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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amélioration des paramètres de l'amplificateur sur la puce K174UN7. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors La gamme toujours croissante de microcircuits spécialisés devrait, semble-t-il, limiter la créativité des radioamateurs. En effet, de tels microcircuits sont généralement orientés par leurs développeurs pour résoudre une tâche spécifique dans un équipement électronique ou, au mieux, une gamme étroite de tâches. C'est pourquoi les radioamateurs et les concepteurs de radio semblent n'avoir plus que des "jeux de cubes" créatifs - pour combiner des nœuds sur des microcircuits assemblés selon des schémas de commutation typiques. Pourtant, l'esprit de la rubrique "Radio amateur fait une expérience", qui figurait plus ou moins régulièrement sur les pages de notre magazine, ne meurt pas dans le cœur de nos lecteurs. La preuve en est l'article publié ici par V. Gromov et A. Radomsky, qui, à notre avis, devrait retenir l'attention non seulement des radioamateurs, mais également des professionnels - à la fois les développeurs de matériel et les créateurs de microcircuits. Nous attendons leurs réponses à cette publication - après tout, la puce K174UN7 est très largement utilisée dans les équipements radio domestiques. Eh bien, nous appelons tous les lecteurs avec une proposition - à mener des expériences à la fois sur l'amélioration des circuits de commutation typiques pour les circuits intégrés spécialisés et sur leur utilisation dans des circuits de commutation non standard (mise en œuvre de nouvelles fonctions, etc.). Cependant, ayant reçu un effet positif intéressant, ne vous précipitez pas pour écrire à l'éditeur : vérifiez sa reproductibilité sur plusieurs exemplaires de microcircuits. Actuellement, les amplificateurs de puissance audiofréquence (UMZCH) des équipements radio de petite taille sont souvent construits sur la base d'un circuit intégré spécialisé (CI) K174UN7 [1]. Cependant, son application serait sans aucun doute encore plus large s'il n'y avait pas de grandes distorsions non linéaires (dans une connexion typique - jusqu'à 10% avec une puissance de sortie de 4,5 W à une fréquence de 1 kHz et une tension d'alimentation de 15 V) et impédance d'entrée pas assez élevée dans certains cas (50 kOhm). Il n'est donc pas surprenant que les radioamateurs cherchent des moyens de réduire les distorsions non linéaires, suggérant par exemple de remplacer le circuit d'amplification de tension par un stabilisateur de courant basé sur un transistor à effet de champ [2]. Malheureusement, la vérification des recommandations proposées dans [2] a montré que leur mise en œuvre conduit moins à une réduction de la distorsion qu'à une diminution de la puissance maximale délivrée à la charge. Lors du test de plusieurs exemplaires de l'IS K 174UN7, il s'est avéré que les distorsions les plus caractéristiques de sa tension de sortie se manifestent par "l'arrondi" ou la limitation explicite du demi-cycle négatif du signal. À cet égard, l'efficacité d'une mesure telle que la régulation du mode IC pour le courant continu utilisé dans certains appareils industriels en appliquant une tension à sa sortie 7 (via une résistance d'une résistance de 3 ... 6,8 kOhm) à partir d'un réglage diviseur a été testé. Le test a montré que cette mesure ne réduit pratiquement pas non plus le coefficient harmonique et n'augmente pas la tension de sortie non déformée, mais permet seulement de la limiter symétriquement. La variante UMZCH, assemblée selon le schéma de la Fig. 1 a des caractéristiques nettement meilleures que celles typiques sur le CI indiqué. L'une de ses différences par rapport au typique est un OOS supplémentaire via la résistance R6.
Connecter ce dernier directement à la tête du haut-parleur réduit la réponse en fréquence inégale et la distorsion non linéaire due à la présence du condensateur C9. Avec la résistance de la résistance R6 indiquée sur le schéma, la tension d'alimentation est de 15 V et la puissance de sortie est de 4 W (à une charge avec une résistance de 4 ohms), la tension d'entrée nominale de l'appareil est de 120 mV. De plus, pour réduire le nombre de notes, la capacité du condensateur d'oxyde C3 dans le circuit OOS est réduite à 100 μF (la réponse en fréquence inégale dans la plage de fréquences de 40 ... 20 000 Hz ne dépasse pas 0,4 dB). La principale différence entre cet UMZCH réside dans la résistance de la résistance R2 (dans une connexion IC typique, elle est de 47 kOhm). Au cours des expériences, il a été remarqué que cette résistance a un effet très important sur la distorsion, et en la sélectionnant, vous pouvez augmenter considérablement la tension de sortie de l'UMZCH. (Sur les dix CI testés, seuls deux n'ont pas nécessité la sélection de la résistance R2, c'est-à-dire la modification de sa résistance par rapport à celle typique; la résistance des résistances pour le reste des CI variait entre 0,1 ... 1 MΩ) . Sur la fig. La figure 2 montre la dépendance de la puissance de sortie maximale Pmax et du coefficient harmonique Kg sur la tension d'alimentation Upit (les distorsions ont été mesurées à Pmax correspondant à la tension donnée Upit). Les paramètres ont été évalués à une fréquence de 1 kHz avec deux valeurs de la résistance de la résistance R2 : typique (47 kOhm) et optimisée pour une puissance maximale (750 kOhm). La puissance Pmax était déterminée par la tension de sortie maximale, sur l'oscillogramme dont les distorsions n'étaient pas encore visibles à l'œil (ce que ces distorsions étaient en réalité sont montrées par les courbes Kr).
