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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateur Hi-Fi QUAD-405. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Depuis plusieurs décennies, le "QUAD-405" est l'un des amplificateurs les plus connus de la plus haute qualité. Grâce à l'utilisation d'innovations technologiques, ses paramètres ont été améliorés à plusieurs reprises. Nous examinerons sa version modifiée, qui se concentre sur l'augmentation de la puissance. Le but de la modification était de doubler la puissance de la "version principale" "QUAD", c'est-à-dire jusqu'à 200 W, tout en conservant tous ses paramètres de sortie. Cette tâche n'est pas facile, car elle implique avant tout une augmentation de la tension d'alimentation. Pour produire une puissance sinusoïdale de 200 W dans une charge de 4 ohms, un signal crête à crête de 80 V est requis. Ce niveau de signal nécessite une tension d'alimentation d'environ ±50. 55 V. La situation devient encore plus compliquée dans le cas des systèmes d'enceintes 8 ohms. lorsque l'oscillation du signal de sortie doit être augmentée à 115 V. La tension d'alimentation requise augmente à ±60...65 V. D'après les exemples donnés, il est clair que l'augmentation de la puissance nécessite un soin considérable dans la résolution des problèmes de circuit et technologiques. Le choix correct des transistors est une condition nécessaire mais pas suffisante pour résoudre correctement ce problème. Le schéma "QUAD-405/200"" est illustré à la Fig.1.
Le gain de la tension alternative est déterminé dans l'amplificateur opérationnel 1C par le rapport des résistances R6 et R3. La rétroaction négative, due à la présence du condensateur C3, commence à fonctionner au-dessus d'une fréquence de 1 Hz. Grâce au circuit R5-R3, un retour CC 100 % négatif est fourni à partir de la sortie de l'amplificateur. Étant donné que l'amplificateur a un gain unité par rapport au courant continu, le décalage qui apparaît à la sortie coïncide avec la tension de décalage de l'ampli-op. L'amplification de la tension alternative et le fonctionnement de l'amplificateur de classe « A » sur le transistor T2 aux hautes fréquences sont déterminés principalement par les éléments du pont. Le condensateur C9 forme avec cet amplificateur un intégrateur à grande vitesse, tout en servant simultanément d'élément de pont. L'élément de pont suivant est R37. Le courant de l'étage de sortie (dumper) est contrôlé par le troisième élément du pont - l'inductance L2. Le quatrième élément du pont est la résistance équivalente de la chaîne parallèle de résistances R16-R17, qui, à l'aide de R15, fixe le gain de tension de la cascade T2, contribuant ainsi à une très bonne linéarité de la caractéristique. De la même manière, une tension est fournie à T2, compensant l'erreur qui se produit en raison de la chute de tension aux bornes de L2 due au courant de sortie. Ce signal d'erreur traverse l'amplificateur et apparaît à la sortie avec la même amplitude, mais avec la phase opposée par rapport au signal apparaissant en 12. Après que les deux signaux d'erreur se soustraient mutuellement au niveau du haut-parleur, une légère disparité du pont produit un excellent signal de sortie sans distorsion. Les performances du système sont affectées par la distorsion de l'amplificateur de classe A, la disparité du pont et la distorsion de l'ampli opérationnel NE5534. La limitation de la gamme de fréquences du signal fourni à T2 est assurée par la chaîne intégratrice R11-C6. Cela fixe une limite supérieure à la bande passante des fréquences amplifiées et constitue l'un des moyens les plus simples de se protéger contre la distorsion d'intermodulation. À propos du déphasage correct de l'amplificateur sur T2. En plus de C9, la chaîne C8-R14, ainsi que le condensateur C10, sont également « pris en charge ». Le déphasage excessif qui se produit lorsque l'étage de sortie est activé est compensé par les chaînes L3-R33 et L1-R36. L'amplificateur "QUA0-405/200" est placé sur un circuit imprimé simple face dont le dessin est illustré à la Fig. 2, et l'emplacement des éléments est illustré à la Fig. 3.
