Зворотні зв'язки є ефективним засобом коригування характеристик підсилювачів.

Колом зворотного зв'язку (ЗЗ) називають пристрій, за допомогою якого частину вихідної напруги передають на вхід підсилюючого пристрою.

Сигнал зворотного зв'язку може підсумовуватися з вхідним, або утворювати з ним різницю. В залежності від цього розрізняють додатний і від'ємний зворотний зв'язок (ВЗЗ).

Розглянемо узагальнену схему на рис.1.6 підсилюючого пристрою, охопленого колом ЗЗ (в даному випадку додатним). Тут подані наступні позначення: - власний коефіцієнт підсилення підсилюючого пристрою (коефіцієнт підсилення при розімкнутому колі ЗЗ); - напруга зворотного зв'язку; - коефіцієнт передачі кола ЗЗ.

Рисунок 1.6 - Структурна схема підсилюючого пристрою із зворотним зв'язком

Вихідна напруга схеми дорівнює підсиленій сумі вхідної напруги і напруги зворотного зв'язку :

.(1.23)

Тоді для коефіцієнта передачі розглянутої схеми можна записати

,(1.24)

звідки

.(1.25)

Для ВЗЗ вираз для коефіцієнта передачі набуває вигляду

.(1.26)

За способом отримання напруги зворотного зв'язку розрізняють ЗЗ за напругою і струмом. У першому випадку рис.1.7,а пропорційна напрузі на навантаженні , у другому рис.1.7,б - струму у навантаженні (тут - датчик струму, в найпростішому випадку це може бути резистор).

Рисунок 1.7 - Зворотні зв'язки за напругою (а) і струмом (б)

За способом подачі на вхід підсилюючого пристрою розрізняють послідовний і паралельний ЗЗ. У першому випадку рис.1.8,а напруга зворотного зв'язку подається на вхід послідовно з вхідною напругою у другому рис.1.8,б - паралельно.

Рисунок 1.8 - Послідовний (а) і паралельний (б) зворотній зв'язок

Таким чином можна виділити 4 основних типи зворотного зв'язку:

· послідовний ЗЗ за напругою;

· послідовний ЗЗ за струмом;

· паралельний ЗЗ за напругою;

· паралельний ЗЗ за струмом.

Зворотні зв'язки можуть бути частотно залежними і частотно незалежними.

Кола зворотного зв'язку можуть містити як лінійні, так і нелінійні елементи. Це дозволяє змінювати властивості пристрою тільки для заданих рівнів вхідного сигналу.

Для побудови підсилювачів використовуються від'ємні зворотні зв'язки. Додатні зворотні зв'язки використовують у генераторних пристроях.

Розглянемо вплив зворотних зв'язків на основні параметри підсилювача.

Згідно із (1.26) ВЗЗ знижує коефіцієнт підсилення, так як >1. Величину називають глибиною зворотного зв'язку (ГЗЗ).

При

.(1.27)

Таким чином, коефіцієнт підсилення практично не залежить від власного коефіцієнта підсилення і визначається властивостями коефіцієнта передачі кола зворотного зв'язку . В найпростішому випадку коло зворотного зв'язку представляє собою резистивний дільник напруги. При цьому схема працює як лінійний підсилювач, коефіцієнт підсилення якого визначається тільки коефіцієнтом передачі кола ВЗЗ. Якщо у якості зворотного зв'язку використовується частотно залежне коло, наприклад RC-коло, то утворюється фільтр. Нарешті, увімкнення в коло ВЗЗ нелінійних елементів (діодів, транзисторів) дозволяє реалізувати нелінійне перетворення сигналів.

Встановимо залежність між відносною нестабільністю власного коефіцієнта підсилення і відносною нестабільністю коефіцієнта підсилення підсилювача із ВЗЗ . Для цього візьмемо похідну

.(1.28)

Тепер перейдемо до прирощень

,(1.29)

звідки

.(1.30)

Отже, відносні змінювання (нестабільність) коефіцієнта підсилення підсилювача із ВЗЗ зменшується в ГЗЗ раз.

