikazan na sliki 24.

Slika 24 Tranzistorji zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika so spajkani na glavo.

Včasih so tranzistorji zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika zmedeni. V tem primeru je na izhodu ojačevalnika majhna konstantna napetost, če je zvok, je zelo šibek in z velikimi popačenji, tok mirovanja se regulira samo v smeri povečanja. Napetostni zemljevid ojačevalnika s takšno napako je prikazan na sliki 25.

Slika 25 Nepravilna vgradnja tranzistorjev zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika.

Predzadnja stopnja in končni tranzistorji v ojačevalniku so na mestih preredko zamenjani, zato ta možnost ne bo upoštevana.
Včasih pride do okvare ojačevalnika, najpogostejša vzroka za to sta pregrevanje končnih tranzistorjev ali preobremenitev. Nezadostna površina hladilnega telesa ali slab toplotni kontakt prirobnic tranzistorja lahko povzroči segrevanje končnega tranzistorskega kristala na temperaturo mehanskega uničenja. Zato je treba pred popolnim zagonom ojačevalnika moči zagotoviti, da so vijaki ali samorezni vijaki, ki pritrjujejo konce na radiator, popolnoma priviti, izolacijska tesnila med prirobnicami tranzistorjev in hladilnikom dobro mazan s termično pasto (priporočamo dobro staro KPT-8), kot tudi velikost tesnil, ki so večja od velikosti tranzistorja za vsaj 3 mm na vsaki strani. Če je površina hladilnika nezadostna in preprosto ni druge možnosti, lahko uporabite 12 V ventilatorje, ki se uporabljajo v računalniški opremi. Če je sestavljeni ojačevalnik načrtovan za delovanje le pri močeh nad povprečjem (kavarne, bari itd.), Potem lahko hladilnik vklopite za neprekinjeno delovanje, saj ga še vedno ne boste slišali. Če je ojačevalnik sestavljen za domačo uporabo in se bo uporabljal pri nizkih močeh, bo delovanje hladilnika že slišano in hlajenje ne bo potrebno - radiator se skoraj ne bo segreval. Za takšne načine delovanja je bolje uporabiti krmiljene hladilnike. Obstaja več možnosti za nadzor hladilnika. Predlagane možnosti krmiljenja hladilnika temeljijo na spremljanju temperature radiatorja in se vključijo šele, ko radiator doseže določeno, nastavljivo temperaturo. Težavo okvare okenskih tranzistorjev je mogoče rešiti bodisi z namestitvijo dodatne zaščite pred preobremenitvijo bodisi s skrbno namestitvijo žic, ki gredo v sistem zvočnikov (na primer z uporabo žic brez kisika za povezavo zvočnikov z ojačevalnikom avtomobilov, ki poleg tega do zmanjšane aktivne upornosti, imajo povečano izolacijsko trdnost, odporne na udarce in temperaturo).
Na primer, poglejmo več možnosti za okvaro končnih tranzistorjev. Slika 26 prikazuje zemljevid napetosti, če se vzvratni tranzistorji na koncu linije (2SC5200) odprejo, tj. Prehodi so izgoreli in imajo največjo možno odpornost. V tem primeru ojačevalnik ohranja načine delovanja, izhodna napetost ostaja blizu ničle, vendar je kakovost zvoka vsekakor boljša, saj se reproducira le en polval sinusnega vala - negativen (slika 27). Enako se bo zgodilo, če se tranzistorji neposrednega terminala (2SA1943) zlomijo, reproduciran bo le pozitivni polval.

Slika 26 Povratni končni tranzistorji so pregoreli do točke zloma.

Slika 27 Signal na izhodu ojačevalnika v primeru, ko so tranzistorji 2SC5200 popolnoma izgoreli

Slika 27 prikazuje zemljevid napetosti v situaciji, ko so sponke odpovedale in imajo najmanjši možni upor, tj. kratek stik. Ta vrsta okvare požene ojačevalnik v ZELO težke pogoje in nadaljnje gorenje ojačevalnika je omejeno samo z napajanjem, saj lahko porabljeni tok v tem trenutku preseže 40 A. Preživeli deli se v trenutku segrejejo, v roki, kjer tranzistorji še vedno delujejo, je napetost nekoliko višja od tiste na mestu, kjer je dejansko prišlo do kratkega stika na napajalnem vodilu. Vendar je to posebno situacijo najlažje diagnosticirati - tik pred vklopom ojačevalnika preverite upornost prehodov z multimetrom, ne da bi jih sploh odstranili iz ojačevalnika. Merilna meja, nastavljena na multimetru, je DIODE TEST ali AUDIO TEST. Praviloma izgoreli tranzistorji kažejo upor med spoji v območju od 3 do 10 ohmov.

