9zip.ru Инструкции Любительские усилители звуковой частоты


На рис.13 приведена схема малошумящего операционного усилителя на дискретных компонентах. Он построен по схеме трехкаскадного усилителя: дифференциальные первый и второй каскады на транзисторах VT1, VT2 и VT3, VT4 и каскад усиления напряжения на транзисторе VT7. Усилитель имеет следующие параметры:

Коэффициент усиления по напряжению.. 11
Диапазон воспроизводимых частот, Гц.. 20 — 400000
Напряжение шумов, приведенное ко входу, мкВ.. 1,2
Коэффициент гармоник, при Uвых=1 В, Rh=10 кОм, %.. 0,02
Максимальное выходное напряжение, В.. 5,5
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм.. 10
Потребляемый ток, мА.. 14

Налаживание усилителя заключается в балансировке по постоянному напряжению резистором R3.


Схема операционного усилителя на дискретных компонентах, обладающего повышенным выходным напряжением, приведена на рис.14. Параметры усилителя следующие:

Коэффициент усиления по напряжению.. 10
Диапазон воспроизводимых частот, Гц.. 20— 100000
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс. 5
Максимальное выходное напряжение, В.. 25
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм.. 10
Потребляемый ток, мА.. 10


В последнее время в схемотехнике усилителей звуковой частоты наметилась тенденция к симметричному построению всех каскадов усиления. Симметричные каскады вносят меньшие нелинейные искажения в усиливаемый сигнал, чем несимметричные, точнее передают импульсный характер музыкального сигнала. На рис.15 приведена схема симметричного усилителя, имеющего следующие параметры:

Коэффициент усиления по напряжению.. 9
Диапазон воспроизводимых частот, Гц.. 20 — 500000
Коэффициент гармоник при 11вых=1 В, Rh=5 кОм, %.. 0,04
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс. 20
Максимальное выходное напряжение, В.. 5
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм.. 5
Максимальная емкость нагрузки, пф.. 300
Потребляемый ток, мА.. 12

Усилитель состоит из входного каскада на полевых транзисторах с разными типами проводимости VT1, VT2, второго каскада усиления на транзисторах VT3, VT4, включенных по схеме с общим эмиттером и выходного каскада на транзисторах VT5, VT6, выполненного по схеме двухтактного эмиттерного повторителя. При равенстве токов стоков транзисторов VT1, VT2 можно получить нулевой потенциал в точке соединения резисторов R4, R5, R7 и R8. Через делитель R7, R8 с выхода усилителя последовательно с входом вводится отрицательная обратная связь, уменьшающая искажения всех видов и повышающая температурную стабильность усилителя.

Для расчета входного каскада задаются током стока 1с через транзисторы VT1, VT2. Если транзисторы VT1 и VT2 имеют
равные значения начального тока стока и напряжения отсечки, то величина резисторов R4, R5 должна быть расчитана. Например, при Ic=3 мА, Uзи_отс=2,4 В, Iнач=6 мА, R4=R5=240 Ом.


На практике не обязательно подбирать транзисторы КП303Д и КП103М с равными значениями Iнач и Uзи_отс. Достаточно добиться равных значений падения напряжения на резисторе 330 Ом (рис.16).


Линейный усилитель, схема которого приведена на рис.17, имеет следующие параметры:

Номинальное входное напряжение, В.. 0,1
Номинальное выходное напряжение, В.. 0,8
Максимальное выходное напряжение, В., 13
Коэффициент гармоник, %.. 0,01
Диапазон рабочих частот, Гц.. 10 — 750000
Отношение сигнал-шум, дБ.. 86
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс. 50
Входное сопротивление, кОм.. 430
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм.. 5
Потребляемый ток, мА.. 25

Входной каскад линейного усилителя выполнен по двухтактной схеме общий исток — общая база на транзисторах VT1 — VT4. Рабочий ток первого каскада составляет 3 мА. Второй каскад усилителя построен на транзисторах VT5, VT6, включенных по схеме с общим эмиттером. Рабочий ток второго каскада равен 5 мА и может регулироваться изменением резисторов R11, R12. На диодах VD3 — VD5 создается напряжение смещения для выходного двухтактного эмиттерного повторителя на транзисторах VT7, VT8. Ток покоя выходных транзисторов (5 мА) задается резисторами R13, R14. При таком значении тока покоя выходной каскад работает в классе А при всех значениях выходного сигнала для Rн > 5 кОм.

Коэффициент усиления линейного усилителя без ООС равен 700, коэффициент усиления с ООС задается делителем выходного напряжения R10, R9: Kooc=(Rl0 + R9)/R9 [8]. Резистор R2 задает рабочий ток, равный 8 мА, через стабилитроны VD1, VD2. Конденсатор С2 корректирует АЧХ усилителя, исключая его возбуждение на высоких частотах.

