Бестрансформаторный усилитель мощности: Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности

Содержание

Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности

Усилители мощности — это выходные оконченные каскады, к которым подключается внешняя нагрузка. В режимах класса В и АВ усилитель мощности выполняют по двухтактной схеме с использованием двух транзисторов. Каждый из транзисторов служит для усиления соответствующей полуволны входного сигнала. Выходной двухтактный каскад при этом имеет более высокий к.


Поиск данных по Вашему запросу:

Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Усилитель мощности звуковой частоты. Часть 1. Схемотехника.

Усилители мощности и их классификация


Требуемое максимальное значение коллекторного тока 3. Минимальное напряжение в цепи коллектор — эмиттер определим по выходным характеристикам транзисторов. Остаточное напряжение Uост должно отсекать нелинейную часть характеристик. Выбираем мощные транзисторы Т1 и Т3 по значению отдаваемой мощности Р и максимальному напряжению на коллекторе.

Подходящими транзисторами с противоположным типом проводимости так называемой комплиментарной парой являются транзисторы типа КТБ и КТБ. Потенциал базы транзистора Т2 в состоянии покоя выберем, исходя из необходимого начального тока через транзисторы Т2 и Т3 и вида входных характеристик.

Пусть Iк. Примем ток делителя Iд равным 8 мА, тогда 8 Рассчитываем каскад предварительного усиления на транзисторе Т1. Проектирование автоматического измерителя артериального давления Важным компонентом клинического мониторинга, определяющим состояние сердечнососудистой системы и организма в целом, является контроль кровяного давления.

Построение проверяющих и диагностических тестов К системам железнодорожной автоматики, телемеханики и связи ЖАТС предъявляют высокие требования по надежности работы. В то же время системы ЖАТС об Ошибки позиционирования GPS-приемников в условиях полярных геомагнитных возмущений Определение своего положения с помощью GPS навигатора, отдельного прибора, или устройства, встроенного в карманный компьютер или сотовый тел Разделы сайта Главная Электроника: интересно и познавательно Организация производства радиоэлектронной техники Телефонные переговоры по технологии IP-телефонии Информационно-компьютерная система службы видеонаблюдения Физические основы электроники Автоматические системы управления Цифровые устройства и приемники.

Расчёт двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности.


Бестрансформаторный двухтактный усилитель мощности для радиоприемника

Исходные данные. Рассчитать усилитель звуковой частоты. Uвх, мВ. Теоретическая часть.

Такие каскады называют двухтактными усилителями мощности. Причем они Рис. Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности.

Расчёт двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности

Рассмотрим двухтактный усилитель мощности на биполярных транзисторах различного типа проводимости комплементарный эмиттерный повторитель, усилитель с дополнительной симметрией рис. Так как напряжение между базой и эмиттером открытого транзистора мало около 0,7 В , напряжение uвых близко к напряжению u вх. Однако выходное напряжение оказывается искаженным из-за влияния нелинейностей входных характеристик транзисторов. Для рассматриваемого усилителя максимально возможная амплитуда напряжения на нагрузке U m равна Е. Рассмотрим двухтактный усилитель мощности с операционным усилителем рис. В схеме использована общая отрицательная обратная связь резисторы R 1 и R 2 , охватывающая оба каскада на операционном усилителе и на биполярных транзисторах , благодаря которой схема создает настолько малые нелинейные искажения, что часто не требует дополнительных цепей смещения для каскада на транзисторах T 1 и Т 2. Поскольку напряжение на нагрузке R H примерно равно напряжению на выходе ОУ, то мощность на выходе всего усилителя ограничивается выходным напряжением ОУ. Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Бестрансформаторные УМ низкой частоты реализуют по двухтактным схемам на транзисторах, как типа p—n—p , так и типа n—p—n рис. Каскады, в которых использованы транзисторы с разным типом проводимости и близкими параметрами, называются каскадами с дополнительной симметрией, а соответствующую пару транзисторов называют комплементарной. Двухтактные УМ могут иметь два раздельных или один общий вход, а также два или один источника питания. В схеме двухтактного УМ, приведенного на рис.

В этом каскаде транзисторы используются в схеме с общим коллектором, при которой коэффициент передачи по напряжению близок и несколько меньше 1.

Схема и принцип работы усилителя мощности на транзисторах

Принципиальная схема ДТУМ представлена на рис. Транзисторы включены по схеме с ОК, имеется внутренняя отрицательная обратная связь. Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности Расчет схемы производится для одного плеча и последовательность расчета следующая. Расчет первой пары транзисторов. По заданным величинам и определяем амплитудные значения тока и напряжения в нагрузке по формулам 2. Определяем напряжение питания по формуле Напряжение на данном этапе расчета принимается равным , после выбора транзистора и построения нагрузочной прямой по переменному току может быть уточнено.

Двухтактный выходной бестрансформаторный каскад

Бестрансформаторный усилитель мощности может работать как в режиме А, так и в режиме В. В бестрансформаторных усилителях мощности необходимо, чтобы разнотипные транзисторы имели строго одинаковые параметры. Основное преимущество бестрансформаторного усилителя мощности — отсутствие выходного и входного трансформаторов, что особенно важно для портативной аппаратуры. Сейчас все больше применяются бестрансформаторные усилители мощности. Их выполняют на дискретных элементах и в микроэлектронном виде.

Рассмотрим двухтактный усилитель мощности с трансформаторной связью (рис. 40). Двухтактные бестрансформаторные усилители мощности.

Конструкция транзисторного усилителя НЧ низких частот предполагает наличие нескольких усилительных транзисторных каскадов минимум При этом есть один выходной последний в цепочке и один или несколько предварительных каскадов. Предварительные каскады обеспечивают увеличение напряжения звуковых частот до того уровня, который требуется для нормального функционирования выходного каскада.

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Все о программировании Обучение Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации Главная Тексты статей Добавить статьи Контакты Расчет схемы двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности Дата добавления: ; просмотров: ; Нарушение авторских прав. Для нормальной работы двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности необходимо включение предоконечного каскада. На рис.

Методы расчета усилителя мощности низкой частоты.

Всем доброго времени суток! В прошлом посте я рассказал про некоторые характеристики входных транзисторных усилителей включённых по схеме с общим эмиттером и с общим коллектором. Ниже я расскажу о выходных и предоконечных каскадах усиления на транзисторах. Прежде всего, выходные каскады предназначены для создания необходимой мощности в нагрузке усилителя. Вообще же не всякий усилитель является усилителем мощности. Что бы усилитель считался таким необходимо, чтобы выходная мощность усиленного сигнала была сопоставима с мощностью, которую подводят от источника питания. Усилители мощность в большинстве случаев работают в режиме класса усиления B или AB, но встречаются также и выходные усилители работающие в классе А особенно в маломощной переносной аппаратуре.

В этом случае постоянного тока в нагрузке не будет. При этом увеличивается ток коллектора транзистора VT1 и уменьшается ток коллектора транзистора VT2, что равносильно появлению в этих токах переменных составляющих, которые совпадают по направлению и суммируются в нагрузке. Так бестрансформаторные усилители работают в режиме А. Схема усилителя с одним источником питания показана на рис.


5.5. Бестрансформаторные усилители мощности

Сопротивление R5 в схеме (см. рис. 5.9), особенно в усилителях, выполненных по интегральной технологии, заменяется генератором стабильного тока, как это обычно делается в дифференциальных каскадах. Такая замена повышает температурную стабильность усилителя и уменьшает чувствительность к синфазной помехе.

Входная часть усилителя мощности, ограниченная линией, проходящей по контактам 1 — 4, в отдельных случаях может быть заменена более простой схемой, представленной на рис. 5.10, а. Качественные показатели усилителя при этом ухудшаются незначительно.

Использование двухполярного источника питания, как в схеме на рис. 5.5, а, позволяет несколько упростить схему усилителя мощности (см. рис. 5.9). Прежде всего отпадает необходимость в конденсаторе С6, так как точка подключения нагрузки в этом случае имеет нулевой потенциал. Входная цепь усилителя

также упрощается. Постоянный потенциал базы транзистора VT1 не отличается от потенциала общего провода, следовательно, отпадает надобность в сопротивлениях делителя R1 и R2, что ведет к увеличению входного сопротивления усилителя. Если при этом источник сигнала не содержит постоянной составляющей, то конденсатор С1 также может быть исключен из схемы.