Slika 27 Napetostni zemljevid močnostnega ojačevalnika v primeru izgorelosti končnih tranzistorjev v kratkem stiku (2SC5200)

Popolnoma enako se bo ojačevalnik obnašal tudi v primeru okvare predzadnje stopnje - ko so priključki odrezani, bo reproduciran samo en polval sinusnega vala, če so prehodi kratkostični, pa ogromen pride do porabe in ogrevanja.
Če pride do pregrevanja, ko se domneva, da radiator za tranzistorje zadnje stopnje napetostnega ojačevalnika ni potreben (tranzistorji VT5, VT6), lahko tudi odpovejo, tako zaradi odprtega tokokroga kot zaradi kratkega stika. V primeru izgorelosti prehodov VT5 in neskončno visokega upora prehodov pride do situacije, ko na izhodu ojačevalnika ni ničesar, kar bi vzdrževalo ničlo, in rahlo odprti končni tranzistorji 2SA1943 bodo potegnili napetost na izhod ojačevalnika na minus napajalne napetosti. Če je obremenitev priključena, bo vrednost konstantne napetosti odvisna od nastavljenega mirujočega toka - višja je, večja je vrednost negativne napetosti na izhodu ojačevalnika. Če obremenitev ni priključena, bo izhodna napetost po vrednosti zelo blizu vrednosti negativnega napajalnega vodila (slika 28).

Slika 28 Tranzistor VT5 napetostnega ojačevalnika je pokvarjen.

Če tranzistor v zadnji stopnji napetostnega ojačevalnika VT5 odpove in so njegovi prehodi v kratkem stiku, bo s priključeno obremenitvijo na izhodu prišlo do precej velike konstantne napetosti in enosmernega toka, ki teče skozi obremenitev, približno 2-4 A. Če je obremenitev odklopljena, bo napetost na izhodnem ojačevalniku skoraj enaka pozitivni napajalni vodilu (slika 29).

Slika 29 Napetostni ojačevalnik tranzistorja VT5 je imel "kratki stik".

Nazadnje ostane le še nekaj oscilogramov na najbolj koordinatnih točkah ojačevalnika:

Napetost na bazah diferencialnih kaskadnih tranzistorjev pri vhodni napetosti 2,2 V. Modra črta - baze VT1-VT2, rdeča črta - baze VT3-VT4. Kot je razvidno iz slike, tako amplituda kot faza signala praktično sovpadata.

Napetost na priključni točki uporov R8 in R11 (modra črta) in na priključni točki uporov R9 in R12 (rdeča črta). Vhodna napetost 2,2 V.

Napetost na kolektorjih VT1 (rdeča črta), VT2 (zelena), kot tudi na zgornjem terminalu R7 (modra) in spodnjem terminalu R10 (lila). Padec napetosti je posledica delovanja z obremenitvijo in rahlega padca napajalne napetosti.

Napetost na kolektorjih VT5 (modra) in VT6 (rdeča. Vhodna napetost je zmanjšana na 0,2 V, tako da je bolj jasno vidna, glede na konstantno napetost je razlika približno 2,5 V

Ostaja le še razlaga o napajalniku. Najprej, moč omrežnega transformatorja za ojačevalnik moči 300 W mora biti vsaj 220-250 W in to bo dovolj za predvajanje tudi zelo trdih skladb.Več o moči napajalnika ojačevalnika moči lahko izveste. Z drugimi besedami, če imate transformator iz cevnega barvnega televizorja, potem je to IDEALNI TRANSFORMATOR za en ojačevalni kanal, ki vam omogoča enostavno reprodukcijo glasbenih kompozicij z močjo do 300-320 W.
Kapacitivnost kondenzatorjev napajalnega filtra mora biti vsaj 10.000 μF na krak, optimalno 15.000 μF. Pri uporabi zmogljivosti, višjih od navedene ocene, preprosto povečate stroške zasnove brez opaznega izboljšanja kakovosti zvoka. Ne smemo pozabiti, da so pri uporabi tako velikih kapacitivnosti in napajalnih napetostih nad 50 V na roko trenutni tokovi že kritično ogromni, zato je močno priporočljiva uporaba sistemov za mehki zagon.
Najprej je zelo priporočljivo, da pred sestavljanjem katerega koli ojačevalnika prenesete proizvajalčeve opise obratov (podatkovne liste) za VSE polprevodniške elemente. To vam bo dalo priložnost, da si podrobneje ogledate bazo elementov in, če kateri koli element ni na voljo za prodajo, poiščete zamenjavo zanj. Poleg tega boste imeli pri roki pravilen pinout tranzistorjev, kar bo znatno povečalo možnosti za pravilno namestitev. Tiste, ki so še posebej leni, spodbujamo, da se ZELO natančno vsaj seznanijo z lokacijo sponk tranzistorjev, ki se uporabljajo v ojačevalniku:

.
Na koncu je treba dodati, da vsi ne potrebujejo moči 200-300 W, zato je bila tiskana vezja preoblikovana za en par terminalnih tranzistorjev. To datoteko je naredil eden od obiskovalcev foruma spletnega mesta "SPAJKALO" v programu SPRINT-LAYOUT-5 (PLOČA ZA PRENOS). Podrobnosti o tem programu najdete.

Naredi sam profesionalni UMZCH

Po srečanju z oblikovalcem novosibirske tovarne Noema Vladimirjem Perepelkinom me je začela zanimati shema njenega razvoja. Na izbiro zasnove so vplivali tudi rezultati primerjave z drugimi UMZCH različnih razredov. Takoj bom rezerviral: nisem primerjal, zaupam pa mnenjem ljudi, ki so primerjali. Kljub dejstvu, da je bil ta PA ustvarjen za profesionalno uporabo, kjer se zdi, da je potrebno samo "da bo pijača glasnejša", ima odličen zvok, veliko višje kakovosti kot Brigs, Bragins itd.

Ta UMZCH uporablja modularno zasnovo, če temu lahko tako rečemo. Tisti. razdeljen je na dva logično zaključena bloka: napetostni ojačevalnik in močnostni izhodni repetitor. To omogoča, če je potrebno ali zaradi eksperimentiranja, uporabo različnih vezij teh vozlišč. Kombinirate lahko cevni napetostni ojačevalnik in tranzistorsko izhodno stopnjo. Tudi izhodno stopnjo je mogoče izdelati z uporabo bipolarnih tranzistorjev ali MOSFET-jev.

Ker milo rečeno nisem spreten s svetilkami, sem izbral tranzistorsko različico napetostnega ojačevalnika in bipolarno izhodno stopnjo (ki se spet po ocenah sliši bolje kot MOSFET). In želel sem ponoviti različico čim bližje avtorjevi izvedbi.

Tukaj je prikazano vezje napetostnega ojačevalnika:

Med značilnostmi ZN:
simetrična vhodna diferencialna stopnja,
induktivna korekcija v prvi stopnji,
kot tudi obračanje preklopa.
NFB - OOS vezje, povezano z izhodom repetitorja, Out - izhod UN. Priporočljivo je, da je napajalna napetost +-U 5-7V višja od napajalne napetosti izhodnega repetitorja, kar bo omogočilo največji izkoristek vira napajanja. Čeprav sem uporabil isto (+-75V).

Značilnosti močnega izhodnega repetitorja:
originalni sistem toplotne stabilizacije mirujočega toka (tranzistorji VT1, VT2),
visoko učinkovit sistem za zaščito izhodnih tranzistorjev pred tokovnimi preobremenitvami, s samopopravkom (VT3, VT4, opis - št. 3).

Čeprav nisem zagovornik ocenjevanja kakovosti zvoka glede na značilnosti delovanja, bi vseeno rad povedal nekaj besed o značilnostih UMZCH.
moč - približno 500 W pri obremenitvi 4 Ohm,
obseg reproduciranih frekvenc daleč presega zvočni obseg. PA reproducira 100 kHz sinusni val brez kakršnega koli popačenja,
Kni - približno 0,01%,
vhodna impedanca 2kOhm.

Nekaj ​​možnih nadomestnih delov.
namesto BC546 BC556 je dovoljeno uporabiti BC182 BC212 ali domači kt3102 kt3107,
hitre diode BAV21 lahko zamenjate z 1N4937 ali 1N4936,
Schottki 1N5817 so zamenljivi s katerim koli iz te serije, z dovoljenim tokom 1A,
Zener diode 1N4744 je mogoče zamenjati s poljubnimi 15V, z dovoljenim tokom nad 20mA,
Priporočljivo je namestiti tranzistorje VT9 VT10 z mejno frekvenco največ 50 MHz, sicer je možno samovzbujanje,
izhodne tranzistorje je mogoče dobaviti s katerim koli uvoženim za zvok, vendar imajo rabljeni 2SC4793 2SA5200 proizvajalca TOSHIBA odlične lastnosti po dokaj nizki ceni - 100 rubljev. za komplementarni par.
VT1 VT2 izhodne stopnje je mogoče zamenjati z 2SA1837 2SC4793.

Za tiste, ki se jim zdi 500 W moči preveč, jih je zelo enostavno zmanjšati. Če želite to narediti, morate le zmanjšati napajalno napetost na zahtevano raven, zmanjšati število izhodnih tranzistorjev (pri +-50 V sta dovolj 2 para, moč bo približno 180 W na 4 ohme) in sorazmerno zmanjšati vrednosti ​​dušilnih uporov R1-R2, R11-R14. Vsi drugi načini NISO ODVISNI od napajalne napetosti.

Strukturno je UMZCH izdelan na dveh ploščah - ZN in glavni. Plošča napetostnega ojačevalnika je spajkana v glavno na nogah, lahko naredite tudi konektor.

Vsi izhodni tranzistorji, konektor za UN so nameščeni na glavni plošči, na vhodu pa je repetitor op-amp. POMEMBNO!!! V tem UMZCH vhod napetostnega ojačevalnika ni dovoljeno pustiti NEPOVEZAN. To lahko povzroči vzbujanje in s tem izgorevanje izhoda. Zaradi tega je repetitor nameščen na operacijskem ojačevalniku, lahko uporabite kaskado, ki temelji na tranzistorju z učinkom polja.

Med izravnalne upore izhodnih tranzistorjev je možno namestiti do 6 kosov v prostem prostoru. napajalni kondenzatorji (3 kosi na roko).
Tranzistorji VT1 VT2 repetitorja so nameščeni neposredno na izhodne tranzistorje ustrezne polovice.

Nastavitev UMZCH se zmanjša na preverjanje pravilne montaže in nastavitev mirujočega toka na 100-150 mA za par tranzistorjev z izbiro uporov R2 R3 izhodnega repetitorja.

Napajalnik UMZCH je izdelan na osnovi transformatorja TSA-320, vsa navitja so previta:
primarni je navit z žico 1,18 mm in vsebuje 2x290 ovojev,
sekundarna - 1,5 mm žica - 2x130 obratov.
Usmernik - vse močne, po možnosti hitre diode, na primer CD2999. Zmogljivost napajalnih kondenzatorjev je vsaj 10.000 mikrofaradov na krak, vendar so boljši večji.

Tranzistor UMZCH z diferencialno kaskado (DC) na vhodu je tradicionalno zgrajen po tristopenjskem vezju: enosmerni ojačevalnik vhodne napetosti; napetostni ojačevalnik; izhodni dvociklični tokovni ojačevalnik. V tem primeru je izhodna stopnja tista, ki največ prispeva k spektru popačenja. To so najprej "stopenjska" popačenja, preklopna popačenja, otežena zaradi prisotnosti uporov v tokokrogih oddajnika (vira), pa tudi toplotna popačenja, ki jim do nedavnega ni bila posvečena ustrezna pozornost. Vsa ta popačenja, ki so fazno zamaknjena v tokokrogih negativne povratne zveze, prispevajo k oblikovanju širokega spektra harmonikov (do 11.). To je tisto, kar povzroča značilen zvok tranzistorja pri številnih neuspešnih razvojih.

Danes se je nabral ogromen nabor veznih rešitev za vse kaskade, od preprostih asimetričnih kaskad do kompleksnih popolnoma simetričnih. Kljub temu se iskanje rešitev nadaljuje. Umetnost oblikovanja vezij je v doseganju dobrih rezultatov s preprostimi rešitvami. Ena od teh uspešnih rešitev je bila objavljena v. Avtorji ugotavljajo, da je način delovanja najpogostejših izhodnih stopenj s skupnim kolektorjem določen z napetostjo na emiterskih spojih, ki je močno odvisna tako od kolektorskega toka kot temperature. Če je pri sledilnikih nizke moči mogoče stabilizirati napetost baza-emiter s stabilizacijo kolektorskega toka, potem je to v močnih izhodnih stopnjah razreda AB skoraj nemogoče.

