Усилитель мощности - ликбез

         

БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ


В настоящее время наиболее широкое распространение получили бестрансформаторные УЗЧ. Большое преимущество этих усилителей в отсутствие выходного и межкаскадного трансформаторов (особенно для переносных и ма­логабаритных конструкций). Качественные показатели таких усилителей высо­кие, так как в них нет «трансформаторных» искажений. Хотя вариантов бестравсформаторных УЗЧ много, их построение сводится к двум типам: с фазоинверсным каскадом предварительного усиления и с дополнительной симмет­рией. Транзистор VI (рис. П,а) обеспечивает получение сигналов разной по­лярности (рис. 18,а,б), которые через разделительные конденсаторы Ср1 и Cpj. поступают на базы транзисторов выходного каскада, включенных последова­тельно. Динамическая головка Гр подключена к точке соединения транзисторов через конденсатор большой емкости С2. Базовые токи выходных транзисторов, устанавливают подбором резисторов R3 и R5 так, чтобы напряжение на кол­лекторах транзисторов равнялось UНит/2. Поэтому при отсутствии входного сиг­нала конденсатора С2 заряжен до этого напряжения (рис. 18,е). При появлении на базе транзистора VI положительного полупериода усиливаемого сигнала ток. транзистора V2 увеличивается (так как в этот момент на коллекторе транзи­стора VI и базе транзистора V2 отрицательный полупериод усиливаемого сиг­нала) ; следовательно, отрицательное напряжение на конденсаторе С2 увели­чивается до значения Unит/2+UKmv2. Транзистор V3 заперт положительны» полупериодом сигнала на его базе. Во время следующего полупериода усиливаемого сигнала, наоборот, отпирается транзистор V3 и запирается V2. На­пряжение на головке громкоговорителя имеет форму, показанную на рис. 18,г.

Налаживание такого бестрансформаторного двухтактного выходного кас­када нанимают с установки режима по постоянному току. В коллекторную цепь транзистора V2 включают миллиамперметр, а параллельно выводам коллек­тор — эмиттер транзистора V3 вольтметр. Подбором сопротивления резистора R3 ток покоя в коллекторной цепи устанавливают равным 1 — 2 мА, если транзи­сторы маломощные, и 20 — 30 мА, если транзисторы мощные.


Вольтметр должен показать напряжение, равное UПИT/2. Если напряжение больше или меньше, его устанавливают подбором резистора R5.



Рис. 17. Бестрансформаторные УЗЧ: а — с фазоинверсным каскадом; б — с дополнительной симметрией



Рис. 18. Форма сигналов в бестрансформаторном УЗЧ

После этого параллельно звуковой катушке головки подключают осциллограф, на вход усилителя подают синусоидальный сигнал и проверяют симметричность выходного напряжения (рис. 18,г). Добиться симметричности, а значит, и необ­ходимой амплитуды сигнала на базе транзи­стора V3 можно подбором резистора R3. Лучше всего это делать по минимуму пока­заний измерителя коэффициента гармоник, подключенного к динамической головке. Сле­дует также проверить уровень нелинейных искажений при малом и большом входных сигналах. При малом уровне сигнала иска­жения вызываются нелинейностью входных характеристик транзисторов V2 и V3. Если искажения значительны, то надо увеличить ток указанных транзисторов подбором рези­стора R3. Если же искажения возникают при большом уровне входного сигнала (но до по­явления ограничения из-за насыщения тран­зисторов), то следует подобрать транзисто­ры V2 и V3 с одинаковыми параметрами.

Проверяют также уровень нелинейных искажений и при изменении тем­пературы окружающей среды. Термокомпенсацию режима транзисторов V2 и V3 обеспечивают диоды V4 и V5, и чем меньше их обратное сопротивление, тем эффективнее термокомпенсация. Снимают также частотную характеристику вы­ходного каскада. Завал на низших частотах происходит обычно из-за недо­статочной емкости разделительных конденсаторов Cp1 и Ср2 или емкости кон­денсатора С2.

Максимальная выходная мощность достигается, если каскад на транзисто­ре V1 обеспечивает выходному каскаду (ом. рис. 17,а) напряжение амплитудой 0,4UПит. Если это не удается, нагрузку подключают к правой обкладке кон­денсатора С2, и к минусовой шине питания (как в усилителе на рис. 17,6), тогда за счет перезарядки конденсатора С2 в процессе работы на фазоинверсный каскад будет подано напряжение 1,5UПит, а форма напряжения на звуко­вой катушке головки будет иметь вид, показанный на рис. 18,6.



Бестрансформаторный выходной каскад с дополнительной симметрией (рис. 17,6) создает меньше нелинейных искажений, чем предыдущий усилитель, так как сигнал с .коллекторной нагрузки транзистора VI каскада предвари­тельного усиления через разделительный конденсатор большой емкости С2 по­ступает сразу на оба плеча выходного каскада. При положительных полуперио­дах усиливаемого сигнала работают транзисторы V2 и V4, при отрицательных V3 и V5. Усилитель с дополнительной симметрией требует более тщатель­ного подбора пар транзисторов. Налаживать его начинают с подгонки режима транзисторов V4 и V5 по постоянному току, для чего в их общую коллектор­ную цепь включают миллиамперметр и подбором резисторов R3 и R4 устанав­ливают указанный выше ток покоя. Если напряжение эмиттер — коллектор транзистора V4 меньше UПИT/2, надо немного увеличить сопротивление рези­стора R3 и уменьшить сопротивление резистора R4 (при напряжении, большем Uпит/2, поступают наоборот). При помощи осциллографа и измерителя коэф­фициента гармоник одновременно контролируют форму выходного напряжения (рис. 18,6). Тщательным подбором резисторов R3 и R4 или параметров пар-транзисторов выходного каскада можно уменьшить нелинейные искажения.


Содержание раздела