Как следует из рис. 5.5, в, амплитуда напряжения на нагрузке не может быть больше, чем Е0/2. Следовательно, мощность, отдаваемая в нагрузку рассматриваемыми усилителями мощности, не превышает величины

 

 

 

Е

0

2

 

 

 

E2

 

Р

2МАХ

 

 

R

Н

=

0 .

(5.17)

2

2

 

 

 

 

 

8R Н

 

Для увеличения этой мощности необходимо повышать напряжение питания Е0, что не всегда возможно. Увеличить отдаваемую мощность можно путем использования мостовой схемы. В мостовой схеме обычно используют два усилителя мощности, подобных схеме, представленной на рис. 5.9. На рис. 5.11 представлена мостовая схема, в которой для простоты изображены только оконечные каскады.

В этой схеме нагрузка включается между выходами двух усилителей мощности, которые возбуждаются от симметричного источника сигнала.

Схемы двухтактных бестрансформаторных усилителей — Студопедия

В транзисторных усилителях мощности для согласования низкоомной нагрузки и выходного сопротив­ления можно не использовать трансформаторы (рис. 62, 63). Основными достоинствами этих усилителей является отсутствие согласую­щего трансформатора, так как выходное сопротивление тран­зисторов, включенных с ОК, мало, и управ­ление двумя транзисторами общим сигналом.

Схема усилителя мощности на двух транзисторах противо­положных типов электропроводности, но с одинаковыми пара­метрами (комплементарная пара) показана на рис. 62. Режи­мы транзисторов по постоянному току задаются базовым дели­телем R1R2 и выбираются такими, чтобы потенциал U0 общей точки транзисторов был равен напряжению Ек. В этом случае постоянного тока в нагрузке не будет.

Входной сигнал Uc через разделительный конденсатор С од­новременно поступает на базы транзисторов VT1 и VT2. Поло­жительный полупериод 1 сигнала увеличивает ток базы тран­зистора VT1 и уменьшает ток базы транзистора VT2. При этом увеличивается ток коллектора транзистора VT1 и уменьшается ток коллектора транзистора VT2, что равносильно появлению в этих токах переменных составляющих, которые совпадают по направлению и суммируются в нагрузке. В полупериод 2 увели­чиваются базовый и коллекторный токи транзистора VT2, а эти токи транзистора VT1 уменьшаются. В нагрузке вновь происхо­дит сложение переменных составляющих токов коллекторов, т. е. образуется второй полупериод выходного напряжения. Так бестрансформаторные усилители работают в режиме А.

Рисунок 62 – Схема двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности с двумя ИП

Кроме того, они могут работать в режимах В и АВ.

Схема усилителя с одним источником питания показана на рис. 63. Каскад на транзисторе VT3 обеспечивает двухтактный режим работы выходных транзисторов VT1 и VT2. Резисторы R1 и R2 задают режим работы транзисторов по постоянному току.

При приходе отрицательной полуволны Uвх ток коллектора VT3 увеличивается, что приводит к увеличению напряжения на базах транзисторов VT1 и VT2. При этом VT2 закрывается, а через VT1 протекает ток коллектора по цепи: +Uп, переход К-Э VT1, С2 (при этом заряжается), Rн, корпус.

При приходе положительной полуволны Uвх VT3 подзакрывается, что приводит к уменьшению напряжения на базах транзисторов VT1 и VT2 – VT1 закрывается, а через VT2 протекает ток коллектора по цепи: +С2, переход Э-К VT2, корпус, Rн, -С2.

Таким образом обеспечивается протекание тока обоих полуволн входного напряжения через нагрузку. Для согласования выходных сопротивлений транзисторов и сопротивления нагрузки, транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме с общим коллектором.

Рисунок 63 – Схема двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности с одним ИП

Для современных силовых электронных устройств характерно широкое использование интег­ральных схем, позволяющее снять ограничения на сложность электронной схемы, не вызывая увеличения объема и массы устройства. Это, в свою очередь, ведет к улучшению качественных характеристик электронных устройств.

Типовая схема включения интегральной микросхемы К174УН7 показана на рис. 64.

Рисунок 64 — Типовая схема включения ИМС К174УН7

Входной сигнал поступает на вывод 8 микросхемы с движка потенциометра R1 — регулятора громко­сти, а нагрузка подключается к выводу 12 через разделительный конденсатор С8, предотвращающий попадание в нее постоянного напряжения. Корректирующая цепь С2, R2 обеспечивает пере­дачу сигнала ООС с выхода усилителя на его вход, а цепь С4, С5, С7, R4 служит для коррекции АЧХ частотозависимой ООС с выхода усилителя на вход одного из его промежуточных кас­кадов. При неравно­мерности амплитудно-частотной характеристики не более 3 дБ полоса пропускания усилителя равна от 40 Гц до 20 кГц; напря­жение источника питания +18 В.

В последнее десятилетие в схе­мотехнике усилителей мощности звуковых частот (УМЗЧ) получили развитие два взаи­моисключающих направления:

— улучшение субъективного качества воспроизведения звука, как прави­ло, за счёт уменьшения экономич­ности (КПД) усилителя;

— повышение экономичности усили­теля и уменьшение его размеров при сохранении высоких качест­венных показателей.

Первое направление характерно использованием в выходных каска­дах УМЗЧ мощных полевых транзи­сторов и радиоламп (Hi-End), рабо­тающих очень часто в режимах клас­са А. Второе направление характерно для носимой и автомобильной звуко­воспроизводящей аппаратуры. Имен­но в реализации этого направления широко используются усилители класса D, а в высококачественной зву­ковоспроизводящей стационарной аппаратуре класс D используется ча­ще всего в усилителях для сабвуфера.

Как уже говорилось, всего существует пять основных классов режимов работы активных элементов (транзисторов или ламп).

Режим работы класса А

Активный элемент (транзистор или лампа) открыт весь период сиг­нала. Усилители мощности класса А вносят минимальные искажения в усиливаемый сигнал, но имеют очень низкий КПД. Они используются в однотактных и двухтактных УМЗЧ, где особенно важно, чтобы уро­вень нелинейных искажений был низким. Усилители класса А — самые дорогие.

Режим работы класса В

Активный элемент (транзистор или лампа) открыт только один полу­период входного сигнала. Усилители класса В имеют высокий КПД, но и коэффициент нелинейных искаже­ний у них заметно выше.

Режим работы класса АВ

Активный элемент (транзистор или лампа) в этом режиме открыт один полупериод полностью и часть друго­го полупериода входного сигнала. Ре­жим класса АВ — это нечто среднее ме­жду классами А и В. Усилители класса АВ имеют более высокий КПД, чем усилители клас­са А, но вносят в сигнал меньшие нелинейные ис­кажения, чем усилители класса В. Это наиболее распространенный класс массовых УМЗЧ.

Режим работы класса D

В режиме работы класса D происходит преобразо­вание входного сигнала в импульсы прямоугольной формы одинаковой амплитуды, длитель­ность которых пропорциональна значению сигнала в каждый задан­ный момент времени (т.н. ШИМ — широтно-импульсная модуляция). Ак­тивные элементы выходного каскада при этом работают в ключевом режи­ме и имеют два состояния: транзи­стор или заперт, или полностью открыт. Усилители класса D имеют максимальный КПД, т.к. основные по­тери энергии на выходных мощных ключах происходят только в момент переключения, в открытом состоя­нии потери энергии минимальны и будут тем меньше, чем меньше сопро­тивление открытого ключа. Обычные усилители класса D имеют КПД более 90% и достаточно большой коэффи­циент нелинейных искажений (око­ло 10%), но применение новых тех­нологий позволяет снизить коэффициент не­линейных искажений до долей про­цента. Это заметно расширило об­ласть применения класса D в совре­менных УМЗЧ.

Основные принципы работы УМЗЧ класса D

Принципиальная схема простейше­го УМЗЧ класса D показана на рис. 65. Он состоит из широтно-импульсного модулятора (ШИМ) на транзи­сторе Q1, двухтактного мощного транзисторного ключа Q2, Q3 и фильтра нижних частот (ФНЧ), кото­рый отфильтровывает импульсные высокочастотные составляющие то­ка через громкоговоритель.

Делитель на резисторах R1 и R2 задаёт напря­жение смещения Q1 и симметрию всей схемы. R4, С4 — цепь эмиттерной термостабилизации этого транзистора. С1 — конденсатор филь­тра питающего напряжения. С5, R5, L1, С6 — фильтр нижних частот (ФНЧ). С7 — разделительный конден­сатор.