Tokokrogi toplotne stabilizacije s temperaturno občutljivim elementom (najpogosteje tranzistorjem), tudi če je slednji nameščen na telesu enega od izhodnih tranzistorjev, so inercialni in lahko sledijo le povprečni spremembi temperature kristala, ne pa tudi trenutna, kar vodi do dodatne modulacije izhodnega signala. V nekaterih primerih so termična stabilizacijska vezja vir blagega vzbujanja ali podvzbujanja, kar daje zvoku tudi določeno obarvanost. Za temeljno rešitev tega problema so avtorji predlagali izvedbo izhodne stopnje po vezju z OE (zamisel ni nova, glej npr.). Posledično je bil v nasprotju s tradicionalno tristopenjsko zasnovo (vsaka stopnja s svojo mejno frekvenco in lastnim spektrom harmonikov) rezultat le dvostopenjski ojačevalnik. Njegov poenostavljen diagram je prikazan na sliki 1.

Prva stopnja je izdelana po tradicionalnem enosmernem vezju z obremenitvijo v obliki tokovnega ogledala. Simetrično zajemanje signala iz enosmernega toka z uporabo trenutnega zrcala (nasprotna dinamična obremenitev) vam omogoča, da dobite dvakratno ojačenje ob hkratnem zmanjšanju šuma. Izhodna impedanca kaskade s takšnim sprejemom signala je precej visoka, kar določa njegovo delovanje v načinu tokovnega generatorja. V tem primeru je tok v tokokrogu bremena (osnova tranzistorja VT8 in oddajnik tranzistorja VT7) malo odvisen od vhodnega upora in je določen predvsem z notranjim uporom tokovnega vira. Emiterski tokovi tranzistorjev VT8, VT9 so osnovni za tranzistorje VT10, VT11. Generator toka I2 in vezje za premik nivoja na tranzistorjih VT5 VT7 nastavita in stabilizirata začetni tok tranzistorjev VT8 VT11, ne glede na njihovo temperaturo.

Oglejmo si podrobneje delovanje tokovnega krmilnega vezja izhodnih tranzistorjev. Prehodi baza-emiter tranzistorjev VT5 VT8 tvorijo dve vzporedni vezji med izhodom tokovnega vira I2 in bazo tranzistorja VT10. To ni nič drugega kot zapleten tokovni reflektor velikega obsega. Načelo delovanja najpreprostejšega tokovnega reflektorja temelji na dejstvu, da določeni vrednosti kolektorskega (emiterskega) toka ustreza zelo specifičen padec napetosti na njegovem spoju baza-emiter in obratno, tj. če se ta napetost nanese na bazno-emiterski spoj drugega tranzistorja z enakimi parametri, bo njegov kolektorski tok enak kolektorskemu toku prvega tranzistorja. Desno vezje (VT7, VT8) je sestavljeno iz stičišč baza-emiter z različnimi kolektorskimi (emiterskimi) tokovi. Za delovanje principa "trenutni reflektor" mora biti levo vezje zrcalno glede na desno, tj. vsebujejo enake elemente. Da bi kolektorski tok tranzistorja VT6 (aka tok generatorja toka I2) ustrezal kolektorskemu toku tranzistorja VT8, mora biti padec napetosti na stičišču baza-emiter tranzistorja VT5 enak padcu napetosti na bazno-emiterski spoj tranzistorja VT7.

Da bi to naredili, se v realnem vezju (slika 2) tranzistor VT5 nadomesti s kompozitnim tranzistorjem po vezju Szyklai. Na podlagi zgoraj navedenega morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji:

• koeficienti prenosa statičnega toka tranzistorjev VT7, VT8, VT11 (VT12) morajo biti enaki;
• koeficienti prenosa statičnega toka tranzistorjev VT9 in VT10 morajo biti med seboj enaki, še bolje pa je, če ima vseh 6 tranzistorjev (VT7 VT12) enake lastnosti, kar je težko doseči z omejenim številom razpoložljivih tranzistorjev;
• za tranzistorje VT8, VT9 je treba izbrati tranzistorje z minimalno napetostjo baza-emiter (ob upoštevanju širjenja parametrov), saj ti tranzistorji delujejo pri zmanjšani napetosti oddajnik-kolektor;
• blizu bi morali biti tudi produkti koeficientov prenosa statičnega toka tranzistorjev VT11, VT13 in VT12, VT14.

