UMZCH avec un amplificateur de tension selon un circuit de base commun. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors

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Jusqu'à récemment, la structure d'amplificateur de puissance classique [1] était populaire parmi les radioamateurs, dans laquelle l'étage différentiel à l'entrée UMZCH est chargé avec un étage d'amplification de tension avec un transistor à émetteur commun, suivi d'un étage d'amplification de puissance, généralement composé de amplificateur de courant à deux ou trois étages. Une telle structure est maintenant à la base des circuits intégrés UMZCH.

Au cours des quatre dernières décennies, ce circuit a peu évolué, ses variantes se sont multipliées du fait de la diffusion de puissants transistors à effet de champ. Il fournit les paramètres nécessaires, mesurés par de faibles valeurs de distorsion non linéaire, facilement adaptables au calcul de la puissance de sortie et du gain. L'opportunité d'utiliser un étage différentiel d'entrée, qui assure une grande stabilité de l'ensemble du dispositif en mode statique, est tout à fait compréhensible. L'étage de sortie, qui est un suiveur d'émetteur à deux ou trois étages, introduit une distorsion harmonique minimale avec une oscillation de tension presque complète à la sortie de l'appareil, proportionnelle à la tension d'alimentation (plus correctement, avec la moitié de celle-ci). Les choses sont plus compliquées avec un amplificateur de tension - un pilote. Sur la période de 60 ans d'existence d'un transistor bipolaire, son inclusion dans un circuit à émetteur commun (CE) a été bien étudiée, toutes ses forces et ses faiblesses ont été identifiées, ce qui a servi à son utilisation dans tous les domaines analogiques et numériques. appareils dans une large gamme de fréquences, ainsi que dans les amplificateurs à courant continu.

Les inconvénients de la cascade de transistors selon le circuit OE incluent une stabilité à basse température et loin du mode d'amplification le plus linéaire. Cela, et un autre dans la majorité des appareils, est éliminé par divers types de rétroactions négatives, qui réduisent les caractéristiques dynamiques de la cascade et son gain. De plus, l'oreille de l'auditeur s'est habituée au son d'un amplificateur à transistor classique au fil des ans, et la plupart des auditeurs ne font pas de nouvelles demandes.

Fig. 1

Dans l'UMZCH décrit (son schéma sur la figure), l'étage pilote est assemblé sur des transistors bipolaires VT6, VT7, connectés selon un circuit à base commune (OB). Une telle cascade a une meilleure réponse en fréquence et vous permet d'obtenir une grande amplitude de signal de sortie, car la tension de saturation d'un transistor connecté selon le circuit OB est inférieure à celle d'une cascade similaire avec le transistor connecté selon le circuit OE.

Bien entendu, la cascade selon le circuit OB n'est pas non plus sans inconvénients. Il ne fournit pas d'amplification de courant, il faut donc amplifier le courant dans l'étage différentiel qui le précède, qui peut être monté sur des transistors composites.

À l'entrée de l'appareil, il y a un filtre R1C3 qui ne laisse pas passer les signaux avec une fréquence supérieure à 100 kHz, à partir duquel le signal est envoyé à l'entrée inverseuse de l'UMZCH via un analogue d'un condensateur à oxyde non polaire sous la forme de C1, C2. Une tension de polarisation polarisante est appliquée au point de connexion de ces condensateurs à travers la résistance R2. La même entrée reçoit le signal OOC de la sortie de l'appareil à travers la résistance R14. Le courant traversant chaque bras de l'étage différentiel, ainsi que le courant de collecteur de l'étage d'amplification de tension, est de 3 mA. Malgré tous ses défauts, un amplificateur inverseur est connu pour être plus stable qu'un amplificateur non inverseur de phase.

L'étage de sortie, composé de deux étages d'un émetteur suiveur, a un nœud quelque peu non standard pour stabiliser les conditions de courant et de température de repos sur les transistors VT8 et VT9. Il assure la stabilisation du courant de repos du premier étage de l'étage de sortie, et donc de la tension aux bornes de la résistance R15. Ce. en conséquence, cela conduit à la stabilisation du courant de repos des transistors VT12 et VT13, dans les circuits d'émetteur desquels se trouvent des résistances filaires R16 et R17. Comme l'ont montré de nombreuses années de pratique de l'auteur, un tel circuit de stabilisation peut réduire considérablement les distorsions de commutation, entraînant l'apparition d'harmoniques d'ordre élevé, caractéristiques du "son de transistor". L'auteur utilise cette solution technique dans sa pratique de conception et de réparation depuis plus de dix ans [2], et elle se justifie pleinement. Un "pas" en douceur est bien suivi par les circuits OOS, rapprochant le fonctionnement de l'étage de sortie du mode dit classe économique A, ce qui rend la perception subjective de la reproduction d'un signal audio plus aisée et plus transparente. les lignes montrent le circuit lors de l'utilisation d'un transformateur secteur sans sortir un point médian dans l'enroulement secondaire. R20 et R21 sont nécessaires dans le circuit d'alimentation, la résistance R22 doit être remplacée par un cavalier et le fusible FU3 doit être exclu.