В состав усилителя класса D входит также генератор треугольного или пилообразного напряжения. Частота работы этого генератора лежит, как правило, в пределах 200…600 кГц. Размах «пилы» от гене­ратора и коэффициент усиления кас­када на Q1 выбраны так, чтобы вы­ходные транзисторные ключи Q2 и Q3 открывались попеременно до на­сыщения при переходе напряжения «пилы» через ноль.

Рисунок 65 — Принципиальная схема простейшего УМЗЧ класса D

Эпюры напряже­ний, поясняющие работу этой схемы, показаны на рис. 66. До момента вре­мени t1 (см. рис. 66) звуковой сигнал на входе отсутствует. «Пила» абсолютно симметрична, и на эмиттерах транзи­сторов Q2 и Q3 образуются симмет­ричные прямоугольные импульсы — меандр. При подаче на вход усилителя сигнала НЧ «пила» будет смещаться вверх или вниз. Изменятся моменты отпирания транзисторов и, как следст­вие, длительность выходных импуль­сов и пауза между ними (см. рис. 66). Эти параметры будут изменяться по закону входного низкочастотного (звукового) сигнала. Полученный им­пульсный сигнал с переменной скважностью называют широтно-импульсным, или ШИМ-сигналом, а процесс его получения — широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). ШИМ-сигнал содержит НЧ-составляющую, по форме повторяющую мо­дулирующий сигнал. Если ШИМ-сиг­нал с выхода транзисторных ключей пропустить через ФНЧ, то он пропус­тит эту составляющую на громкого­воритель и подавит ВЧ-составляющие ШИМ-сигнала. За счёт неполно­го подавления ВЧ-составляющей переменное напряжение на громко­говорителе будет несколько изрезан­ным, что можно увидеть на увеличен­ном фрагменте к нижнему графику рис. 66.

Рисунок 66 — Эпюры напряжений простейшего УМЗЧ класса D

Усилители класса D на биполярных транзисторах ушли в прошлое. Осно­вой современного УМЗЧ класса D яв­ляются мощные ключи на МДП-транзисторах, отличающиеся высоким быстродействием и низким сопро­тивлением канала в открытом со­стоянии. При использовании таких транзисторов в ключевом режиме достигается высокий КПД. Специализи­рованные микросхемы, называемые драйверами, обеспечивают управление внешними ключами на МДП-транзисторах.

Следующим этапом в развитии УМЗЧ класса D стало создание мик­росхем, в которые интегрирован не только драйвер, но и выходные клю­чи на МДП-транзисторах. Именно к таким микросхемам относятся МР7720 фирмы MPS (Monolithic Power Systems).

Микросхема УМЗЧ МР7720

УМЗЧ на этой микросхе­ме имеет номинальную мощность 20 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и напряжении питания 24 В. Диапазон воспроизводимых частот -20 Гц….20 кГц. Он имеет КПД 90% при нелинейных искажениях не более 0,1% для всего диапазона частот и выходной мощности 1 Вт (0,06…0,07% для частоты 1 кГц). Напряжение питания 7,5…24 В.

В микросхему встроены два выходных ключа на МДП-транзисторах, которые включены последовательно по пита­нию (полумост). Типовая принципи­альная схема УМЗЧ класса D на микро­схеме МР7720 изображена на рис. 67, а назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 3.

Рисунок 67 — Принципиальная схема УМЗЧ класса D на микросхеме МР7720

Таблица 3 — Назначение выводов микросхемы МР7720

Схема включения этой микро­схемы очень напоминает ОУ или УМЗЧ на микросхемах, которые ра­ботают в привычных режимах клас­сов А, В или АВ. Микросхема U1 МР7720 имеет дифференциальный вход (выводы 1 и 2), его положитель­ный (неивертирующий) вывод в дан­ной схеме используется как вход на­пряжения смещения, который задаёт режим микросхемы, а главное — сим­метрию схемы. Напряжение смеще­ния на неивертирующем входе (вы­вод 1) должно быть равно половине напряжения питания, оно формиру­ется делителем R3, R2. Конденсатор С2 блокирует этот вывод по перемен­ному напряжению. Следует заметить, что асимметрия схемы может при­вести к увеличению нелинейных ис­кажений и даже к перегреву одного из выходных ключей и выходу мик­росхемы из строя. Входной сигнал поступает на инвертирующий вход микросхемы (вывод 2) через разде­лительный конденсатор С1 и ограни­чивающий резистор R1. Коэф­фициент усиления по напряжению микро­схемы определяется соотношением номи­налов резисторов це­пи ООС R1 и R4 и мо­жет быть рассчитан по формуле: KU=R4/R1.

Для повышения раз­маха выходных импуль­сов микросхемы используется известная по обычным двухтактным бестрансформаторным усилителям схема повышения КПД с конденсатором вольтодобавки С7, ко­торый включён между выходом (выво­дом 7) и входом цепи вольтодобавки (вывод 5). Для защиты внутренних цепей мик­росхемы от перегрузки параллельно С7 подключён стабилитрон D2 с на­пряжением стабилизации 6,2 В. Для выделения усиленного сигнала и по­давления высокочастотных импульс­ных составляющих в нагрузке к вы­ходу (вывод 7) подключён ФНЧ, со­стоящий из дросселя L1 и конденса­тора С8. Конденсатор С9 — раздели­тельный.

Диод Шоттки D1 гасит ин­дукционные токи и выбросы ЭДС, возникающие в L1 в моменты пере­ключения выходных ключей, когда оба ключа заперты. Частота ШИМ-преобразования задаётся цепью об­ратной связи R4, СЗ, и при указанных на схеме номиналах она составляет 600 кГц. При большей частоте увеличиваются потери мощности, а при меньшей — нелинейные искажения. С4 — конденсатор ООС по высокой частоте. Конденсаторы Сб, С5 — раз­вязывающие фильтра питания.

Бестрансформаторный усилитель мощности на составных транзисторах.

Непосредственное включение внешней нагрузки в выходную цепь усилительных элементов позволяет исключить трансформатор. Трансформаторы создают частотные и нелинейные искажения. Трансформаторные каскады не способны пропускать широкую полосу частот, а за счет больших фазовых сдвигов в таких каскадах или становится невозможным применение глубокой обратной связи. Трансформаторы громоздки, обладают большей массой и, в отличие от транзисторов, диодов и резисторов, не могут являться элементами интегральных схем.

Транзисторные бестрансформаторные усилители получили большое распространение из-за своих весьма высоких качественных показате­лей. Они являются основным звеном современной аппарату­ры высококачественного усиления звуковых частот и наиболее пер­спективны, так как могут быть реализованы в интегральном исполне­нии.

 

Вопрос.1. Принцип построения бестрансформаторного усилителя мощности

 

Бестрансформаторный усилитель представляет собой двухтактный каскад с последовательным питанием и параллельным возбуждением однофазным несимметричным напряжением, рис.1.1.

Рисунок 1.1- Бестрансформаторный усилитель мощности.

 

По постоянному току транзисторы V 2 и V 3 включены последовательно, а по переменному — параллельно. Поэтому выходное сопротивление каскада уменьшается, что сни­жает оптимальное сопротивление нагрузки, приближая его к сопро­тивлению электродинамических громкоговорителей (4 или 8 Ом).

Внешняя нагрузка  подключается к общей точке эмиттеров через разделительный конденсатор С1, сопротивление которого на низшей рабочей частоте должно быть невелико по сравнению с . Поэтому эта емкость С1 выбирается с большим номиналом. 

