Szélessávú UMZ alacsony torzítással. UMZCH komplementer térhatású tranzisztorokkal. ábra, leírás UPS műszaki jellemzői

Az utóbbi időben az alacsony frekvenciájú teljesítményerősítők tervezői egyre inkább a csöves áramkörök felé fordulnak, ami lehetővé teszi a jó hangzás elérését egy viszonylag egyszerű kialakítással. De nem szabad teljesen „leírni” a tranzisztorokat, mivel bizonyos körülmények között az UMZCH tranzisztor még mindig elég jól működik, és gyakran jobban is, mint a lámpák... A cikk szerzőjének lehetősége volt számos UMZCH-t kipróbálni. . Az egyik legsikeresebb „bipoláris” opciót kínáljuk az olvasóknak. A jó működés gondolata azon a feltételen alapul, hogy az UMZCH mindkét karja szimmetrikus legyen. Ha az erősített jel mindkét félhulláma hasonló átalakítási folyamatokon megy keresztül, akkor az UMZCH minőségi értelemben kielégítő működésére számíthatunk.

Már a közelmúltban is minden UMZCH jó működéséhez elengedhetetlen és elégséges feltételnek tartották a mélyreható környezetvédelem bevezetését. Volt olyan vélemény, hogy lehetetlen jó minőségű UMZCH-t létrehozni mély általános környezetvédelem nélkül. Ezenkívül a tervek szerzői meggyőzően biztosították, hogy szerintük nincs szükség tranzisztorok kiválasztására a páros (karos) működéshez, az OOS mindent kompenzál, és a tranzisztorok terjedése paraméterekben nem befolyásolja a hangminőséget reprodukció!

Az azonos vezetőképességű tranzisztorokra szerelt UMZCH-k korszaka, például a népszerű KT808. feltételezte, hogy az UMZCH kimeneti tranzisztorai egyenlőtlenül kapcsoltak be, amikor a kimeneti fokozat egyik tranzisztorja az OE-vel, a második pedig OK-val volt bekapcsolva. Az ilyen aszimmetrikus beillesztés nem járult hozzá a jó minőségű jelerősítéshez. A KT818, KT819, KT816 érkezésével. KT817 és mások, úgy tűnik, hogy az UMZCH linearitás problémája megoldódott. De a felsorolt komplementer tranzisztorpárok „az életben” túl messze vannak a valódi komplementaritástól.

Nem fogunk belemenni a fenti tranzisztorok nem komplementaritási problémáiba, amelyeket nagyon széles körben használnak a különféle UMZCH-kban. Csak ezt a tényt kell hangsúlyozni. hogy ezeknek a tranzisztoroknak egyenlő feltételei (üzemmódjai) mellett meglehetősen nehéz biztosítani a komplementer működésüket a push-pull erősítési fokozatokban. Ezt jól mondja N. E. Sukhov könyve.

Egyáltalán nem tagadom a jó eredmények elérésének lehetőségét az UMZCH-k komplementer tranzisztorokkal történő létrehozásakor. Ez megköveteli az ilyen UMZCH-k áramköri tervezésének modern megközelítését, a tranzisztorok kötelező gondos kiválasztásával a páros (kapcsolók) működéshez. Lehetőségem volt olyan UMZCH-kat is tervezni, amelyek egyfajta folytatásai a kiváló minőségű UMZCH N.E. Sukhovnak, de róluk - majd máskor. Az UMZCH szimmetriájával, mint jó működésének fő feltételével kapcsolatban a következőket kell elmondani. Kiderült, hogy a valóban szimmetrikus áramkör szerint összeállított UMZCH, amely minden bizonnyal azonos típusú tranzisztorokat használ (a másolatok kötelező kiválasztásával), magasabb minőségi paraméterekkel rendelkezik. Sokkal egyszerűbb a tranzisztorok kiválasztása, ha ugyanabból a tételből származnak. Általában az azonos kötegből származó tranzisztorok másolatai meglehetősen közeli paraméterekkel rendelkeznek a „véletlenül” vásárolt példányokhoz képest. Tapasztalatból elmondhatjuk, hogy 20 db-ból. tranzisztorok (normál mennyiség egy csomagban), szinte mindig választhat két pár tranzisztort az UMZCH sztereó komplexumhoz. Volt több „sikeres fogás” is - 20 darabból négy pár. A tranzisztorok kiválasztásáról egy kicsit később mesélek.

Az UMZCH sematikus diagramja az 1. ábrán látható. Amint az ábrán látható, ez nagyon egyszerű. Az erősítő mindkét karjának szimmetriáját a tranzisztorok szimmetriája biztosítja.

Ismeretes, hogy a differenciálfokozatnak számos előnye van a hagyományos push-pull áramkörökhöz képest. Anélkül, hogy belemerülnénk az elméletbe, hangsúlyozni kell, hogy ez az áramkör tartalmazza a bipoláris tranzisztorok megfelelő „áram” vezérlését. A differenciálkaszkád tranzisztorainak kimenő ellenállása megnövekedett (sokkal nagyobb, mint az OK áramkör szerinti hagyományos „lengése”), így áramgenerátornak (áramforrásnak) tekinthetők. Ily módon megvalósul az UMZCH kimeneti tranzisztorainak vezérlésének jelenlegi elve. A tranzisztor fokozatok közötti ellenállásillesztésnek a nemlineáris torzítás szintjére gyakorolt hatásáról nagyon pontosan elmondják: „Ismert, hogy az I b = f (U b e ) tranzisztor bemeneti karakterisztikájának nemlinearitása leginkább akkor nyilvánul meg, amikor az erősítő fokozat feszültséggenerátorról működik, azaz az előző fokozat kimeneti ellenállása kisebb, mint a következő fokozat bemeneti ellenállása. Ebben az esetben a tranzisztor kimeneti jelét - a kollektor vagy emitter áramát - egy exponenciális függvény közelíti az U be bázis-emitter feszültség, és az 1%-os nagyságrendű harmonikus együttható csak 1 mV-nak (!) egyenlő feszültségnél érhető el. Ez megmagyarázza a sok tranzisztoros UMZCH-ban előforduló torzítások okait. kár, hogy erre a tényre gyakorlatilag senki nem fordít kellő figyelmet.Na mi van, a tranzisztorok "meghalnak" az UMZCH-ban (mint a dinoszauruszok?!), mintha a jelenlegi körülményekből nem lenne kiút, csak a csőáramkörök használatát...

De mielőtt elkezdené a munkaigényes kimeneti transzformátor tekercselését, még mindig trükköznie kell az UMZCH szimmetrikus tranzisztoros áramkörével. A jövőre nézve azt is elmondom, hogy a térhatású tranzisztorokat használó UMZCH-kat is hasonló áramköri kialakítással szerelték össze; erről majd máskor.

Az 1. ábrán látható áramkör másik jellemzője a tápegységek megnövekedett száma (a hagyományos UMZCH-hoz képest). Ettől nem kell félnie, mivel a szűrőkondenzátorok kapacitásait egyszerűen két csatornára osztják egyenlően. És a tápegységek szétválasztása az UMZCH csatornákban csak javítja a sztereó komplexum egészének paramétereit. Az E1 és E2 források feszültségei nincsenek stabilizálva, E3-ként feszültségstabilizátort (40 V) kell használni.

A push-pull áramkörök és az UMZCH tranzisztor elméleti problémáiról általában véve elemezni kell még egy kaszkádot (vagy több ilyen kaszkádot) - egy basszus reflexet. A hosszú távú kísérletek megerősítik a hangvisszaadás minőségének jelentős romlását ezeknek a kaszkádoknak köszönhetően. Egy teljesen szimmetrikus áramkör összeállítása után, még a gondosan kiválasztott részekkel is, szembe kell néznie a basszusreflex áramkörök problémájával. Megállapítást nyert, hogy ezek a kaszkádok nagyon nagy torzításokat képesek bevinni (a félhullámok szinuszhullám alakjának különbsége az oszcilloszkóp képernyőjén további áramkörök használata nélkül is megfigyelhető). A fentiek teljes mértékben érvényesek a fázisinverteres erősítők csöves változatainak egyszerű áramköreire. Az áramkörben kiválasztja az értékeket annak érdekében, hogy az ellenfázisú jel mindkét félhullámának (szinuszhullámának) amplitúdója egyenlő legyen egy kiváló minőségű digitális voltmérővel, és a szubjektív vizsgálathoz (fülről!) el kell forgatni a trimmert. ellenálláscsúszkákat távolítanak el a szintek beállításának „műszeres” módszerétől.

Az oszcilloszkóp képernyőjén a szinusz alakját tekintve „érdekes” torzítások láthatók - a basszusreflex egyik kimenetén szélesebbek (a frekvencia tengelye mentén), a másikon „vékonyabbak”, azaz. A szinuszos alak területe eltér a direkt és a fázisinvertált jeleknél. A fül ezt egyértelműen érzékeli, és Önnek „vissza kell állítania” a beállítást. Rendkívül nem kívánatos a szinusz szintbe állítása fázisinvertált kaszkádokban mély OOS mellett. Ezekben a kaszkádokban az aszimmetria okait más áramköri módokon kell kiküszöbölni, különben a fázisfordított kaszkád nagyon észrevehető „tranzisztoros” torzulásokat okozhat, amelyek szintje hasonló lesz az UMZCH kimeneti fokozatának torzulásaihoz ( !). Így fordul elő, hogy minden push-pull UMZCH (legyen az tranzisztoros, csöves vagy kombinált UMZCH áramkörök) fő aszimmetria egysége a fázisinverter, ha természetesen a karokban az erősítő elemek hasonló paraméterekkel vannak előre kiválasztva. , különben nincs értelme az ilyen jó hangáramköröktől semmit sem várni.

A legkönnyebben megvalósítható, jól működő fázisinverziós áramkörök a csőopciók. Egyszerűbb „analógjaik” a térhatású tranzisztorok, amelyek (csak!) hozzáértő áramkör-tervezési megközelítéssel eléggé felveszik a versenyt a csöves erősítőkkel. És ha az audiofilek nem félnek a megfelelő transzformátorok használatától a kimeneti fokozatokban, ahol ez a „hardver” még mindig „hangzik”, akkor a transzformátorok tiszta lelkiismerettel használhatók az előző szakaszokban. A fázisinvertált kaszkádokra gondolok, ahol az áram amplitúdója (nevezetesen ez a komponens károsan hat a hardverre) kicsi, és a feszültség amplitúdója csak néhány voltot ér el.

Kétségtelen, hogy a gigahertzes Pentiumok korában minden transzformátor egyfajta visszalépést jelent az áramkörökben. De van néhány „de” amit nagyon illik időnként megjegyezni.Először is egy jól elkészített átmenet vagy hozzáillő transzformátor soha nem fog akkora nemlineáris torzítást bevinni, mint amennyivel több „rossz” erősítőfokozat sokféle torzítást tud előidézni. Másodszor, a transzformátoros fázisinverter valóban lehetővé teszi az ellenfázisú jelek valódi szimmetriájának elérését, a tekercséből érkező jelek valóban közel vannak egymáshoz mind alakjában, mind amplitúdójában.Ráadásul passzív , és a karakterisztikája nem függ a tápfeszültségektől.És ha az UMZCH-d valóban szimmetrikus (jelen esetben a bemeneti impedanciáira gondolunk), akkor az UMZCH aszimmetriája Már az UMZCH karokban lévő rádiókomponensek paramétereinek nagyobb szórása határozza meg, mint a fázisinvertált kaszkád, ezért nem ajánlott ilyen UMZCH-ban 5%-nál nagyobb tűréshatárú rádióelemeket használni (a csak a differenciálkaszkádot tápláló áramgenerátor áramkörei kivételek). Tudnia kell, hogy ha az UMZCH karokban lévő tranzisztorok paraméterei több mint 20%-kal változnak, az ellenállások pontossága már elveszíti relevanciáját. Ezzel szemben, ha jól megválasztott tranzisztorokat használnak, akkor célszerű 1%-os tűréshatárú ellenállásokat használni. Természetesen jó digitális ohmmérővel is kiválaszthatók.

A fázisinverter egyik legsikeresebb áramköri kialakítása a 2. ábrán látható. Túl egyszerűnek tűnő, mégis nagy odafigyelést igényel, hiszen számos „titka” van. Az első a megfelelő választás tranzisztorok a paraméterek szerint. A VT1 és VT2 tranzisztoroknál nem szabad jelentős szivárgást okozni az elektródák között (értsd: kapu-forrás csomópontok). Ezenkívül a tranzisztoroknak hasonló paraméterekkel kell rendelkezniük, különösen a kezdeti leeresztőáram tekintetében - itt a legalkalmasabbak az I kezdeti árammal rendelkező minták. 30-70 mA. A tápfeszültségeket stabilizálni kell, bár a táp stabilizációs együtthatója nem játszik jelentős szerepet, sőt a negatív feszültség az UMZCH stabilizátorból vehető. Annak biztosítása érdekében, hogy az elektrolit kondenzátorok kisebb torzítást okozzanak, nem elektrolit kondenzátorokkal - K73-17 típusú - söntölve vannak.

Nézzük meg egy kicsit közelebbről a fő egység gyártási jellemzőit ebben az áramkörben - a fázisosztott (fázisfordított) transzformátort. Mind a szivárgási induktivitás, mind a hatékonyan reprodukált frekvenciák tartománya, nem beszélve a különféle torzítások mértékéről, a gyártás pontosságától függ. Tehát a transzformátor gyártásának technológiai folyamatának két fő titka a következő. Az első az, hogy el kell hagyni a tekercsek egyszerű tekercselését. Két lehetőséget adok az általam használt transzformátor tekercselésére. Az első a 3., a második - a 4. ábrán látható. Ennek a tekercselési módszernek a lényege a következő. Mindegyik tekercs (I, II vagy III) több tekercsből áll, amelyek szigorúan azonos számú fordulatot tartalmaznak. Kerülni kell a fordulatok számának bármilyen hibáját, pl. a tekercsek közötti fordulatkülönbségek. Ezért úgy döntöttek, hogy a transzformátort egy régóta bevált módszerrel tekercseljük fel. A 3. ábra szerint hat vezetéket használnak (például PELSHO-0,25). A tekercshuzal szükséges hosszát előre kiszámítják (nem mindig és nem minden rádióamatőrnek lesz kéznél hat azonos átmérőjű huzaltekercse), rakja össze a hat vezetéket, és egyszerre tekerje fel az összes tekercset. Ezután csak meg kell találnia a szükséges tekercsek csapjait, és páronként és sorosan csatlakoztatnia kell őket. A 4. ábra szerint ehhez az opcióhoz kilenc vezetéket használtak. És mégis úgy kell tekercselni, hogy egy fordulat huzalai ne távolodjanak el egymástól különböző irányokba, hanem a közös tekercsben tapadjanak össze. A különálló vezetékekkel történő tekercselés elfogadhatatlan, a transzformátor szó szerint „cseng” az audiofrekvenciák teljes tartományában, a szivárgási induktivitás nő, és az UMZCH torzítása is nő a transzformátor kimenetein lévő jelek aszimmetriája miatt.

Igen, és nagyon könnyű hibát elkövetni a szimmetrikus tekercselés bizonyos módszereivel. A több fordulatnyi hiba pedig az ellenfázisú jelek aszimmetriáján érezteti magát. Ha őszintén folytatjuk, egy basszus reflex transzformátort gyártottak (egyetlen típusban, másolatban)... 15 maggal. Volt egy kísérlet, amely bekerült a nagyszerűen hangzó UMZCH tervek gyűjteményébe. Még egyszer szeretném elmondani, hogy egyes áramkörök gyenge teljesítményéért nem a transzformátorok a hibásak, hanem azok tervezői. Világszerte nagymértékben bővült a csöves UMZCH-k gyártása, túlnyomó többségükben szigetelő transzformátorok (vagy inkább hozzáillő) vannak, amelyek nélkül a csőfokozat (egy tipikus push-pull kimeneti fokozat áramköre 2-4 csövet tartalmaz) egyszerűen lehetetlen összeegyeztetni az alacsony impedanciájú hangszórórendszerekkel. Természetesen vannak olyan „szupercsöves” UMZCH-k is, amelyek nem rendelkeznek kimeneti transzformátorral. Helyüket vagy erős, egymást kiegészítő térhatású tranzisztorpárok, vagy... párhuzamosan kapcsolt erős csőtriódák telepe vették át. Ez a téma azonban túlmutat e cikk keretein. A mi esetünkben minden sokkal egyszerűbb. A MOS típusú VT1 tranzisztor (2. ábra), amely közös leeresztővel (forráskövetővel) van kapcsolva, a VT2 tranzisztoron készült áramgenerátoron (áramforráson) működik. Ne használjon olyan erős térhatású tranzisztorokat, mint a KP904; megnövelt bemeneti és áteresztő kapacitással rendelkeznek, ami csak befolyásolja ennek a kaszkádnak a működését.

Egy másik buktató, a szélessávú transzformátor létrehozásának komoly problémája vár a tervezőre a mágnesmag kiválasztásakor. Itt illik hozzátenni valamit ahhoz, ami a rádióamatőrök számára elérhető szakirodalomban található. A különféle tervezési lehetőségek rádióamatőrök és profik számára egyaránt különböző anyagok használatát javasolják a transzformátorok mágneses magjaihoz, amelyek nem okoznak gondot sem a vásárlás, sem a használat során. A módszerek lényege ez.