Нелінійні викривлення у багатокаскадних підсилювачах, як правило, виникають у кінцевих та передкінцевих каскадах, які працюють з великими сигналами. Ведення в підсилюючий пристрій ВЗЗ знижує як коефіцієнт нелінійних спотворень, так і вплив на його вихідний сигнал зовнішніх завад.

Виходячи із припущення, що підсилювач є лінійною системою, можна сказати, що напруга будь-якої гармоніки на його виході складається із власної напруги цієї гармоніки і напруги цієї ж гармоніки, яка пройшла через коло ЗЗ і повторно через підсилювач :

.(1.31)

Звідки

.(1.32)

Таким чином, будь який сигнал, який появився на виході підсилювача, не залежно від природи його походження, буде зменшений в ГЗЗ раз.

Використовуючи формулу (1.20), отримаємо

,(1.33)

На величину вхідного опору впливає спосіб подачі напруги зворотного зв'язку на вхід підсилювача і не впливає спосіб її отримання.

Про послідовному ВЗЗ на вході підсилюючого пристрою діє різниця напруг (див. рис.1.8,а), що призводить фактично до зменшення струму джерела сигналу, а це, в свою чергу, еквівалентно збільшує вхідний опір. Строгий аналіз свідчить про те, що послідовний ВЗЗ збільшує вхідний опір в ГЗЗ раз.

Введення кола паралельного ВЗЗ (рис.1.18,б) зменшує вхідний опір, так як збільшується струм, який відбирається від джерела вхідного сигналу. Це відбувається за рахунок струму, який протікає у колі ВЗЗ.

На величину вихідного опору впливає спосіб отримання напруги зворотного зв'язку і не впливає спосіб подачі їїна вхід.

Строгий аналіз свідчить про те, що ВЗЗ за напругою зменшує вихідний опір підсилювача в ГЗЗ раз. Це пояснюється тим, що будь який ВЗЗ прагне підтримати незмінним значення того параметра, який використовується для отримання сигналу зворотного зв'язку. Тому ВЗЗ за напругою при дії зовнішніх збурень, зокрема змінюванні вихідного струму, прагне підтримати незмінним значення вихідної напруги. Це еквівалентно зменшенню вихідного опору.

Введення кола ВЗЗ за струмом збільшує вихідний опір підсилювача.

1.4 Вимірювання вхідного і вихідного опорів підсилювача

Простий спосіб вимірювання вхідного опору показаний на рис.1.9. Резистор із відомим опором вмикають між генератором і входом досліджуваної схеми. Потім за допомогою осцилографу або вольтметра змінного струму вимірюються напруги і по обидві сторони резистора .

Рисунок 1.9 - Вимірювання вхідного опору

Якщо - змінний вхідний струм, то, згідно закону Ома, на резисторі падає напруга, яка дорівнює

.(1.34)

Тому

.(1.35)

Тепер

.(1.36)

Якщо досліджувана схема є підсилювачем, то часто зручно визначати і , виконуючи вимірювання на виході підсилювача: - вимірюється при безпосередньому підключені генератора до входу підсилювача, а - при послідовному підключені з входом підсилювача резистора . Так як у виразі для (1.36) присутнє тільки відношення , то коефіцієнт підсилення не грає ніякої ролі.

Згідно з заключною частиною формули (1.16), на перший погляд легко оцінити вихідний опір підсилювача вимірюючи напругу холостого ходу і струм короткого замикання. Проте, при короткому замиканні зазвичай порушуються умови функціонування схеми і неможливо отримати достовірні результати; в окремих випадках можуть вийти з ладу ті чи інші компоненти, не витримавши ненормальне навантаження. Практичний спосіб вимірювання вихідного опору показаний на рис.1.10. Тут напруга холостого ходу вимірюється вольтметром чи осцилографом, а потім до вихідних клем підсилювача підключають навантаження (резистор з відомим опором) і вимірюють напругу на навантаженні .

Так як падіння напруги на при наявності навантаження дорівнює , а вихідний струм у навантаженні , то

.(1.37)

Рисунок 1.10 - Вимірювання вихідного опору

1.5 Класи підсилювачів

Підсилювачі низької частоти найширше застосовуються для посилення сигналів, що несуть звукову інформацію, в цих випадках вони називаються, також, підсилювачами звукової частоти, окрім цього ПНЧ використовуються для посилення інформаційного сигналу в різних сферах: вимірювальній техніці і дефектоскопії; автоматиці, телемеханіці і аналоговій обчислювальній техніці; у інших галузях електроніки. Підсилювач звукових частот зазвичай складається з попереднього підсилювача і підсилювача потужності (ПП).

Попередній підсилювач призначений для підвищення потужності і напруги і доведення їх до величин, потрібних для роботи крайового підсилювача потужності, частенько включає регулювальників гучності, тембру або еквалайзер, інколи може бути конструктивно виконаний як окремий пристрій. Підсилювач потужності повинен віддавати в ланцюг навантаження (споживача) задану потужність електричних коливань.

Його навантаженням можуть бути випромінювачі звуку: акустичні системи (колонки), навушники (головні телефони); радіотрансляційна мережа або модулятор радіопередавача. Підсилювач низьких частот є невід'ємною частиною всієї звуковідтворюючої, звукозаписної і радіотранслюючої апаратури.

За типом обробки вхідного сигналу і схемою побудови вихідного каскаду підсилювачі можна розділити на:

· клас «A» _ лінійний режим роботи підсилювального елементу (струм зсуву максимальний) аналогова обробка сигналу.

· клас «AB» _ режим роботи з великим кутом відсічення (>90°), аналогова обробка сигналу.

· клас «B» _ режим роботи з кутом відсічення рівним 90°, аналогова обробка сигналу.

· клас «C» _ режим роботи з малим кутом відсічення (<90°).

· клас «D» _ підсилювальний елемент працює в ключовому режимі, застосовується широко-імпульсна модуляція _ змінюється (лінійно, не маючи дискретних значень) шпаруватість імпульсів, відповідно до поточного значення вхідного сигналу.

· клас «T» _ підсилювальний елемент працює в ключовому режимі, також застосовується широко-імпульсна модуляція _ змінюються (лінійно, не маючи дискретних значень) як шпаруватість, так і частота імпульсів, відповідно до поточного значення вхідного аналогового сигналу

За типом вживання в конструкції підсилювача активних елементів:

· лампові _ на електронних, електровакуумних лампах. Складали основу всього парку УНЧ до 70-х років. У 60-х роках випускалися лампові підсилювачі дуже великої потужності (до десятків кіловат). В даний час використовуються як інструментальні підсилювачі і як звуковідтворюючі підсилювачі. Складають левову частку апаратури класу HI-END. А також займають велику частку ринку професійної і напівпрофесійної гітарної підсилювальної апаратури.

· транзисторні _ на біполярних або польових транзисторах. Така конструкція крайового каскаду підсилювача є досить популярною, завдяки своїй простоті і можливості досягнення великої вихідної потужності, хоча останнім часом активно витісняється підсилювачами на базі інтегральних мікросхем.

· інтегральні _ на інтегральних мікросхемах (ІМС). Існують мікросхеми, що містять на одному кристалі як попередні підсилювачі, так і крайові підсилювачі потужності, побудовані за різними схемами і працюючі в різних класах. З переваг - мінімальна кількість елементів і, відповідно, малі габарити.

· гібридні _ частина каскадів зібрана на напівпровідникових елементах, а частина на електронних лампах. Інколи гібридними також називають підсилювачі, які частково зібрані на інтегральних мікросхемах, а частково на транзисторах або електронних лампах.

По вигляду узгодження вихідного каскаду підсилювача з навантаженням їх можна розділити на двох основних типів:

· трансформаторні _ в основному така схема узгодження застосовується в лампових підсилювачах. Обумовлено це необхідністю узгодження великого вихідного опору лампи з малим опором навантаження, а також необхідністю гальванічної розв'язки вихідних ламп і навантаження. Деякі транзисторні підсилювачі (Наприклад, підсилювачі трансляцій, обслуговуючі мережу абонентських гучномовців, деякі Hi-End аудіопідсилювачі) також мають трансформаторне узгодження з навантаженням.

· безтрансформаторні_ через дешевизну, малу вагу і велику смугу частот безтрансформаторні підсилювачі набули найбільшого поширення. Безтрансформаторні схеми легко реалізуються на транзисторах. Обумовлено це низьким вихідним опором транзисторів в схемі емітерного повторювача, можливістю вживання пар комплементу транзисторів. На лампах безтрансформаторні схеми реалізувати складніше, це або схеми, що працюють на високоомне навантаження, або складні схеми з великою кількістю паралельно працюючих вихідних ламп.

За типом узгодження вихідного каскаду з навантаженням:

Узгодження по напрузі - вихідний опір ПП багато менше омічного опору навантаження. В даний час є найбільш поширеним, охоплює практично всі транзисторні ППЗЧ. Дозволяє передати в навантаження форму напруги з мінімальними спотвореннями і отримати хорошу АЧХ, проте породжує сильні нелінійні спотворення (інтермодуляція) в динамічних голівках АС; чутливо до зовнішніх полів; відрізняється термічною нестабільністю і високими тепловтратами.

Узгодження по потужності - вихідний опір ПП рівно або близько опору навантаження. Дозволяє передати в навантаження максимум потужності від підсилювача, через що у минулому було вельми поширеним в малопотужних простих пристроях. Зараз є основним типом для лампової техніки, чим, в першу чергу, і пояснюються особливості звучання лампових систем. В порівнянні з попереднім типом, забезпечує декілька менші спотворення форми струму в котушках ГД АС, і менші нелінійні спотворення в ГД, проте погіршує АЧХ.

Узгодження по струму - вихідний опір ПП багато більше опору навантаження. Найбільш перспективний тип для систем звукопідсилення, хоча в даний час використовується украй рідко. У основі такого узгодження _ наслідок із закону Лоренца, згідно з яким звуковий тиск пропорційний струму в котушці ГД. Дозволяє сильно (на два порядки) зменшити інтермодуляційні спотворення ГД і їх ГЧЗ (груповий час затримки)

1.6 Стандарти звуковідтворюючої апаратури

У 1973 році німецький Deutsches Institut Normung (DIN) випустив стандарт DIN 45000, що визначає вимоги до звуковідтворюючої апаратури:

· мінімальні значення нерівномірності амплітудно-частотної характеристики (нАЧХ, вимірюється в дБ)

· коефіцієнт нелінійних спотворень (КНС, вимірюється в %)

· рівня шуму (ШУМ, вимірюється в дБ) і способів їх вимірів.

Потім цей стандарт став міжнародним IEC 60581 (МЕК) і з мінімальними змінами був повторений в ГОСТ 24388-88. Визначаючи стандарт Hi-fi згідно DIN 45000, можна назвати наступні групи параметрів і їх граничні значення для таких пристроїв, як тюнери, підсилювачі і акустичні системи.

Для тюнерів параметри пристроїв встановлені наступними:

· Смуга частот, що пропускаються, Гц_40-12500

· Коефіцієнт нелінійних спотворень _ не більше 2% при 1 кГц, 40 кГц _девіація

· Коефіцієнт інтермодуляційних спотворень_N/a

· Відмінність параметрів каналів не більше_3 дБ в смузі 250-6300 Гц

· Перехідні перешкоди _ не більше 26 дБ при 250-6300 Гц, не більше 15 дБ при 6300-12500 Гц

Для підсилювачів параметри пристроїв встановлені наступними:

· Смуга частот, що пропускаються, Гц _ 40-16000 (при нАЧХ 1,5 дБ) по лінійному входу, 40-16000 (при нАЧХ 2 дБ) за наявності коректора

· Коефіцієнт нелінійних спотворень _ не більше 1 % у смузі 40-12500 Гц

· Коефіцієнт інтермодуляційних спотворень _ не більше 3 % у смузі 250-8000 Гц (при зниженні потужності на краях смуги на 50% (або 6 дБ))

· Відмінність параметрів каналів -- не більше 3 дБ в смузі 250-6300 Гц

Для акустичних систем параметри пристроїв встановлені наступними:

· Смуга частот, що пропускаються, Гц _ 100-4000 (при нерівномірності ± 4дБ), 50-12500 (+4/-8дБ)

· Коефіцієнт нелінійних спотворень _ не більше 3 % у смузі 250_1000 Гц, не більше 1 % на 2000 Гц

· Коефіцієнт інтермодуляційних спотворень _ N/a

· Відмінність параметрів каналів _ N/a

· Перехідні перешкоди _ N/a

1.7Відомі схемні рішення

Підсилювачі потужності К174УН4 на 0.1 Втрис.1.11.НеобхідністьживленнямікросхемиК174УН4Бвід джереланапругою4,5...6 В треба дещо змінити її включення. Справа в тому,що при типовому включенні з пониженням напруги живлення зростає ймовірність самозбудження підсилювача ЗЧ. Щоб цього не сталося, вимикаємо ланцюг вольтдобавки, а вивід 6 мікросхеми підключити безпосередньо до плюсового виводу джерела живлення. Для підвищення вхідного опору підсилювача в ланцюг емітера транзистора VT1 включений резистор R3 (його опір може бути в межах110...240 Ом). Рекомендований опір головки гучномовця Ва1-6...8 Ом.

Рисунок 1.11 - Принципова схема підсилювача К174УН4

Підсилювач на рис.1.12 відрізняється підвищеною економічністю. Для роботи в його першому каскаді необхідний транзистор з великим коефіцієнтом передачі струму, здатний працювати в режимі малих струмів. Крім зазначеного на схемі, можна використовувати транзистори КТ342А, КТ342Б і КТ3102 з індексами А _ Е. Вхідний опір підсилювача _ 10 кОм, струм, споживаний його першим каскадом, _ 0,3...0,5 мА. Конденсатор С2 запобігає самозбудження підсилювача на високих частотах. Транзистор VT2 виконує функції розв'язувального фільтра в ланцюзі живлення транзистора VT1. Що дозволило обійтися без додаткового оксидного конденсатора і резистора.

Рисунок 1.12 - Принципова схема підсилювача на традиційне включення К174УН4 з підвищеною економічністю

У підсилювачі рис.1.13 функції першого каскаду виконує інтегральна мікросхема DA1 на польових транзисторах. Гідність такого каскаду _ високий вхідний опір (воно визначається опором резистора R1 і залежно від вимог може бути в межах від декількох десятків кОм до 1 МОм) і можливість одночасного використання як підсилювача напруги АРУ (його знімають із виходу мікросхеми DA1 через відповідний фільтр). Всі розглянуті підсилювачі при вхідній напрузі 30...50 мВ забезпечують вихідну потужність 0,1...0,12 Вт. Струм, споживаний ними в режимі спокою, не перевищує 3...4,5 мА, а при максимальній гучності _ 40 мА.

Підсилювач на К548УН1. Схема одного з каналів підсилювача потужності (другий йому ідентичний) показана на рис.1.14. Як видно зі схеми, кожен канал підсилювача містить всього два каскади. Перший з них виконаний на одній з половин здвоєного інтегрального підсилювача А1 (в дужках вказані номери висновків іншого підсилювача мікросхеми), другий - двотактний емітерний повторювач - на комплементарній парі транзисторів V1, V2.

Рисунок 1.13 - Принципова схема підсилювача К174УН4 з високим вхідним опором

Підсилювач охоплений ООС по постійному (дільник R5R4) і змінному (R5R3C2) напруженням. Для регулювання тембру застосовн підключений паралельно резистору R5 послідовно ланцюг R6.1C6R7, який поглиблює ООС на вищих частотах номінального діапазону. При установці движка змінного резистора R6.1 у нижнє (за схемою) становище частотно-залежна ООС мінімальна, і складові вищих частот проходять на вихід підсилювача без послаблення. По мірі пересування движка вгору (також за схемою) глибина ООС на вищих частотах збільшується і складові цих частот послаблюються.

Рисунок 1.14 - Принципова схема підсилювача К548УН1

Гучність регулюється здвоєним змінним резистором R1, стерео баланс - резистором R2.

Від перевантаження при короткому замиканні в навантаженні вихідні транзистори захищає пристрій обмеження вихідного струму, вбудований в мікросхему К548УН1А. Максимальне значення цього струму дорівнює 12 мА, тому колекторні струми транзисторів V1, V2 не можуть перевищити гранично допустимих. Дросель L1 намотаний (до заповнення каркаса) проводом ПЕВ - 1 0,5. В якості магнітопроводу застосований сердечник Ш6х6 від вихідного трансформатора кишенькового приймача. При складанні дроселя в магнітопроводі необхідно передбачити немагнітний зазор 0,1...0,2 мм.

Підсилювач НЧрис.1.15 введені регулятори тембру, що дозволяють змінювати посилення на частотах 100 Гц і 7,5 кГц приблизно на +/- 20 дБ. Підсилювач зібраний на п'яти транзисторах. Вхідний сигнал посилюється по напрузі каскадами на транзисторах V1, V2 і через емітер ний повторювач на транзисторі V3 подається на двотактний вихідний каскад, зібраний на транзисторах V5, V6 різної структури. Навантаження - динамічна головка В1.

Основні технічні характеристики:

Номінальна вихідна потужність підсилювача - 2 Вт

Коефіцієнт нелінійних спотворень - 0,5%

Чутливість підсилювача - 0,25 В

Смуга пропускаються частот - 20-18000 Гц

Нерівномірність амплітудно-частотної характеристики - 1 дБ

Рівень фону - 60 дБ

Вхідний опір - 1 мОм

Щоб усунути спотворення типу "сходинка", характерні для подібних вихідних каскадів, в ланцюг емітера транзистора V3 включений в прямому напрямку діод V4, напруга на якому забезпечує потрібне зміщення між базами транзисторів V5 іV6.

Рисунок 1.15 - Принципова схема підсилювача і джерела живлення

Для стабілізації режиму роботи вихідних транзисторів, в підсилювач введений зворотний зв'язок по постійній напрузі через резистор R4. Цей же резистор входить в ланцюг зворотного зв'язку по змінній напрузі. Останні ланцюги складаються із змінних резисторів R5, R6, конденсаторів С2, СЗ і котушки індуктивності L1.

У підсилювачі можуть бути використані будь-які транзистори серій КП1030(V1); КТ315, КТ301 (V2); П601_П606 (V3, V5); П701, КТ601, Kt602(V6).

Котушка L1 виконана на кільці тіпоразмера К17,5x8x5 з фериту 2000НМ _вона містить 700 витків дроту ПЕВ-2 0,12. Індуктивність котушки має бути О,6..1 Гн.

Підсилювач НЧ 8 Вт рис.1.16 НЧ потужністю 8 Вт призначений для спільної роботи з п'єзоелектричним звукознімачем при відтворенні грамзапису. Основні параметри підсилювача:

Номінальна вихідна потужність, Вт - 8

Смуга робочих частот, Гц 30 - 18000

Коефіцієнт гармонік % - не більш 1

Опір навантаження, Ом - 8

Чутливість, мВ - 180

Нерівномірність характеристики в робочому діапазоні, дБ - 1

Рівень фону, дБ - 60

Діапазон регулювання тембру, дБ - 16

Вихідний опір, Ом - 1

Регулювальник гучності _ резистор R1, регулювальник тембру по вищих частотах _ R6, по нижчих R3. Транзистори ТЗ _ Т5 установлені на радіаторах площею не менше 50 . Силовий трансформатор Тр1 _ ТА11 _ 127/220 _ 50. Його можна виготовити самостійно, узявши сердечник НІ 6x25. Мережева обмотка трансформатора містить 1800 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,64 мм. Резистор R17 _ дротяний, має 10 витків никелінового дроту діаметром 0,3 мм, намотаних на резисторі ВС-0,25.