Использование транзисторов с одинаковыми параметрами, но разной структурой позволяет объединить входные цепи плеч и исклю­чить фазоинверсный каскад, так как сигнал, открывающий транзис­тор типа р-n-р, будет закрывать транзистор n-р-n. Плечи работают в противофазе и поочередно. Отрицательная полярность сигнала открывает V 2 и закрывает V 3. Выходной ток, протекая через С1, заряжает ее до 0,5Е. При положительной полярности транзистор V 2 закрывается и открывается V 3. Источником питания в этот период является заряд емкости С1. Следовательно, такой каскад может возбуждаться однофазным напряжением от обычно­го резисторного каскада с непосредственной связью. Бестрансформаторные каскады могут работать как в режиме А, так и в режиме В, но более часто используется экономичный режим В. Транзисторы в режиме В могут работать и без смеще­ния, однако в этом случае появляются искажения типа «ступеньки», характерные для режима В. Для обеспечения начального смещения  и  выходных тран­зисторов V 2 и V 3 используют терморезистор  или диод, включен­ный в коллекторную цепь транзистора V 1 последовательно с резисто­ром нагрузки . Ток покоя транзистора V 1 предоконечного каскада, проходя через , создает на нем небольшое падение напряжения, которое равно суммарному напряжению смещения . Так как транзисторы оконечного каскада включаются последовательно по постоянному току, кроме того, их коллекторные напряжения должны быть оди­наковыми, то общая точка эмиттеров транзисторов V 2 и V 3 будет иметь потенциал относительно общего провода, равный 0,5Е0.  Терморезистор  осуществляет стабилизацию тока покоя оконечных транзисторов, так как его сопротивление, а, следовательно, и падение напряжения смещения на нем уменьшаются при повышении температуры. Терморезистор или диод устанавливается на радиаторе одного из оконечных транзисторов в непосредственной близости от него, так что их температуры будут примерно одинако­выми. В первом каскаде используется эмиттерная стабилизация точ­ки покоя транзистора V 1. Для стабилизации потенциала общей точки эмиттеров (0,5Ео) используется отрицательная обратная связь (ООС), охватывающая оба каскада. Ее элементами являются резисторы R 1  и R 2, одновременно образующие делитель смещения в цепи базы транзистора V 1. OOC не только стабилизирует напряжение 0,5Е0, но и улучшает качественные показатели усилителя, так как она введена по постоянному и переменному токам.

Однако эта схема бестрансформаторного усилителя обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что обычный резисторный каскад не может обеспечить необходимой амплитуды возбужде­ния для полного использования выходных транзисторов, а это значи­тельно снижает КПД усилителя. Так как выходные транзисторы оказываются включенными с общим коллектором (ОК), то напряжение возбуждения, подводимое к их входной цепи должно превышать выходное.

 

Вопрос 2. Бестрансформаторный усилитель мощности с дополнительной симметрией

 

Максимальная амплитуда напряжения сигнала на выходе оконечного каскада U выхт близка к 0,5Е, а входное напряжение должно быть равно

U вхт = U выхт + U б >0,5Е.

Такое напряжение резисторный каскад при источнике питания с напряжением E отдать не в состоянии. Этот недостаток устраняют введением положительной обратной связи (ПОС), для чего верхний вывод резистора  присоединяют через емкость  к сопротивлению нагрузки , рис.2.1. При этом все выходное напряжение U выхт вводится во входную цепь оконечного каскада. Каждое плечо оконечного каскада является эмиттерным повторителем, поэтому выходное напряжение совпадает по фазе с напряжением возбуждения и увеличивает его примерно вдвое. Наличие положительной обратной связи позволяет уменьшить ток сигнала через резистор  и снизить необходимое напряжение сигнала на нем. При этом сигнал на входе оконечного каскада получается достаточным для полного использования выходных транзисторов по напряжению, и КПД каскада оказывается близким к теоретическому пределу.

 

Рисунок 2.1 — Бестрансформаторный усилитель с вольтдобавкой.

 

Кроме конденсатора  в этой схеме необходим еще и резистор , который по переменному току присоединен (через , C 1 и источник питания) параллельно внешней нагрузке R н, поэтому сопротивление  не должно быть слишком малой величиной, чтобы не шунтировать R н. Одновременно приходится считаться с тем, что на  теряется часть напряжения питания первого транзистора и, с этой точки зрения, необходимо, чтобы << . Рассмотренный бестрансформаторный усилитель мощности с положительной обратной связью называют усилителем с вольтдобавкой или с дополнительной симметрией.

 

Вопрос 3. Бестрансформаторный усилитель мощности на

Составных транзисторах

 

При большой выходной мощности подобрать близкие по параметрам и характеристикам пары транзисторов разных структур р- n -р и n -р- n сложнее. Поэтому оконечный каскад строится на составных транзисторах. Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности, имеющего двухтактный каскад с составными транзисторами изображена на рис.3.1.

 

Рисунок 3.1. — Бестрансформаторный усилитель мощности на составных транзисторах

 

Оконечный каскад содержит четыре транзистора, причем каждое плечо его представляет составной транзистор. Транзисторы V 3 и V 5 образуют двойной эмиттерный повторитель, а транзисторы V 4 и V 6 составляют усилитель со 100% ООС, который обладает примерно теми же параметрами и свойствами, что и двойной эмиттерный повторитель: высокое входное и малое выходное сопротивления, оба плеча схемы выходного каскада не усиливают входное напряжение (К<1) и не меняют его полярность. Стабилизация положения точек покоя транзисторов оконечного каскада осуществляется диодом V 2, на котором создается падение суммарного напряжения смещения. Резисторы  и Rc являются вспомогательными элементами, которые улучшают ста­бильность режима, способствуют снижению частотных искажений и несколько выравнивают параметры плеч двухтактного каскада, что приводит к уменьшению нелинейных искажений, обусловленных асим­метрией плеч. Сопротивление Rc обычно меньше 1 Ом, так как на них теряется часть выходной мощности;  в 5¸10 раз больше входного сопротивления мощного транзистора. Введение ПОС по цепи увеличивает нап­ряжение возбуждения и тем самым повышает КПД усилителя. Для полу­чения высоких качественных показателей в усилителе вводится глубокая ООС по переменному току через резистор Roc, охваты­вающая весь усилитель. Стабилизация напряжения 0,5Е0 выходных транзисторов аналогична описанной выше и осуществляется гальванической ООС по постоянному току через резисторы  и . Конденсатор служит для устранения ООС по переменному току. Усилитель с бестрансформаторным выходом обладает весьма высокими качественными показателями. Частотные искажения в области низких частот в данной схеме незна­чительны благодаря непосредственной связи между каскадами. В об­ласти верхних частот искажения определяются в основном мощными транзисторами оконечного каскада.

Достаточно глубокая общая ООС уменьшает нелинейные искажения и улучшает остальные качественные показатели усилителя в целом. Выходное сопротивление такого усилителя становится ничтожно малым. Это весьма благоприятно сказывается на работе акустической системы радиовещательной аппаратуры.

 

1.3 Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности с односигнальным управлением. Усилитель звуковой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходным каскадом

Похожие главы из других работ:

Генератор синусоидальных модулированных колебаний

2.5 Усилитель мощности

Усилитель мощности состоит из трех основных частей: преобразователь ток-напряжение, усилитель напряжения, усилитель тока. Преобразователь ток — напряжение необходим в связи с тем, что ЦАП AD7520 имеет только два токовых выхода (инверсный и прямой)…

Динамический расчет следящих систем

4.3 Усилитель напряжения и мощности

Этот усилитель имеет коэффициент усиления, вычисляемый по формуле (1), и может состоять из предварительного усилителя напряжения, являющегося безынерционным звеном и, собственно, усилителя мощности…

Каскады мощного усиления

2. Двухтактный каскад усиления мощности

Свойства двухтактного каскада. Данный тип каскадов является основным для каскадов усиления мощности. Разновидности двухтактного каскада — трансформаторный и безтрансформаторный…

Методика поверки цифрового осциллографа

1.2 Цифровой осциллограф с программным управлением

Более широкие возможности имеют цифровые осциллографы с программным управлением на основе микропроцессорных систем [5]. Структура таких осциллографов подобна структуре вычислительных машин (рисунок 4)…

Методы расчета источников питания различных схемных решений, с заранее заданным выходным напряжением

3. Бестрансформаторный выпрямитель с умножением напряжения

Произведем расчет выпрямителя с умножением напряжения (рисунок 3), если заданы: Uн0 = 280 В; I0=17мА; U1=127 В; Kп.вых=0,3%…

Разработка структурированной кабельной системы локальной вычислительной сети крупного промышленного предприятия

1.3 Сети с централизованным и комбинированным управлением

кабельный система структурированный канал По характеру использования ресурсов разделяют сети одноранговые, с централизованным управлением и комбинированным управлением…

Расчет RC-генератора на терморезисторе

4.5 Усилитель мощности

Простейший усилитель мощности может быть собран на двух транзисторах с разным чередованием переходов — комплементарный эмиттерный повторитель. Мощность…

Расчет и конструирование радиопередатчика

4 Предоконечный усилитель мощности сигнала

Та мощность, которая получена при расчете оконечного каскада (его мощность возбуждения) слишком высока для того, чтобы с ней оперировать (производить при данном уровне сигнала умножение частоты и, тем более…

Усилитель звуковой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходным каскадом

1.2 Двухтактный бестрансформаторный усилитель с управлением от фазоинверсного каскада

Схема двухтактного бестрансформаторного усилителя с управлением от фазоинверсного каскада приведена на рис 1.1. Рис. 1.1. Схема двухтактного бестрансформаторного усилителя с управлением от фазоинверсного каскада…