Ha az UMZCH 1 kHz feletti frekvencián fog működni, akkor biztonságosan használhat ferrit magokat. De előnyben kell részesíteni a legnagyobb mágneses permeabilitással rendelkező mágneses magokat; a vízszintes TV-transzformátorokból származó magok nagyon jól működnek. A tervezőket figyelmeztetni kell a már régóta működő magok használatára. Ismeretes, hogy a ferrittermékek az „életkorral” veszítenek paramétereikből, beleértve a kezdeti mágneses permeabilitást is, az „egyedülálló” öregség nem kevésbé megöli őket, mint például a tartós hangszórók mágnesei, amelyek valamiért szinte mindenki hallgat. ról ről.

Következő a magokról - ha az UMZCH-t basszus opcióként használják, akkor biztonságosan használhatja a mágneses magok hagyományos W-alakú lemezváltozatait. Hangsúlyozni kell, hogy az összes ilyen transzformátor árnyékolása szinte mindenhol szükséges és követelmény volt. Mit tehetsz, mindenért fizetni kell. Általában elegendő volt egy „gubót” készíteni 0,5 mm vastag közönséges tetőfedő lemezből.

A toroid magok alacsony frekvencián is jól működnek. Mellesleg, használatuk leegyszerűsíti a hálózati transzformátorokból származó mindenféle interferencia megsemmisítését. Itt megmarad a toroid mag előnyeinek „reverzibilitása” - a hálózati változatban kis külső sugárzási térrel különbözik, de a bemeneti (jel) áramkörökben érzéketlen a külső mezőkre. A szélessávú (20 - 20 000 Hz) opciónál a leghelyesebb az lenne, ha a keret egyik ablakában egymás mellett elhelyezett két különböző típusú magot használnánk a transzformátor tekercseinek tekercselésére. Ez kiküszöböli az eltömődést mind a magas frekvenciákon (itt a ferritmag működik), mind az alacsony frekvenciákon (itt a transzformátoracél működik). A hangvisszaadás további 1-15 kHz-es javulását érjük el az acél maglemezek lakkal való bevonásával, ahogyan az UMZCH csövekben történik. Sőt, minden lemez „egyénileg működik” a mag részeként, ami csökkenti az örvényáramok okozta mindenféle veszteséget. A nitrolakk gyorsan szárad, vékony réteget kell felhordani úgy, hogy a lemezt egy lakkal ellátott edénybe mártjuk.

A transzformátor basszusreflexes gyártásának ez a technológiája sokak számára túlságosan fáradságosnak tűnhet, de fogadja el a szavamat - „a játék megéri a gyertyát”, mert „ami körül van, az meg is történik”. Ami pedig a komplexitást, az „alacsony technológiát” illeti, a következőket mondhatjuk - egy szabadnap alatt két ilyen transzformátort lehetett sietség nélkül legyártani, sőt a tekercseiket a kívánt sorrendben forrasztani, ami a kimeneti transzformátorokról nem mondható el. csöves UMZCH-khoz.

Most néhány szó a fordulatok számáról. Az elmélet megköveteli a primer tekercs (I) induktivitásának növelését, ennek növelésével a reprodukált frekvenciák tartománya az alacsonyabb frekvenciák felé bővül. A tekercsek tekercselése a keret feltöltése előtt minden kivitelnél elegendő volt; a huzalátmérőt 15 magnál 0,1-es, 9 magosnál 0,15-ös, a 6 magos változatnál 0,2-es drótátmérőt alkalmaztak. Ez utóbbi esetben a meglévő PELSHO 0,25-öt is használták.

Ugyanerre. Azok számára, akik nem bírják a transzformátorokat, van transzformátor nélküli opció is - 5. ábra. Ez a legegyszerűbb. hanem a basszusreflex kaszkád áramkör teljesen hangzatos változata, amelyet nemcsak a szimmetrikus UMZCH áramkörökben használtak, hanem az erős híd UMZCH-kban is. Az egyszerűség gyakran megtévesztő, ezért erre korlátozom magam kritika az ilyen sémákkal szemben, de azt merem állítani, hogy a szinuszosok területeinek szimmetriája meglehetősen nehéz, gyakran szükség van további torzítási és kiegyenlítő áramkörök bevezetésére, és a hangvisszaadás minősége hagy kívánnivalót maga után. A transzformátorok által bevezetett fázis-, amplitúdó- és frekvenciatorzulások ellenére lehetővé teszik a hangfrekvencia tartományban közel lineáris frekvenciamenet elérését, pl. a teljes 20 Hz - 20 000 Hz tartományban. 16 kHz-től és afelett a tekercsek kapacitása befolyásolható, de a mágneses mag további megnövelt keresztmetszete lehetővé teszi, hogy ezt a problémát részben elkerüljük. A szabály egyszerű, hasonlóan a hálózati transzformátorokhoz: a transzformátormag mágneses áramkörének keresztmetszete például kétszeresére növelve. nyugodtan csökkentse felére a tekercsek fordulatszámát stb.

Bővítse a hatékonyan reprodukált frekvenciák tartományát lefelé, pl. 20 Hz alatt, ezt a következő módon teheti meg. A térhatású tranzisztorokat (VT1, VT2 - 2. ábra) nagy I iniciálé értékekkel használják. és növelje a C4 kondenzátor kapacitását 4700 uF-ra. Az elektrolitkondenzátorok sokkal tisztábban működnek, ha több voltos közvetlen polarizációs feszültséget kapcsolnak rájuk. Ebben az esetben nagyon kényelmes a következőket tenni. Szereljen be a felső (az ábra szerint) VT1 tranzisztorba egy olyan példányt, amelynek kezdeti leeresztő árama nagyobb, mint a VT2 tranzisztoré. Még „hatékonyabban” megteheti, ha a VT2 tranzisztorhoz kiegyenlítő ellenállást használ; az ilyen ellenállású áramkör egy töredéke a 6. ábrán látható. Kezdetben az R2" hangolóellenállás csúszkája alsó (a diagram szerint) helyzetben van, mozgatva a csúszkáját felfelé a VT2 tranzisztor leeresztőáramának növekedését okozza, a C4 kondenzátor pozitív lapján lévő potenciál negatívabbá válik. A fordított folyamat akkor következik be, amikor az R2 ellenállás az ellenkező irányba mozog. Ily módon beállíthatja a kaszkádot a legmegfelelőbb módok szerint, különösen akkor, ha nincsenek tranzisztorok (VT1 és VT2), amelyek közeli I iniciálé értékkel rendelkeznek. , de azt kell telepíteni, ami kéznél van...

Részletesen elidőztem ezen a látszólag nagyon egyszerű sémán. Egyszerű, de nem primitív. Tagadhatatlan előnyei is vannak a „minden átmenő” galvanikusan csatlakoztatott erősítő-fázisváltó áramkörhöz képest. Az első ilyen előny az infra-alacsony frekvenciás interferencia elnyomása (például az elektronikus vezérlőegységekben), a második az ultrahangos interferencia „kivágása”, mint például az erős rádióállomások, a különféle ultrahangos berendezések stb. különösen hangsúlyozni kell egy ilyen rendszer pozitívabb tulajdonságát. Problémák hiányáról beszélünk, ha kiváló szimmetrikus áramköröket csatlakoztatunk aszimmetrikus bemenettel. Érdemes megnézni az 5. ábrát, és azonnal világossá válik (ha valaki foglalkozott már ezzel!), hogy a potenciálok problémája itt egyszerűen nincs megoldva. Részben megoldható, ha az elektrolit kondenzátort egy párhuzamosan kapcsolt nem elektrolitikus akkumulátorra cserélik, mintha a hangszórók bekötésének átmeneti késleltetése mindent megoldana. Az akusztikus rendszerek UMZCH-hoz való csatlakoztatásának késleltetése valóban kiküszöböli a kattanásokat és a túlfeszültségeket a bekapcsoláskor, de nem tudja megoldani a különböző potenciálok és a fázisváltó eltérő kimeneti impedanciái miatti további torzítások problémáját. Ezt a fázisinverteres erősítő áramkört (2. ábra) sikeresen alkalmazták különböző UMZCH-oknál, beleértve a szimmetrikus csöveseket is.

A közelmúltban a folyóiratokban nagy teljesítményű KP901 és KP904 alapú UMZCH áramkörök találhatók. De a szerzők nem említik, hogy a térhatású tranzisztorokat el kell utasítani a szivárgási áramok miatt. Ha például a VT1 és a VT2 (a 2. ábra áramkörében) egyértelműen jó minőségű másolatokat kell használni, akkor nagy feszültség- és áramamplitúdójú kaszkádokban, és ami a legfontosabb - ahol a MOS bemeneti ellenállása tranzisztor (annak csökkentése) nem játszik szerepet, lehet még rosszabb példákat is mondani. A maximális szivárgási értékek elérése után a MOS tranzisztorok általában stabilak a jövőben, és paramétereik további romlása idővel (a legtöbb esetben) már nem figyelhető meg.

A megnövekedett szivárgással rendelkező tranzisztorok száma a kapuáramkörben, például egy csomagban (standard - 50 db) 10-20 db között mozoghat. (vagy még több). A nagy teljesítményű tranzisztorok elutasítása nem nehéz - csak szereljen össze egyfajta állványt, például a 6. ábra szerint, és helyezzen be egy digitális ampermérőt a kapuáramkörbe (a mutatóműszerek ebben az esetben túl érzékenyek a túlterhelésre, és kényelmetlenek a szükségesség miatt). ismételt váltás tartományról tartományra).

És most, hogy a basszusreflexet már legyártották, folytathatja az 1. ábrán látható áramkört, azaz. térjen vissza közvetlenül az UMZCH-hoz. A széles körben használt SSh-3, SSh-5 és hasonló csatlakozók (aljzatok) egyáltalán nem használhatók, ahogy sok tervező és gyártó tette. Egy ilyen csatlakozás érintkezési ellenállása jelentős (0,01 - 0,1 Ohm!), és az átfolyó áram függvényében is ingadozik (az áramerősség növekedésével az ellenállás nő!). Ezért erős csatlakozókat kell használnia (például régi katonai rádióberendezésekből), alacsony érintkezési ellenállással. Ugyanez vonatkozik a váltakozó áramú védelmi egység reléérintkezőire az UMZCH kimenetén állandó feszültség esetleges megjelenése ellen. És nincs szükség rájuk (kapcsolati csoportokra) semmilyen visszacsatolásra a torzítás csökkentése érdekében. Fogadd el, hogy füllel (szubjektív vizsgálat) gyakorlatilag nem hallhatóak (kellően alacsony érintkezési ellenállás mellett), ami nem mondható el az UMZCH összes erősítő fokozata, kondenzátora és egyéb alkatrészei által bevezetett „elektronikus” torzításokról, amelyek minden bizonnyal élénk színeket visz a hangvisszaadás összképébe. Mindenféle torzítás minimalizálható az erősítő fokozatok ésszerű használatával (ez különösen igaz a feszültségerősítőkre - minél kevesebb van belőlük, annál jobb az erősített jel minősége). Ebben az UMZCH-ban csak egy feszültségerősítő fokozat van - VT3 tranzisztor (bal váll) és VT4 (jobb váll). A VT6 és VT5 tranzisztorok kaszkádja csak egyező (aktuális) emitterkövetők. A VT3 és VT4 tranzisztorokat h21 e-vel 50-nél nagyobb, VT6 és VT5 értékkel választják ki - több mint 150. Ebben az esetben az UMZCH nagy teljesítményen történő működtetésekor nem merül fel probléma. Az egyenáram és a váltakozó áram negatív visszacsatoló feszültsége a VT6 és VT5 tranzisztorok alapjaira az R24 és R23 ellenállásokon keresztül jut. Ennek a visszacsatolásnak a mélysége csak körülbelül 20 dB, tehát nincs dinamikus torzítás az UMZCH-ban, de ez a visszacsatolás elégséges ahhoz, hogy a VT7 és VT8 kimeneti tranzisztorok üzemmódját a szükséges határokon belül tartsák. Az UMZCH meglehetősen ellenálló a HF öngerjesztéssel szemben. Az áramkör egyszerűsége lehetővé teszi a gyors szétszerelést, mivel a meghajtó tápellátása (-40 V) és a végső tranzisztorok (2 x 38 V) egymástól függetlenül kikapcsolható. Az erősítő teljes szimmetriája segít a nemlineáris torzítások és a tápfeszültség hullámaira való érzékenység csökkentésében, valamint az UMZCH mindkét bemenetére érkező közös módú interferenciák további elnyomásában. Az erősítő hátránya, hogy a nemlineáris torzítások jelentős mértékben függenek a használt tranzisztorok h21-étől, de ha a tranzisztorok h21 out = 70 W) akkor egyenlő 1,7 V (effektív érték).

A VT1 és VT2 tranzisztorokat forrásként (áramgenerátorként) használják, amely a differenciálfokozatot (meghajtót) táplálja. Ennek az áramnak a 20...25 mA értékét az R3 (470 Ohm) trimmelő ellenállással állítjuk be. Mivel a nyugalmi áram is ettől az áramtól függ, az utóbbi hőstabilizálása érdekében a VT1 tranzisztort az egyik végfok tranzisztorának (VT7 vagy VT8) hűtőbordájára helyezzük. A kimeneti tranzisztor hűtőbordájának hőmérsékletének növekedése ennek megfelelően átkerül az ezen a hűtőbordán található VT1 tranzisztorra, és az utóbbi felmelegedésekor a VT2 tranzisztor alján lévő negatív potenciál csökken. Ez bezárja a VT2 tranzisztort, a rajta áthaladó áram csökken, ami megfelel a VT7 és VT8 kimeneti tranzisztorok nyugalmi áramának csökkenésének. Ily módon a kimeneti tranzisztorok nyugalmi árama stabilizálódik, ha a hűtőbordáik jelentősen felmelegednek. Az ilyen hőstabilizáció megvalósításának látszólagos egyszerűsége ellenére ez meglehetősen hatékony, és nem volt probléma az UMZCH megbízhatóságával. Nagyon kényelmes a differenciáltranzisztorok (VT3 és VT4) áramának figyelése az R7 és R15 vagy R21 és R26 ellenállásokon bekövetkező feszültségeséssel. Az R11 trimmer ellenállás egy kiegyenlítő ellenállás, amely a hangszóró nulla potenciáljának beállítására szolgál (az UMZCH kimenetén).

A hangszóró védelmi egység diagramja (7. ábra) a hagyományos séma szerint készül. Mivel az UMZCH különálló házakba való elhelyezését választották, akkor Minden UMZCH-nak megvoltak a saját akusztikus rendszer-védelmi egységei. A hangszóróvédő áramkör egyszerű és megbízható, ez az opció sokféle kivitelben hosszú távú tesztelésen esett át, és jónak és megbízhatónak bizonyult, nem egyszer „megmentve” a drága hangszórók életét. Az áramkör kielégítő működése akkor tekinthető, ha a K1 relé aktiválódik, amikor az A és B pontok között állandó 5 V feszültség van kapcsolva. Ezt nagyon könnyű ellenőrizni egy állítható tápegység segítségével (változtatható kimeneti feszültséggel). Különböző típusú reléket használtak különböző kivitelben, és ennek az egységnek a tápfeszültsége is 30-50 V-on belül változott (ennek a feszültségnek a nagyobb értékéhez a VT1 és VT2 tranzisztorokat magasabb feszültségű egységekre kell cserélni, példa KT503E stb.)

A védelmi egységben előnyben kell részesíteni a legnagyobb áramerősségű érintkezőcsoportokkal rendelkező, nagy érintkezési felületű reléket. De a RES-9 vagy RES-10 reléket egyáltalán nem szabad használni - az UMZCH nagy kimeneti teljesítménye mellett elkezdik „egyedi” színeiket bevezetni az erősített jelbe. Az AC védőegységet külön egyenirányító táplálja, és ki kell zárni ennek az egységnek az UMZCH-val történő galvanikus csatlakozását, kivéve csak a kimeneti feszültségérzékelőket - az A és B pontok az UMZCH kimeneteihez csatlakoznak.

Mindkét csatorna meghajtói egy közös feszültségszabályozóról táplálhatók. Ebben az esetben az UMZCH mindkét csatornája egy házba van kombinálva, és a tápegységek egy másik házban vannak összeszerelve. Természetesen minden konkrét esetre széles a választék, kinek mi a megfelelőbb a tervezésben. A meghajtók táplálására szolgáló stabilizátor egyik lehetőségének diagramja a 8. ábrán látható. A VT1 tranzisztorra van szerelve Az áramgenerátort tápláló VT2 tranzisztor, a stabilizátor kimenetén a szükséges feszültséget az R6 trimmelő ellenállás állítja be. Hangsúlyozni kell, hogy az UMZCH maximális kimeneti teljesítménye elsősorban ennek a stabilizátornak a feszültségétől függ. De a feszültség 50 V fölé emelése nem ajánlott a VT3 és VT4 meghajtó tranzisztorok esetleges meghibásodása miatt. A zener-diódák teljes stabilizációs feszültségének 27-33 V tartományban kell lennie. A zener-diódákon áthaladó áramot az R4 ellenállás választja ki. Az R1 ellenállás korlátozza (áram), és megakadályozza a VT2 vezérlőtranzisztor meghibásodását. Ez utóbbi meglehetősen valószínű a beállítási folyamat során, míg a meghajtó tápellátásának növelése letilthatja a teljes UMZCH-t. Az UMZCH telepítése után a stabilizátorban lévő R1 ellenállást egy vezetékkel le lehet zárni, vagy nem kell ezt megtenni, mivel a meghajtók csak valamivel több, mint 50 mA áramot fogyasztanak - az R1 ellenállás hatása a stabilizátor paraméterei kis terhelési áramoknál elhanyagolhatóak.