L'installation des pièces sur la carte commence par les résistances (les pièces sont installées par ordre croissant de leur hauteur). Cela empêche la partie soudée de se déplacer lors du retournement de la carte. Il est recommandé de mesurer la résistance des résistances avec un ohmmètre, et de ne pas les identifier par le code couleur qui leur est appliqué. Des résistances puissantes doivent être installées à une hauteur de plusieurs millimètres au-dessus de la carte afin qu'elles soient mieux refroidies. Les inducteurs L1...L3 contiennent 22 tours de fil de bobinage de 01 mm, enroulés sur un mandrin de 013 mm (L1, L3) et de 016 mm (L2). Ensuite, on effectue une opération qui affecte particulièrement la fiabilité de l'amplificateur : l'installation des transistors terminaux. Pensons à ceci : avec un rendement de 70% et une onde sinusoïdale, il faut supprimer environ 90 W de puissance thermique pour que la température instantanée des semi-conducteurs n'approche pas de la valeur critique ! Dans les catalogues, cette température est généralement indiquée dans la plage de 120...140°C. Ceci ne peut être réalisé qu'en installant les transistors T7...T10 sur un radiateur à très bon transfert thermique (avec pâte thermoconductrice). Une fois l'assemblage terminé, inspectez à nouveau soigneusement l'ensemble du circuit. A l'aide d'un ohmmètre, on vérifie l'isolation entre les transistors et le radiateur. Si tout est en ordre, vous pouvez commencer du premier coup. Il ne faut pas se précipiter, car dans le cas d'un amplificateur puissant, il est impossible de déterminer clairement comment il se comportera lorsque le réglage du point de fonctionnement n'est pas encore connu. En travaillant avec précaution, il est possible d’éviter ce que l’on appelle « l’effet de fumée ». Pour ce faire, nous connectons des ampèremètres aux circuits de puissance positifs et négatifs. Il est nécessaire de limiter le courant maximum de l'alimentation d'une manière ou d'une autre afin qu'en cas de court-circuit, une catastrophe ne se produise pas. En principe, deux cas sont possibles. Dans le premier d'entre eux, l'étage final fonctionne normalement, dans le second, il « fume » à cause d'un dysfonctionnement. Dans le premier cas, la consommation de courant est d'environ 100 mA. Dans le second cas, il y a une sorte d'anomalie, le courant est beaucoup plus important (il n'est limité que par la résistance interne de notre alimentation). Dans ce contexte, il est souhaitable de disposer d'une protection dont la caractéristique pourrait être négligée aux faibles courants, alors qu'aux forts courants elle augmenterait brusquement. Une lampe à incandescence ordinaire possède cette caractéristique. Connectons les branches de puissance positive et négative à une lampe (chaîne de lampes en série), dont la tension n'est pas inférieure à la tension d'alimentation. La capacité de protection d'une lampe à incandescence repose sur la propriété selon laquelle il existe une différence de plus d'un ordre de grandeur entre sa résistance à l'état froid et chaud. Si l'amplificateur fonctionne bien, le courant de repos est d'environ 100 mA. A ce courant, la lampe à incandescence, du fait de la petite résistance « froide », équivaut à un court-circuit, comme si elle n'existait pas. Autrement dit, quand il n'est pas allumé, tout va bien. Sinon, si la pompe est allumée, cela indique un courant élevé et la présence d'un dysfonctionnement dans le système. Cependant, aucun sinistre ne s'est produit et il y a peu de chances qu'une pièce tombe en panne. L'expérience montre qu'un courant élevé se produit généralement en raison d'une installation incorrecte des résistances, de défauts sur la carte, d'une mauvaise soudure, d'une auto-excitation à haute fréquence et, beaucoup moins souvent, de pièces de mauvaise qualité. Si une lampe est présente, le dépannage est simplifié car le circuit peut rester allumé plus longtemps. Pendant ce temps, la pièce défectueuse se réchauffera bien et il n'est pas difficile de la détecter au toucher. Si cela ne résout pas le problème, des mesures utilisant des instruments seront nécessaires. Cette méthode de protection utilisant une lampe à incandescence peut être appliquée avec succès à n'importe quel amplificateur. Nous connectons donc la tension d'alimentation aux contacts appropriés. Sa valeur n'est pas critique : ±45...55 V. On regarde les lampes ; s'ils ne s'allument pas, on utilise des ampèremètres pour contrôler le courant dans les deux branches de la tension d'alimentation, puis la tension à la sortie de l'amplificateur. Celui-ci doit être d'environ 0 V. Un courant inférieur à 100 mA et la présence de zéro au point médian indiquent que le point de fonctionnement CC est réglé correctement et qu'un contrôle dynamique peut être effectué. Par mesure de précaution, les lampes à incandescence peuvent rester allumées à des niveaux de signal faibles. Il convient de garder à l'esprit qu'ils limitent la puissance de sortie et, en fonction de l'ampleur du signal, ils clignotent et « sapent » la puissance, comme en cas de dysfonctionnement, de sorte qu'ils ne sont pas utilisés lorsque le signal est important. . Nous contrôlons la transmission du signal sans charge à l'aide d'un générateur de fréquence audio et d'un oscilloscope. Si, après avoir allumé l'amplificateur sans signal ni charge, une lampe s'allume, coupez immédiatement l'alimentation et recherchez systématiquement les erreurs. Malheureusement, il est impossible de donner ici une recette exacte, car toute erreur peut affecter la nutrition. Nous inspectons à nouveau l'amplificateur en accordant une attention particulière aux traces de la carte (présence de cassures, courts-circuits, etc.), aux soudures (courts-circuits des points adjacents, « soudures manquantes »). polarité des diodes, condensateurs, etc. installés. Il est conseillé de compléter un tel amplificateur par un circuit de protection approprié - un « silencieux de cliquetis ». Tout d'abord, cela protège le système d'enceintes des surtensions qui se produisent lors de la mise hors et sous tension de l'amplificateur, ainsi que de l'apparition d'une tension constante en sortie en cas d'éventuels dysfonctionnements. Lors de la finalisation, vous devez activer une sorte de préampli et de contrôle de tonalité avant l'amplificateur de sortie pour régler le niveau et le timbre du son. Il est conseillé d'alimenter l'amplificateur à partir d'un bloc d'alimentation de structure simple (transformateur-pont-condensateur filtre haute capacité). Pour obtenir une puissance de sortie de 200 W avec une bonne approximation, un transformateur secteur d'au moins 300 W est requis. L'amplificateur peut être connecté à l'alimentation électrique à l'aide de connexions de contact. L'entrée du signal sur la carte se fait sous la forme d'un patch à souder, car il est ici plus judicieux de souder directement le câble blindé du préamplificateur.
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Commentaires sur l'article : invité "Le gain de tension alternative est déterminé dans l'amplificateur opérationnel 1C par le rapport des résistances R6 et R3." Pas tout à fait exact, il est difficile d'être d'accord avec cela avec des réserves. "La rétroaction négative, due à la présence du condensateur C3, commence à agir au-dessus d'une fréquence de 1 Hz." Voici déjà une erreur grossière, parlant avec éloquence des qualifications de l'écrivain. Vous n'avez pas besoin de lire plus loin...
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