Транзисторный УНЧ с малыми динамическими искажениями (20 Ватт)

категория Схемы усилителей материалы в категории * Подкатегория Схемы усилителей на транзисторах

Так называемые динамические интермодуляционные искажения возникают в транзисторных усилителях при резких перепадах уровня сигнала. Особенно заметны эти искажения при воспроизведении музыкальных программ. Для того чтобы уменьшить эти искажения, в данном  усилителе широко использованы местные ООС по току, применено так называемое «токовое зеркало», улучшающее симметрию усиливаемого сигнала на входе оконечного каскада, использована коррекция АЧХ по опережению.

Основные параметры усилителя

Номинальный диапазон частот, Гц   ....  16...    100 000;

Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом (при коэффициенте гармоник 0,35 % на частотах
1 000 и 10 000 Гц), Вт ....  20;

Номинальное входное напряжение, В  ....   1;

Относительный уровень шумов и фона, дБ .... -60.

Принципиальная схема усилителя

Усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах V1, V2, симметрирующий каскад на транзисторах VЗ, V5 с «токовым зеркалом» на транзисторах V4, V6, выходной каскад.на транзисторах V14— V17 и устройство защиты от короткого замыкания в нагрузке на транзисторах V9, V10.

Резисторы R3, R4 в эмиттерных цепях транзисторов первого каскада создают местную ООС по току, повышающую линейность и входное сопротивление каскада, а также улучшающую его симметричность. Резисторы R11, R14 создают местную ООС во втором каскаде. Коррекция АЧХ по опережению осуществляется конденсаторами С2 и С6.

Выходной каскад выполнен по традиционной схеме с фазоинвертором на транзисторах разной структуры V14, V15. Ток покоя транзисторов V16, V17 устанавливается подстроечным резистором R15 и стабилизируется при изменении температуры транзистором V7, имеющим с одним из них тепловую связь. Диоды V18, V19 защищают транзисторы выходного каскада от перенапряжений при индуктивном характере нагрузки.

Усилитель охвачен ООС, напряжение которой снимается с нагрузки и через цепь R10C4C5R9 поступает на вход первого каскада (в цепь базы транзистора V2). Цепь R28C10 повышает устойчивость усилителя против самовозбуждения.

Устройство защиты выходного каскада от короткого замыкания в нагрузке выполнено по мостовой схеме. Для отрицательной полуволны усиливаемого сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R26, R20 и R17. В диагональ моста включен эмиттерный переход транзистора V9.

При резком снижения сопротивления нагрузки баланс моста нарушается, транзистор V9 открывается и своим малым сопротивлением участка эмиттер — коллектор шунтирует (через диод V8) вход предоконечного каскада на транзисторе V14. В результате ток выходного каскада мгновенно ограничивается. Для положительной полуволны сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R27, R21 и R19 в диагональ моста 'включен эмиттерный переход транзистора V10.

Для хорошей линейности усилителя пары транзисторов V1 и V2, VЗ и V5 V4 и V6, V16 и V17 необходимо подобрать по статическому коэффициенту передачи тока h21э.

Детали и настройка усилителя

Транзисторы V14, V15 установлены на П-образных теплоотводах, согнутых из полосы листового (толщиной 24мм, шириной 20 мм) алюминиевого сплава (размеры теплоотвода — 20 X 25 X 15 мм). Теплоотводы каждого из транзисторов V16, V17 должны иметь охлаждающую поверхность площадью около 250 см2. К одному из этих теплоотводов приклеивают транзистор V7 клеем 88-Н.

Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R7) постоянного напряжения на выходе и установке (подстроечным резистором R15) тока покоя выходного каскада в пределах 80... 100 мА.