Рисунок 1.16 - Принципова схема підсилювача з регулятором тембром та джерелом живлення

Широко смуговій ПНЧ на 8 Втрис.1.17 розрахований на спільну роботу з електропрогравачами, що забезпечені п'єзоелектричним звукознімачем.

Основні параметри підсилювача:

Номінальна вихідна потужність, В - 8

Смуга робочих частот при номінальній вихідній потужності і неравномірності частотної характеристики +/-1 дБ15- 60000

Опір навантаження, Ом - 12

Чутливість, В - 0,18

Коефіцієнт гармонік - %1

Діапазон регулювання тембру, - дБ 16

Рівень фону, дБ - 65

Перший каскад підсилювача для збільшення вхідного опору виконаний за схемою емітерного повторювача. Ланцюги частотної корекції (регулювання тембру) зібрані на резисторах R4 _ R7 і конденсаторах СЗ _ Сб. Другий і третій каскади на транзисторах Т2, ТЗ _ підсилювачі напруги. Фазоінвертор зібраний на транзисторі Т4 за схемою з розділеним навантаженням. Двотактний вихідний каскад на високочастотних транзисторах Т5, Т6 працює в режимі класу В. Вихідні транзистори витримують короткочасні короткі замикання навантаження, оскільки їх базові струми обмежуються резистором R18. Підсилювач охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком, напруга якого знімається з виходу підсилювача і через резистор R6 подається в ланцюг емітера транзистора ТЗ.

Рисунок 1.17 _ Принципова схема підсилювача з регулятором тембром та джерелом живлення

Живиться підсилювач від мережі через випрямляч, виконаний на діодах Д5, _ Д8. Напруга на випрямляч подається з вторинної обмотки знижувального мережевого трансформатора. Радіаторами вихідних транзисторів служить алюмінієве шасі підсилювача, причому транзистор Т5 має бути ізольований від шасі за допомогою тефлонової прокладки товщиною 50 мкм.

Транзистор Т4 встановлений на невеликому циліндровому радіаторі. Трансформатор Тр1 виконаний на сердечнику Ш32х32 з вікном 16x48 мм. Мережева обмотка містить 900 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,41мм, вторинна, _160 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,8 мм.

Стерео підсилювач 2х10 Вт основні технічні характеристики:

Вихідна потужність, Вт

Смуга частот при нерівномірності 0,5 дБ20-20000 Гц

Коефіцієнт нелінійних спотворень, %

Вхідний опір, кОм200

Рівень фону, дБ

Підсилювач рис.1.18 розраховано на підключення акустичних систем опором 8 Ом. Перший каскад на транзисторі Vt1 представляє собою підсилювач напруги з місцевою ООС. Через конденсатор СЗ сигнал поступає на регулювальників стереобалансу, гучності і тембру. Далі сигнал поступає на другий каскад (Vt2), а потім на підсилювач потужності із загальною петлею ООС по напрузі.

Конденсатору С12 запобігає самозбудження підсилювача на високих частотах, терморезистор R24 підвищує стабільність вихідних каскадів підсилювача. Ланцюги R25, Vd1, Vd2, СЮ і R17, С1 є такими, що фільтрують і розв'язують. Транзистори КТ3102Г можна замінити аналогічними марки КТ3102Е. У вихідному каскаді допустимо застосувати транзистори КТ818, КТ819 з буквеними індексами В та Г. Замість діодів КД202В допустимо застосувати мостовий випрямляч типа КЦ412 з будь-яким буквеним індексом.