Blokkos kialakítás esetén mindkét UMZCH tápegységét teljesen szét kell választani, beleértve a meghajtókat is. De mindenesetre a meghajtó táplálásához külön egyenirányítóra van szükség, saját tekercseléssel a transzformátorban. Az egyenirányító áramkör látható a 9. ábrán. Minden UMZCH csatorna saját teljesítménytranszformátort használ. Ennek a tervezési lehetőségnek számos előnye van az egyetlen transzformátor hagyományos használatához képest. Az első dolog, ami lehetséges, az, hogy csökkentse a blokk egészének magasságát, mivel a hálózati transzformátor mérete (magassága) jelentősen csökken az egyes UMZCH külön táptranszformátorokkal. Ezenkívül könnyebb a tekercselés, mivel a tekercshuzalok átmérője 1,4-szeresére csökkenthető az UMZCH teljesítményének veszélyeztetése nélkül. Ebben a tekintetben a hálózati tekercsek ellenfázisban kapcsolhatók be a hálózati interferencia csökkentése érdekében (ez nagyban segít kompenzálni a transzformátormezők sugárzását, különösen akkor, ha más erősítő áramkörök is ugyanabban a házban vannak elhelyezve az UMZCH-val - hangblokkok, hangerőszabályzó stb.). Az UMZCH kimeneti tranzisztorok tápáramköreinek szétválasztása lehetővé teszi a reprodukált jel minőségének javítását, különösen alacsony frekvenciákon (az alacsony frekvenciájú csatornák tranziens torzításai is csökkennek). A hálózati tápfeszültség okozta intermodulációs torzítás mértékének csökkentése érdekében elektrosztatikus ernyőket (egy réteg soron tekercselt huzal) helyeznek a transzformátorokba.

Minden UMZCH tervezési lehetőség toroid mágneses magot használ a transzformátorokhoz. A tekercselés manuálisan, ingajáratok segítségével történt. A tápegység kialakításának egyszerűsített változatát is ajánlhatjuk. Ehhez egy gyári LATR-t használnak (9 amperes másolat jó). A primer tekercs, mint a legnehezebb a tekercselési folyamatban, már készen van, csak fel kell tekercselni a képernyő tekercsét, és az összes szekunder tekercs és a transzformátor tökéletesen működik. Ablaka elég tágas ahhoz, hogy az UMZCH mindkét csatornájának tekercselése elférjen. Ezenkívül lehetséges a meghajtók és a fázisinverteres erősítők táplálása közös stabilizátorokról, ebben az esetben két tekercset „spórolva”. Az ilyen transzformátor hátránya a nagy magasság (természetesen a fenti körülmények kivételével).

Most a részletekről. Ne telepítsen alacsony frekvenciájú diódákat (mint például a D242 és hasonlók) az UMZCH táplálására - a magas frekvenciákon (10 kHz-től és afelettitől) a torzítás növekedni fog; emellett kerámia kondenzátorokat is beépítettek az egyenirányító áramkörökbe az intermodulációs torzítás csökkentése érdekében amelyet a diódák vezetőképességének változása okoz a kommutációjuk pillanatában. Ez csökkenti a hálózati tápfeszültség hatását az UMZCH-ra, amikor az a hangtartományban magas frekvencián működik. Még jobb a helyzet a minőséggel, amikor az elektrolit kondenzátorokat nagyáramú egyenirányítókban (UMZCH kimeneti fokozatok) nem elektrolitokkal kapcsolják. Ugyanakkor az egyenirányító áramkörök első és második kiegészítését egy szubjektív vizsgálat - az UMZCH működésének auditív tesztje - meglehetősen egyértelműen észlelte; természetesebb működését több, különböző frekvenciájú HF komponens reprodukálásakor észlelték.

A tranzisztorokról. A VT3 és VT4 tranzisztorokat nem érdemes lecserélni a frekvenciatulajdonságokat tekintve rosszabb másolatokra (például KT814), mivel a harmonikus együttható legalább kétszeresére nő (a HF szekcióban, sőt még inkább). Ez füllel nagyon észrevehető; a középfrekvenciák természetellenesen reprodukálódnak. Az UMZCH tervezésének egyszerűsítése érdekében a kimeneti szakaszban a KT827A sorozat kompozit tranzisztorait használják. És bár elvileg elég megbízhatóak, még mindig ellenőrizni kell a maximálisan elviselhető (mindegyik példánynak megvan a maga) kollektor-emitter feszültségét (vagyis zárt tranzisztornál Uke max. előremenő feszültséget). Ehhez a tranzisztor alapját 100 ohmos ellenálláson keresztül csatlakoztatják az emitterhez, és a feszültséget fokozatosan növelik: a kollektorhoz - plusz, az emitterhez - mínusz. Azok a példányok, amelyek érzékelik az áram áramlását (ampermérő határérték - 100 μA) Uke = 100 V esetén, nem alkalmasak erre a kialakításra. Működhetnek, de nem sokáig... Az ilyen „szivárgás” nélküli példányok évekig megbízhatóan működnek anélkül, hogy problémákat okoznának. A próbapad diagramja a 10. ábrán látható. Természetesen a paraméterek a KT827 sorozat a legjobb akar lenni, különösen a frekvencia tulajdonságait tekintve. Ezért a KT940-re és KT872-re szerelt „kompozit” tranzisztorokra cserélték őket. Csak a lehető legnagyobb h21 e-vel kell kiválasztani a KT872-t, mivel a KT940-nek nincs elég nagy I to max. Ez az egyenértékű tökéletesen működik a teljes hangtartományban, és különösen magas frekvenciákon. Egy kompozit típusú KT827A helyett két tranzisztor csatlakoztatásának kapcsolási rajza a 11. ábrán látható. A VT1 tranzisztor helyettesíthető KT815G-vel, a VT2 pedig szinte bármilyen erős tranzisztorral (P > 50 W és U e > 30).

A használt ellenállások C2-13 (0,25 W), MLT típusúak. K73-17, K50-35 stb. típusú kondenzátorok. A helyesen (hibák nélkül) összeállított UMZCH beállítása az UMZCH kimeneti tranzisztorok - VT7 és VT8 - nyugalmi áramának 40-70 mA-en belüli beállításából áll. Nagyon kényelmes a nyugalmi áram értékének figyelése az R27 és R29 ellenállások feszültségesésével. A nyugalmi áramot az R3 ellenállás állítja be. Az UMZCH kimenetén a nullához közeli állandó kimeneti feszültséget egy R11 kiegyenlítő ellenállással állítják be (legfeljebb 100 mV potenciálkülönbség érhető el).

IRODALOM

Sukhov N.E. és mások. Kiváló minőségű hangvisszaadási technológia - Kijev, "Technique", 1985
Sukhov N.E. Nagy hűségű UMZCH. - "Rádió", 1989 - 6., 7. sz.
Sukhov N.E. Az UMZCH nemlineáris torzításainak értékelésével kapcsolatban. - „Rádió”, 5. sz. 1989.

Néhány szó a telepítési hibákról:
Az áramkörök olvashatóságának javítása érdekében tekintsünk egy teljesítményerősítőt két pár végső térhatású tranzisztorral és ±45 V-os tápegységgel.
Első hibaként próbáljuk meg rossz polaritással "forrasztani" a VD1 és VD2 zener diódákat (a helyes bekötést a 11. ábra mutatja). A feszültségtérkép a 12. ábrán látható formában jelenik meg.

11. ábra Zener diódák kivezetése BZX84C15 (a diódák kivezetése azonban ugyanaz).

12. ábra Teljesítményerősítő feszültségtérképe a VD1 és VD2 zener-diódák helytelen beszerelésével.

Ezek a zener-diódák a műveleti erősítő tápfeszültségének előállításához szükségesek, és 15 V-on választották őket kizárólag azért, mert ez a feszültség optimális ehhez a műveleti erősítőhöz. Az erősítő minőségromlás nélkül megőrzi teljesítményét még akkor is, ha közeli névleges feszültséget használ - 12 V, 13 V, 18 V (de legfeljebb 18 V). Ha helytelenül van beépítve, az oprekciós erősítő a szükséges tápfeszültség helyett csak a zener-diódák n-p csomópontján lévő esési feszültséget kapja. Az áramot normálisan szabályozzák, az erősítő kimenetén kis állandó feszültség van, és nincs kimeneti jel.
Az is előfordulhat, hogy a VD3 és VD4 diódákat helytelenül telepítették. Ebben az esetben a nyugalmi áramot csak az R5, R6 ellenállások értéke korlátozza, és elérheti a kritikus értéket. Az erősítő kimenetén jel lesz, de a végső tranzisztorok meglehetősen gyors felmelegedése mindenképpen túlmelegedéshez és az erősítő meghibásodásához vezet. Ennek a hibának a feszültség- és áramtérképét a 13. és 14. ábra mutatja.

13. ábra Erősítő feszültségtérkép a termikus stabilizáló diódák helytelen beszerelésével.

14. ábra Erősítőáram térkép a hőstabilizáló diódák helytelen beszerelésével.

A következő népszerű telepítési hiba az utolsó előtti szakasz tranzisztorainak (illesztőprogramok) helytelen telepítése lehet. Ebben az esetben az erősítő feszültségtérképe a 15. ábrán látható formát ölti, ebben az esetben a sorkapocs kaszkád tranzisztorai teljesen záródnak, és az erősítő kimenetén hangnak nyoma sincs, a DC feszültség szintje pedig a lehető legközelebb a nullához.

15. ábra Feszültségtérkép a tranzisztorok helytelen telepítéséhez a meghajtó fokozatban.

Ezután a legveszélyesebb hiba az, hogy a meghajtó fokozat tranzisztorai összekeverednek, és a pinout is összekeveredik, aminek következtében a VT1 és VT2 tranzisztorok kapcsaira alkalmazottak helyesek és emitterkövetőben működnek. mód. Ebben az esetben a végső szakaszon áthaladó áram a vágóellenállás csúszka helyzetétől függ, és 10-15 A lehet, ami minden esetben a tápegység túlterhelését és a végső tranzisztorok gyors felmelegedését okozza. A 16. ábra a trimmelő ellenállás középső helyzetében lévő áramokat mutatja.

16. ábra Aktuális térkép, ha a meghajtó fokozat tranzisztorait nem megfelelően telepítették, a kivezetés is zavaros.

Nem valószínű, hogy az IRFP240 - IRFP9240 végső térhatású tranzisztorok kimenetét fordítva lehet majd forrasztani, de elég gyakran lehet helyeket cserélni. Ebben az esetben a tranzisztorokba szerelt diódák nehéz helyzetben vannak - a rájuk kapcsolt feszültség a minimális ellenállásuknak megfelelő polaritású, ami maximális fogyasztást okoz a tápegységből, és hogy milyen gyorsan égnek ki, inkább a szerencsén múlik, mint a fizika törvényei.
A táblán tűzijáték még egy okból történhet - 1,3 W-os zener diódák az 1N4007 diódákkal megegyező csomagban kaphatók, ezért mielőtt a zener diódákat a táblára telepítené, ha fekete tokban vannak, nézze meg közelebbről a tokon lévő feliratoknál. Ha a zener diódák helyett diódákat telepít, a műveleti erősítő tápfeszültségét csak az R3 és R4 ellenállások értéke, valamint magának a műveleti erősítőnek az áramfelvétele korlátozza. Mindenesetre a kapott feszültségérték lényegesen nagyobb, mint egy adott műveleti erősítő maximális tápfeszültsége, ami annak meghibásodásához vezet, néha magának az op-erősítő házának egy részének kilövésével, majd állandó feszültséggel. megjelenhet a kimenetén, közel az erősítő tápfeszültségéhez, ami állandó feszültség megjelenéséhez vezet magának a teljesítményerősítő kimenetén. Ebben az esetben a végső kaszkád általában működőképes marad.
És végül néhány szó az R3 és R4 ellenállások értékeiről, amelyek az erősítő tápfeszültségétől függenek. A 2,7 kOhm a leguniverzálisabb, azonban ha az erősítőt ±80 V feszültséggel tápláljuk (csak 8 Ohm-os terhelés esetén), ezek az ellenállások körülbelül 1,5 W-ot disszipálnak, ezért 5,6 kOhm-os vagy 6,2 kOhm-os ellenállásra kell cserélni. , ami 0,7 W-ra csökkenti a termelt hőteljesítményt.

E K B BD135; BD137

H&S IRF240 - IRF9240

Ez az erősítő méltán szerezte meg rajongóit, és új verziókat kezdett szerezni. Mindenekelőtt az első tranzisztorfokozat előfeszítő feszültség előállítási láncát változtattuk meg. Ezenkívül túlterhelés elleni védelmet is bevezettek az áramkörbe.
A módosítások eredményeként a kimeneten térhatású tranzisztorokkal rendelkező teljesítményerősítő kapcsolási rajza a következő formát kapta:

NÖVEKEDÉS

A PCB opciók grafikus formátumban jelennek meg (méretezésre szorul)

A teljesítményerősítő ebből eredő módosításának megjelenése az alábbi fényképeken látható:

Nem marad más hátra, mint egy legyet hozzátenni...
Az a helyzet, hogy az erősítőben használt IRFP240 és IRFP9240 térhatású tranzisztorokat a fejlesztő International Rectifier (IR) megszüntette, és nagyobb figyelmet fordított termékei minőségére. Ezekkel a tranzisztorokkal a fő probléma az, hogy tápegységekben való használatra tervezték, de hangerősítő berendezésekhez meglehetősen alkalmasnak bizonyultak. Az International Rectifier fokozott figyelme a gyártott alkatrészek minőségére lehetővé tette, hogy tranzisztorok kiválasztása nélkül több tranzisztort párhuzamosan csatlakoztasson anélkül, hogy aggódna a tranzisztorok jellemzőinek különbségei miatt - a szórás nem haladta meg a 2%-ot, ami teljesen elfogadható.
Manapság az IRFP240 és IRFP9240 tranzisztorokat a Vishay Siliconix gyártja, amely nem annyira érzékeny termékeire, és a tranzisztorok paraméterei már csak tápegységre váltak alkalmassá - az egy tétel tranzisztorainak „nyereségtényezőjének” terjedése meghaladja a 15% -ot. . Ez kiküszöböli a párhuzamos csatlakozást előzetes kiválasztás nélkül, és a 4. kiválasztáshoz tesztelt tranzisztorok száma is meghaladja a több tucat példányt.
Ebben a tekintetben az erősítő összeszerelése előtt mindenekelőtt meg kell találnia, hogy melyik tranzisztor márkát kaphatja meg. Ha a Vishay Siliconix-ot árulják az üzleteiben, akkor erősen ajánlott, hogy megtagadja ennek a teljesítményerősítőnek az összeszerelését - fennáll annak a veszélye, hogy sok pénzt költ, és nem ér el semmit.
Azonban ennek a teljesítményerősítőnek a „VERZIÓ 2” kifejlesztésén végzett munka, valamint a tisztességes és olcsó térhatású tranzisztorok hiánya a kimeneti fokozatban arra késztetett bennünket, hogy egy kicsit elgondolkodjunk ennek az áramkörnek a jövőjéről. Ennek eredményeként a „VERSION 3”-t szimulálták, és a Vishay Siliconix IRFP240 - IRFP9240 típusú térhatású tranzisztorai helyett a TOSHIBA - 2SA1943 - 2SC5200 bipoláris párját használták, amelyek ma is meglehetősen tisztességes minőségűek.
Az erősítő új verziójának sematikus diagramja a „VERZIÓ 2” fejlesztéseit tartalmazza, és a végfokozatban változásokon ment keresztül, lehetővé téve a térhatású tranzisztorok használatának elhagyását. A kapcsolási rajz az alábbiakban látható:

Sematikus diagram térhatású tranzisztorok átjátszóként NAGYÍTÁSA

Ebben a változatban a térhatású tranzisztorok megmaradnak, de feszültségkövetőként használják őket, ami jelentősen csökkenti a meghajtó fokozat terhelését. A védelmi rendszerbe egy kis pozitív bekötés került, hogy elkerüljük a teljesítményerősítő gerjesztését a védelmi működési határon.
A nyomtatott áramköri lap fejlesztés alatt áll, hozzávetőlegesen a valós mérések eredményei és egy működő nyomtatott áramköri lap november végén jelennek meg, de egyelőre a MICROCAP által készített THD mérési grafikont tudjuk ajánlani. Erről a programról bővebben olvashat.

UMZCH komplementer térhatású tranzisztorokkal

Bemutatjuk az olvasóknak a száz wattos UMZCH térhatású tranzisztoros változatát. Ennél a kialakításnál a teljesítménytranzisztorok házai közös hűtőbordára szerelhetők szigetelő távtartók nélkül, és ez jelentősen javítja a hőátadást. A tápegység második lehetőségeként egy erős impulzus-átalakítót javasolnak, amelynek meglehetősen alacsony szintű öninterferenciával kell rendelkeznie.