Torej, če želimo kolektorski tok tranzistorjev VT13, VT14 nastaviti na 100 mA in imamo izhodne tranzistorje s h21e=25, potem mora biti tok generatorja toka na tranzistorju VT6: Ik(VT6)/h21e=100/25= 4 mA, kar določa upornost upora R11 približno 150 Ohm (0,6 V/0,004 A = 150 Ohm).

Ker je izhodna stopnja krmiljena z izhodnim tokom enosmernega toka, je skupni prednapetostni tok oddajnika izbran tako, da je precej velik, približno 6 mA (določeno z uporom R6), kar določa tudi največji možni izhodni tok enosmernega toka. Tukaj lahko izračunate največji izhodni tok ojačevalnika. Na primer, če je zmnožek tokovnih ojačanj izhodnih tranzistorjev 1000, potem bo največji izhodni tok ojačevalnika blizu 6 A. Za deklarirani največji izhodni tok 15 A bi moral tokovni dobiček izhodne stopnje ustrezno vsaj 2500, kar je povsem realno. Poleg tega se lahko za povečanje nosilnosti enosmernega toka skupni prednapetostni tok oddajnika poveča na 10 mA z zmanjšanjem upora upora R6 na 62 Ohmov.

Podani so naslednji specifikacije ojačevalnika:

• Izhodna moč v pasu do 40 kHz pri obremenitvi 8 Ohmov je 40 W.
• Moč impulza pri obremenitvi 2 ohma je 200 W.
• Amplitudna vrednost neizkrivljenega izhodnega toka je 15 A.
• Harmonično popačenje pri frekvenci 1 kHz (1 W in 30 W, slika 3) - 0,01%
• Hitrost padanja izhodne napetosti - 6 V/µs
• Koeficient dušenja, najmanj 250

Graf harmoničnega popačenja za izhodno moč 1 W (krivulja a) in za izhodno moč 30 W (krivulja b) pri obremenitvi 8 Ohmov je prikazan na sliki 3. V komentarjih k vezju je navedeno, da ima ojačevalnik visoko stabilnost, ni "preklopnega popačenja", pa tudi harmonikov višjega reda.

Pred sestavljanjem prototipnega ojačevalnika je bilo vezje virtualno poslikano in pregledano s programom Multisim 2001. Ker baza podatkov programa ni vsebovala izhodnih tranzistorjev, navedenih v vezju, so jih nadomestili z najbližjimi analogi domačih tranzistorjev KT818, KT819. Študije vezja (slika 4) so ​​dale rezultate, ki so se nekoliko razlikovali od tistih, navedenih v. Nosilnost ojačevalnika se je izkazala za nižjo od navedene, faktor harmoničnega popačenja pa je bil več kot za red velikosti slabši. Fazni varnostni faktor le 25° se je prav tako izkazal za premajhnega. Naklon frekvenčnega odziva v območju 0 dB je blizu 12 dB/okt., kar prav tako kaže na nezadostno stabilnost ojačevalnika.

Za namen eksperimentalnega testiranja je bila maketa ojačevalca sestavljena in vgrajena v kitarski kombo rock skupine "Aphasia". Za povečanje stabilnosti ojačevalnika je bila korekcijska kapacitivnost povečana na 2,2 nF. Terenski testi ojačevalca v primerjavi z drugimi ojačevalci so potrdili njegove prednosti in glasbeniki so ga zelo cenili.

Tehnični parametri ojačevalnika

• Pasovna širina pri 3dB-15Hz-190kHz
• Harmonični koeficient pri 1 kHz (25 W, 8 ohmov) -0,366 %
• Frekvenca ojačanja enotnosti - 3,5 MHz
• Fazni kot - 25°

Strogo gledano, zgornji pomisleki v zvezi s krmiljenjem toka izhodne stopnje veljajo za ojačevalnik z odprto povratno zanko. Z zaprto povratno zanko se v skladu z njeno globino zmanjša ne samo izhodna impedanca ojačevalnika kot celote, temveč tudi vseh njegovih stopenj, tj. v bistvu začnejo delovati kot generatorji napetosti.

Zato smo za pridobitev tehničnih lastnosti, navedenih v ojačevalniku, ojačevalnik modificirali tako, da izgleda kot slika 5, rezultat njegove študije pa je prikazan na sliki 6. Kot je razvidno iz slike, sta bila v vezje dodana samo dva tranzistorja, ki tvorita potisno-vlečni hibridni repetitor razreda A. Uvedba vmesne stopnje z visoko nosilnostjo je omogočila učinkovitejšo uporabo napetostnega ojačanja lastnosti DC in znatno povečajo obremenitev ojačevalnika kot celote. Povečanje ojačanja s prekinjeno povratno zanko je ugodno vplivalo tudi na zmanjšanje koeficienta harmoničnega popačenja.

Povečanje korekcijske kapacitivnosti z 1 nF na 2,2 nF je sicer zožilo pasovno širino od zgoraj na 100 kHz, a povečalo fazno mejo za 30° in zagotovilo naklon frekvenčnega odziva v območju enotnega ojačenja 6 dB/okt., kar zagotavlja dobro stabilnost ojačevalnika.

Kot testni signal je bil na vhod ojačevalnika doveden kvadratni signal s frekvenco 1 kHz (kalibracijski signal iz osciloskopa). Izhodni signal ojačevalnika ni imel prevračanja robov ali valov na robovih signala, tj. popolnoma ustreza vložku.

Tehnične značilnosti modificiranega ojačevalnika

• Pasovna širina pri 3 dB - 8 Hz - 100 kHz
• Enotna frekvenca ojačenja - 2,5 MHz Fazni kot - 55°
• Dobiček - 30 dB
• Harmonično popačenje pri 1 kHz (25 W, 8 Ohm) - 0,007 %
• Harmonično popačenje pri 1 kHz (50 W, 4 Ohm) - 0,017 %
• Harmonski koeficient pri Ku=20 dB - 0,01%

Za potrebe celovitega testiranja modificiranega ojačevalnika sta bila izdelana dva vzorca v dimenziji ojačevalne plošče Lort 50U 202S (aka Amphiton 001) in vgrajena v navedeni ojačevalnik. Hkrati je bil nadzor glasnosti spremenjen v skladu z.

Zaradi modifikacije je lastnik ojačevalca popolnoma opustil nadzor tona, testi v polnem merilu pa so pokazali njegovo jasno prednost pred prejšnjim ojačevalnikom. Zvok inštrumentov je postal čistejši in bolj naravni, navidezni zvočni viri (ASS) so se začeli oblikovati bolj jasno, zdelo se je, da so postali bolj "otipljivi". Opazno se je povečala tudi nepopačena izhodna moč ojačevalnika. Termična stabilnost ojačevalnika je presegla vsa pričakovanja. Po dvournem testiranju ojačevalnika pri izhodni moči blizu maksimuma se je izkazalo, da so stranski hladilni odvodi praktično hladni, pri prejšnjih ojačevalnikih pa se je ojačevalnik tudi ob odsotnosti signala precej segrel, če je bil prižgan. močno.

Konstrukcija in detajli
Plošča (z elementi za prenos) ojačevalnika za vgradnjo v ojačevalnik Lort je prikazana na sliki 7. Na plošči so predvidena mesta za namestitev diodnega mostu in upora R43 iz starega vezja, pa tudi mesta za namestitev tokovne izravnalne baze in oddajnih uporov za seznanjene izhodne tranzistorje. Na dnu plošče so rezervirani prostori za namestitev elementov aktivnega tokovnega vira (ACS) v obliki tokovnega reflektorja, sestavljenega iz upora za nastavitev toka z uporom 75 kOhm iz izhoda PA, dveh tranzistorjev tipa KT3102B in dva 200 ohmska upora za aktivni izklop spodnjega kraka ojačevalnika (nista bila nameščena na prototipu). Kondenzatorji C4, C6 tipa K73 17. Kapacitivnost kondenzatorja C2 je mogoče neboleče povečati na 1 nF, medtem ko bo mejna frekvenca vhodnega nizkopasovnega filtra 160 kHz.

Tranzistorji VT13, VT14 so opremljeni z majhnimi aluminijastimi zastavicami debeline 2 mm. Za boljšo toplotno stabilizacijo ojačevalnika sta tranzistorja VT8 in VT12 nameščena na obeh straneh skupne zastave, s tranzistorjem VT8 skozi sljudno tesnilo ali elastični toplotno prevodni izolator tipa "Nomakon Gs", TU RB 14576608.003 96. Kot za parametre tranzistorjev so podrobno obravnavani zgoraj. Kot tranzistorji VT1, VT5 lahko uporabite tranzistorje KT503E, namesto tranzistorjev VT2, VT3 pa tranzistorje, kot je KT3107 s katerim koli črkovnim indeksom. Zaželeno je, da so koeficienti ojačenja statičnega toka tranzistorjev enaki v parih z razmikom največ 5%, koeficienti ojačenja tranzistorjev VT2, VT4 pa morajo biti nekoliko večji ali enaki koeficientom ojačenja tranzistorjev VT1, VT5.