Усилитель звуковой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходным каскадом

1.4 Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности с питанием от двух источников

В схеме рис. 1.3 конденсатор С исключен путем применения двух источников питания. Рис. 1.3. Схема двухтактного бестрансформаторного каскада с питанием от двух источников. Это необходимо для повышения мощности выходного каскада…

Усилитель звуковой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходным каскадом

1.5 Двухтактный усилитель мощности схеме Дарлингтона

На практике широко применяется схема Дарлингтона, приведенная на рис.1.4. Рис. 1.4. Двухтактный усилитель мощности, выполненный по схеме Дарлингтона Данная схема усилителя отличается от рассмотренных выше тем…

Усилитель звуковой частоты с однотактным трансформаторным выходным каскадом

1.2 Двухтактный усилитель звуковой частоты с трансформаторной связью

На рис.1.4. приведена принципиальная схема усилителя с применением входного и выходного трансформаторов, обеспечивающих согласование каскада по входу с предварительным усилителем и по выходу с сопротивлением нагрузки…

Усилитель низкой частоты

3. Предварительный усилитель и усилитель мощности

Принципиальная схема изображена на рис.5 Рис.5 Схема состоит из предварительного усилителя, построенного на операционном усилителе, и оконечного каскада, являющегося усилителем мощности…

Усилитель низкой частоты

2.2 Предварительный усилитель и усилитель мощности с общей обратной связью

усилитель мощность напряжение диодный Исходя их функциональной схемы и предварительного расчёта в качестве выходного каскада усиления мощности выбираем двухтактный бестрансформаторный двухкаскадный усилитель с комплиментарными парами…

Цифровой блок управления электроприводом

4.5 Импульсный усилитель мощности

Импульсный усилитель мощности предназначен для увеличения тока и напряжения, подаваемого с командного триггера. Это нужно, потому что величина напряжения и тока, которая требуется для работы двигателя, много больше…

Бестрансформаторный усилитель мощности на двух ГУ-72 — Самодельные — Трансиверы, узлы и блоки — Каталог статей и схем

Пару лет назад на СКР была размещена «радиомедицинская» статья «Что можно сделать из аппаратов УВЧ-терапии». В ней рассказано о конструкции усилителя мощности (УМ) на лампе ГУ-72 (с перспективой замены на ГМИ-11), показаны те элементы, которые можно извлечь из УВЧ-аппарата УВЧ-80-3 «Ундатерм» и установить в «новом» УМ.

Еще раньше (более 5 лет назад) наш автор С.Макаркин создал свой вариант усилителя мощности на двух ГУ-72 (столько же их имеет аппарат УВЧ-80).

 

Этот усилитель имеет мощность 400 Вт, непосредственное сетевое питание, без силового трансформатора. Не нуждается в какой-то определенной фазировке вилки питания. Размеры 140х180х250 мм. Вес 5 кг.

УМ проработал уже несколько лет. Работал в полевых условиях (даже без всякого заземления и, конечно, никого не убил! Hi!), побывал на слетах на Валдае и Плещеевом озере.

 

Коротко об особенностях этой конструкции:

 

1. Наилучшая среди всех конструкций усилителей цена на 1 Ватт;

2. Небольшие габариты;

3. Безопасность такая же, как у бытового телевизора и компьютера — блоки питания с гальваническим контактом с сетью;

4. Трансформатор заменяется всего двумя электролитами. Четыре других стояли бы в фильтре питания и в трансформаторном PA;

 

5. Умножитель испытан на эквивалент нагрузки — шесть последовательно соединенных ламп накаливания. Каждая мощностью по 200 Вт. Общая мощность эквивалента 1200 Вт. Ток 1А. Напряжение холостого хода (без нагрузки) 1240 В. Напряжение под нагрузкой 1180 В. Просадка 60 В.

Режимы испытания:

непрерывный, в течении 10 часов. Нагрева элементов схемы не обнаружено;

импульсный режим — эквивалент подключался через контактор не менее 200 раз с частотой 1 Герц. Вопросов по надежности не возникло — безотказная работа блока в течении более 5 лет;

 

6. Оригинальная система питания экранной сетки лампы. Напряжение +310 В ОТНОСИТЕЛЬНО КАТОДА вырабатывается с помощью однополупериодного выпрямления сети в напряжение минус 310 В. Апериодический вход с КСВ не хуже 1,2;

 

7. Фиксированная настройка П — контура на эквивалент 50 Ом. Испытан в работе на J — антенны, которые не отличаются по входному сопротивлению от эквивалента 50 Ом при любой длине кабеля фидера — режим НАСТОЯЩЕЙ бегущей волны!

Ниже приведена конструкция УМ в схемах и фотографиях.

Рис.1

 

Рис.2

 

Рис.3

 

Рис.4

 

Сергей Макаркин (RX3AKT)

[email protected]

 

 

Исследование бестрансформаторного усилителя мощности — КиберПедия

Цель работы:

 

Исследование основных параметров и характеристик двухтактных усилителей мощности.

 

Теоретические сведения

 

Усилителями мощности называют выходные (оконечные) усилительные каскады, предназначенные для передачи потребителю указанной или максимально возможной мощности при заданных сопротивлениях нагрузки Rн, высоком к.п.д. и допустимых уровнях частотных и нелинейных искажений.

Выходные каскады, как правило, работают в режиме усиления больших сигналов и их важнейшими показателями являются:

— отдаваемая в нагрузку мощность;

— к.п.д.;

— уровень нелинейных искажений.

Уровень нелинейных искажений и к.п.д. усилителя существенно зависят от начального положения рабочей точки, поэтому необходимо строго соблюдать режим работы усилителя по постоянному току. Уровень нелинейных искажений оценивается коэффициентом гармоник Кг.

Выходные каскады проектируют в одно- и двухтактном исполнении. Однотактные каскады обычно работают в режиме класса А, двухтактные — в режиме класса В или АВ.

На практике наибольшее распространение получили двухтактные бестрансформаторные усилительные каскады, работающие в режиме класса В. Их достоинством является высокий к.п.д. и возможность получения большого коэффициента усиления по мощности. Существенное уменьшение нелинейных искажений в этих усилителях обеспечивается путем исключения начального участка входной характеристики, поэтому усилитель работает в режиме класса АВ, близкого к классу В.

В этих усилителях используют сочетание в одном каскаде либо однотипных, либо разнотипных транзисторов p-n-pи n-p-n типов, включенных по схеме с ОК. ?

Каскады, в которых использованы транзисторы p-n-pи n-p-n типов, носят название каскадов с дополнительной симметрией.

Одна из возможных схем усилительного каскада с дополнительной симметрией показана на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1 — Схема усилительного каскада с дополнительной симметрией

 

Как видно из рисунка, такие выходные каскады имеют последовательное питание и параллельное включение нагрузки. При отсутствии входного сигнала ток в сопротивлении Rн практически отсутствует, поскольку небольшие начальные токи, протекавшие через транзисторы VТI и VТ2, в нем взаимно вычитаются. Эти токи обусловлены смещением, созданным падением напряжения на R2, определяемым по формуле (3.1):

 

UR2 = Iдел*R2, (3.1)

 

где Iдел – ток делителя, который можно рассчитать по формуле (3.2)

 

Iдел = 2*Uп/(R1 + R2 + R3), (3.2)

 

где R1, R2, R3 – сопротивления нагрузки, Ом.

 

Если транзисторы VТI и VТ2 идентичны по параметрам, то потенциалы баз транзисторов относительно эмиттеров, равны (–UR2/2) и (+UR2/2). В этом случае через транзисторы протекает одинаковый ток, а в сопротивлении нагрузки ток отсутствует. При этом ток делителя напряжений выбирают от 5 до 10 раз больше начальных базовых токов транзисторов. Это обеспечивает малое изменение потенциалов баз при температурных изменениях их токов.

Поскольку R2 мало, можно считать, что базы транзисторов по переменному току непосредственно соединены между собой. Вместо резистора R2 может быть включен диод VD3 или несколько последовательно соединенных диодов, которые обеспечивают требуемое падение напряжение между базами транзисторов при заданном токе делителя и в тоже время имеют малое дифференциальное сопротивление. Замена R2 диодами повышает температурную стабильность усилителя.

При подаче входного переменного усиливаемого сигнала один из транзисторов в зависимости от фазы сигнала закрывается, а открытый

транзистор работает, как усилительный каскад, собранный по схеме с ОК, т.е. как обычный эмиттерный повторитель (ЭП). Во время другого полупериода входного сигнала открытый и закрытый транзисторы меняются местами.