En bref sur les paramètres de l'amplificateur. Avec une sensibilité de 2 V, l'UMZCH décrit fournit une puissance sinusoïdale de 8 W à une charge avec une résistance de 120 Ohms. Lors de l'utilisation d'une charge avec une résistance de 4 Ohms, le nombre de transistors de sortie doit être doublé avec des résistances dans leurs circuits émetteurs, il sera alors possible d'obtenir une puissance sinusoïdale de sortie jusqu'à 180 ... 200 W. L'observation oscillographique à travers un filtre coupe-bande actif, qui supprime l'harmonique fondamentale d'un signal sinusoïdal de 40 dB, a montré que le niveau de distorsion harmonique est d'environ 0,03 ° O. Avec les valeurs de la résistance R14 du circuit OOS et la résistance à l'entrée R3 indiquée sur le schéma, le gain est de 26 dB.

Pour monter l'amplificateur, une planche à pain a été utilisée, sur laquelle un étage différentiel et un amplificateur de tension pour deux canaux ont été assemblés.Leurs circuits d'alimentation de polarité positive et négative sont connectés par une "étoile" aux bornes des condensateurs C5, C6, respectivement
L'ensemble de l'étage de sortie a été assemblé sur un dissipateur de chaleur commun avec l'unité de stabilisation de courant de l'étage de sortie. Il est important que les puissants transistors de chaque canal (VT10-VT13) soient installés sur un dissipateur de chaleur commun, et le circuit de stabilisation de courant et thermique transistors VT8 et pouvant être montés aux bornes des transistors VT9 et VT10) Les circuits d'alimentation de l'étage de sortie sont également connectés par une "étoile" aux bornes des condensateurs C11, C7 et C9, SU, respectivement.

Le transformateur secteur T1 doit avoir une puissance globale d'au moins 250 W avec un enroulement secondaire dimensionné pour une tension de 70 V à un courant d'au moins 3,5 A avec une sortie médiane (ou sans, en tenant compte des modifications ci-dessus).

Tous les transistors de l'étage de sortie doivent être installés sur un dissipateur thermique d'une surface d'au moins 1200 cm2 (par canal).

Au lieu des condensateurs à oxyde C1, C2, vous pouvez utiliser un condensateur à film (polyéthylène téréphtalate) d'une capacité de 1 ... 2,2 μF pour une tension de 63 V (K73-16, K73-17), à l'exclusion bien sûr du résistance de polarisation R2. La capacité des condensateurs de blocage C7, C8 peut être augmentée à 1 ... 2,2 uF.

Le réglage de l'amplificateur doit commencer par vérifier la bonne installation et sa conformité avec le schéma électrique. Dans la version de l'auteur, l'étage différentiel et l'amplificateur de tension sont assemblés sur une carte séparée, de sorte que ce nœud particulier a d'abord été vérifié sans le connecter à l'étage de sortie. Pour ce faire, les collecteurs des transistors VT6 et VT7 et la sortie de la résistance R14, conformément au schéma, ont été temporairement connectés ensemble. Après la mise sous tension de l'amplificateur à ce point de connexion, la tension ne doit pas dépasser 1 ... 15 mV. Il est également utile de vérifier la conformité des courants des épaules de l'étage différentiel et de l'amplificateur de tension avec les valeurs spécifiées dans le schéma.

Après vérification, vous devez connecter l'amplificateur de tension à l'étage de sortie en allumant un milliampèremètre au lieu de l'un des fusibles (FU2 ou FU3), et en appliquant la tension d'alimentation, assurez-vous que la consommation de courant de l'ensemble de l'appareil n'est pas plus supérieure à 150 ... 200 mA (en règle générale, elle ne dépasse pas 100 mA). Vous devez également vous assurer que la tension de sortie de l'appareil est proche de zéro.

Ensuite, en connectant une résistance de 8 ohms et un oscilloscope sur la sortie UMZCH, il faut appliquer un signal rectangulaire sur l'entrée UMZCH afin d'utiliser l'oscilloscope à différents niveaux de signal pour s'assurer qu'il n'y a pas d'auto-excitation ou de signal significatif. surtensions dues aux chutes de tension. Si celui-ci est toujours présent, il faut alors augmenter la capacité du condensateur C4 (dans la version de l'auteur, l'amplificateur est stable même sans lui).

Il convient de garder à l'esprit qu'immédiatement après la mise sous tension, le courant de repos des transistors de sortie doit être compris entre 70 ... 90 mA. Cependant, après une demi-heure d'échauffement, il devrait monter à 120 ... 150 mA et se stabiliser.

littérature

1. Danilov A. A. Amplificateurs de précision basse fréquence. - M. : Hotline - Telecom, 2004, p. 56, 57.
2. Sapozhnikov M. Raffinement de UMZCH avec inclusion non standard d'un ampli-op. - Radio 2000, n° 8, p. 17.

Auteur : M. Sapozhnikov, Ganei Aviv, Israël ; Publication : radioradar.net

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