Comme on peut le voir sur la fig. 2, à Upit = 15 V, en sélectionnant la résistance R2, il a été possible d'augmenter Pmax de 1,5 W tout en réduisant le coefficient harmonique de près de 3,5 fois, et à Upit = 18 V - d'environ 3 W avec une diminution de K, . presque trois fois. (Evidemment, avec les mêmes distorsions, le gain en puissance Pmax serait encore plus important). Le résultat obtenu parle de lui-même, étant donné que le CI testé était assez conditionné : à Upit = 15 V, R2 = 47 kOhm et une puissance de sortie Pout = 4,5 W, son coefficient harmonique ne dépassait pas 7,2 % (après sélection de la résistance R2 il diminuait à 1,1 %. Les dépendances Pmax (Upit) et Kg (Upit) de l'UMZCH avec la résistance optimisée de la résistance R2 (750 kOhm) ont également été prises à des fréquences de 60 Hz et 5 kHz (Fig. 3). La diminution de Pmax aux basses fréquences est due à l'influence de la capacité du condensateur C9 (1000 μF). Avec une résistance de charge Rn \u4d 2000 Ohm, il est souhaitable d'augmenter sa capacité à au moins XNUMX microfarads.
Les courbes représentées sur les Fig. 4, illustrent la dépendance du rendement et du courant de repos I® sur la tension d'alimentation Upit pour les deux mêmes résistances de la résistance R2. Il est facile de voir qu'avec R2 = 750 kOhm, le rendement augmente également, et un gain tangible est obtenu à Upit > 10 V.
Pour révéler la dépendance réelle du coefficient harmonique Kg sur le niveau de puissance de sortie Pout, une copie IC avec des paramètres moyens a été testée à Upit=15 V, Rn=4 Ohm, C9=4000 μF et R2=R2opt=510 kΩ (Fig. 5). Comme on peut le voir, à Рout = 4 W, le coefficient harmonique de l'UMZCH assemblé sur cette copie IC selon le schéma de la Fig. 1, dans la gamme de fréquences de 60 ... 10 000 Hz ne dépasse pas 3 %.
L'impédance d'entrée du K174UN7 IC lui-même a été calculée sur la base des résultats de la mesure de l'impédance d'entrée de l'UMZCH (avec le contrôle du volume désactivé), effectuée sur une instance pour laquelle R2opt = 750 kOhm. Il s'est avéré que dans la plage de fréquences de 50 à 15 000 Hz, la résistance d'entrée du CI dépasse 30 MΩ. En d'autres termes, la résistance d'entrée de l'UMZCH est pratiquement égale à la résistance de la résistance R2 et, si nécessaire, peut être bien supérieure à 50 kOhm. Lors de la conception d'un UMZCH stéréo, il peut arriver que les résistances optimales des résistances R2 dans les canaux gauche et droit se révèlent différentes. Pour obtenir des réponses en fréquence identiques, la résistance de sortie de l'étage précédent dans ce cas doit être inférieure à la résistance de la résistance R2, et la capacité du condensateur d'isolement C2 doit être telle que dans le canal avec une résistance inférieure de la résistance il n'y a pas de baisse notable de la réponse en fréquence aux basses fréquences (dans la plupart des cas, il suffit de prendre C2 == 0,47 ... 1 uF). UMZCH fonctionne bien lorsqu'il est alimenté par une source non stabilisée, cependant, si l'essentiel est d'obtenir une puissance de sortie maximale et, par conséquent, une distorsion minimale en moyenne, il est nécessaire d'utiliser un stabilisateur avec une tension de sortie de 17 ... 18 V . Il convient de noter que lorsque vous travaillez avec une puissance de sortie accrue (jusqu'à 5 ... 6 W), il est nécessaire d'assurer une bonne évacuation de la chaleur du CI, en prenant les mesures nécessaires dans de tels cas pour réduire la résistance thermique entre ses plaques et le dissipateur de chaleur. Il est très utile que, puisque le potentiel des plaques IC (par rapport au fil commun) soit proche de 0, un châssis métallique ou d'autres parties métalliques de la structure connectées au fil commun (négatif) et assurant une dissipation thermique efficace puissent être utilisés comme dissipateur thermique commun sans joints isolants. littérature
Auteurs : V. Gromov, A. Radomskin, Lvov ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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Commentaires sur l'article : Petrov Alexandre Afanasievitch L'article est certainement utile. Cependant, les réserves du SI pour optimiser la correction afin d'augmenter la vitesse de l'OOS (réduction du temps de retard du signal) ne sont pas pleinement utilisées. Un tel travail a été effectué pour le magnétophone Belarus 310C et a donné un bon résultat. Avec une configuration PCB réussie, la bande passante pleine puissance peut être étendue de 45 kHz d'un ordre de grandeur.
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