Выходное сопротивление ЭП мало, что облегчает согласование усилителя с низкоомной нагрузкой и к.п.д. схемы может быть достаточно большим. Поскольку выходное напряжение схемы с ОК почти равно входному, усиление мощности в таком усилителе достигается за счет усиления тока.

Для получения одинакового входного сопротивления в разные полупериоды и одинакового усиления по мощности транзисторы усилителя рекомендуется подбирать с идентичными параметрами.

 

Подготовка к работе

 

3.2.1 Изучить принцип работы схем двухтактных усилителей

мощности на БТ.

3.2.2 Изучить порядок расчета схем двухтактных усилителей*.

3.2.3 Нарисовать схемы исследуемых двухтактных усилителей

мощности.

3.2.4 Ознакомиться с порядком сборки схем на стенде.

 

План работы

 

3.3.1. Собрать схемы двух источников питания и схему генератора синусоидальных колебаний по рисунку 3.2.

 

Рисунок 3.2 – Схема генератора синусоидальных колебаний

3.3.2. Собрать схему двухтактного усилителя, представленную на рисунке 3.3.

 

 

Рисунок 3.3 — Бестрансформаторный двухтактный усилитель без элементов исключения начального участка входной характеристики.

 

3.3.3. Замерить с помощью амперметра А1 ток через нагрузку при отсутствии входного сигнала. Пояснить полученное значение.

3.3.4. Подать на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой f=1кГц и амплитудой не более 3В. Снять и зарисовать осциллограммы входного напряжения и напряжения на нагрузке. Пояснить наличие в выходном напряжении переходных искажений.

3.3.5. Определить с помощью осциллографа на частоте f = 1кГЦ значение Uвх.max, при котором в выходном сигнале появляются заметные нелинейные искажения. Зарисовать осциллограммы напряжений.

3.3.6. Снять и построить амплитудную характеристику Uвых = f (Uвх)

при изменении Uвx от нуля до Uвх.max, при котором появляются в выходном сигнале визуально заметные на экране осциллографа нелинейные искажения.

3.3.7 Результаты занести в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1 — Результаты измерений для построения амплитудной характеристики

 

Uвх.m, мВ
Uвых.m, В                  

 

3.3.8 Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя при входном напряжении Uвx= IB., изменяя частоту входного сигнала от 0 до 100 кГц (рекомендуемые частоты, Гц: 20 ; 50; 200; 500; 1000; 5000; 10000; 15*103; 20*103; 25*103; 50*103; 75*103; 90*103; 100*103), построить ее в логарифмическом масштабе Ku = f(lgF).

3.3.9 Результаты занести в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2 – Результаты измерений и вычислений при условии
Uвх.m = 1В-const, Ku = Uвых.m/ Uвх.m.

 

F, Гц 10*105
Uвхm, В                
Uвыхm, В              
Ku              

 

3.3.10 Собрать схему двухтактного усилителя, представленную на рисунке 3.4.

 

 

Рисунок 3.4 — Бестрансформаторный двухтактный усилитель с элементами исключения начального участка входной характеристики

 

3.3.11 Для исследования данной схемы усилителя выполнить указания пунктов 3.3.3. – 3.3.8.

 

3.4 Контрольные вопросы

 

3.4.1 Объясните положение рабочей точки транзистора усилителя мощности, работающего в режимах класса А, АВ, В.

3.4.2. Сравните каскады усилителей мощности классов А, АВ, В по экономичности и уровню нелинейных искажений.

3.4.3. Объясните причины нелинейных искажений в каскадах усиления мощности на БТ.

3.4.4. Опишите принцип работы исследуемых схем.

3.4.5. Объясните назначение элементов исследуемых схем.

3.4.8. Как задается начальный режим работы усилителя, приведенного на рисунке 3.2.

Лабораторная работа №9

 

Выходной бестрансформаторный ламповый усилитель — Gearspace.com

Цитата:

Первоначально Послано Джон Эппштейн ➡️ Я подумал, что начну эту ветку как побочную тему «темы предусилителя», которая привела к обсуждению выходных бестрансформаторных ламповых усилителей. Было разработано несколько таких усилителей, а некоторые фактически запущены в производство (или, по крайней мере, анонсированы), но они крайне редки.

Другая нить попадала в «цепь СРПП» в таких усилителях. Похоже, что он существует уже давно, но я склонен быть немного подозрительным — во-первых, кажется, что никто точно не знает, что означает «SRPP»!

Кто-нибудь знает что-нибудь об этом? Кто-нибудь действительно владеет им? Схема не совсем понятна для меня, я действительно не понимаю, что на самом деле добавит добавление второй лампы в схему, учитывая, что это, по сути, катодный повторитель, а катодные повторители имеют отрицательное усиление.

Схема SRPP представляет собой «двухтактную схему с последовательным регулированием» или то, что люди называли схемой тотемного столба еще в шестидесятых годах. Вы можете думать об этом как о катодном повторителе с источником постоянного тока, или вы можете думать об этом как о двухтактном каскаде, где только нижняя часть приводится в действие сигналом, но обе ноги управляются обратной связью. Это интересный трюк для получения более низкого выходного импеданса, чем вы могли бы получить от одного катодного повторителя, но он не дает такого низкого выходного импеданса, как вы могли бы получить от схемы Circlotron.

Такая вещь является большой победой для Hi-Fi усилителя, потому что она позволяет вам избавиться от выходного трансформатора, который является основным источником искажений, и управлять динамиком напрямую от сильноточного источника напряжения, как того хочет динамик. видеть.

Я не могу себе представить, чтобы кто-то когда-либо хотел что-то подобное для гитарного усилителя… Весь смысл лампового выходного каскада гитарного усилителя в окраске. Вы могли бы сделать это, но я предполагаю, что это будет звучать очень похоже на полупроводниковый выходной каскад, стоить дороже и будет более обидчивым.Хотя люди странные.
—Скотт

Бестрансформаторный стабилизированный источник питания для развязывающего усилителя

Вы можете использовать классический источник питания с «последовательным конденсатором», в котором реактивное сопротивление конденсатора используется в качестве основной части элемента падения напряжения.

i ~~= V/Xc = 230 x (2 x Pi x Freq x C) или C ~~= i / (230 x 2 x Pi x частота) C на мА = 0,001/(72256) при 50 Гц.

Лучше — C = около 15 нФ на мА при питании 230 В перем. тока, 50 Гц

Таким образом, для 40 мА C = 40 x 15 = 600 нФ = 0.6 мкФ
Таким образом, например, конденсатор 1 мкФ 230 В переменного тока X или Y номиналом плюс обычная схема должны работать.

Выше я использую 230 В переменного тока и говорю C ~~=, поскольку подаваемый ток напрямую не связан со среднеквадратичным напряжением. Вышеупомянутое должно быть достаточно близко, чтобы начать.
Обратите внимание, что конденсаторы ДОЛЖНЫ иметь номинал X или Y при используемом напряжении.

Если конденсатор полностью или частично выйдет из строя, вы, вероятно, разрушите входную цепь, включая два довольно дорогих усилителя HCPL-7520, но изоляция будет сохранена.Обратите внимание, что источник питания на основе конденсатора такого типа условно имеет «горячую» сторону, где на вход подается фаза/фаза, и сторону условно низкого напряжения, где подключается нейтраль/возврат. Однако ВСЕГДА исходите из того, что ВСЕ точки такого питания ВСЕГДА находятся под полным потенциалом сети. Мерфи гарантирует, что иногда они будут.

Другой подход, который потенциально является немного более точным, более дешевым и таким же хорошим в долгосрочной перспективе, но не совсем гибким в экспериментальном плане, заключается в работе микроконтроллера без изоляции от сети (поэтому нет дорогих изолирующих усилителей и дополнительных ошибок) и пары цифровых выходов. например, через оптоизоляторы.

В настоящее время я работаю над аналогичными проектами и использую подход с цифровым оптоизолятором. Преимущество этого заключается в более низкой стоимости изоляции и отсутствии потерь информации через изолирующий барьер из-за того, что сигналы являются цифровыми. Изолированный источник питания может иметь намного меньший ток, поэтому номинальный конденсатор X или Y меньше.

Стоит подумать о том, чтобы использовать PCBA от минуты до зарядного устройства USB или другого коммерческого блока питания. Если они достаточно безопасны для подключения к вашему мобильному телефону, они могут быть достаточно безопасными для использования в источнике питания вашего измерителя мощности * — и если они не сработают, у вас все еще есть изолирующие усилители, защищающие вас.Вы также можете использовать такой источник питания для питания всего плавающего счетчика с процессором, и если у вас есть оптоизолированный цифровой выход, вы в безопасности.

