УМЗЧ с автоматической стабилизацией тока покоя выходных каскадов

Достоинства предлагаемого вниманию читателей УМЗЧ — весьма малая величина и высокая стабильность тока покоя выходных каскадов, незначительные нелинейные искажения в широкой полосе частот, некритичность к способу монтажа (он может быть и навесным, и печатным), номиналам используемых деталей и взаимному их расположению.

Основные технические характеристики:

Номинальное входное напряжение: 0,5 В
Номинальная выходная мощность на нагрузке: 15 Вт/4 Ом
Номинальный диапазон воспроизводимых частот: 20 – 20000 Гц
Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности на частоте:
1000 Гц: 0,03 %
20000 Гц: 0,1 %
 
integratS-013 ldsound.ruПринципиальная схема УМЗЧ показана на рисунке. Каскад усиления по напряжению выполнен на ОУ DA1. Входной сигнал через конденсатор С1 можно подать на его неинвертирующий вход или через конденсатор С2 — на инвертирующий (свободный вход соединяется с корпусом). Сигнал ООС через резистор R3 поступает на инвертирующий вход DA1. Коэффициент усиления каскада, определяемый отношением сопротивлений резисторов R3 к R2, составляет 16,5. ОУ DA2 неинвертирующим входом через конденсатор С4 подключен к выходу ОУ DA1. Благодаря глубокой местной ООС через конденсатор С5, этот каскад не усиливает входной сигнал по напряжению, а является повторителем выходного сигнала ОУ DA1. На инвертирующий вход ОУ DA2 через резистор R6 поступает напряжение ООС по току покоя с резистора R9, включенного в цепь ООС выходных транзисторов.

Коэффициент усиления ОУ DA2 по постоянному напряжению ООС составляет не менее 25000 раз. Усиленное напряжение ООС с выхода ОУ DA2 через резистор R7 поступает на базу VT2. Таким образом обеспечивается стабилизация тока покоя. Чтобы исключить появление нелинейных искажений при увеличении выходного сигнала, резистор R6 зашунтирован импульсным диодом VD1, который обеспечивает также минимальный ток покоя выходного каскада. В режиме покоя постоянная составляющая напряжения на выходе ОУ DA1 — около +1, а на выходе DA2 — около —1 В. Выходной каскад выполнен на двух комплементарных транзисторах VT1, VT2.

УМЗЧ питается от двухполярного нестабилизированного источника питания напряжением ±17 В. Ток, потребляемый УМЗЧ в режиме покоя, составляет 18 мА, а в режиме номинальной мощности — 1 А. При питании стереофонического варианта УМЗЧ от одного выпрямителя емкость конденсаторов фильтра должна быть не меньше 4000 мкФ в каждом плече.

В усилителе могут быть использованы резисторы МЛТ (R1—R8, R10), ОМЛТ, МТ с рассеиваемой мощностью не менее 0,25 Вт, резистор R9 следует выполнить из отрезка нихромового или стального провода. Конденсаторы СЗ и С6 — КТ или КД, остальные — КМ. Вместо микросхем К140УД11 можно применить К140УД6, К140УД8 (при этом, однако, возрастут нелинейные искажения), диод Д18 допускается заменить на другие импульсные германиевые. Транзистор КТ827 может иметь любой буквенный индекс, а КТ825 — индексы Г и Д. Их необходимо установить на теплоотводы с эффективной площадью не менее 35 см2.

Следует отметить, что коэффициент гармоник УМЗЧ в номинальном диапазоне частот можно уменьшить в 1,5—2 раза, если параллельно резистору R5 включить диод Д18 (катодом к выходу усилителя). При этом, однако, на 0,3 А возрастет ток, потребляемый при номинальной мощности. Если необходимо увеличить ток покоя до любого стабилизированного значения, то между выходом усилителя и плюсом источника питания следует включить переменный резистор сопротивлением 10-100 кОм, средний вывод которого через резистор 1,5-3,3 МОм соединить с инвертирующим входом ОУ DA2.

Автор: Компаненко Л., г. Москва
Из Журнала «Радио» № 4, 1988 г.
 

От редакции. Описанный УМЗЧ, по мнению редакции, будет обеспечивать приведенные характеристики не при всех укладывающихся в технические условия параметрах ОУ DA2, Дело в том, что ток покоя транзисторов выходного каскада данного УМЗЧ задается напряжением нуля указанного ОУ, которое будет определять напряжение на резисторе R9. Для примененного ОУ напряжение смещения нуля находится в пределах ±10 мВ, поэтому можно ожидать, что в одном крайнем случае ток покоя составит около 100 мА, в Другом — транзисторы выходного каскада будут закрыты и возникнут искажения типа «центральной отсечки». Чтобы гарантировать хорошую работу УМЗЧ, следует ввести обычные цепи регулировки смещения нуля ОУ DA2, с помощью которых при настройке усилителя можно установить ток покоя выходного каскада.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *