Профессиональные усилители мощности. Транзисторный УНЧ с малыми динамическими искажениями (20 Ватт) Трансформаторный усилитель нч 20 ватт

УНЧ на 20 ватт (типа - вопрос на засыпку...) Возникла у меня необходимость в более мощном УНЧ для своего ЭМИ. Решил собрать сам. Пересмотрел кучу схем. Выбрал наиболее мне подходящее, с нужными параметрами, не очень сложный, с защитой выходных транзисторов и под свои имеющиеся детали. Разработал печатку. Ну а попутно и блок питания со стабилизатором тоже "сварганил". БП запустил. Спаял УНЧ (смотри фото). Включил и... тут же нагрелись и вышли из строя силовые транзисторы (КТ819). Вроде бы и на КЗ все цепи предварительно проверил, да и в блоке питания защита тоже имеется (и в самом УНЧ тоже есть таковая). Заменил транзисторы. Проверил снова все цепи на "КЗ" - всё нормально. Поставил прибор на замер потребляемого тока, включил на секунду (резистор, регулирующий ток покоя выставил предварительно на минимум). Ток... дикий (зашкаливает... а "КЗ" нет). Короче - долго я с этим усилком возился и ведь опыт есть - не единожды подобные запускал, а тут - ну надо же - как первоклассник - не могу! Кстати, транзисторы поставил советские (не паяные), но рекомендованные. Не буду вас долго томить - я конечно же запустил этот усилок и он нормально заработал. Но решил пока не раскрывать свой ход настройки. А вот схему и описание этого усилка (из книги) приведу. Давайте организуем мозговую атаку и попробуем коллективно (пусть и заочно) разобраться с этим усилителем - почему он не заработал сразу после сборки и что нужно в нём сделать, чтобы запустить. Согласитесь, радиодетали сейчас дорогие - жалко силовые транзисторы... Ну а потом, если народ не сможет решить эту задачу-загадку, я расскажу что в этой схеме не так... почему она не запускается, в чем причины выхода из строя силовых транзисторов и, вообще, как её следует запустить. С уважением! Рубцов В.П. UN7BV. 28.04.2017г. Астана, Казахстан. Отладка УНЧ Итак, теперь о наладке данного усилителя и о том, что в нём не так … В этом усилителе я применил следующие транзисторы: Т9 и Т11 – КТ819ВМ, Т8 – КТ817, Т10 – КТ816, Т1, Т2, Т7 – КТ502, Т4, Т5 – КТ630, Т3, Т6, Т7 – КТ503. Проверил схему усилителя на предмет отсутствия короткого замыкания по цепям питания и подал питание на него. На выходе (в колонке) ничего не было слышно. Пока пытался делать замеры по току и напряжению в контрольных точках – сгорели выходные транзисторы. Заменил на новые. Проверил на отсутствие ошибок в принципиальной схеме и печатке, а также рисунка печатки и с реальной печаткой (сверил) - ошибок не обнаружил. Проверил снова схему на «КЗ» и включил питание УНЧ на несколько секунд через амперметр тестера (предел 1А) – зашкаливало. Попытался выставить ток покоя – ничего не получилось. А вот половинное напряжение питания в точке соединения R17, R21 – выставилось нормально (+15 вольт). Посмотрел на выходе осциллографом – ба, сразу две частоты огромной апмлитуды: на 1…2 Гц и на 15 кГц. И что интересно – ни одной из этих частот не слышно на выходе (раньше слышал до 17 кГц – в Москве в медицинском центре в комнате полностью изолированной от звуков, проверяли, а теперь, видимо, возраст своё взял …). Возбуждение УНЧ на частоте 15 кГц убрал путём введения конденсатора ёмкостью 36 пФ между базой и коллектором Т5 (обратная отрицательная связь по переменному току). А вот с возбуждением на частоте 1…2 герца – тут посложнее. Предполагая, что это работа схемы защиты, отключил её – выпаял Т3, Т6 и Т7. Увы – возбуждение осталось. Тогда пересмотрел (и сравнил) схему этого УНЧ с аналогичными, а заодно и по-новой перечитал теорию работы этого усилителя (освежил в памяти – может уже чего и забыл …). Пришел к выводу, что необходимо в цепь между узлами точек соединения C7, Гр и R4, R5, С5 следует установить резистор номиналом 1,2 кОм. Установил – возбуждение на частоте 1…2 герца тут же прекратилось. Установил ток покоя выходных транзисторов Т9 и Т11 равным 50 мА. Дал на вход сигнал ГЗЧ. Сигнал на выходе УНЧ очень слабый, хотя на вход подавал до 1 вольта. Посмотрел где он пропадает – на коллекторе Т1 его амплитуда много меньше, чем на базе. Снял режимы этого транзистора относительно плюсовой шины питания (!!!). На базе 10 вольт, на эмиттере 14 вольт, то есть, транзистор «дико» заперт. И только после этого дошло, что снимал режимы по постоянке тестером, а у него сопротивление 20 кОм (цепь базы очень высокоомная – прибор шунтирует эту цепь) – это означает что тут дело не в режимах по постоянке, а в чем то другом. Измерил осциллографом – режимы оказались в норме (вход осциллографа высокоомный). Но каскад то всё равно не работает. Ладно, тогда попытался устранить отрицательную обратную связь по переменному току, возникающую из за наличия резистора R8 (12 кОм) - зашунтировал его конденсатором 0,47 мкФ (!). Усилитель тут же заработал (но ведь аналогичные усилители и без этого прекрасно работают …). Ещё раз внимательно сравнил схему этого усилителя с подобными другими. Убрал этот дополнительный конденсатор, но, одновременно, заменил конденсатор С4 ёмкостью 4,7 МКФ на 47 МКФ (на 50 вольт). Всё … усилитель заработал как и должен – и мощность достаточная (и на слух слышно, и по току видно), и синусоида симметричная на выходе. И уже когда убирал на место всю использованную литературу, под руки попался старенький журнал Радио (за 1973 год №8), где и обнаружил эту же самую схему (случайно полистал …), но уже с моими же «доработками» (кроме конденсатора в 36 пФ), до которых дошел … через «одно место». Вот обидно было – когда просматривал журналы на предмет поиска аналогичных схем УНЧ, то старые журналы попросту игнорировал (в старых вряд ли нужное встретишь). Я ж думал, что умный и хитрый – схема то этого УНЧ взята из книги выпуска 1982 гола, а журнал 1973 года (статью из него выкладываю - смотрите скан) … почти десять лет разница. А оно вон как вышло … Зря старину игнорировал … ой, зря! Вот и думаю, может кому пригодятся мои «игры» «запуски старинных усилителей»? Или, может, у вас, уважаемые коллеги, всё запускается сразу само собой после сборки? К сожалению, у меня … нет! 29.04.2017г. Рубцов В.П. UN7BV. Астана, Казахстан.

  • 21.09.2014

    Эта схема автоматического выключателя освещения в темное время суток автоматически включит свет и выключается его утром. В качестве датчика освещения используется фоторезистор LDR. К схеме могут быть подключены любые лампы (люминесцентные, накаливания…). Основа автоматического выключателя триггер Шмитта на таймере 555. LDR и таймер 555 используются совместно для автоматического переключения. Свет …

  • 26.06.2018

    В данном примере показана возможность взаимодействия php и Arduino. Тест проводится на Ubuntu 14.04, установлен веб сервер Apachе 2, php 5.5. В тесте опробована включение и выключение цифрового выхода, а так же опрос состояния выхода при помощи php. test.php

  • 06.10.2014

    Схема приведенная здесь имеет три микрофонных входа, схема выполнена на микросхеме LM348 IC.LM348 обладает высоким коэффициентом усиления, схема выполнена на четырех операционных усилителя с выходным каскадом класса AB. Микросхемы имеет очень низкий ток покоя (0.6mA) и работают от двухполярного источника питания. Заметки. * Сборка схемы на хорошее качество печатной плате. …

  • 23.09.2014

    Назначение: на основе предложенной схемы можно собрать уст-во которое будет считать прохожих, включать свет при проходе через дверь, охранную сигнализацию и тому подобное. Излучатель ИК VD4 на АЛ147А (он установлен в пультах ДУ ТВ типа 4-УСЦТ) излучает сигнал промодулированный импульсами 1000Гц. Генератор — источник импульсов выполнен на VT2 VT3. Частота …

  • категория Схемы усилителей материалы в категории * Подкатегория Схемы усилителей на транзисторах

    Так называемые динамические интермодуляционные искажения возникают в транзисторных усилителях при резких перепадах уровня сигнала. Особенно заметны эти искажения при воспроизведении музыкальных программ. Для того чтобы уменьшить эти искажения, в данном усилителе широко использованы местные ООС по току, применено так называемое «токовое зеркало», улучшающее симметрию усиливаемого сигнала на входе оконечного каскада, использована коррекция АЧХ по опережению.

    Основные параметры усилителя

    Номинальный диапазон частот, Гц .... 16... 100 000;

    Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом (при коэффициенте гармоник 0,35 % на частотах
    1 000 и 10 000 Гц), Вт .... 20;

    Номинальное входное напряжение, В .... 1;

    Относительный уровень шумов и фона, дБ .... -60.

    Принципиальная схема усилителя

    Усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах V1, V2, симметрирующий каскад на транзисторах VЗ, V5 с «токовым зеркалом» на транзисторах V4, V6, выходной каскад.на транзисторах V14- V17 и устройство защиты от короткого замыкания в нагрузке на транзисторах V9, V10.

    Резисторы R3, R4 в эмиттерных цепях транзисторов первого каскада создают местную ООС по току, повышающую линейность и входное сопротивление каскада, а также улучшающую его симметричность. Резисторы R11, R14 создают местную ООС во втором каскаде. Коррекция АЧХ по опережению осуществляется конденсаторами С2 и С6.

    Выходной каскад выполнен по традиционной схеме с фазоинвертором на транзисторах разной структуры V14, V15. Ток покоя транзисторов V16, V17 устанавливается подстроечным резистором R15 и стабилизируется при изменении температуры транзистором V7, имеющим с одним из них тепловую связь. Диоды V18, V19 защищают транзисторы выходного каскада от перенапряжений при индуктивном характере нагрузки.

    Усилитель охвачен ООС, напряжение которой снимается с нагрузки и через цепь R10C4C5R9 поступает на вход первого каскада (в цепь базы транзистора V2). Цепь R28C10 повышает устойчивость усилителя против самовозбуждения.

    Устройство защиты выходного каскада от короткого замыкания в нагрузке выполнено по мостовой схеме. Для отрицательной полуволны усиливаемого сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R26, R20 и R17. В диагональ моста включен эмиттерный переход транзистора V9.

    При резком снижения сопротивления нагрузки баланс моста нарушается, транзистор V9 открывается и своим малым сопротивлением участка эмиттер - коллектор шунтирует (через диод V8) вход предоконечного каскада на транзисторе V14. В результате ток выходного каскада мгновенно ограничивается. Для положительной полуволны сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R27, R21 и R19 в диагональ моста "включен эмиттерный переход транзистора V10.

    Для хорошей линейности усилителя пары транзисторов V1 и V2, VЗ и V5 V4 и V6, V16 и V17 необходимо подобрать по статическому коэффициенту передачи тока h21э.

    Детали и настройка усилителя

    Транзисторы V14, V15 установлены на П-образных теплоотводах, согнутых из полосы листового (толщиной 24мм, шириной 20 мм) алюминиевого сплава (размеры теплоотвода - 20 X 25 X 15 мм). Теплоотводы каждого из транзисторов V16, V17 должны иметь охлаждающую поверхность площадью около 250 см2. К одному из этих теплоотводов приклеивают транзистор V7 клеем 88-Н.

    Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R7) постоянного напряжения на выходе и установке (подстроечным резистором R15) тока покоя выходного каскада в пределах 80... 100 мА.

    Усилитель мощности звука 20W — данный УНЧ создан на базе чипа LM1876, а это уже в свою очередь модификация широко известного сдвоенного усилителя низкой частоты LM1875. Микросхема LM1876 изначально создавалась для динамических излучателей и может свободно выдать мощность 20 Вт на два канала при сопротивлении нагрузки 4 Ом, при этом коэффициент нелинейных искажений составляет всего-навсего 0,09%. Ниже показана принципиальная схема, печатка и спецификация устройства.

    Не так давно один из сайтов публиковал схему усилителя мощности реализованного с использованием чипа TDA2003 и способный работать как с наушниками так и озвучивать небольшие по объему помещения. Но судя по многочисленным откликам звучание у него все-таки не то, которое хотелось бы. Поэтому желающим предлагаю повторить более мощный вариант УМЗЧ с использованием микросхемы LM1876. p>

    Принципиальная схема усилителя LM1876

    Данное устройство получает питающее напряжение от двух полярного блока питания, в состав которого входят тороидальный трансформатор имеющий две обмотки на переменное напряжение 15v с выводом средней точки. После выпрямителя и цепи фильтра, состоящего из двух электролитических конденсаторов емкостью 6800 uF, постоянное напряжение для питания данной микросхемы составляет уже в пределах ±20v. Установленные в цепи диодного моста катушки индуктивности L1 и L2 служат для снижения сетевых помех.

    Звуковой сигнал поступает через обычный входной стерео коннектор вмонтированный в печатную плату. Там же установлен балансный потенциометр для регулировки уровня звука. Данный потенциометр еще имеет функцию переключения усилителя в состояние ожидания, при этом потребления тока микросхемой составляет всего 3,8 мА. Акустические системы подключаются к усилителю мощности через разъемы типа «тюльпан», которые также вмонтированы в плату.

    Для создания комфортных условий работы аппарата, микросхему, которая сильно греется необходимо установить на радиатор охлаждения с эффективной площадью рассеивания тепла не менее 120 мм2. При выходной мощности усилителя 20 Вт, мощность потребления составит примерно 38 Вт, это если сопротивление нагрузки имеет 4 Ом, а на сопротивлении 8 Ом будет около 20 Вт. Критическая температура для кристалла микросхемы находится в пределах 170C. Исходя из этого, теплоотвод нужно подбирать как можно больше, то есть насколько может позволить размер корпуса. В таком случае будет меньше срабатываний системы защиты чипа при перегреве. Также при креплении чипа к радиатору на его подложку необходимо нанести слой теплопроводной пасты КПТ-8 — это существенно снизит тепловое сопротивление. Немного ниже можно скачать все необходимое для создания усилителя мощности .

    Здесь показано фото уже готового УНЧ

    • 21.09.2014

      Эта схема автоматического выключателя освещения в темное время суток автоматически включит свет и выключается его утром. В качестве датчика освещения используется фоторезистор LDR. К схеме могут быть подключены любые лампы (люминесцентные, накаливания…). Основа автоматического выключателя триггер Шмитта на таймере 555. LDR и таймер 555 используются совместно для автоматического переключения. Свет …

    • 26.06.2018

      В данном примере показана возможность взаимодействия php и Arduino. Тест проводится на Ubuntu 14.04, установлен веб сервер Apachе 2, php 5.5. В тесте опробована включение и выключение цифрового выхода, а так же опрос состояния выхода при помощи php. test.php

  • 06.10.2014

    Схема приведенная здесь имеет три микрофонных входа, схема выполнена на микросхеме LM348 IC.LM348 обладает высоким коэффициентом усиления, схема выполнена на четырех операционных усилителя с выходным каскадом класса AB. Микросхемы имеет очень низкий ток покоя (0.6mA) и работают от двухполярного источника питания. Заметки. * Сборка схемы на хорошее качество печатной плате. …

  • 23.09.2014

    Назначение: на основе предложенной схемы можно собрать уст-во которое будет считать прохожих, включать свет при проходе через дверь, охранную сигнализацию и тому подобное. Излучатель ИК VD4 на АЛ147А (он установлен в пультах ДУ ТВ типа 4-УСЦТ) излучает сигнал промодулированный импульсами 1000Гц. Генератор — источник импульсов выполнен на VT2 VT3. Частота …