Kot tranzistorji VT3, VT6 se lahko uporabljajo tranzistorji vrst KT815G, KT6117A, KT503E, KT605. Tranzistorje VT8, VT12 je mogoče zamenjati s tranzistorji tipa KT626V. V tem primeru je tranzistor VT12 pritrjen na zastavico, tranzistor VT8 na tranzistor VT12. Podložko za besedilo je treba namestiti pod glavo vijaka na strani tranzistorja VT8. Med domačimi tranzistorji na polju je tranzistor tipa KP302A, 2P302A, KP307B(V), 2P307B(V) najbolj primeren za tranzistor VT10. Priporočljivo je izbrati tranzistorje z začetnim odtočnim tokom 7-12 mA in mejno napetostjo v območju (0,8-1,2) V. Upor R15 tipa SP3 38b. Tranzistorje VT15, VT16 je mogoče zamenjati s KT837 in KT805, pa tudi KT864 in KT865 z višjimi frekvenčnimi značilnostmi. Plošča je bila zasnovana za namestitev parnih izhodnih tranzistorjev (KT805, KT837). V ta namen so na plošči predvidena mesta za namestitev tako baznega (2,2-4,3 Ohma) kot emitorskega (0,2-0,4 Ohma) tokovnega izravnalnega upora. Če nameščate enojne izhodne tranzistorje namesto tokovnih izravnalnih uporov, spajkajte mostičke ali takoj spajkajte žice izhodnih tranzistorjev na ustrezna mesta na plošči. Prototip je imel originalne izhodne tranzistorje, a jih je bilo treba zamenjati.

V ojačevalniku je zaželeno povečati napajalno kapacitivnost (pri originalnem ojačevalniku ima vsak krak 2,2200 µF. 50 V) V vsakem kraku je priporočljivo dodati vsaj še 2200 µF ali še bolje zamenjati s kondenzatorjem 10000 µF. 50 V. Pri 50 V so tuji kondenzatorji relativno poceni.

Nastavitev
Preden priključite izhodne tranzistorje, morate začasno prispajkati srednje močne diode (na primer KD105, KD106) namesto baznih oddajnih spojev izhodnih tranzistorjev, napajati ploščo in brez priključitve tovora zagotoviti, da ojačevalnik deluje na sredini. Nanesite signal na vhod ojačevalnika in z osciloskopom preverite, ali je v prostem teku ojačan brez popačenja ali vzbujanja. To kaže na pravilno namestitev in uporabnost vseh elementov ojačevalnika. Šele po tem lahko spajkate izhodne tranzistorje in začnete nastavljati njihov tok mirovanja.

Za nastavitev mirujočega toka morate drsnik upora R15 nastaviti v spodnji položaj v skladu s shemo, odstraniti varovalko v enem od krakov ojačevalnika in namesto tega vklopiti ampermeter. Tok porabe je nastavljen pod nastavitvenim uporom R15 v območju 110-130 mA (ob upoštevanju enosmernega toka približno 6 mA in sledilnega toka vmesnega pomnilnika približno 3-5 mA). Nato se preveri občutljivost ojačevalnikov in po potrebi nastavijo upori OS.

Po tem lahko začnete različne študije, če seveda oprema radioamaterskega laboratorija to omogoča. V ta namen lahko uporabite neposredni vhod ojačevalnika, tako da odstranite vtič in mostiček na zadnji steni ojačevalnika.

Literatura

1. Povzetek UMZCH // Radiohobby. 2000. št. 1. Str. 8 10.
2. Petrov A. Super-linearni električni pogon z visoko nosilnostjo // Radioamator. 2002. št. 4. C.16.3.
3. Dorofeev M. Način B v ojačevalnikih moči AF // Radio. 1991. št. 3. Str.53 56.
4. Petrov A. Izpopolnitev nadzora glasnosti ojačevalnika "Lorta 50U 202S" // Radioamator. 2000. št. 3. Str.10