(* Разборка некоторых дешевых может заставить вас задуматься об этом)

Безтрансформаторный выход

Бестрансформаторный выход ( OTL ) — это термин, описывающий подмножество ламповых топологий аудиоусилителей мощности, в которых отсутствует выходной трансформатор для большей линейности и точности.Обычные конструкции ламповых усилителей полагаются на выходной трансформатор, соединяющий выходной каскад усилителя с громкоговорителем. Вместо этого в OTL используется один из двух основных методов связи выходного каскада: прямая связь (DC) или емкостная связь (AC).

Дополнительные определения

Существуют некоторые разногласия относительно применения более широкого термина «OTL» к конструкциям и вариантам с емкостной связью. Необходимость отделить эти проекты от их непосредственно связанных аналогов привела к неформальному принятию нескольких дополнительных терминов, в том числе:

  • OCL ( без конденсатора на выходе ) — отличает конструкции OTL без разделительного конденсатора на выходе (с прямым подключением)
  • DC-OTL — обозначает конструкцию с прямым соединением; синоним OCL
  • AC-OTL — конструкция со связью по переменному току (емкостная)
  • Z-OTL — обозначает небольшой класс вариантов

Злоупотребление и неправильное использование термина «OTL»

Термин «выходной бестрансформаторный» (будучи субтрактивным) по своей сути проблематичен, поскольку он пытается определить класс оборудования на основе чего-то, чего ему не хватает.Практически любое звуковое оборудование, за исключением обычных ламповых усилителей, можно охарактеризовать как «бестрансформаторное». Однако за последние несколько десятилетий в целом было понятно, что «OTL» относится к ламповому усилителю мощности (в отличие от полупроводникового) , в котором отсутствует обычный выходной трансформатор . Эта слабость в определении привела к случайным злоупотреблениям этим термином, хотя информированные лица вряд ли будут обмануты таким неправильным использованием.

Различие конструкций

По методам связи: прямая или емкостная связь и варианты

Исходная информация: Метод выходной связи лампового усилителя обычно служит двум основным целям:

  • Отрицание (блокировка) постоянного напряжения в выходной части для предотвращения повреждающего протекания постоянного электрического тока через громкоговоритель.
  • Согласование относительно высокого импеданса выходной секции обычной вакуумной лампы с относительно низким импедансом громкоговорителя.
Конструкции с прямым соединением

В конструкциях OTL с прямой связью необходимая блокировка постоянного тока и согласование импедансов выполняются, соответственно, за счет топологии выходной секции усилителя и выбора типов электронных ламп с достаточно низким импедансом, чтобы обеспечить эффективную передачу мощности на громкоговоритель. Как правило, OTL-усилители с прямой связью будут иметь настраиваемый пользователем регулятор смещения постоянного тока , который позволяет пользователю обрезать любое остаточное постоянное напряжение, присутствующее на выходных клеммах усилителя, до начала работы.

Конструкции с емкостной связью

Как и конструкции с прямой связью, конструкции с емкостной связью основаны на выборе типов ламп с достаточно низким импедансом для обеспечения передачи мощности на громкоговоритель. Однако, в отличие от конструкций с прямой связью, конструкции с емкостной связью не имеют встроенной блокировки по постоянному току в силу своей топологии. Вместо этого постоянное напряжение в выходной секции блокируется выходным разделительным конденсатором — обычно электролитическим конденсатором большой емкости (3000–6000 мкФ), — который расположен между выходной секцией усилителя и громкоговорителем.

Варианты

Несмотря на то, что подавляющее большинство конструкций, находящихся в эксплуатации, можно четко обозначить как имеющие прямую или емкостную связь, существуют некоторые редкие новые исключения, которые могут не поддаваться определению в стандартных терминах. В этих конструкциях используется то, что может показаться типом трансформатора на выходе, но из-за нетипичной конструкции и работы этого выходного соединительного устройства (трансформатора) эти конструкции в настоящее время включены в большую группу OTL-усилителей. [1]

Среди инженеров, дизайнеров и энтузиастов продолжаются и часто оживленные дебаты по этому вопросу, и до сих пор не существует твердого технического консенсуса относительно того, как следует классифицировать эти конструкции.

По топологии выходной секции

Существует несколько практических подходов к проектированию выходной секции усилителя OTL, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. В то время как некоторые топологии хорошо подходят для прямой связи, другие больше подходят для емкостной связи. Таким образом, различные конструкции, находящиеся в эксплуатации, могут быть сгруппированы на основе их общих топологий выходных секций. Общие топологии включают:

  • Тип и варианты Futterman (Примеры: Counterpoint, Fourier, Julius Futterman, New York Audio Labs (NYAL), Prodigy Audio Labs. Запатентованная технология ZOTL компании David Berning
  • Бестрансформаторный ламповый гитарный усилитель на выходе | a c i d b o r b o n

    Еще один проект лампового усилителя. Я построил его летом 2011 года. Проходя мимо кучи электроприборов, я нашел обломки винтажного лампового радиоприемника. Он был очень сильно разбит, но я вытащил из корпуса пару овальных динамиков.

    Более того, я надеялся найти в корпусе выходной трансформатор (поскольку это самые дорогие компоненты при сборке ламповых усилителей), но не нашел.

    Я провел небольшое исследование радио (Philips Jupiter 463) и динамиков в Интернете и обнаружил, что есть некоторые радиоприемники, которые на самом деле не имеют выходного трансформатора. Это возможно, потому что у них были динамики с высоким импедансом (я предполагаю, что тонкая катушка, много обмоток). Динамики имеют сопротивление постоянному току 300 Ом каждый. Следовательно, усилители для управления этими динамиками называются усилителями OTL (без выходного трансформатора).

    Я нашел веб-страницу, где опытный мастер собрал HiFi-усилитель для аналогичного динамика (один динамик, 620 Ом):

    www.jogis-roehrenbude.de/Leserbriefe/Siemens-EL86/EL86.htm

    Я решил собрать каскад усилителя мощности (две лампы EL86) самостоятельно и соединить оба динамика последовательно.

    Так называемая схема тотемного столба, каскад усилителя мощности для OTL-усилителя.

    Поскольку в конечном счете я хотел построить гитарный усилитель (конечно), мне нужен был подходящий предусилитель. Поэтому я построил предусилитель для высокооктанового усилителя AX84, в общем, все, от входного разъема до регулятора общей громкости.

    В качестве блока питания переработал два ломовых трансформатора. Большой сетевой трансформатор для галогенных ламп 240 В: 12 В (40 Вт) обеспечивает 12 В переменного тока для нагрева ламп. Кроме того, он питает другой меньший трансформатор от 240 В до 12 В, который я использую в обратном направлении. Таким образом, я снова получаю около 240 В переменного тока, который затем пропускаю через мостовой твердотельный выпрямитель + фильтры питания RC. В конце концов я получаю что-то порядка 300 В постоянного тока для питания моих ламп.

    Вот несколько фотографий со сборки:

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Связанные

    ЧУДО | МАГАЗИН

    CVA-1100 представляет собой плату усилителя постоянной мощности мощностью 100 Вт, состоящую из блока питания и блока усилителя, предназначенную для распределенных акустических систем, таких как система фоновой музыки, система сигнализации, система вещания и т. д. Он может непрерывно выводить 70 В / 100 В RMS напрямую без необходимости использования выходного трансформатора, что означает, что вы можете подключить выход напрямую к распределенным динамикам с трансформаторами.Помимо режима постоянного напряжения по умолчанию, CVA-1100 может функционировать как плата усилителя постоянного сопротивления, приводя в действие 8-омный динамик для локального воспроизведения звука. CVA-1100 отличается высокой надежностью и стабильностью, обеспечиваемой полной схемой защиты, идеально подходящей для коммерческого и промышленного применения с высокими требованиями.

    Безтрансформаторный выход 70 В/100 В RMS

    CVA-1100 может напрямую непрерывно выдавать 70 В/100 В RMS без необходимости выходного трансформатора, что значительно снижает вес и размер, а также улучшает частотную характеристику и искажения, на которые может отрицательно повлиять выходной трансформатор.Вы можете напрямую подключить CVA-1100 к распределенным динамикам, что значительно упростит процедуру установки и интеграции.