A térhatású tranzisztorok (FET) használatát az UMZCH-kban egészen a közelmúltig gátolta a komplementer tranzisztorok csekély választéka, valamint alacsony üzemi feszültségük. A hangvisszaadás minőségét az UMZCH-n keresztül PT-n gyakran a csöves erősítők szintjén értékelik, és még magasabbra is, mivel a bipoláris tranzisztorokon alapuló erősítőkhöz képest kevesebb nemlineáris és intermodulációs torzítást hoznak létre, és egyenletesebben növelik a hangerőt. torzulás a túlterhelés során. Felülmúlják a csöves erősítőket mind a terhelés csillapításában, mind a működési hangfrekvencia-sáv szélességében. Az ilyen, negatív visszacsatolás nélküli erősítők vágási frekvenciája lényegesen magasabb, mint a bipoláris tranzisztorokra épülő UMZCH-ké, ami jótékony hatással van minden típusú torzításra.

Az UMZCH nemlineáris torzításait főként a kimeneti fokozat vezeti be, és ezek csökkentésére általában általános OOS-t használnak. A torzítás a bemeneti differenciálfokozatban, amelyet a forrásból és az általános OOS-áramkörből érkező jelek összegzőjeként használnak, kicsi lehet, de lehetetlen csökkenteni az általános OOS használatával

A térhatású tranzisztorokat használó differenciálkaszkád túlterhelése megközelítőleg 100...200-szor nagyobb, mint a bipoláris tranzisztoroké.

A térhatású tranzisztorok használata az UMZCH végfokozatában lehetővé teszi a hagyományos két- és háromfokozatú Darlington-ismétlők elhagyását a benne rejlő hátrányokkal együtt.

Jó eredményeket érhetünk el, ha a végfokozatban fém-dielektromos-félvezető (MDS) szerkezetű térhatású tranzisztorokat használnak. Tekintettel arra, hogy a kimeneti áramkör áramát a bemeneti feszültség vezérli (hasonlóan az elektromos vákuumkészülékekhez), nagy áramerősség esetén a kaszkád teljesítménye a térhatású MOS tranzisztorokon kapcsolási módban meglehetősen magas (τ = 50). ns). Az ilyen kaszkádok jó átviteli tulajdonságokkal rendelkeznek magas frekvenciákon, és hőmérséklet-önstabilizáló hatással rendelkeznek.

A térhatású tranzisztorok előnyei a következők:

alacsony vezérlési teljesítmény statikus és dinamikus üzemmódokban;
termikus lebomlás hiánya és alacsony érzékenység a másodlagos bontásra;
a leeresztőáram termikus stabilizálása, amely lehetővé teszi a tranzisztorok párhuzamos csatlakoztatását;
az átviteli karakterisztika közel lineáris vagy másodfokú;
nagy teljesítmény kapcsolási módban, ezáltal csökkentve a dinamikus veszteségeket;
a felesleges hordozók felhalmozódásának jelenségének hiánya a szerkezetben;
alacsony zajszint,
kis méretek és súly, hosszú élettartam.

De az előnyök mellett ezeknek az eszközöknek hátrányai is vannak:

elektromos túlfeszültség miatti hiba;
Alacsony frekvenciákon (100 Hz alatt) termikus torzulás léphet fel. Ezeken a frekvenciákon a jel olyan lassan változik, hogy egy félciklus alatt van ideje megváltozni a kristály hőmérsékletének, és ennek következtében megváltozik a tranzisztorok küszöbfeszültsége és transzkonduktanciája.

Az utolsó megemlített hátrány korlátozza a kimeneti teljesítményt, különösen alacsony tápfeszültség esetén; A kiút a tranzisztorok párhuzamos bekapcsolása és az OOS bevezetése.

Meg kell jegyezni, hogy a közelmúltban a külföldi cégek (például Exicon stb.) számos, audioberendezésekhez alkalmas térhatású tranzisztort fejlesztettek ki: EC-10N20, 2SK133-2SK135, 2SK175, 2SK176 n-típusú csatornával; EC-10P20, 2SJ48-2SJ50, 2SJ55, 2SJ56 p-típusú csatornával. Az ilyen tranzisztorokat a transzkonduktivitás (előremenő átviteli befogadóképesség) gyenge függése a leeresztőáramtól és a simított kimeneti I-V karakterisztika jellemzi.

Egyes térhatású tranzisztorok paraméterei, beleértve a minszki "Integral" termelőszövetség által gyártottakat is, a táblázatban találhatók. 1.

A legtöbb tranzisztoros transzformátor nélküli UMZCH félhíd áramkörrel készül. Ebben az esetben a terhelést az erősítő két tápegységéből és két kimeneti tranzisztorából kialakított híd átlójához kötjük (1. ábra).

Amikor nem voltak komplementer tranzisztorok, az UMZCH kimeneti fokozatát főként azonos szerkezetű tranzisztorokon hajtották végre, közös vezetékre kötött terheléssel és áramforrással (1. ábra, a) Két lehetőség a kimeneti tranzisztorok vezérlésére ábrán mutatjuk be. 2.

Az elsőben (2,a ábra) a végfok alsó karjának szabályozása kedvezőbb körülmények között van. Mivel a tápfeszültség változása kicsi, gyakorlatilag nem jelenik meg a Miller-effektus (dinamikus bemeneti kapacitás) és az Earley-effektus (a kollektoráram függése az emitter-kollektor feszültségtől). A felkar vezérlő áramköre itt sorba van kötve magával a terheléssel, ezért további intézkedések (például a készülékek cascode-os bekapcsolása) nélkül ezek a hatások jelentős mértékben megnyilvánulnak. Számos sikeres UMZCH-t fejlesztettek ki ezen az elv alapján.

A második lehetőség szerint (2.6. ábra - Az MIS tranzisztorok jobban megfelelnek ennek a szerkezetnek) számos UMZCH-t is kifejlesztettek például. Azonban még ilyen kaszkádokban is nehéz biztosítani a kimeneti tranzisztorok vezérlésének szimmetriáját, még áramgenerátorok használatával is. Egy másik példa a bemeneti ellenállással történő kiegyensúlyozásra az erősítőkarok megvalósítása kvázi-komplementer áramkörben vagy komplementer tranzisztorok alkalmazása (lásd 1. ábra, b) c.

Az azonos vezetőképességű tranzisztorokon készült erősítők kimeneti fokozatának karjainak kiegyensúlyozásának vágya földeletlen terhelésű erősítők kifejlesztéséhez vezetett az ábra szerinti áramkör szerint. 1,g. Azonban még itt sem lehet elérni az előző kaszkádok teljes szimmetriáját. A végfokozat mindkét karjáról a negatív visszacsatoló áramkörök nem egyenlőek; Ezen fokozatok OOS áramkörei szabályozzák a terhelés feszültségét az ellenkező oldal kimeneti feszültségéhez viszonyítva. Ezenkívül egy ilyen áramköri megoldáshoz szigetelt tápegységekre van szükség. E hiányosságok miatt nem talált széles körben elterjedt alkalmazásra.

A komplementer bipoláris és térhatású tranzisztorok megjelenésével az UMZCH kimeneti fokozatai főként az 1. ábrán látható áramkörök szerint épülnek fel. 1, b, c. Azonban még ezekben az opciókban is nagyfeszültségű eszközöket kell használni a végfok meghajtásához. Az előkimeneti fokozat tranzisztorai nagy feszültségerősítéssel működnek, ezért ki vannak téve a Miller- és az Earley-effektusoknak, és általános visszacsatolás nélkül jelentős torzítást okoznak, ami magas dinamikus jellemzőket kíván tőlük. Az előfokozatok megnövelt feszültséggel történő táplálása szintén csökkenti az erősítő hatásfokát.

Ha az ábrán. 1, b, c mozgassa a csatlakozási pontot a közös vezetékkel a híd átlójával ellentétes ágra, megkapjuk az ábra szerinti opciókat. 1,d és 1,f. ábra diagramja szerinti kaszkádszerkezetben. Az 1,e automatikusan megoldja a kimeneti tranzisztorok háztól való leválasztásának problémáját. Az ilyen áramkörök szerint készült erősítők számos felsorolt hátránytól mentesek.

Az erősítő áramkör tervezési jellemzői

Rádióamatőröknek kínálunk egy invertáló UMZCH-t (3. ábra), amely megfelel a végfokozat 2. ábrán látható blokkvázlatának. 1, e.

(kattints a kinagyításhoz)

A bemeneti differenciálfokozat térhatású tranzisztorok (VT1, VT2 és DA1) felhasználásával készül, szimmetrikus áramkörben. A differenciálkaszkád előnyei jól ismertek: nagy linearitás és túlterhelhetőség, alacsony zajszint. A térhatású tranzisztorok alkalmazása jelentősen leegyszerűsítette ezt a kaszkádot, mivel nem volt szükség áramgenerátorokra. Az erősítés növelése érdekében nyitott visszacsatoló hurok mellett a jelet eltávolítják a differenciálfokozat mindkét karjáról, és a VT3, VT4 tranzisztorokra egy emitterkövetőt szerelnek fel a következő feszültségerősítő elé.

A második fokozat VT5-VT10 tranzisztorokkal készül, kombinált kaszkód áramkörrel, nyomkövető teljesítménnyel. Az OE kaszkád ezen tápegysége semlegesíti a tranzisztor bemeneti dinamikus kapacitását és a kollektoráram függését az emitter-kollektor feszültségtől. Ennek a fokozatnak a végfokozata nagyfrekvenciás BSIT tranzisztorokat használ, amelyek a bipoláris tranzisztorokhoz képest (KP959 versus KT940) kétszer akkora vágási frekvenciával és négyszeres leeresztő (kollektor) kapacitással rendelkeznek.

A külön leválasztott forrásokkal táplált végfok alkalmazása lehetővé tette az előerősítő kisfeszültségű (9 V) tápellátásának mellőzését.

A végfok erős MOS tranzisztorokból épül fel, ezek leeresztő kapcsai (és a házak hőleadó karimái) közös vezetékre csatlakoznak, ami leegyszerűsíti az erősítő tervezését és összeszerelését.

Az erős MOS tranzisztorok a bipoláris tranzisztoroktól eltérően kisebb paraméter-skálával rendelkeznek, ami megkönnyíti a párhuzamos csatlakozásukat. Az áramok fő eloszlása az eszközök között a küszöbfeszültségek egyenlőtlensége és a bemeneti kapacitások terjedése miatt adódik. Az 50-200 Ohm ellenállású kiegészítő ellenállások bevezetése a kapuáramkörben biztosítja a be- és kikapcsolási késleltetések szinte teljes kiegyenlítését, és kiküszöböli az áramok terjedését a kapcsolás során.

Az összes erősítő fokozatot lefedi a helyi és az általános OOS.

Fő műszaki jellemzők

Nyitott visszacsatolás (R6 helyett 22 MOhm, C4 kizárva)
Vágási frekvencia, kHz......300
Feszültségerősítés, dB......43
Harmonikus együttható AB üzemmódban, %, nem több......2

Engedélyezett OOS mellett

Kimeneti teljesítmény, W 4 Ohm terhelésnél......100
8 Ohm terhelésnél......60
Reprodukálható frekvencia tartomány, Hz......4...300000
Harmonikus együttható, %, nem több......0.2
Névleges bemeneti feszültség, V......2
A végfok nyugalmi árama, A......0,15
Bemeneti ellenállás, kOhm.....24

Tekintettel arra, hogy a nyílt hurkú erősítő vágási frekvenciája viszonylag magas, a visszacsatolási mélység és a harmonikus torzítás gyakorlatilag állandó a teljes frekvenciatartományban.

Alulról az UMZCH működési frekvenciasávját a C1 kondenzátor kapacitása korlátozza, felülről - a C4 (1,5 pF kapacitással, a vágási frekvencia 450 kHz).

Felépítés és részletek

Az erősítő kétoldalas fóliaüvegszálból készült táblára készül (4. ábra).

Azon az oldalon, ahol az elemek be vannak szerelve, a táblát a lehető legnagyobb mértékben meg kell tölteni fóliával, amely egy közös vezetékhez van csatlakoztatva. A VT8, VT9 tranzisztorok kis lemezes hűtőbordákkal vannak felszerelve „zászló” formájában. Dugattyúk vannak beépítve az erős térhatású tranzisztorok leeresztő csatlakozóinak furataiba; A VT11, VT14 tranzisztorok leeresztő kapcsai a fólia felőli oldalon a közös vezetékre csatlakoznak (az ábrán kereszttel jelölve).

A dugattyúkat a kártya 5-7 lyukaiba szerelik be a hálózati transzformátor vezetékeinek és a jumperek lyukainak csatlakoztatásához. Az R19, R20, R22, R23 ellenállások 0,5 átmérőjű és 150 mm hosszú manganinhuzalból készülnek. Az induktivitás elnyomása érdekében a huzalt félbe kell hajtani, és összehajtva (bifilárisan) egy 4 mm átmérőjű tüskére tekerjük.

Az L1 induktor PEV-2 vezetékkel van feltekerve 0,8 fordulattal, hogy megfordítsa a 2 W-os ellenállás (MLT vagy hasonló) teljes felületét.

C1, C5, C10, C11 - K73-17 kondenzátorok, C10 és C11 kondenzátorokkal a nyomtatott áramkör felől a C8 és C9 kondenzátor kapcsaira forrasztva. C2, C3 kondenzátorok - K50-35 oxid; kondenzátor C4 - K10-62 vagy KD-2; C12 - K10-17 vagy K73-17.

Az n-típusú csatornával (VT1, VT2) rendelkező térhatású tranzisztorokat megközelítőleg ugyanolyan kezdeti leeresztőárammal kell kiválasztani, mint a DA1 szerelvény tranzisztorait. A lekapcsolási feszültséget tekintve nem különbözhetnek 20%-nál nagyobb mértékben. A DA1 K504NTZB mikroösszeállítás lecserélhető K504NT4B-re. Lehetőség van egy kiválasztott pár KP10ZL tranzisztor használatára (G, M, D indexekkel is); KP307V - KP307B (A, E is), KP302A vagy tranzisztor szerelvény KPS315A, KPS315B (ebben az esetben a kártyát újra kell tervezni).

A VT8, VT9 pozíciókban a KT851, KT850 sorozat, valamint a KT814G, KT815G (40 MHz-es vágási frekvenciával) kiegészítő tranzisztorokat is használhatja a Minszki "Integral" Egyesülettől.

A táblázatban feltüntetetteken kívül például a következő MIS tranzisztorpárokat használhatja: IRF530 és IRF9530; 2SK216 és 2SJ79; 2SK133-2SK135 és 2SJ48-2SJ50; 2SK175-2SK176 és 2SJ55-2SJ56.

A sztereó változatnál minden erősítő tápellátása külön transzformátorról történik, lehetőleg gyűrűs vagy rúd (PL) mágneses áramkörrel, 180...200 W teljesítménnyel. Az elsődleges és a szekunder tekercs közé egy réteg árnyékoló tekercset helyezünk PEV-2 0,5 vezetékkel; egyik kivezetése a közös vezetékre csatlakozik. A szekunder tekercsek vezetékei árnyékolt vezetékkel csatlakoznak az erősítő laphoz, a képernyő pedig a kártya közös vezetékéhez. Az egyik hálózati transzformátoron elhelyezzük az előerősítők egyenirányítóinak tekercseit. A feszültségstabilizátorok IL7809AC (+9 V), IL7909AC (-9 V) mikroáramkörökön készülnek - az ábrán nem látható. A kártya 2x9 V tápellátásához az ONP-KG-26-3 (XS1) csatlakozót kell használni.

Beállításkor a differenciálfokozat optimális áramát az R3 ellenállás beállításával állítják be, hogy minimálisra csökkentsék a torzítást maximális teljesítmény mellett (körülbelül a munkaszakasz közepén). Az R4, R5 ellenállásokat mindkét karban körülbelül 2...3 mA áramerősségre tervezték, körülbelül 4...6 mA kezdeti leeresztő árammal. Alacsonyabb kezdeti leeresztőáram esetén ezeknek az ellenállásoknak az ellenállását arányosan növelni kell.

A kimeneti tranzisztorok nyugalmi áramát 120...150 mA tartományban az R3 ellenállás levágásával, és szükség esetén az R13, R14 ellenállások kiválasztásával állítjuk be.

Impulzus tápblokk

Azon rádióamatőrök számára, akiknek nehézséget okoz a nagy hálózati transzformátorok beszerzése és tekercselése, kapcsolóüzemű tápegységet kínálnak az UMZCH kimeneti fokozataihoz. Ebben az esetben az előerősítő kis teljesítményű stabilizált tápegységről táplálható.

Az impulzusos tápegység (kapcsolása az 5. ábrán látható) egy szabályozatlan önoszcilláló félhíd inverter. Az inverter tranzisztorok arányos áramszabályozásának alkalmazása telíthető kapcsolótranszformátorral kombinálva lehetővé teszi az aktív tranzisztor automatikus eltávolítását a telítésből a kapcsoláskor. Ez csökkenti a töltés disszipációjának idejét az alapban és kiküszöböli az átmenő áramot, valamint csökkenti a vezérlőáramkörök teljesítményveszteségét, növelve az inverter megbízhatóságát és hatékonyságát.

