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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Deux amplificateurs de puissance AF. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Les avantages des amplificateurs décrits incluent un faible coefficient de distorsion harmonique sur toute la bande de fréquences de fonctionnement et une limitation en douceur des niveaux de signal maximaux. L'impédance de sortie élevée de l'un des amplificateurs contribue à réduire la distorsion d'intermodulation des têtes dans les bandes de fréquences moyennes et hautes. La faible impédance de sortie de l’autre amortit le haut-parleur sur une large bande de fréquences. Aussi paradoxal que cela puisse paraître, selon les évaluations subjectives, la qualité de fonctionnement des transistors UMZCH, même avec les meilleurs paramètres, est souvent considérée comme pire que celle des tubes. Et bien que la perception auditive de différentes personnes varie considérablement, l'évaluation finale de la qualité de l'équipement audio appartient néanmoins aux auditeurs. Avec la diffusion des UMZCH sans transformateur sur transistors, les amateurs d'enregistrement audio ont été confrontés à l'effet sonore dit « transistor ». Les développeurs, estimant que la distorsion non linéaire était la cause de ce phénomène, ont augmenté la profondeur de la rétroaction négative globale, utilisé des étages d'amplification de sortie de classe A ou des variétés plus économiques de celui-ci - avec une polarisation dynamique, comme le Super Glass A. Nouvelle classe A Cependant, pour les amplificateurs à lampes de classe Hi-End à la puissance nominale, un coefficient de distorsion non linéaire allant jusqu'à 1 % ou plus est considéré comme acceptable, et pour les têtes dynamiques - 5 % ou plus [1, 2 ]. Ils ont ensuite entrepris de réduire l'intermodulation et les distorsions dynamiques, dont la cause principale était considérée comme un OOS profond. Certains sont arrivés à la conclusion que la profondeur de la protection de l'environnement devait être limitée à 20 dB, d'autres l'ont complètement abandonnée, obtenant ainsi la linéarité de l'UMZCH au détriment de la protection de l'environnement locale. Pour amortir efficacement le haut-parleur, l'amplificateur est généralement conçu avec une faible impédance de sortie. On pense que le facteur d'amortissement minimum devrait être d'au moins 20 et pour les systèmes Hi-Fi d'au moins 40. L'impédance de sortie des amplificateurs à tubes atteint des dizaines d'ohms. Cependant, dans [3], il a été montré qu'une résistance de sortie UMZCH ne dépassant pas 18 Ohms est tout à fait suffisante pour un amortissement électrique efficace de la charge (8 Ohms). Dans [4], il est également indiqué qu'un amplificateur avec une faible impédance de sortie ne fournit pas de proportionnalité de courant en raison de la résistance complexe de la tête dynamique et des processus thermodynamiques dans la bobine associés à son chauffage, ainsi que de la non-linéarité de l'inductance. De plus, aux fréquences moyennes, la distorsion d'intermodulation de la tête est réduite lors du fonctionnement à partir d'un UMZCH avec une impédance de sortie relativement élevée. La sortie haute impédance a un effet bénéfique sur la reproduction des signaux impulsionnels. L'efficacité de l'amortissement électrique des têtes de haut-parleurs ne peut être discutée que dans le domaine de l'action du piston du diffuseur, c'est-à-dire aux basses fréquences. Pour évaluer visuellement l'efficacité de freinage de la bobine acoustique du haut-parleur, il est proposé d'inclure une résistance d'une valeur d'environ 0.2...0.4 Ohm dans le fil commun du haut-parleur. connectez-y un oscilloscope et appliquez un signal intermittent dans la plage de fréquences de 30 à 300 Hz à l'entrée de l'amplificateur. La durée des salves de tonalité doit être de 25 à 30 ms (pour correspondre à la période complète du signal de fréquence la plus basse) avec des pauses de 40 à 60 ms. En fonction de la résistance de sortie de l’UMZCH, l’amortissement des propres oscillations de la tête sera plus ou moins long. Notez