    Поддержка режима постоянного напряжения и постоянного сопротивления

    В дополнение к режиму постоянного напряжения по умолчанию для системы массового оповещения, CVA-1100 также поддерживает управление динамиком с низким импедансом для локального воспроизведения звука, повышая гибкость и расширяемость всей системы. Переключение двух режимов предельно просто. Оставили позицию на CVA-1100 для переключения.Вам нужно только включить это положение с высоким уровнем напряжения.

    Широкий диапазон источников питания от 90 до 254 В переменного тока

    CVA-1100 поддерживает широкий диапазон источников питания от 90 до 254 В переменного тока. Таким образом, он поддерживает универсальное основное питание как 110 В переменного тока и 220 В переменного тока. На CVA-1100 установлены высококачественные промышленные терминалы. Вам просто нужно подключить питание к CVA-1100 и дождаться его запуска, никаких других операций не требуется.

    Два регулируемых уровня усиления

    CVA-1100 обеспечивает два уровня усиления по вашему выбору, высокий уровень усиления равен 37.7 дБ (80 В/В) и низкий уровень усиления 32 дБ (40 дБ). На CVA-1100 есть переключатель для регулировки уровня усиления. Выходное напряжение определяется как входным звуковым напряжением, так и коэффициентом усиления.

    Функции простого управления

    Чтобы помочь клиентам легко управлять системой, мы оснастили CVA-1100 необходимыми функциями управления. Все мы знаем, что CVA-1100 — это усилитель мощности, состоящий из блока питания и платы усилителя. Два блока могут быть отключены по отдельности. CVA-1100 поддерживает половинное управление мощностью, что означает, что после включения функции выходное напряжение блока питания снизится с ±72 В до ±56 В для снижения энергопотребления.

    Внешние светодиоды для мониторинга рабочего состояния

    Порты для внешних светодиодов предлагаются на CVA-1100 для лучшего контроля рабочего состояния системы. Светодиоды являются индикаторами питания, обнаружения сигнала и режима защиты. С помощью этих светодиодов вы сможете лучше понять устройство CVA-1100, даже если оно встроено в шкаф.

    Полная защита для обеспечения высокой надежности

    Принимая во внимание строгие требования распределенной акустической системы к надежности и стабильности, мы разработали CVA-1100 с полной схемой защиты (OTP, OVP, UVP, DC Bias Protection), чтобы обеспечить стабильную работу. долгое время.Кроме того, все CVA-1100 должны пройти серию строгих тестов, таких как тесты HASS и HALT, прежде чем поместить их на склад. Все тестовые данные записываются. Кроме того, если у вас есть особые требования к тестам, свяжитесь с нами для дальнейшего обсуждения.

    Сильноточная схема бестрансформаторного источника питания на полевых МОП-транзисторах

    Этот универсальный и надежный бестрансформаторный источник питания имеет стабильный регулируемый выход постоянного тока с относительно высоким током около 110 мА.

    Пульсирующее постоянное напряжение, обеспечиваемое выпрямителем D1—D4, имеет пиковое значение 310 В. Это напряжение подается на сток мощного MOSFET T1 через ограничительный резистор R9.

    Как это работает

    Схема управления гарантирует, что полевой МОП-транзистор переключается исключительно во время коротких периодов непосредственно перед и после прохождения входного переменного тока через линию пересечения нуля. В эти периоды кратковременная величина пульсирующего постоянного тока не превышает 5 В.

    Точно в такие же короткие моменты заряжается фильтрующий конденсатор С2: в остальные времена он дает выходной ток.В результате этот конденсатор имеет чрезвычайно высокое значение: 10000 пФ. Импульсы тока нагрузки имеют максимальное значение, только на короткое время, может быть около 4 Ампер.

    Стабильность выходного напряжения в основном зависит от подключенной нагрузки. Выходной ток может быть относительно высоким и составлять около 110 мА. Питание цепи управления обеспечивается резистором R2, конденсатором С1 и диодами D5 и D6.

    Схема управления на самом деле представляет собой оконный компаратор, созданный на основе трех операционных усилителей.В связи с этим чрезвычайно важна правильная калибровка схемы управления.

    Перед подачей питания переменного тока во время первого тестирования установите P1 в центр его хода и переверните P2, чтобы убедиться, что его ползунок находится на уровне земли. Затем подключите сетевой вход переменного тока и проверьте рабочее напряжение цепи.

    После этого подключите вольтметр (диапазон 10 В пост. тока) к выходу и точно настройте P2, пока показания счетчика не начнут слегка меняться.

    И, наконец, точно настройте P1 для показания счетчика 4.от 8 В до 5 В. Эта схема может не подходить для всех типов нагрузок. Очевидно, что его не следует использовать с устройствами, требующими электрической изоляции от сети переменного тока.

    Аналогично, этот бестрансформаторный источник питания с сильноточным полевым МОП-транзистором может не подходить для нагрузок или устройств, которые могут быть чувствительными к всплескам сетевого переменного тока и помехам. С другой стороны, это чрезвычайно приемлемо для нагрузок, в которых нет места для сетевого трансформатора.

    Предлагаемая схема сильноточного регулируемого бестрансформаторного источника питания должна в основном использоваться для питания устройств, которые могут быть идеально закрыты, хорошо изолированы внутри пластикового корпуса.

    Любая нагрузка, работающая по описанной конструкции, не должна быть подключена к каким-либо другим устройствам с помощью проводов. Такого рода кабельные соединения, при необходимости, должны выполняться просто с помощью оптоволокна.

    Тепловыделение транзистора T1 и резистора R9 может составлять около 3 Вт. Это означает, что даже если схема установлена ​​в компактном корпусе, проблем с нагревом может и не быть. При сборке данной схемы сильноточного бестрансформаторного источника питания необходимо в обязательном порядке соблюдать стандартные меры безопасности, строго относящиеся к цепям с питанием от сети переменного тока.

    Внимание! Эта сильноточная бестрансформаторная схема с использованием полевого МОП-транзистора должна быть построена и подключена с особой осторожностью, поскольку все сетевое напряжение присутствует во многих различных точках.

    Разработка эффективных источников питания является серьезной проблемой современной электроники, поскольку одной из основных проблем современной электроники является эффективное генерирование постоянного тока низкого напряжения из источника переменного тока, такого как настенная розетка, для питания любой цепи.Одним из решений, которое может прийти в голову, является источник питания на основе трансформатора, который понижает мощность источника переменного тока, чтобы его можно было выпрямить до приемлемого уровня источника постоянного тока. Но несмотря на то, что трансформаторные блоки питания весьма полезны, они часто оказываются довольно дорогими и требуют много места для правильного размещения. Итак, в этом проекте мы собираемся разработать простую и компактную емкостную бестрансформаторную схему источника питания постоянного тока.

    Сердцем этого бестрансформаторного источника питания является конденсатор класса X.Это керамический металлизированный полипропиленовый пленочный конденсатор. Конденсаторы с рейтингом X обычно подключаются последовательно к любой линии переменного тока, находящейся под напряжением, чтобы снизить напряжение переменного тока. Они также подключены Линия к нейтрали в некоторых цепях. Это затем помогает блокировать любые электрические помехи от проникновения в цепь.

    Аппаратные компоненты

    Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали.

    [inaritcle_1]

    шагов

    Обязательно выполните шаги, показанные в видео выше.

    1) Припаяйте резистор 2,2 МОм на плате Vero.

    2) Припаяйте пленочный конденсатор 1,1 мкФ параллельно резистору 2,2 МОм.

    3) Припаяйте 4 диода (IR4007) на плате.

    4) Впаять резистор 680 Ом на выходе выпрямительного моста.

    5) Впаять резистор 100 кОм последовательно с резистором 680 Ом

    6) Припаяйте конденсатор 220 мкФ параллельно выпрямительному мосту.

    7) Припаяйте входные и выходные разъемы к схеме.

    8) Проверьте и проверьте цепь с помощью мультиметра.

    Рабочее объяснение

    Схема работает следующим образом, на цепь подается входное напряжение 220 В переменного тока. Конденсатор с рейтингом X (1,1 мкФ) снижает напряжение до желаемого диапазона напряжения (12 В), здесь резистор 2,2 МОм подключен параллельно конденсатору, чтобы разрядить накопленный ток в конденсаторе, когда цепь выключена, таким образом предотвращение поражения электрическим током. Это сопротивление называется Сопротивление кровотечению .

    Низкий сигнал переменного тока затем отправляется на мостовой выпрямитель (комбинация из 4 диодов), который преобразует сигнал переменного тока в пульсирующий постоянный ток.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.