Благодаря симметричному построению всех каскадов усилитель вносит незначительные нелинейные искажения в усиливаемый сигнал: так, уровня Кг=0,04% он достигает при выходном напряжении 3 В. Линейный усилитель отличается высокой скоростью нарастания выходного напряжения: 50 В/мкс при К=8, Rн=5,1 кОм. Усилитель допускает подключение конденсатора нагрузки 10 нФ без дополнительно включенного последовательно с выходом резистора, что позволяет использовать его в качестве буферного при работе на нагрузку, имеющую комплексный характер.

Перед установкой в схему необходимо подобрать транзисторы VT2, VT3 по схеме, изображенной на рис.16. После включения питания подбором резистора R4 устанавливают постоянное напряжение на выходе в пределах 0,1 В. Так как коэффициент усиления линейного усилителя по постоянному току равен 8, то отмечается сильная зависимость выходного постоянного напряжения от сопротивления резистора R4: при изменении R4 на 10 Ом постоянное напряжение на выходе изменяется на 0,1 В. Стабильность выходного постоянного напряжения можно повысить, охватив усилитель 100%-ной ООС по постоянному напряжению. Для этого между нижним по схеме концом резистора R9 и корпусом необходимо включить конденсатор емкостью 100 мкФ на напряжение 15 В. Однако делать это целесообразно лишь в том случае, когда не удается получить постоянное напряжение на выходе менее ± 0,1 В.

Для налаживания усилителя по переменному напряжению используют генератор синусоидальных сигналов и осциллограф. На вход усилителя подают сигнал с генератора напряжением 0,1 В и частотой 1 кГц. Выходное напряжение должно составлять 0,8 В. Далее оценивают перегрузочную способность усилителя: эффективное значение максимального выходного неискаженного напряжения должно быть не менее 13 В. Для проверки динамических характеристик на вход линейного усилителя подают прямоугольные импульсы частотой 1 кГц и амплитудой 0,2 В. С помощью осциллографа с полосой не менее 10 МГц измеряют длительность фронта выходных импульсов, которая должна быть не более 1 мкс. Выбросов на переходной характеристике быть не должно. Регулировку формы выходных импульсов производят изменением емкости С2.

Для питания линейного усилителя необходим двухполяр-ный стабилизированный источник напряжением ±22 В. Ток, потребляемый усилителем, не превышает 25 мА.

Транзисторы КПЗОЗД можно заменить на КПЗОЗГ, Е; КП10ЗМ — на КП103Л; КТ3103А — на КТ3102Б; КТ3107А - на КТ3107Б; вместо VT1 можно также использовать КТ315В, Г, КТ342А, Б, КТ3102В — Е; вместо VT4 —КТ361 В, Г, КТ3107В — Л.


Линейный усилитель, схема которого приведена на рис. 18, имеет следующие параметры:

Номинальное входное напряжение, В.. 0,1
Номинальное выходное напряжение, В.. 0,8
Максимальное выходное напряжение, В.. 7
Коэффициент гармоник, %.. 0,015
Диапазон воспроизводимых частот, Гц.. 10 — 1200000
Отношение сигнал — шум, дБ.. 82
Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс. 100
Входное сопротивление, кОм.. 430
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм.. 5
Потребляемый ток, мА.. 30

От предыдущей конструкции описываемый усилитель отличается построением второго каскада, который выполнен по каскодной схеме общий исток—общая база на транзисторах VT5—VT8. Ток покоя второго каскада равен 3 мА. Стабилитроны VD3, VD4 обеспечивают расчетный режим работы каскада.

Применение во втором каскаде линейного усилителя каскодной схемы общий исток—общая база улучшило динамические характеристики усилителя: диапазон воспроизводимых частот и скорость нарастания выходного напряжения. Коэффициент усиления и глубина ООС остались такими же, как у линейного усилителя, приведенного на рис.17. Так же, как и предыдущий линейный усилитель, данный усилитель допускает подключение конденсатора нагрузки 10 нф без дополнительного резистора, включенного последовательно с выходом.

Перед установкой в схему необходимо подобрать транзисторы VT2 и VT3 по схеме, приведенной на рис.16. Для транзисторов VT5, VT8 требования менее жесткие: здесь подойдут приборы с начальным током стока 5,5.. 7 мА. Налаживание усилителя проводят по методике, описанной для линейных усилителей по схеме рис.17.

Транзисторы КПЗОЗД заменяют на КПЗОЗГ, Е; КП 103М — на КП103Л;VТ9 — на КТ3102Б; VT10 — на КТ3107Б; VT1 — наКТ315В, Г; КТ342А, Б, КТ3102Б-Е, VT4 — на КТ361В, Г, КТ3107Б-Л; VT6 — на КТ361В, Г, КТ3107Б, Д, К; VT7 - на КТ315В, Г, КТ342А, КТ3102Б, В, Д.

Понравилась статья? Мышь говорит: поделись с друзьями!