que la stabilité de l'impédance du haut-parleur dans la bande de fréquence de fonctionnement a un effet positif sur le fonctionnement de tout amplificateur à tube et à transistor. Ainsi, la conclusion suggère qu'il est conseillé d'utiliser un transistor UMZCH avec une sortie basse impédance uniquement pour travailler avec un haut-parleur basse fréquence d'un haut-parleur multibande. Avec les têtes de médium et de haute fréquence, il est préférable d’utiliser des amplificateurs avec une sortie de courant à haute impédance. L'amplification et la reproduction séparées des signaux audio dans plusieurs bandes ont un effet particulièrement bénéfique sur la réduction de la distorsion d'intermodulation des têtes et lors des surcharges. Sur la base des caractéristiques énumérées du fonctionnement de l'amplificateur et du haut-parleur, l'auteur a développé deux amplificateurs. Dans le premier d'entre eux (son schéma sur la Fig. 1), il y a deux boucles d'un OOS commun : pour le courant alternatif - via R5, C6 et pour la tension continue - via l'intégrateur sur DA1. L'utilisation d'un intégrateur élimine la composante continue à la sortie de l'amplificateur même si elle est présente à l'entrée, par exemple en raison d'une fuite du condensateur de transition à la sortie de l'unité de contrôle de tonalité ou de l'amplificateur linéaire. Cette solution a également un effet bénéfique sur l'amortissement du haut-parleur. L'amplificateur a une résistance de sortie presque nulle aux fréquences infra-basses et au courant continu, ce qui équivaut à amortir le haut-parleur avec l'enroulement secondaire d'un transformateur UMZCH sur des lampes. Cela élimine les vibrations infra-basse fréquence de la tête basse fréquence qui se produisent avec certains transistors UMZCH.
L'étage de sortie de l'amplificateur de courant à deux étages utilise le BSIT. De tels transistors se caractérisent par une transconductance élevée, une faible tension de saturation résiduelle, une commutation rapide et un coefficient de transfert de courant relativement élevé en mode linéaire. Les étages différentiels avec rétroaction locale utilisés dans l'amplificateur sont connus pour avoir une capacité de surcharge accrue et leurs distorsions sont largement compensées. Les diodes VD3-VD6 réalisent les changements de niveau nécessaires pour assurer le mode des transistors VT10, VT12. Sommation des signaux des répéteurs sur VT7, VT9 et VT8. VT13 apparaît respectivement sur les transistors VT10 et VT12. Résistances R20. R21 est, d'une part, un système d'exploitation local pour VT10. VT12. d'autre part, la charge des émetteurs suiveurs sur les transistors VT9.VT13. La limitation du signal à la sortie du deuxième étage, et donc de l'amplificateur dans son ensemble, se produit plus tôt que dans les amplificateurs conventionnels, d'environ 3 V (en raison de la chute de tension aux bornes des transistors VT9. VT13). Dans le même temps, avec une nouvelle augmentation de la tension d'entrée, il n'y a pas de limitation stricte du signal, puisque les transistors VT10, VT12 passent en mode saturation douce. Ainsi, la valeur d'amplitude du signal à la sortie de l'amplificateur est la même. comme dans un amplificateur classique, mais sans limitation sévère. Cette solution de circuit vous permet d'obtenir un modèle de distorsion en cas de surcharge, similaire aux amplificateurs à tubes. La stabilisation thermique de la cascade est assurée par le transistor VT14. Le courant de repos de chacun des transistors de sortie VT17-VT20 à un niveau d'environ 80 mA est réglé par la résistance R24. L'amplificateur a une impédance d'entrée relativement faible (environ 6 kOhm). par conséquent, la source du signal (par exemple, une unité de contrôle de tonalité) doit avoir une impédance de sortie ne dépassant pas 200 Ohms. Spécifications UMZCH
