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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Transistor de haute qualité UMZCH. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Le son caractéristique des transistors (sec, dur, opaque) n'est pas nécessairement inhérent aux amplificateurs à transistors. En effet, la plupart des conceptions industrielles de transistors UMZCH avec un coefficient harmonique inférieur à 0,05 % et une bande de fréquence de 20...20000 XNUMX Hz ne sonnent pas de la meilleure des manières et nécessitent une augmentation significative des fréquences plus élevées. Un exemple de développement réussi est l'amplificateur [1], développé à l'aube du développement de la technologie des circuits pour les UMZCH sans transformateur. L'amplificateur ne contient qu'un seul étage d'amplification de tension dans un circuit à émetteur commun (CE) et présente une distorsion d'environ 2 % avec une puissance de sortie de 2 W. Cependant, à des fréquences plus élevées, le son est assez propre, transparent et détaillé sans qu'il soit nécessaire de les élever. Paradoxalement, les amplificateurs à tubes avec une distorsion de 2 % sonnent subjectivement mieux que les amplificateurs à transistors avec une distorsion harmonique de 0,002 %. Cela s'explique par le fait que le spectre des harmoniques dans les amplificateurs à tubes est beaucoup plus étroit et seulement d'ordre faible, pas supérieur au troisième, alors que dans les amplificateurs à transistors, il va jusqu'au onzième ordre. Un avantage très important des lampes haute puissance est le temps nul de résorption des porteurs et le délai d'allumage lorsque la tension de commande est appliquée. De plus, les caractéristiques de sortie de la triode sont idéales pour un étage de sortie qui, comme on le sait, fonctionne sur une charge complexe (impédance). Un transistor à effet de champ (SIT) à induction statique présente des caractéristiques proches de celles d'une triode lorsqu'une tension négative est appliquée à la grille. Toutefois, les transistors bipolaires restent les plus accessibles aux radioamateurs. Considérons brièvement les principales causes de distorsion dans les amplificateurs à transistors. Une distorsion se produit dans l'étage de sortie. Les distorsions transitoires du premier type (type échelonné) sont provoquées par la forme en S fortement prononcée des caractéristiques de transmission des émetteurs suiveurs. La manière de réduire ce type de distorsion consiste à augmenter le courant de repos et la profondeur du feedback. La distorsion transitoire du deuxième type se produit en raison de retards dans le signal provoqués par le processus de commutation et conduit à une distorsion dans la zone du passage par zéro. Ces distorsions sont dues au temps de résorption assez long non pas des principaux porteurs de la base, mais du fait que Pendant ce temps, il n'y a pratiquement pas de retour, les étapes préliminaires développent une amplification complète, ce qui entraîne des surtensions d'impulsions jusqu'à la tension d'alimentation. Ce type de distorsion peut être réduit en utilisant des transistors de sortie haute puissance avec une fréquence de coupure de gain unitaire de 5 MHz ou plus. Augmenter l'OOS n'aide pas dans ce cas. Les principales caractéristiques de l'amplificateur :
La distorsion d'intermodulation dynamique (distorsion TIM) se produit aux bords du signal où la vitesse de balayage du signal dépasse le maximum autorisé à la sortie de l'amplificateur. La cause principale de ces distorsions est la surcharge des étages d'entrée. Pour éliminer des distorsions de phase spécifiques, la bande passante de l'amplificateur doit être d'au moins 250 kHz, ce qui correspond à une vitesse de montée du signal de sortie d'environ 50 V/μs. Pour réduire ce type de distorsion, vous avez besoin d'un amplificateur avec une plage de fréquences de fonctionnement sans contre-réaction négative jusqu'à 25 kHz ou plus. La profondeur du feedback environnemental ne doit pas dépasser 20...30 dB. Le spectre du signal entrant dans l'amplificateur de puissance doit être limité, par exemple à l'aide d'un filtre passif avec une fréquence de coupure d'environ 100 kHz. Le type de distorsion suivant est dû à la non-linéarité du coefficient de transfert de courant des transistors de sortie h21e-f(Ik). Et puisque RBX = h21e-Ki (pour une cascade avec un collecteur commun) est la charge d'un amplificateur de tension avec une résistance de sortie élevée, son gain change également plusieurs fois pendant la période du signal de sortie, ce qui provoque finalement une non-linéarité dans l'amplitude caractéristiques de l'amplificateur dans son ensemble. Pour réduire ce type de distorsion, il est nécessaire de réduire la résistance de sortie de l'amplificateur de tension ou d'augmenter la résistance d'entrée de l'étage de sortie, en utilisant un circuit Darlington à trois étages, ce qui n'est pas souhaitable en raison d'une augmentation du temps de commutation et, comme il en résulte une augmentation de la distorsion de commutation. Plus de détails sur d’autres types de distorsions peuvent être trouvés dans [6]. Le développement de l'amplificateur proposé (Fig. 1) est basé sur les concepts décrits dans [2] et [3].
Les solutions de circuits sont empruntées à [4] et [5]. L'amplificateur est alimenté par un redresseur avec un point médian non mis à la terre, ce qui évite d'endommager le haut-parleur à cause du composant CC de l'étage de sortie. Un avantage important de l'amplificateur inverseur est l'absence totale de composant de mode commun dans l'étage différentiel d'entrée. Contrairement à un amplificateur non inverseur, cette étape ne provoque pas de distorsion provoquée par une modulation parasite de la tension de la source de courant sur le transistor VT2 et de la tension collecteur-émetteur des transistors VT1, VT3. De plus, cette solution présente une bonne immunité au bruit de puissance : il n'y a pas de clics caractéristiques lors de la mise sous et hors tension. La prise de signal de l'étage différentiel est symétrique, c'est-à-dire VT3, VT7, VT8 - OE-OK-OB ; VT1, VT4, VT8 - OB-OK-OE. Cela vous permet d'obtenir un gain maximal et un taux de réjection en mode commun (CMOR) élevé. La charge de l'amplificateur de tension sur les transistors VT7, VT8 avec connexions d'émetteur est le générateur de courant sur le transistor VT11. La résistance de sortie est stabilisée à l'aide des résistances R17, R18. La polarisation de l'étage de sortie est fournie par le générateur de tension à l'aide des transistors VT9, VT10. Le courant de repos des transistors de sortie est réglé entre 50 et 100 mA en sélectionnant la résistance R21. Le transistor VT14 (VT15) détecte le courant d'émetteur VT16 (VT17) et la coupure (coupure) des transistors de sortie est empêchée, éliminant ainsi la possibilité de distorsion de commutation. Les transistors de sortie sont protégés contre les surintensités à l'aide de diodes VD2.VD3. Un compensateur Boucher R29, C6 est connecté à la sortie de l'amplificateur, à l'aide duquel l'impédance de charge devient purement active. Pour éviter l'apparition de distorsions d'interface, les systèmes acoustiques (AS) doivent être connectés à l'amplificateur avec des fils de section la plus grande possible. L'amplificateur est réalisé sur un circuit imprimé (Fig. 2). Publication des détails ici. La bobine L1 est enroulée sur la résistance R31 avec le fil PEV-2 0,69 et contient 14 tours. Les transistors VT12, VT13 sont montés sur des radiateurs à ailettes mesurant 20x15x10. Le transistor VT5 peut être remplacé par une diode D220 en connexion directe.
La configuration de l'amplificateur revient à régler le courant de repos des transistors de sortie et à régler la moitié de la tension d'alimentation au point médian non mis à la terre. Dans le cas de l'utilisation d'une paire d'amplificateurs stéréo, l'alimentation est fournie à chaque canal à partir d'un redresseur séparé. L'amplificateur a été testé avec un amplificateur correcteur [7] et a donné de bons résultats. Le fonctionnement de l'amplificateur se distingue par une reproduction haute fidélité, qui se manifeste par des détails et une transparence accrus du son. Littérature
Auteur : A. Petrov
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Commentaires sur l'article : Vladimir Ce circuit fournira un son de transistor absolument pur.
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