UPS-specifikációk

Kimeneti teljesítmény, W, nem több......360
Kimeneti feszültség......2x40
Hatékonyság, %, nem kevesebb......95
Átalakítási frekvencia, kHz......25

A hálózati egyenirányító bemenetére egy L1C1C2 zavarszűrő szűrő van felszerelve. Az R1 ellenállás korlátozza a C3 túlfeszültség-töltőkondenzátort. A táblán az ellenállással sorba van kötve egy X1 jumper, amely helyett fojtótekercset kapcsolhat be a szűrés javítása és a kimeneti terhelési karakterisztika „keménységének” növelése érdekében.

Az inverternek két pozitív visszacsatoló áramköre van: az első - a feszültséghez (a T1 transzformátor II és III tekercseinek használatával - a T2-ben); a második - árammal (áramváltóval: 2-3 fordulat és a T2 transzformátor 1-2, 4-5 tekercsei).

A kioldó eszköz VT3 unijunkciós tranzisztoron készül. A konverter elindulása után a VD15 dióda jelenléte miatt kikapcsol, mivel az R6C8 áramkör időállandója jelentősen hosszabb, mint az átalakítási időszak.

Az inverter sajátossága, hogy amikor az alacsony feszültségű egyenirányítók nagy szűrőkapacitásokkal működnek, akkor egyenletes indításra van szüksége. Az egység zökkenőmentes indítását az L2 és L3 fojtótekercsek, valamint bizonyos mértékig az R1 ellenállás segíti elő.

A tápegység 2 mm vastag, egyoldalas fólia üvegszálból készült nyomtatott áramköri lapon történik. A tábla rajza az ábrán látható. 6.

(kattints a kinagyításhoz)

A transzformátorok tekercselési adatait és a mágneses magokra vonatkozó információkat a táblázat tartalmazza. 2. Minden tekercs PEV-2 huzallal készül.

A transzformátorok tekercselése előtt a gyűrűk éles széleit csiszolópapírral vagy tömbbel kell tompítani, és lakkozott ruhával be kell csomagolni (T1 esetén - három rétegben összehajtott gyűrűk). Ha ez az előkezelés nem történik meg, akkor előfordulhat, hogy a lakkozott szövetet átnyomják, és a vezeték menetei rövidre zárják a mágneses áramkört. Ennek eredményeként az üresjárati áram erősen megnő, és a transzformátor felmelegszik. Az 1-2, 5-6-7 és 8-9-10 tekercsek között az árnyékoló tekercseket PEV-2 0,31-es huzallal tekercseljük fel egy rétegben fordulattal fordulatig, melynek egyik vége (E1, E2) a közös vezetékhez csatlakozik. az UMZCH.

A T2 transzformátor 2-3 tekercs egy 1 mm átmérőjű huzaltekercs a 6-7 tekercs tetején, a végein nyomtatott áramköri lapba forrasztva.

Az L2 és L3 fojtótekercsek 2000 NM ferritből készült BZO páncélozott mágneses magokon készülnek. A fojtótekercsek tekercselése két vezetékben van feltekerve, amíg a keret meg nem telik PEV-2 0,8 vezetékkel. Tekintettel arra, hogy a fojtótekercsek egyenáramú előfeszítéssel működnek, a csészék közé 0,3 mm vastag, nem mágneses anyagból készült tömítéseket kell behelyezni.

Az L1 fojtó D13-20 típusú, az L2, L3 fojtótekercsekhez hasonló, de tömítés nélkül páncélozott B30 mágneses magra is elkészíthető, a tekercseket két MGTF-0.14 huzalba tekerve a keret feltöltődéséig.

A VT1 és VT2 tranzisztorok 55x50x15 mm méretű bordás alumínium profilból készült hűtőbordákra vannak felszerelve szigetelő tömítéseken keresztül. Az ábrán feltüntetettek helyett használhatja a Minsk Integral Production Association KT8126A tranzisztorait, valamint az MJE13007-et. A tápegység +40 V, -40 V kimenetei és „középpontjuk” (ST1 és ST2) közé további K50-6 oxidkondenzátorok (az ábrán nem látható) 2000 μF kapacitással 50 V-on vannak csatlakoztatva. A kondenzátorok 140x100 mm méretű textolit lemezre vannak felszerelve, csavarokkal rögzítve az erős tranzisztorok hűtőbordáin.

C1, C2 - K73-17 kondenzátorok 630 V feszültséghez, C3 - K50-35B oxid 350 V-hoz, C4, C7 - K73-17 250 V-hoz, C5, C6 - K73-17 400 V-hoz, C8 - K10-17 .

Az impulzusos tápegység a PA kártyához csatlakozik a C6-C11 kondenzátorok kivezetéseinek közvetlen közelében. Ebben az esetben a VD5-VD8 diódahíd nincs felszerelve a PA kártyára.

A hangsugárzórendszerek UMZCH-hoz való csatlakozásának késleltetéséhez a bekapcsoláskor fellépő tranziens folyamatok csillapításának idejére, és a hangszórók kikapcsolásához, ha bármilyen polaritású egyenfeszültség jelenik meg az erősítő kimenetén, használhatja egyszerű vagy bonyolultabb védőeszköz.

Irodalom

Khlupnov A. Amatőr alacsony frekvenciájú erősítők. -M.: Energia, 1976, p. 22.
Akulinichev I. Alacsony frekvenciájú erősítő közös módú stabilizátorral. - Rádió, 1980, Z.s.47. sz.
Garevskikh I. Szélessávú teljesítményerősítő. - Rádió, 1979, 6. szám p. 43.
Kolosov V. Modern amatőr magnó. - M.: Energia, 1974.
Borisov S. MOS tranzisztorok alacsony frekvenciájú erősítőkben. - Rádió. 1983, 11. sz. 36-39.
Dorofeev M. B mód az AF végerősítőkben. - Rádió, 1991, 3. szám, p. 53.
Syritso A. Erőteljes basszus erősítő. - Rádió, 1978. 8. sz., p. 45-47.
Syritso A. Beépített op-erősítőkön alapuló teljesítményerősítő. - Rádió, 1984, 8. sz., p. 35-37.
Yakimenko N. Mezőhatású tranzisztorok a hídban UMZCH. - Rádió. 1986, 9. sz. 38, 39.
Vinogradov V. AC védőberendezés. - Rádió, 1987, 8. szám p. harminc.

A mai napig az UMZCH számos változatát fejlesztették ki térhatású tranzisztorokon alapuló kimeneti fokozatokkal. Ezeknek a tranzisztoroknak, mint erős erősítő eszközöknek a vonzerejét különböző szerzők többször is megjegyezték. A hangfrekvenciákon a térhatású tranzisztorok (FET-ek) áramerősítőként működnek, így az előfokozatok terhelése elhanyagolható, és a szigetelt kapu FET kimeneti fokozat közvetlenül csatlakoztatható az A osztályú lineáris üzemmódban működő előerősítő fokozathoz.
Erőteljes PT-k használatakor a nemlineáris torzítások természete megváltozik (kevesebb magasabb harmonikus, mint bipoláris tranzisztorok esetén), csökken a dinamikus torzítás, és jelentősen alacsonyabb az intermodulációs torzítások szintje. A bipoláris tranzisztoroknál alacsonyabb transzkonduktivitás miatt azonban a forráskövető nemlineáris torzítása nagynak bizonyul, mivel a transzkonduktancia a bemeneti jel szintjétől függ.
Az erős PT-k végfokozata, ahol képesek ellenállni a terhelési áramkör rövidzárlatának, hőstabilizáló tulajdonsággal rendelkezik. Egy ilyen kaszkád hátránya a tápfeszültség alacsonyabb kihasználása, ezért hatékonyabb hűtőbordát kell alkalmazni.
A nagy teljesítményű PT-k fő előnyei közé tartozik az áteresztő karakterisztika alacsony rendű nemlinearitása, ami közelebb hozza egymáshoz a PT erősítők és a csöves erősítők hangtulajdonságait, valamint az audiofrekvencia tartományban lévő jelek nagy teljesítménynövekedését.
A folyóirat legfrissebb publikációi között, amelyek az UMZCH-ról nagy teljesítményű PT-kkel foglalkoznak, cikkek említhetők meg. Az erősítő kétségtelen előnye az alacsony torzítási szint, hátránya viszont az alacsony teljesítmény (15 W). Az erősítő nagyobb teljesítménnyel rendelkezik, elegendő lakossági használatra, és elfogadható mértékű torzítással rendelkezik, de úgy tűnik, hogy a gyártás és a konfigurálás viszonylag bonyolult. A továbbiakban a legfeljebb 100 W teljesítményű háztartási hangsugárzókkal való használatra szánt UMZCH-okról beszélünk.
Az UMZCH paraméterei, amelyek a nemzetközi IEC ajánlásoknak való megfelelésre összpontosítanak, meghatározzák a hi-fi berendezések minimális követelményeit. Mind a torzítás emberi észlelésének pszichofiziológiai oldala, mind az akusztikus rendszerekben (AS) az audiojelek ténylegesen elérhető torzulása miatt, amelyen az UMZCH valójában működik, meglehetősen indokoltak.
Az IEC 581-7 szabvány hi-fi hangszórókra vonatkozó követelményeivel összhangban a teljes harmonikus torzítási tényező nem haladhatja meg a 2%-ot a 250...1000 Hz frekvenciatartományban és az 1%-ot a 2 kHz feletti tartományban hangnyomásszinten. 90 dB 1 m távolságban A háztartási hangsugárzók jellemző érzékenysége 86 dB/W/m, ez mindössze 2,5 W-os UMZCH kimeneti teljesítménynek felel meg. Figyelembe véve a zenei programok csúcstényezőjét, hárommal egyenlő (mint a Gauss-zaj esetében), az UMZCH kimeneti teljesítményének körülbelül 20 W-nak kell lennie. Sztereofonikus rendszerben a hangnyomás az alacsony frekvenciákon körülbelül megduplázódik, ami lehetővé teszi a hallgató számára, hogy 2 m-rel távolodjon a hangszórótól. 3 m távolságban egy 2x45 W-os sztereó erősítő teljesítménye teljesen elegendő.
Többször megjegyezték, hogy a térhatású tranzisztorok UMZCH-jaiban a torzulásokat főként a második és harmadik harmonikus okozza (mint a működő hangszórókban). Ha feltételezzük, hogy a nemlineáris torzítások okai a hangszórókban és az UMZCH-ban függetlenek, akkor a hangnyomás eredő harmonikus együtthatóját az UMZCH és a hangszóró harmonikus együtthatóinak négyzetének négyzetgyökeként határozzuk meg. Ebben az esetben, ha a teljes harmonikus torzítási együttható az UMZCH-ban háromszor kisebb, mint a hangszórók torzítása (azaz nem haladja meg a 0,3%), akkor ez figyelmen kívül hagyható.
Az UMZCH hatékonyan reprodukált frekvenciáinak tartománya már nem lehet hallható az ember számára - 20...20 000 Hz. Ami az UMZCH kimeneti feszültségének növekedési sebességét illeti, a szerző munkájában kapott eredmények szerint a 7 V/μs sebesség elegendő 50 W teljesítményhez 4 Ohm és 10 Ohm terhelés mellett. V/μs 8 Ohm terhelés mellett.
A javasolt UMZCH alapja egy erősítő volt, amelyben nyomkövető teljesítményű nagy sebességű op-erősítőt használtak a kimeneti fokozat „meghajtására” kompozit átjátszók formájában bipoláris tranzisztorokon. A nyomkövetési teljesítményt a végfok előfeszítő áramköréhez is felhasználták.

Az erősítőn a következő változtatások történtek: a bipoláris tranzisztorok komplementer párjain alapuló kimeneti fokozatot egy kvázi-komplementer szerkezetű kaszkád váltotta fel, olcsó IRFZ44 szigetelt kapu PT-kkel, és a teljes SOS mélysége 18 dB-re van korlátozva. . Az erősítő kapcsolási rajza az ábrán látható. 1.

Előerősítőként a nagy bemeneti impedanciájú és megnövelt sebességű KR544UD2A műveleti erősítőt használták. Tartalmaz egy bemeneti differenciálfokozatot egy PT-n p-n átmenettel és egy kimeneti push-pull feszültségkövetővel. A belső frekvenciakiegyenlítő elemek stabilitást biztosítanak különböző visszacsatolási módokban, beleértve a feszültségkövetőt is.
A bemeneti jel az RnC 1 aluláteresztő szűrőn keresztül érkezik körülbelül 70 kHz vágási frekvenciával (itt a jelforrás belső ellenállása = 22 kOhm). amely a teljesítményerősítő bemenetére érkező jel spektrumának korlátozására szolgál. Az R1C1 áramkör biztosítja az UMZCH stabilitását, amikor az RM értéke nulláról végtelenre változik. A DA1 op-amp nem invertáló bemenetére a jel egy C2, R2 elemekre épített felüláteresztő szűrőn halad át 0,7 Hz vágási frekvenciával, amely a jel és az állandó komponens elválasztására szolgál. A műveleti erősítő helyi OOS az R5, R3, SZ elemeken készül, és 43 dB erősítést biztosít.
A DA1 op-amp bipoláris tápellátásának feszültségstabilizátora az R4, C4, VDI és R6, Sat elemeken készül. VD2 ill. A stabilizációs feszültség 16 V. Az R8 ellenállás az R4, R6 ellenállásokkal együtt az UMZCH kimeneti feszültségének osztóját képezi, hogy „követő” tápellátást biztosítson az op-erősítőnek, amelynek kilengése nem haladhatja meg a határértékeket. Az op-amp közös módú bemeneti feszültsége, azaz a +/-10 V "Tracking" tápegység lehetővé teszi az op-amp kimeneti jelének tartományának jelentős növelését.
Mint ismeretes, egy szigetelt kapuval ellátott térhatású tranzisztor működéséhez a bipolárissal ellentétben körülbelül 4 V előfeszítés szükséges. Ehhez az ábrán látható áramkörben. 1, a VT3 tranzisztorhoz az R10, R11 és УУЗ.У04 elemeken jelszint-váltó áramkört használnak 4,5 V-ra. A műveleti erősítő kimenetéről a VD3VD4C8 áramkörön és az R15 ellenálláson keresztül érkező jel a tranzisztor kapujához jut. VT3, az állandó feszültség, amelyen a közös vezetékhez képest +4, 5 V.
A zener dióda elektronikus analógja a VT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H elemeken -1,5 V-tal eltolja a feszültséget az op-amp kimenethez képest, hogy biztosítsa a VT2 tranzisztor szükséges működési módját. A műveleti erősítő kimenetének jele a VT1C9 áramkörön keresztül szintén a VT2 tranzisztor bázisára kerül, amely egy közös emitteráramkör szerint van csatlakoztatva, amely megfordítja a jelet.
R17 elemeken. A VD7, C12, R18 állítható szintváltó áramkör van összeállítva, amely lehetővé teszi a VT4 tranzisztor szükséges előfeszítésének beállítását, és ezáltal a végső fokozat nyugalmi áramának beállítását. Az SY kondenzátor „követő teljesítményt” biztosít a szinteltoló áramkör számára azáltal, hogy az UMZCH kimeneti feszültséget az R10, R11 ellenállások csatlakozási pontjára táplálja, hogy stabilizálja az áramkört. A VT2 és VT4 tranzisztorok csatlakoztatása egy virtuális térhatású tranzisztort képez p-típusú csatornával. azaz a VT3 kimeneti tranzisztorral (n-típusú csatornával) egy kvázi-komplementer párt képezünk.
A C11R16 áramkör növeli az erősítő stabilitását az ultrahangos frekvencia tartományban. Kerámia kondenzátorok C13. C14. a kimeneti tranzisztorok közvetlen közelébe telepített ugyanazt a célt szolgálja. Az UMZCH túlterhelés elleni védelmét a terhelés rövidzárlatai során az FU1-FU3 biztosítékok biztosítják. mivel az IRFZ44 térhatású tranzisztorok maximális leeresztő árama 42 A, és a biztosítékok kiégéséig bírják a túlterhelést.
Az UMZCH kimenetén lévő egyenfeszültség csökkentése, valamint a nemlineáris torzítások csökkentése érdekében általános OOS-t vezettek be az R7, C7 elemeken. R3, ÉNy. Az AC OOS mélysége 18,8 dB-re van korlátozva, ami stabilizálja a harmonikus torzítási együtthatót a hangfrekvencia tartományban. Egyenáram esetén az op-amp a kimeneti tranzisztorokkal együtt feszültségkövető üzemmódban működik, és az UMZCH kimeneti feszültség állandó összetevőjét biztosítja, amely nem haladja meg a néhány millivoltot.

– A szomszéd abbahagyta a radiátor kopogását. Felhangosítottam a zenét, hogy ne halljam.
(Audiofil folklórból).