L'amplificateur est fabriqué selon le schéma "double mono", c'est-à-dire avec des alimentations séparées sur des transformateurs à noyau magnétique en anneau. Cette conception offre des caractéristiques dynamiques plus élevées et évite l'apparition de diaphonie entre les canaux, ce qui améliore considérablement les caractéristiques spatiales de transmission du son. Les capacités des condensateurs aux sorties de l'alimentation doivent être d'au moins 20000 XNUMX µF. La bobine L1 est enroulée sur la résistance R33 (MLT-2) avec le fil PEV-2 de 0.69 tour pour tourner en une seule couche jusqu'à ce qu'elle soit remplie. Condensateurs C2-C5 - K50-35. Les résistances R28-R31 sont constituées de fil de manganèse d'un diamètre de 0.3 mm. Les microcircuits KR1UD544 peuvent être utilisés comme DA1. K140UD8. ainsi que le KR544UD2 avec connexion des broches 1 et 8. Les transistors VT15, VT16 sont équipés de petits dissipateurs thermiques et les transistors VT14, VT17 - VT20 sont montés sur des dissipateurs thermiques à plaques en duralumin d'une épaisseur d'au moins 5 mm. Les transistors de sortie de chaque bras de l'amplificateur sont connectés à la carte à l'aide de conducteurs torsadés d'une section de 1 mm2 de longueur minimale. Les fils allant à la source d'alimentation et au haut-parleur doivent également être torsadés. Il est conseillé de présélectionner les transistors par paires avec un écart ne dépassant pas 2 %. Si les pièces sont en bon état de fonctionnement, la configuration de l'amplificateur revient à régler le courant de repos de chaque transistor de sortie entre 60... 100 mA. Les étages de sortie d'un amplificateur à faible impédance de sortie, plus adaptés à un haut-parleur basse fréquence. réalisé sur une base d'éléments plus accessible (Fig. 2). Le reste du diagramme est presque similaire à celui discuté précédemment (sur la figure 1, il est séparé par une ligne pointillée).
L'étage de sortie push-pull des VT15-VT18 est réalisé selon le circuit OE-OE avec un OOS profond. Circuit de polarisation utilisant des diodes VD9. VD10 est complété par des résistances R23, R24, qui assurent de légères modifications de la résistance d'entrée de la cascade et du courant traversant les diodes VD9, VD10, même lorsque le courant est coupé dans le bras opposé de la cascade. La protection contre les courts-circuits dans la charge est réalisée sur les diodes VD11, VD12. Les transistors du type KT7 avec n'importe quelle lettre d'index peuvent être utilisés comme VT9, VT13, VT3102. Pour des tensions d'alimentation jusqu'à ±30 V, des transistors tels que KT11V et VT16 conviennent comme VT626, VT12. VT15-KT646A. Les transistors VT15, VT16 sont équipés de petites plaques - dissipateurs thermiques. Pour une stabilisation thermique supplémentaire, les diodes VD16, VD17 sont montées avec les résistances R33. P34 directement aux bornes des transistors de sortie. Lorsqu'il est utilisé dans les positions VT11, VT12, VT15, VT16 des transistors de la série KT850. La capacité KT851 des condensateurs C10, C11 peut être réduite à 150 pF et C12, C13 à 39 pF. Pour augmenter la stabilité de l'amplificateur, il est conseillé d'inclure des résistances d'une résistance de 10 à 12 Ohms dans les bases des transistors VT1, VT10 (voir Fig. 13) et VT2-VT50 (Fig. 100). ce qui permettra de réduire la capacité des condensateurs C10-C13 voire de les abandonner. Lors de la configuration de l'amplificateur (d'abord sans transistors puissants VT17, VT18, voir Fig. 2), il est allumé. En soumettant un signal du générateur, ils vérifient que l'appareil fonctionne sans charge. Ensuite, après avoir connecté les transistors de sortie, ils le testent sous une charge résistive en utilisant à la fois un signal sinusoïdal et un signal carré jusqu'à une fréquence de 20 kHz. Le signal de sortie doit être propre, sans dépassement ni sonnerie. Une attention particulière doit être portée à la forme d'onde de sortie lorsque l'amplificateur sort d'une surtension. Le signal sinusoïdal ne doit montrer aucun signe d’excitation, même à court terme. Paramètres de l'amplificateur illustrés à la Fig. 2. peut être amélioré en utilisant des transistors composites à haute fréquence ou des transistors individuels avec une fréquence de gain unitaire d'au moins 20 MHz comme transistors de sortie. littérature
Auteur : A. Petrov, Moguilev, Biélorussie
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