Низковольтный УНЧ
категория Аудиотехника материалы в категории
Подкатегория Схемы усилителей на транзисторах
A. ПАНЬШИН, г. Москва
Радио, 2002 год, № 9
За предыдущие годы в журнале "Радио" и других изданиях было опубликовано много описаний радиоприемников, работающих при напряжении питания 1,2...1,5 Вив основном на головные телефоны. В настоящее время, с развитием технологии производства полупроводниковых приборов, имеется возможность сделать эти приемники громкоговорящими.
В литературе описаны микросхемы УЗЧ, работающие при напряжении питания 1,0...1,5 В на низкоомную нагрузку, в частности NJM2076S, допускающую мостовое включение. К сожалению, в продаже такую микросхему найти не удалось. Впрочем, использование дискретных элементов имеет свои некоторые преимущества в виде возможности подбора деталей и регулировки для оптимизации работы устройства.
Работа УЗЧ, напряжение питания которых равно 1,0...1,5 В, имеет свои особенности: малый динамический диапазон усиления по напряжению, высокий уровень нелинейных искажений, сложность стабилизации тока покоя и напряжения средней точки выходного каскада, снижение усилительных свойств биполярных транзисторов при низких коллекторных напряжениях.
Схема трехкаскадного двухполупериодного УЗЧ на семи транзисторах представлена на рисунке. Он работоспособен при напряжении питания от 0,7 до 3,2 В при токе покоя 7...10 мА. При напряжении питания 2,8, 1,5 и 1,0 В максимальная выходная мощность равна соответственно 110, 40 и 12 мВт при работе на звуковую головку сопротивлением 8 Ом.
Входной каскад выполнен на транзисторе VT2, сигнал подается на его базу через конденсатор С1. Нагрузкой этого каскада являются резистор R3 и эмиттерные переходы транзисторов VT3 и VT4 предо ко немного каскада. С транзистора VT3 усиленный сигнал подается на базу транзистора VT6 — верхнего плеча выходного каскада. Нагрузкой VT4 служит резистор R6. Через разделительный конденсатор СЗ усиленный сигнал подается на затвор транзистора VT5 и далее на базу VT7. Эти два транзистора образуют нижнее плечо выходного каскада. Конденсаторы С2, С4, С5 препятствуют самовозбуждению У3Ч на высокой частоте.
Полевой транзистор VT1 и резисторы R1, R2, R7, R9 образуют цепь отрицательной обратной связи, которая регулирует ток базы VT2. Подстроенным резистором R9 устанавливают напряжение средней точки выходного каскада за счет изменения напряжения на затворе VT1. Резистор R1 уменьшает глубину ООС, чтобы избежать "перерегулировки" напряжения средней точки выходного каскада, его сопротивление зависит от крутизны характеристики VT1 и подбирается при настройке.
В УЗЧ применена раздельная регулировка тока покоя верхнего и нижнего плеч выходного каскада. Ток покоя транзистора VT7 стабилизирован полевым транзистором VT5. Ток покоя VT6 устанавливается автоматически при удержании напряжения средней точки действием ООС по постоянному току, которая охватывает все каскады УЗЧ, за исключением VT5 и VT7.
Детали и настройка. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125, R9 — СП4-3 Конденсаторы С6 и С7 — К50-38, остальные — керамические КМ6 или импортные. Транзисторы VT1, VT5 — КПЗОЗА, КПЗОЗЖ, VT2 — VT4 — КТ3102А, КТ3102Б с коэффициентом передачи тока базы 150...200; VT6 — КТ681 A; VT7 — КТ680А с коэффициентом передачи тока базы 150...200. Допустимо, если коэффициент усиления по току транзистора VT3 будет больше, чем у VT4, a VT6 больше, чем y VT7.
Сборку УЗЧ нужно начинать с подбора пары транзисторов VT5 и VT7 — при напряжении 1 В ток коллектора VT7 должен быть в пределах 6...10 мА. Затем распаивают все детали, кроме R1.
Настройку УЗЧ производят при напряжении питания 1,0...1,5 В. Подстроечным резистором R9 устанавливают на коллекторах VT6 и VT7 напряжение, равное половине напряжения питания. Затем уменьшают или увеличивают напряжение питания, при этом напряжение средней точки относительно минуса питания изменится в том же направлении, но в большей степени, чем нужно. Сопротивление резистора R1 подбирают таким, чтобы при напряжении питания 0,8...1,6 В напряжение на коллекторах VT6 и VT7, равное половине напряжения питания, удерживалось бы с точностью до 0,05 В — от этого зависит уровень нелинейных искажений УЗЧ, особенно при низком его значении (0,8...1,2 В).
Затем подают сигнал звуковой частоты на вход усилителя, при самовозбуждении подбирают емкость С2. Если обнаружатся искажения типа "ступенька" и нет возможности заменить транзисторы VT5 или VT7, нужно подключить резистор R5, как показано на схеме. При этом возрастет ток покоя VT7 и всего УЗЧ. Сопротивление резистора R5 нужно выбрать наибольшим, при котором прекратятся искажения.
Если предполагается работа УЗЧ при напряжении питания 1,8...3,2 В, настройку производят в этом диапазоне напряжений. С повышением напряжения питания от 2,4 до 3,2 В из-за изменения режимов транзисторов VT1 — VT3 напряжение средней точки начинает отставать на 0,15...0,2 В, что не имеет большого значения. Достаточно точно установить напряжение на коллекторах VT6 и VT7 при наименьшем напряжении питания.