Az epigráf ironikus, de az audiofilnek nem feltétlenül „beteg a feje” Josh Ernest arcával az Orosz Föderációval való kapcsolatokról szóló tájékoztatón, aki „izgalommal tölti el”, mert szomszédai „boldogok”. Valaki komoly zenét szeretne hallgatni otthon, mint az előszobában. Ehhez a berendezés minőségére van szükség, ami a decibel hangerő kedvelőinek, mint olyanoknak egyszerűen nem illik oda, ahol épeszű embernek eszük van, utóbbinál viszont túlmegy a megfelelő erősítők (UMZCH, hangfrekvencia) árán. erősítő). És valakinek az a vágya, hogy csatlakozzon a hasznos és izgalmas tevékenységi területekhez - a hangvisszaadási technológiához és általában az elektronikához. Amelyek a digitális technológia korában elválaszthatatlanul összefüggenek, és rendkívül jövedelmező és tekintélyes szakmává válhatnak. Az optimális első lépés ebben a kérdésben minden tekintetben az, hogy saját kezűleg készítsen erősítőt: Ez az UMZCH, amely lehetővé teszi, hogy az iskolai fizika alapú kezdeti képzéssel ugyanazon az asztalon, hogy a legegyszerűbb tervektől fél estén át (amelyek mégis jól „énekelnek”) a legbonyolultabb egységekhez juthassanak, amelyeken keresztül jó rockzenekar örömmel fog játszani. A kiadvány célja az emelje ki ennek az útnak az első szakaszait a kezdők számára, és esetleg közvetítsen valami újat a tapasztalattal rendelkezőknek.

Protozoa

Tehát először próbáljunk meg olyan hangerősítőt készíteni, amely egyszerűen működik. Ahhoz, hogy alaposan elmélyüljön a hangtechnikában, fokozatosan elég sok elméleti anyagot kell elsajátítania, és ne felejtse el gazdagítani tudásbázisát a fejlődés során. De minden „okosság” könnyebben beépíthető, ha látja és érzi, hogyan működik „hardveren”. Ebben a cikkben sem nélkülözzük az elméletet - arról, hogy mit kell először tudni, és mit lehet megmagyarázni képletek és grafikonok nélkül. Addig is elég lesz tudni a multitesztert.

Jegyzet: Ha még nem forrasztotta az elektronikát, ne feledje, hogy az alkatrészeit nem lehet túlmelegíteni! Forrasztópáka - 40 W-ig (lehetőleg 25 W), a maximális megengedett forrasztási idő megszakítás nélkül - 10 s. A hűtőborda forrasztott csapját a forrasztási ponttól 0,5-3 cm-re a készülékház oldalán tartják orvosi csipesszel. Sav és egyéb aktív folyasztószer nem használható! Forrasztás - POS-61.

ábra bal oldalán.- a legegyszerűbb UMZCH, „ami csak működik”. Germánium és szilícium tranzisztorokkal is összeszerelhető.

Ezen a babán kényelmesen elsajátíthatja az UMZCH beállításának alapjait a kaszkádok közötti közvetlen kapcsolatokkal, amelyek a legtisztább hangot adják:

Az áramellátás első bekapcsolása előtt kapcsolja ki a terhelést (hangszórót);
R1 helyett 33 kOhm állandó ellenállású láncot és 270 kOhm változó ellenállást (potenciométert) forrasztunk, i.e. első megjegyzés négyszer kevesebb, a második pedig kb. a séma szerinti eredetihez képest kétszeres címlet;
Tápellátást biztosítunk, és a potenciométer forgatásával a kereszttel jelölt pontban beállítjuk a jelzett VT1 kollektoráramot;
Eltávolítjuk a tápfeszültséget, kiforrasztjuk az ideiglenes ellenállásokat és megmérjük a teljes ellenállásukat;
R1-ként egy olyan ellenállást állítunk be, amelynek értéke a mérthez legközelebb van a standard sorozatból;
Az R3-at egy állandó 470 ohmos láncra + 3,3 kOhm potenciométerre cseréljük;
Ugyanaz, mint a bekezdések szerint. 3-5, V. És beállítjuk a feszültséget a tápfeszültség felével.

Az a pont, ahonnan a jel a terhelésre kerül, az ún. az erősítő felezőpontja. Az unipoláris tápegységgel rendelkező UMZCH esetén az érték felére van állítva, a bipoláris tápegységgel rendelkező UMZCH-ban pedig nullára a közös vezetékhez képest. Ezt nevezzük az erősítő egyensúlyának beállításának. A terhelés kapacitív leválasztásával rendelkező unipoláris UMZCH-knál nem szükséges kikapcsolni a beállítás során, de jobb, ha ezt reflexszerűen meg kell szokni: egy aszimmetrikus 2-pólusú erősítő csatlakoztatott terheléssel kiégetheti saját erős és drága kimeneti tranzisztorok, vagy akár egy „új, jó” és nagyon drága erős hangszóró.

Jegyzet: az elrendezésben az eszköz beállításakor kiválasztandó alkatrészeket a diagramokon csillaggal (*) vagy aposztrófjal (') jelöljük.

Ugyanezen ábra közepén.- egy egyszerű UMZCH a tranzisztoron, amely már 4-6 W teljesítményt fejleszt 4 ohmos terhelés mellett. Bár úgy működik, mint az előző, az ún. AB1 osztályú, nem Hi-Fi hangzásra szánták, de ha lecserélünk egy pár ilyen D osztályú erősítőt (lásd lent) az olcsó kínai számítógépes hangszórókba, akkor a hangzásuk érezhetően javul. Itt megtanulunk egy másik trükköt: erős kimeneti tranzisztorokat kell elhelyezni a radiátorokon. A további hűtést igénylő alkatrészek szaggatott vonallal vannak jelölve az ábrákon; azonban nem mindig; néha - jelezve a hűtőborda szükséges disszipatív területét. Ennek az UMZCH-nak a beállítása az R2 használatával történő egyensúlyozás.

ábra jobb oldalán.- még nem egy 350 W-os szörnyeteg (ahogy a cikk elején mutatták), de már elég masszív vadállat: egy egyszerű erősítő 100 W-os tranzisztorokkal. Zenét lehet hallgatni rajta, de Hi-Fi-t nem, az AB2-es működési osztály. Mindazonáltal kiválóan alkalmas piknikezőhely vagy szabadtéri találkozó, iskolai gyülekezeti terem vagy egy kis bevásárlóterem pontozására. Egy amatőr rockzenekar, amelynek hangszerenként ilyen UMZCH-ja van, sikeresen tud fellépni.

Ebben az UMZCH-ban van még 2 trükk: először is, a nagyon erős erősítőkben a nagy teljesítményű kimenet meghajtó fokozatát is le kell hűteni, így a VT3-at egy 100 kW vagy annál nagyobb radiátorra kell helyezni. lásd: A kimenethez VT4 és VT5 radiátorok szükségesek 400 nm-től. Másodszor, a bipoláris tápegységgel rendelkező UMZCH-k terhelés nélkül egyáltalán nincsenek kiegyensúlyozva. Először az egyik vagy másik kimeneti tranzisztor leállásba, a hozzá tartozó tranzisztor telítésbe megy. Ekkor teljes tápfeszültségnél a kiegyenlítés során fellépő áramlökések károsíthatják a kimeneti tranzisztorokat. Ezért a kiegyenlítéshez (R6, kitaláltad?) +/–24 V-ról táplálják az erősítőt, és terhelés helyett 100...200 Ohmos huzalellenállást kapcsolnak be. Mellesleg, az ábrán egyes ellenállásokon a görbületek római számok, jelezve a szükséges hőelvezetési teljesítményüket.

Jegyzet: Az UMZCH áramforrásához legalább 600 W teljesítményre van szükség. Anti-aliasing szűrőkondenzátorok - 6800 µF-tól 160 V-on. Az IP elektrolit kondenzátorokkal párhuzamosan 0,01 µF-os kerámia kondenzátorok vannak beépítve, hogy megakadályozzák az ultrahangfrekvencián történő öngerjesztést, amely azonnal kiégetheti a kimeneti tranzisztorokat.

A mezei munkásokon

Nyomon van. rizs. - egy másik lehetőség egy meglehetősen erős UMZCH-hoz (30 W és 35 V - 60 W tápfeszültség) erős térhatású tranzisztorokon:

A belőle származó hang már megfelel a belépő szintű Hi-Fi követelményeinek (ha természetesen az UMZCH működik a megfelelő akusztikus rendszereken, hangszórókon). Az erőteljes terepi meghajtók nem igényelnek nagy teljesítményt a vezetéshez, így nincs elő-teljesítmény-kaszkád. Még az erősebb térhatású tranzisztorok sem égetik ki a hangszórókat bármilyen meghibásodás esetén - maguk is gyorsabban égnek ki. Szintén kellemetlen, de még mindig olcsóbb, mint egy drága hangszóró basszusfej (GB) cseréje. Ez az UMZCH általában nem igényel kiegyensúlyozást vagy beállítást. Kezdők számára készült kialakításként egyetlen hátránya van: az erős térhatású tranzisztorok sokkal drágábbak, mint az azonos paraméterekkel rendelkező erősítő bipoláris tranzisztorai. Az egyéni vállalkozókra vonatkozó követelmények hasonlóak a korábbiakhoz. tokban, de teljesítménye 450 W-tól szükséges. Radiátorok - 200 négyzetmétertől cm.

Jegyzet: például nem kell nagy teljesítményű UMZCH-kat építeni térhatású tranzisztorokra, például kapcsolóüzemű tápegységekhez. számítógép Amikor megpróbálják az UMZCH-hoz szükséges aktív módba „terelni” őket, vagy egyszerűen kiégnek, vagy a hang gyenge és „egyáltalán nincs minőség”. Ugyanez vonatkozik például az erős, nagyfeszültségű bipoláris tranzisztorokra is. a régi tévék vonalkereséséből.

Egyenesen felfelé

Ha már megtetted az első lépéseket, akkor teljesen természetes, hogy építeni akarsz Hi-Fi osztályú UMZCH, anélkül, hogy túl mélyre mennénk az elméleti dzsungelben. Ehhez bővítenie kell műszereit - oszcilloszkópra, hangfrekvenciás generátorra (AFG) és AC millivoltméterre van szüksége, amely képes mérni a DC komponenst. Az 1989-es Rádió 1. számában részletesen ismertetett E. Gumeli UMZCH-t érdemes prototípusnak venni. A megépítéséhez néhány olcsón elérhető alkatrészre lesz szüksége, de a minőség nagyon magas követelményeket kielégít: bekapcsolás 60 W-ig, 20-20 000 Hz-es sáv, a frekvenciamenet egyenetlensége 2 dB, nemlineáris torzítási tényező (THD) 0,01%, önzajszint –86 dB. A Gumeli erősítő beállítása azonban meglehetősen nehéz; ha bírod, mást is bevállalhatsz. Néhány jelenleg ismert körülmény azonban nagyban leegyszerűsíti ennek az UMZCH-nak a létrehozását, lásd alább. Ezt szem előtt tartva, és azt, hogy nem mindenki tud bejutni a Rádió archívumába, érdemes lenne megismételni a főbb pontokat.

Egy egyszerű, kiváló minőségű UMZCH sémái

A Gumeli UMZCH áramkörök és a hozzájuk tartozó műszaki adatok az ábrán láthatók. Kimeneti tranzisztorok radiátorai - 250 négyzetmétertől. lásd az UMZCH-t az ábrán. 1 és 150 nm-től. ábra szerinti opciót lásd. 3 (eredeti számozás). Az előkimeneti fokozat (KT814/KT815) tranzisztorait 75x35 mm-es alumíniumlemezekből hajlított, 3 mm vastag radiátorokra szerelik fel. A KT814/KT815-öt nem kell KT626/KT961-re cserélni, a hangzás nem javul észrevehetően, de a beállítás komoly nehézségeket okoz.

Ez az UMZCH nagyon kritikus az áramellátás, a telepítési topológia és az általánosság szempontjából, ezért szerkezetileg teljes formában és csak szabványos tápforrással kell telepíteni. Ha stabilizált tápegységről próbálják táplálni, a kimeneti tranzisztorok azonnal kiégnek. Ezért az ábrán. Az eredeti nyomtatott áramköri lapok rajzai és a beállítási utasítások mellékelve vannak. Hozzátehetjük, hogy először is, ha az első bekapcsoláskor „izgalom” érezhető, akkor az L1 induktivitás változtatásával küzdenek ellene. Másodszor, a táblákra szerelt alkatrészek vezetékei nem lehetnek hosszabbak 10 mm-nél. Harmadszor, rendkívül nem kívánatos a telepítési topológia megváltoztatása, de ha valóban szükséges, akkor a vezetékek oldalán egy keretpajzsnak kell lennie (földhurok, az ábrán színnel kiemelve), és a tápellátási útvonalaknak át kell haladniuk azon kívül.

Jegyzet: szakadások a pályákon, amelyekhez az erős tranzisztorok alapjai csatlakoznak - technológiai, beállításhoz, majd forrasztóanyagcseppekkel lezárják.

Ennek az UMZCH-nak a beállítása nagymértékben leegyszerűsödik, és a használat közbeni „izgalom” kockázata nullára csökken, ha:

Minimalizálja az összeköttetések telepítését, ha a táblákat erős tranzisztorok radiátoraira helyezi.
Teljesen hagyja el a belső csatlakozókat, és minden telepítést csak forrasztással végezzen. Akkor nem lesz szükség az R12-re, az R13-ra az erős verzióban vagy az R10 R11-re egy kevésbé erős változatban (az ábrákon pontozottak).
A belső telepítéshez minimális hosszúságú oxigénmentes réz audiovezetékeket használjon.

Ha ezek a feltételek teljesülnek, akkor nincs probléma a gerjesztéssel, és az UMZCH beállítása az 1. ábrán bemutatott rutin eljárásnak felel meg.

Vezetékek a hanghoz

Az audiovezetékek nem tétlen találmány. Használatuk jelenlegi igénye tagadhatatlan. A rézben oxigénkeverékkel a fémkristályok felületén vékony oxidfilm képződik. A fém-oxidok félvezetők, és ha a vezetékben állandó komponens nélkül gyenge az áram, akkor az alakja eltorzul. Elméletileg a krisztallitok számtalan torzulása kompenzálja egymást, de nagyon kevés marad (nyilván a kvantumbizonytalanság miatt). Elegendő ahhoz, hogy az igényes hallgatók észrevegyék a modern UMZCH legtisztább hangzásának hátterében.

A gyártók és kereskedők szégyentelenül hagyományos elektromos rézzel helyettesítik az oxigénmentes rézt – szemmel lehetetlen megkülönböztetni egyiket a másiktól. Van azonban egy olyan alkalmazási terület, ahol a hamisítás nem egyértelmű: sodrott érpárú kábel számítógépes hálózatokhoz. Ha hosszú szegmensekkel rendelkező rácsot helyez el a bal oldalon, akkor vagy egyáltalán nem indul el, vagy folyamatosan meghibásodik. A lendület szétszóródása, tudod.

A szerző, amikor éppen hangvezetékekről volt szó, rájött, hogy ez elvileg nem üres fecsegés, főleg, hogy az oxigénmentes vezetékeket addigra már régóta használták a speciális célú berendezésekben, amelyeket jól ismert a munkája. Aztán fogtam és kicseréltem a TDS-7 fejhallgatóm szabványos vezetékét egy házilag készített „vitukha”-ra, rugalmas többmagos vezetékekkel. A hangzás a hangzást tekintve folyamatosan javult a végpontokig terjedő analóg műsorszámok esetében, pl. útközben a stúdiómikrofontól a lemezig, soha nem digitalizálva. A DMM (Direct Metal Mastering) technológiával készült bakelitfelvételek különösen fényesen szóltak. Ezt követően az összes otthoni audio összekapcsolási telepítése „vitushka”-ra lett konvertálva. Aztán teljesen véletlenszerű emberek, akik közömbösek voltak a zene iránt, és nem értesítették őket előre, elkezdték észrevenni a hangzás javulását.

Hogyan készítsünk összekötő vezetékeket sodrott érpárból, lásd a következőt. videó.

Videó: csináld magad, csavart érpárú összekötő vezetékek

Sajnos a flexibilis „vitha” hamar eltűnt az értékesítésből – nem tartotta jól a préselt csatlakozókban. Az olvasók tájékoztatása érdekében azonban a rugalmas „katonai” huzal MGTF és MGTFE (árnyékolt) csak oxigénmentes rézből készül. A hamisítvány lehetetlen, mert A közönséges rézön a szalagos fluoroplasztikus szigetelés meglehetősen gyorsan terjed. Az MGTF ma már széles körben elérhető, és sokkal olcsóbb, mint a márkás audiokábelek garanciával. Egy hátránya van: színesben nem lehet, de ez címkékkel javítható. Vannak oxigénmentes tekercsvezetékek is, lásd alább.

Elméleti közjáték

Mint látjuk, már az audiotechnológia elsajátításának kezdeti szakaszában meg kellett küzdenünk a Hi-Fi (High Fidelity), nagy hűségű hangvisszaadás koncepciójával. A Hi-Fi különböző szinteken érhető el, amelyek a következők szerint vannak rangsorolva. fő paraméterei:

Reprodukálható frekvenciasáv.
Dinamikus tartomány - a maximális (csúcs) kimeneti teljesítmény és a zajszint aránya decibelben (dB).
Önzajszint dB-ben.
Nemlineáris torzítási tényező (THD) névleges (hosszú távú) kimeneti teljesítményen. Az SOI csúcsteljesítménynél a mérési technikától függően 1% vagy 2% feltételezhető.
Az amplitúdó-frekvencia válasz (AFC) egyenetlensége a reprodukálható frekvenciasávban. Hangszórókhoz - külön-külön alacsony (LF, 20-300 Hz), közepes (MF, 300-5000 Hz) és magas (HF, 5000-20 000 Hz) hangfrekvenciákon.

Jegyzet: az I (dB) bármely érték abszolút szintjének aránya P(dB) = 20log(I1/I2). Ha I1

A hangsugárzók tervezése és építése során ismernie kell a Hi-Fi minden finomságát és árnyalatát, és ami a házi készítésű Hi-Fi UMZCH-t illeti, mielőtt rátérne ezekre, világosan meg kell értenie a hangsugárzókhoz szükséges teljesítmény követelményeit. adott helyiség hangzása, dinamikatartománya (dinamikája), zajszintje és SOI-ja. Nem túl nehéz 20-20 000 Hz-es frekvenciasávot elérni az UMZCH-ból 3 dB széleken való kigurulással és 2 dB középtartományban egyenetlen frekvenciamenettel egy modern elemalapon.

Hangerő

Az UMZCH ereje nem öncél, biztosítania kell az adott helyiségben az optimális hangreprodukciót. Egyenlő hangerősségű görbék alapján határozható meg, lásd az ábrát. A lakott területeken nincsenek 20 dB-nél halkabb természetes zajok; 20 dB a vadon teljes nyugalomban. A hallhatósági küszöbhöz képest 20 dB-es hangerő az érthetőség küszöbe - a suttogás továbbra is hallható, de a zene csak a jelenléte tényeként érzékelhető. Egy tapasztalt zenész meg tudja mondani, melyik hangszeren játszik, de azt nem, hogy pontosan mit.

A 40 dB - egy jól szigetelt városi lakás normál zaja csendes környéken vagy egy vidéki házban - jelenti az érthetőségi küszöböt. Az érthetőség küszöbétől az érthetőség küszöbéig tartó zene mély frekvenciamenet korrekcióval hallgatható, elsősorban a basszusban. Ehhez a MUTE funkciót (némítás, mutáció, nem mutáció!) vezetik be a modern UMZCH-kba, beleértve, ill. korrekciós áramkörök az UMZCH-ban.

A 90 dB egy szimfonikus zenekar hangereje egy nagyon jó koncertteremben. 110 dB-t egy kibővített zenekar tud produkálni egy egyedi akusztikájú teremben, amiből 10-nél több nincs a világon, ez az érzékelés küszöbe: a hangosabb hangokat akaraterőfeszítéssel továbbra is jelentésben megkülönböztethetőnek érzékeljük, de már idegesítő zaj. Lakóhelyiségekben a 20-110 dB hangerő zóna a teljes hallhatóság, a 40-90 dB pedig a legjobb hallhatóság zónája, amelyben a képzetlen és tapasztalatlan hallgatók teljes mértékben érzékelik a hang jelentését. Ha persze benne van.

Erő

A hallgatási területen adott hangerőn lévő berendezések teljesítményének kiszámítása talán az elektroakusztika fő és legnehezebb feladata. Magának, adott körülmények között, jobb, ha az akusztikus rendszerekről (AS) indul: számítsa ki azok teljesítményét egyszerűsített módszerrel, és vegye ki az UMZCH névleges (hosszú távú) teljesítményét a csúcs (zenei) hangszóróval. Ebben az esetben az UMZCH nem fogja észrevehetően hozzáadni a torzításait a hangsugárzókéhoz, ezek már a nemlinearitás fő forrásai a hangútban. De az UMZCH-t nem szabad túl erőssé tenni: ebben az esetben a saját zajszintje magasabb lehet, mint a hallhatósági küszöb, mert Kiszámítása a kimeneti jel feszültségszintje alapján történik maximális teljesítmény mellett. Ha nagyon leegyszerűsítjük, akkor egy közönséges lakásban vagy házban lévő szoba és normál karakterisztikus érzékenységű (hangkimenet) hangsugárzók esetében vehetjük a nyomot. UMZCH optimális teljesítményértékek:

Akár 8 négyzetméter m – 15-20 W.
8-12 négyzetméter m – 20-30 W.
12-26 négyzetméter m – 30-50 W.
26-50 négyzetméter m – 50-60 W.
50-70 négyzetméter m – 60-100 W.
70-100 négyzetméter m – 100-150 W.
100-120 négyzetméter m – 150-200 W.
Több mint 120 négyzetméter. m – helyszíni akusztikai méréseken alapuló számítással meghatározva.

Dinamika

Az UMZCH dinamikus tartományát egyenlő hangerő-görbék és küszöbértékek határozzák meg a különböző érzékelési fokokhoz:

Szimfonikus zene és jazz szimfonikus kísérettel - 90 dB (110 dB - 20 dB) ideális, 70 dB (90 dB - 20 dB) elfogadható. Egyetlen szakember sem tudja megkülönböztetni a 80-85 dB dinamikájú hangot egy városi lakásban az ideálistól.
Egyéb komoly zenei műfajok – 75 dB kiváló, 80 dB „tetőn át”.
Bármilyen popzene és filmzene - 66 dB elég a szemnek, mert... Ezeket az opuszokat már rögzítés közben akár 66 dB-ig, sőt akár 40 dB-ig is tömörítik, így bármiről hallgathatod őket.

Az UMZCH adott helyiségre helyesen kiválasztott dinamikatartományát a + jellel vett saját zajszinttel egyenlőnek tekintjük, ez az ún. jel-zaj arány.

SZÓVAL ÉN

Az UMZCH nemlineáris torzításai (ND) a kimeneti jel spektrumának olyan összetevői, amelyek nem voltak jelen a bemeneti jelben. Elméletileg a legjobb az NI-t a saját zajszintje alá „nyomni”, de technikailag ezt nagyon nehéz megvalósítani. A gyakorlatban figyelembe veszik az ún. maszkoló hatás: kb. 30 dB-nél az emberi fül által érzékelt frekvenciatartomány szűkül, ahogy a hangok frekvencia szerinti megkülönböztetésének képessége is. A zenészek hallanak hangjegyeket, de nehezen tudják felmérni a hangszínt. Azoknál az embereknél, akik nem hallanak zenét, a maszkoló hatás már 45-40 dB hangerőnél megfigyelhető. Ezért a 0,1%-os (–60 dB 110 dB-es hangerőszintről) THD-vel rendelkező UMZCH-t az átlagos hallgató Hi-Fi-nek értékeli, a 0,01%-os (-80 dB) THD-vel pedig nem. torzítja a hangot.

Lámpák

Az utolsó állítás valószínűleg elutasítást, sőt dühöt vált ki a csőáramkör hívei között: azt mondják, igazi hangot csak a csövek adnak ki, és nem csak néhány, hanem bizonyos típusú oktális. Nyugodjanak meg uraim – a különleges csöves hangzás nem kitaláció. Ennek oka az elektronikus csövek és tranzisztorok alapvetően eltérő torzítási spektruma. Ami viszont annak köszönhető, hogy a lámpában az elektronok áramlása vákuumban mozog, és nem jelennek meg benne kvantumeffektusok. A tranzisztor egy kvantumeszköz, ahol kisebbségi töltéshordozók (elektronok és lyukak) mozognak a kristályban, ami kvantumhatások nélkül teljesen lehetetlen. Ezért a csőtorzítások spektruma rövid és tiszta: csak a 3-4-ig terjedő harmonikusok látszanak benne jól, és nagyon kevés a kombinációs komponens (a bemeneti jel frekvenciáinak és azok harmonikusainak összege és különbsége). Ezért a vákuumáramkörök idejében a SOI-t harmonikus torzításnak (CHD) hívták. A tranzisztorokban a torzítások spektruma (ha mérhető, a foglalás véletlenszerű, lásd alább) egészen a 15. és magasabb komponensekig követhető, és több mint elegendő kombinációs frekvencia van benne.

A szilárdtest-elektronika kezdetén a tranzisztoros UMZCH-k tervezői a szokásos 1-2%-os „csöves” SOI-t használták számukra; Az ilyen nagyságú csőtorzítási spektrummal rendelkező hangot a hétköznapi hallgatók tisztán érzékelik. Egyébként a Hi-Fi fogalma még nem létezett. Kiderült, hogy unalmasan és tompán hangzanak. A tranzisztortechnológia fejlesztése során kialakult annak megértése, hogy mi az a Hi-Fi, és mi szükséges hozzá.

Jelenleg a tranzisztortechnika növekvő fájdalmait sikeresen leküzdötték, és a jó UMZCH kimenetén lévő mellékfrekvenciákat nehéz speciális mérési módszerekkel kimutatni. A lámpaáramkör pedig művészetté vált. Az alapja bármi lehet, miért nem mehet oda az elektronika? Itt helyénvaló lenne egy analógia a fényképezéssel. Senki sem tagadhatja, hogy egy modern digitális tükörreflexes fényképezőgép mérhetetlenül tisztább, részletgazdagabb, fényerő- és színtartományában mélyebb képet produkál, mint egy rétegelt lemezdoboz harmonikával. De valaki a legmenőbb Nikonnal olyan képeket „kattint”, mint „ez az én kövér macskám, részeg volt, mint egy barom, és kinyújtott mancsokkal alszik”, és valaki a Smena-8M segítségével Szvemov fekete-fehér filmjét használja. készíts egy képet, amely előtt egy rangos kiállításon emberek tömege van.

Jegyzet:és nyugodj meg újra – nem minden olyan rossz. Mára az alacsony fogyasztású UMZCH-lámpáknak legalább egy olyan alkalmazásuk maradt, és nem utolsósorban, amihez műszakilag szükségesek.

Kísérleti állvány

Sok audiokedvelő, aki alig tanult meg forrasztani, azonnal „csövekbe megy”. Ez semmiképpen nem érdemel bírálatot, éppen ellenkezőleg. Az eredet iránti érdeklődés mindig indokolt és hasznos, az elektronika pedig a csöveknél azzá vált. Az első számítógépek csőalapúak voltak, és az első űrszonda fedélzeti elektronikai berendezései is csőalapúak: akkor már voltak tranzisztorok, de azok nem bírták a földönkívüli sugárzást. Egyébként akkoriban a lámpa mikroáramkörök is a legszigorúbb titoktartás mellett készültek! Hidegkatódos mikrolámpákon. Az egyetlen ismert említés nyílt forrásokból Mitrofanov és Pickersgil „Modern vevő és erősítő csövek” című ritka könyvében található.

De elég a szövegből, térjünk a lényegre. Azok számára, akik szeretnek bíbelődni az ábrán látható lámpákkal. – egy UMZCH asztali lámpa rajza, kifejezetten kísérletezésre: SA1 a kimeneti lámpa üzemmódját, SA2 pedig a tápfeszültséget kapcsolja. Az áramkör jól ismert az Orosz Föderációban, egy kisebb módosítás csak a kimeneti transzformátort érintette: mostantól nemcsak a natív 6P7S-t „hajthatja” különböző módokban, hanem kiválaszthatja a képernyőrács kapcsolási tényezőjét más lámpákhoz ultralineáris módban. ; a kimeneti pentódok és sugártetódák túlnyomó többségénél ez vagy 0,22-0,25 vagy 0,42-0,45. A kimeneti transzformátor gyártását lásd alább.

Gitárosok és rockerek

Ez az a helyzet, amikor nem lehet lámpák nélkül. Mint ismeretes, az elektromos gitár teljes értékű szólóhangszerré vált, miután a hangszedő előerősített jelét egy speciális csatolón - egy beégetőn - kezdték átvezetni, amely szándékosan torzította a spektrumát. E nélkül a húr hangja túl éles és rövid volt, mert az elektromágneses hangszedő csak mechanikai rezgésének módjaira reagál a hangszer hangtábla síkjában.

Hamarosan kiderült egy kellemetlen körülmény: a beégetővel ellátott elektromos gitár hangja csak nagy hangerőn nyeri el teljes erejét és fényerejét. Ez különösen igaz a humbucker típusú hangszedővel ellátott gitárokra, amelyek a leginkább „dühös” hangzást adják. De mi a helyzet egy kezdővel, aki otthon kénytelen próbálni? Nem mehet be a terembe fellépni anélkül, hogy nem tudná pontosan, hogyan szól majd ott a hangszer. A rockrajongók pedig csak a kedvenc dolgaikat akarják teljes lében hallgatni, a rockerek pedig általában tisztességes és konfliktusmentes emberek. Legalábbis akit érdekel a rockzene, és nem a sokkoló környezet.

Tehát kiderült, hogy a végzetes hang a lakóhelyiségek számára elfogadható hangerőn jelenik meg, ha az UMZCH csőalapú. Ennek oka a beégetőből érkező jel spektrumának sajátos kölcsönhatása a csőharmonikusok tiszta és rövid spektrumával. Itt is helyénvaló egy hasonlat: egy fekete-fehér fotó sokkal kifejezőbb lehet, mint a színes, mert csak a körvonalat és a fényt hagyja megtekintésre.

Akinek nem kísérletezéshez, hanem technikai szükségszerűség miatt van szüksége csöves erősítőre, annak nincs ideje sokáig elsajátítani a csöves elektronika fortélyait, másért rajong. Ebben az esetben jobb az UMZCH transzformátor nélkülivé tenni. Pontosabban egyvégű illesztő kimeneti transzformátorral, amely állandó mágnesezés nélkül működik. Ez a megközelítés nagyban leegyszerűsíti és felgyorsítja az UMZCH lámpa legösszetettebb és legkritikusabb alkatrészének előállítását.

Az UMZCH „transzformátor nélküli” csöves kimeneti fokozata és a hozzá tartozó előerősítők

ábra jobb oldalán. egy UMZCH cső transzformátor nélküli kimeneti fokozatának diagramja látható, és a bal oldalon az előerősítő opciók találhatók. Felül - a klasszikus Baxandal-séma szerinti hangszínszabályzóval, amely meglehetősen mély beállítást biztosít, de enyhe fázistorzítást vezet be a jelbe, ami jelentős lehet, ha UMZCH-t üzemeltet kétutas hangszórón. Az alábbiakban egy előerősítő található egyszerűbb hangszínszabályozással, amely nem torzítja a jelet.

De térjünk vissza a végére. Számos külföldi forrásban ezt a sémát kinyilatkoztatásnak tekintik, de az elektrolitkondenzátorok kapacitását leszámítva azonosat találunk az 1966-os szovjet „rádióamatőr kézikönyvben”. Egy vastag, 1060 oldalas könyv. Akkor még nem volt internet és lemez alapú adatbázis.

Ugyanitt, az ábra jobb oldalán röviden, de egyértelműen leírjuk ennek a sémának a hátrányait. A nyomvonalon egy javított, ugyanabból a forrásból származó. rizs. jobb oldalon. Ebben az L2 árnyékoló rácsot az anód egyenirányító felezőpontjáról táplálják (a teljesítménytranszformátor anódtekercse szimmetrikus), az L1 árnyékoló rácsot pedig a terhelésen keresztül táplálják. Ha a nagy impedanciájú hangszórók helyett egy megfelelő transzformátort kapcsol be normál hangszórókkal, mint az előzőnél. áramkör, a kimeneti teljesítmény kb. 12 W, mert a transzformátor primer tekercsének aktív ellenállása sokkal kisebb, mint 800 Ohm. Ennek az utolsó fokozatnak a SOI transzformátor kimenettel - kb. 0,5%

Hogyan készítsünk transzformátort?

Az erős jelű, alacsony frekvenciájú (hang) transzformátor minőségének fő ellenségei a mágneses szivárgási mező, amelynek erővonalai zárva vannak, megkerülve a mágneses áramkört (magot), örvényáramok a mágneses áramkörben (Foucault-áramok) és kisebb mértékben a magban lévő magnetostrikció. Emiatt a jelenség miatt egy hanyagul összerakott transzformátor „énekel”, dúdol vagy sípol. A Foucault-áramok ellen a mágneses áramköri lemezek vastagságának csökkentésével és az összeszerelés során további lakkal történő szigeteléssel küzdenek. A kimeneti transzformátorok esetében az optimális lemezvastagság 0,15 mm, a megengedett legnagyobb 0,25 mm. A kimeneti transzformátorhoz nem szabad vékonyabb lemezeket venni: a mag (a mágneskör központi rúdja) acél kitöltési tényezője leesik, a mágneses áramkör keresztmetszetét növelni kell az adott teljesítmény eléréséhez, ami csak növeli benne a torzulásokat és a veszteségeket.

Az állandó előfeszítéssel (például egy végű végfokozat anódáramával) működő audiotranszformátor magjában kis (számítással meghatározott) nem mágneses résnek kell lennie. A nem mágneses rés jelenléte egyrészt csökkenti az állandó mágnesezésből eredő jeltorzulást; másrészt a hagyományos mágneses áramkörben növeli a szórt teret és nagyobb keresztmetszetű magot igényel. Ezért a nem mágneses rést optimálisan kell kiszámítani, és a lehető legpontosabban kell végrehajtani.

A mágnesezéssel működő transzformátorokhoz az optimális magtípus Shp (vágott) lemezekből készül, poz. ábrán látható 1. Bennük a magvágás során nem mágneses rés képződik, ezért stabil; értékét a lemezek útlevelében tüntetik fel, vagy szondakészlettel mérik. A kóbor mező minimális, mert az oldalágak, amelyeken keresztül a mágneses fluxus zárva van, tömörek. A torzítás nélküli transzformátormagokat gyakran Shp-lemezekből állítják össze, mert Az Shp lemezek kiváló minőségű transzformátoracélból készülnek. Ebben az esetben a magot a tetőn keresztül szerelik össze (a lemezeket egyik vagy másik irányban vágással helyezik el), és a keresztmetszete 10% -kal nő a számítotthoz képest.

Jobb a transzformátorok mágnesezés nélküli tekercselése USH magokra (csökkentett magasság kiszélesített ablakokkal), poz. 2. Ezekben a mágneses út hosszának csökkentésével érhető el a szórt tér csökkenése. Mivel az USh lemezek könnyebben hozzáférhetők, mint az Shp, gyakran mágnesezett transzformátormagokat készítenek belőlük. Ezután a mag összeszerelését darabokra vágva hajtják végre: egy csomag W-lemezt összeállítanak, egy nem vezető, nem mágneses anyagból készült csíkot helyeznek el, amelynek vastagsága megegyezik a nem mágneses rés méretével, és egy járomfedezi. egy csomag pulóverből és egy klipsszel összehúzva.

Jegyzet: Az ShLM típusú „hang” jelű mágneses áramkörök keveset használnak jó minőségű csöves erősítők kimeneti transzformátorainál, nagy szórt mezővel rendelkeznek.

A poz. A 3. ábra a magméretek diagramját mutatja a transzformátor kiszámításához, a poz. 4 tekercskeret kialakítása, és a poz. 5 – alkatrészeinek mintái. Ami a „transzformátor nélküli” kimeneti fokozat transzformátorát illeti, jobb, ha a tetőn keresztüli ShLMm-re készíti, mert az előfeszítés elhanyagolható (az előfeszítési áram egyenlő a képernyő rácsáramával). A fő feladat itt a tekercsek minél tömörebbé tétele a szórt mező csökkentése érdekében; aktív ellenállásuk továbbra is jóval kisebb lesz, mint 800 Ohm. Minél több szabad hely maradt az ablakokban, annál jobb lett a transzformátor. Ezért a tekercseket fordulatról fordulásra (ha nincs tekercselőgép, ez szörnyű feladat) a lehető legvékonyabb huzalról tekercseljük fel, a transzformátor mechanikai számításánál az anódtekercselés fektetési együtthatója 0,6. A tekercshuzal PETV vagy PEMM, oxigénmentes maggal rendelkeznek. Nincs szükség PETV-2-re vagy PEMM-2-re, a dupla lakkozásnak köszönhetően megnövelt külső átmérővel és nagyobb szórási mezővel rendelkeznek. A primer tekercset először feltekerjük, mert a szóródási tere az, ami leginkább befolyásolja a hangot.

Ehhez a transzformátorhoz vasat kell keresni, a lemezek sarkaiban lyukak és a rögzítőkonzolok (lásd a jobb oldali ábrát), mert „a teljes boldogság érdekében” a mágneses áramkör a következőképpen van összeállítva. sorrend (természetesen a tekercseknek vezetékekkel és külső szigeteléssel már a kereten kell lenniük):

Készítsen félbe hígított akrillakkot vagy a régi módon sellakot;
A jumperekkel ellátott lemezeket az egyik oldalon gyorsan bevonják lakkal, és a lehető leggyorsabban, anélkül helyezik a keretbe, hogy túl erősen megnyomnák. Az első lemezt a lakkozott oldalával befelé, a következőt a lakkozatlan oldalával az első lakkozotthoz stb.
Amikor a keretes ablak megtelt, kapcsokat helyeznek fel és szorosan csavarozzák be;
1-3 perc elteltével, amikor a lakk kinyomódása a résekből látszólag megszűnik, ismét adjon hozzá lemezeket, amíg az ablak meg nem telik;
Ismételje meg a bekezdéseket. 2-4, amíg az ablak szorosan meg nem tömődik acéllal;
A magot ismét szorosan meghúzzuk, és akkumulátoron szárítjuk stb. 3-5 nap.

Az ezzel a technológiával összeállított mag nagyon jó lemezszigeteléssel és acél kitöltéssel rendelkezik. A magnetostrikciós veszteségeket egyáltalán nem észlelik. De ne feledje, hogy ez a technika nem alkalmazható permalloy magokhoz, mert Erős mechanikai hatások hatására a permalloy mágneses tulajdonságai visszafordíthatatlanul romlanak!

A mikroáramkörökön

Az integrált áramkörök (IC) UMZCH-jait leggyakrabban azok készítik, akik elégedettek a hangminőséggel egészen az átlagos Hi-Fi-ig, de jobban vonzza őket az alacsony költség, a sebesség, az egyszerű összeszerelés és az olyan beállítási eljárások teljes hiánya. speciális ismereteket igényelnek. Egyszerűen, egy erősítő a mikroáramkörökön a legjobb megoldás a próbababák számára. A műfaj klasszikusa itt a TDA2004 IC-n lévő UMZCH, amely, ha Isten is úgy akarja, már körülbelül 20 éve szerepel a sorozatban, a bal oldalon az ábrán. Teljesítmény – csatornánként 12 W-ig, tápfeszültség – 3-18 V unipoláris. Radiátor terület - 200 négyzetmétertől. lásd a maximális teljesítményt. Előnye, hogy nagyon alacsony ellenállású, akár 1,6 Ohm-os terhelés mellett is dolgozhat, ami lehetővé teszi a teljes teljesítmény kinyerését, ha 12 V-os fedélzeti hálózatról táplálja, és 7-8 W-ot, ha 6-os hálózatról táplálja. voltos tápegység, például egy motorkerékpáron. A B osztályú TDA2004 kimenete azonban nem komplementer (azonos vezetőképességű tranzisztorokon), így a hangzás biztosan nem Hi-Fi: THD 1%, dinamika 45 dB.

A modernebb TDA7261 nem ad jobb hangot, de erősebb, akár 25 W-ig, mert A tápfeszültség felső határa 25 V-ra nőtt. Az alsó, 4,5 V-os határ továbbra is lehetővé teszi, hogy 6 V-os fedélzeti hálózatról táplálják, pl. A TDA7261 szinte minden fedélzeti hálózatról indítható, kivéve a repülőgép 27 V-os. A csatlakoztatott alkatrészek (pánt, az ábrán jobb oldalon) segítségével a TDA7261 mutációs üzemmódban és St-By-vel (Stand By) is működhet. ) funkció, amely az UMZCH-t minimális energiafogyasztási módba kapcsolja, ha egy bizonyos ideig nincs bemeneti jel. A kényelem pénzbe kerül, ezért sztereóhoz egy pár TDA7261-re lesz szüksége 250 négyzetméteres radiátorral. lásd mindegyiknél.

Jegyzet: Ha valamilyen módon vonzzák az St-By funkcióval ellátott erősítők, ne feledje, hogy 66 dB-nél szélesebb hangszórókat ne várjon tőlük.

„Szuper gazdaságos” tápellátás szempontjából TDA7482, az ábrán bal oldalon, az ún. Az ilyen UMZCH-okat néha digitális erősítőknek is nevezik, ami helytelen. Valódi digitalizáláshoz egy analóg jelből szintmintákat vesznek, amelynek kvantálási frekvenciája nem kevesebb, mint a reprodukált frekvenciák legmagasabbjának kétszerese, az egyes minták értékét egy zajálló kódban rögzítik és tárolják további felhasználás céljából. UMZCH D osztály – impulzus. Ezekben az analóg közvetlenül egy nagyfrekvenciás impulzusszélesség-modulált (PWM) szekvenciává alakul, amelyet egy aluláteresztő szűrőn (LPF) keresztül táplálnak a hangszóróba.

A D osztályú hangzásnak semmi köze a Hi-Fi-hez: a D osztályú UMZCH esetében a 2%-os SOI és az 55 dB-es dinamika nagyon jó mutatónak tekinthető. És itt a TDA7482, azt kell mondanunk, nem az optimális választás: más, a D osztályra szakosodott cégek olcsóbb és kevesebb huzalozást igénylő UMZCH IC-ket gyártanak, például a Paxx sorozatú D-UMZCH, a jobb oldalon az ábrán.

A TDA-k közül érdemes megemlíteni a 4 csatornás TDA7385-öt, lásd az ábrát, amelyre egy jó erősítőt lehet összeszerelni a közepes Hi-Fi-ig terjedő hangszórókhoz, 2 sávra való frekvenciaosztással vagy mélysugárzós rendszerhez. Mindkét esetben aluláteresztő és közép-nagyfrekvenciás szűrés történik a gyenge jel bemenetén, ami leegyszerűsíti a szűrők kialakítását és lehetővé teszi a sávok mélyebb elválasztását. És ha az akusztika mélysugárzó, akkor a TDA7385 2 csatornája allokálható a sub-ULF hídáramkörre (lásd alább), a maradék 2 pedig MF-HF-re használható.

UMZCH mélynyomóhoz

A mélysugárzó, amelyet „mélynyomónak” vagy szó szerint „boomernek” fordíthatunk, 150-200 Hz-ig terjedő frekvenciákat reprodukál; ebben a tartományban az emberi fül gyakorlatilag nem képes meghatározni a hangforrás irányát. A mélynyomóval ellátott hangszórókban a „sub-bass” hangszóró külön akusztikus kialakításban van elhelyezve, ez a mélynyomó, mint olyan. A mélysugárzó elvileg a lehető legkényelmesebben van elhelyezve, a sztereó hatást pedig külön MF-HF csatornák biztosítják saját kis méretű hangszórókkal, amelyek akusztikai kialakítására nincs különösebben komoly igény. A szakértők egyetértenek abban, hogy jobb sztereót hallgatni teljes csatornaleválasztással, de a mélynyomó rendszerek jelentősen megtakarítanak pénzt vagy munkát a basszus pályán, és megkönnyítik az akusztika elhelyezését kis helyiségekben, ezért népszerűek a normál hallású és hallású fogyasztók körében. nem különösebben igényesek.

A középmagas frekvenciák „szivárgása” a mélynyomóba, és onnan a levegőbe nagymértékben elrontja a sztereót, de ha élesen „levágja” a mélyhangot, ami egyébként nagyon nehéz és drága, akkor nagyon kellemetlen hangugró hatás lép fel. Ezért a mélysugárzó rendszerek csatornáit kétszer szűrik. A bemeneten elektromos szűrők emelik ki a közép-magas frekvenciákat basszus „farokkal”, amelyek nem terhelik túl a közép-magas frekvencia útvonalat, de zökkenőmentesen áttérnek a mélyhangokra. A középső „farokkal” rendelkező mélyhangokat kombinálják, és egy külön UMZCH-ra táplálják a mélynyomó számára. A középtartományt ráadásul szűrik, hogy a sztereó ne romoljon, a mélysugárzóban már akusztikus: a mélysugárzó rezonátorkamrái közötti partícióba például egy mélyhangsugárzót helyeznek el, amely nem engedi ki a középtartományt , lásd a jobb oldalon az ábrán.

A mélynyomó UMZCH-jára számos speciális követelmény vonatkozik, amelyek közül a „bambák” a legfontosabbnak a lehető legnagyobb teljesítményt tartják. Ez teljesen téves, ha mondjuk a szoba akusztikája számítása W csúcsteljesítményt adott egy hangszóróra, akkor a mélynyomó teljesítményéhez 0,8 (2W) vagy 1,6W kell. Például, ha az S-30 hangszórók alkalmasak a helyiségbe, akkor egy mélysugárzónak 1,6x30 = 48 W-ra van szüksége.

Sokkal fontosabb a fázis- és tranziens torzítások hiánya: ha ezek előfordulnak, akkor minden bizonnyal ugrás lesz a hangban. Ami a SOI-t illeti, 1%-ig megengedett, az ilyen szintű belső basszustorzítás nem hallható (lásd az egyenlő hangerősségű görbéket), és a spektrum „farok” a legjobban hallható középtartományban nem jönnek ki a mélysugárzóból. .

A fázis- és tranziens torzítások elkerülése érdekében a mélynyomó erősítőjét az ún. áthidaló áramkör: 2 egyforma UMZCH kimenete egymás mellett van bekapcsolva egy hangszórón keresztül; a bemenetekre érkező jelek ellenfázisban kerülnek továbbításra. A fázis- és tranziens torzítások hiánya a hídáramkörben a kimeneti jelutak teljes elektromos szimmetriájának köszönhető. A híd karjait képező erősítők azonosságát az IC-ken, ugyanazon a chipen készült párosított UMZCH-ok használata biztosítja; Talán ez az egyetlen eset, amikor a mikroáramkörök erősítője jobb, mint egy különálló.

Jegyzet: Az UMZCH híd teljesítménye nem duplázódik meg, ahogy egyesek gondolják, hanem a tápfeszültség határozza meg.

Példa egy híd UMZCH áramkörre egy mélysugárzóhoz legfeljebb 20 négyzetméteres helyiségben. m (bemeneti szűrők nélkül) a TDA2030 IC-n az ábrán látható. bal. További középtartomány szűrést az R5C3 és R’5C’3 áramkörök hajtanak végre. A fűtőtest területe TDA2030 - 400 négyzetmétertől. lásd: A nyitott kimenetű áthidalott UMZCH-oknak van egy kellemetlen tulajdonsága: a híd kiegyensúlyozatlansága esetén a terhelési áramban állandó komponens jelenik meg, ami károsíthatja a hangszórót, és a mélyhangvédő áramkörök gyakran meghibásodnak, kikapcsolva a hangszórót, ha nem szükséges. Ezért jobb, ha a drága tölgyfa basszusfejet nem poláris elektrolitkondenzátorokkal védjük (színnel kiemelve, és az egyik akkumulátor diagramja a betétben található).

Egy kicsit az akusztikáról

A mélynyomó akusztikai kialakítása külön téma, de mivel itt egy rajz is szerepel, ezért magyarázatokra is szükség van. A ház anyaga – MDF 24 mm. A rezonátorcsövek meglehetősen tartós, nem csengető műanyagból, például polietilénből készülnek. A csövek belső átmérője 60 mm, a befelé nyúló kiemelkedések a nagykamrában 113 mm, a kiskamrában 61 mm. Egy adott hangszórófej esetében a mélysugárzót át kell konfigurálni a legjobb basszus érdekében, és ezzel egyidejűleg a sztereó hatást a legkisebb mértékben befolyásolni. A csövek hangolásához nyilvánvalóan hosszabb csövet vesznek, és ki-be nyomva érik el a kívánt hangzást. A csövek kiálló részei nem befolyásolják a hangot, majd levágják őket. A csőbeállítások kölcsönösen függenek egymástól, ezért trükközni kell.

Fejhallgató erősítő

A fejhallgató-erősítőt leggyakrabban kézzel készítik két okból. Az első az „útközbeni” hallgatáshoz, azaz. otthonon kívül, amikor a lejátszó vagy okostelefon hangkimenetének teljesítménye nem elegendő a „gombok” vagy „bojtorján” meghajtásához. A második a csúcskategóriás otthoni fejhallgatókhoz való. Egy közönséges nappaliba való Hi-Fi UMZCH-ra van szükség akár 70-75 dB dinamikával, de a legjobb modern sztereó fejhallgatók dinamikatartománya meghaladja a 100 dB-t. Egy ilyen dinamikájú erősítő többe kerül, mint egyes autók, teljesítménye pedig csatornánként 200 W-tól lesz, ami túl sok egy közönséges lakáshoz: a névleges teljesítménynél jóval alacsonyabb teljesítménnyel hallgatva elrontja a hangot, lásd fent. Ezért célszerű kis teljesítményű, de jó dinamikájú külön erősítőt készíteni kifejezetten fejhallgatókhoz: az ilyen plusz súllyal rendelkező háztartási UMZCH-k árai egyértelműen abszurd módon fel vannak duzzogva.

A tranzisztorokat használó legegyszerűbb fejhallgató-erősítő áramkörét a poz. 1 kép. A hang csak a kínai „gombokhoz” szól, B osztályban működik. Nincs ez másként a hatásfok tekintetében sem - a 13 mm-es lítium akkumulátorok teljes hangerőn 3-4 órát bírnak. A poz. 2 – A TDA klasszikusa útközbeni fejhallgatókhoz. A hangzás viszont egészen tisztességes, a sáv digitalizálási paramétereitől függően átlagos Hi-Fi-ig terjed. Számtalan amatőr fejlesztés létezik a TDA7050 kábelkötegben, de még senki sem érte el a hangzás átmenetét az osztály következő szintjére: maga a „mikrofon” ezt nem teszi lehetővé. A TDA7057 (3. tétel) egyszerűen funkcionálisabb, a hangerőszabályzót normál, nem kettős potenciométerhez csatlakoztathatja.

A TDA7350 fejhallgatóhoz való UMZCH-ját (4. tétel) úgy tervezték, hogy jó egyéni akusztikát biztosítson. Ezen az IC-n szerelik össze a legtöbb közép- és felsőkategóriás háztartási UMZCH fejhallgató-erősítőit. A KA2206B fejhallgatóhoz való UMZCH (5. tétel) már professzionálisnak számít: 2,3 W-os maximális teljesítménye elegendő olyan komoly izodinamikai „bögrék” meghajtásához, mint a TDS-7 és a TDS-15.