Рисунок 1.18 _ Принципова схема підсилювача з регулятором тембром та джерелом живлення

Силовий трансформатор ТА88 _127/220 _ 50 або ТА89 _127/220 _ 50. В первинної обмотки з'єднуються виводи 2 і 6, а мережева напруга подається на виводи 1 і 8. Вторинну обмотку утворюють паралельним включенням виводів 11, 13, 15, 17 і 12, 14, 16, 18. Промисловий "силовик" можна замінити саморобним: сердечник ШЛ20х25, мережева обмотка містить 1400 витків дроту ПЕВ-2 0,44, вторинна, _ 200 витків ПЕВ-2 0,93.

У радіолюбительській практиці широкого поширення набув широкосмуговий підсилювач потужності ЗЧ (ППЗЧ), виконаний за симетричною схемою рис.1.19. Біполярні транзистори комплементу його вхідного каскаду включені за схемою двотактного диференціального підсилювача, а наступного _ за схемою із загальним емітером.

Рисунок 1.19 - Принципова схема симетричного підсилювача потужності

Істотно поліпшити параметри такого ППМЧ дозволяє використання в його вхідних каскадах біполярних і польових транзисторів. З інших достоїнств підсилювача слід надати увагувисокій частоті зрізу АЧХ, низький рівень шумів, хорошу стійкість. Основний недолік такого вхідного каскаду _ досить значна чутливість до пульсацій живлячої напруги, що вимагає вживання стабілізованого джерела живлення.

Основні технічні характеристики підсилювача наступні:

Номінальна вхідна напруга, В0,8

Вхідний опір, кОм

Максимальна вихідна потужність на навантаженні 8 Ом, Вт - 10

Номінальна вихідна потужність, Вт - 6

Номінальний діапазон частот (без R2c1), Гц - 10-400000

Відношення сигнал/шум, Дб - 94

Транзистори КПЗОЗД можна замінити на КПЗОЗГ(Е); КП103М _ КП103Л; КТ3102А _ КТ3102Б; КТ3107А _ КТ3107Б; КП904А _КП904Б.

Підсилювач НЧ 12Вт на транзисторах П217 на рис.1.20 представлена повна принципова схема підсилювача низької частоти, виконаного із застосуванням германієвих транзисторів серії П214 _ П217. Його вихідна потужність при опорі навантаження 6 Ом складає близько 12 Вт. За допомогою змінного резистора R4 струм вихідних транзисторів встановлюють рівним близько 100 мА.

Змінним резистором R10 регулюють величину зворотного зв'язку. Коефіцієнт посилення по напрузі цього каскаду дорівнює 3-7.

Рисунок 1.20 - Принципова схема підсилювача 12 Вт

2. МАКЕТА ПІДСИЛЮВАЧА ЗВУКУ

2.1 Моделювання схеми підсилювача звуку

Базовим елементом підсилювача була обрана МС LM3886 з повним комплектом захистів, потужним вихідним каскадом, що дозволяє віддавати довготривалу потужність 68 Вт і короткочасну 135 Вт на 4_Омне навантаження. Струмовий буфер виготовлено на тріоді 6Н23П - ЕВ. Його відрізняють низька напруга живлення, актуальне в даній схемі, і разом з тим, непогане звучання.

На виході присутній обмежувач струму - дротяний SQP-резистор.

На рис.2.1 представлена модельна схема одного каналу підсилювача, яка реалізована за допомогою програми схемо-технічного моделювання MicroCap. Моделювання дозволило оптимізувати характеристики схеми та обрати параметри пасивних компонентів серед ряду номінальних значень.

Рисунок 2.1 -Модельна схема одного каналу підсилювача звуку

Зі збільшенням частоти зростає не лінійність АЧХ і фази. З цим завданням вдало справляється струмовий буфер на тріоді. Нерівномірність залежності коефіцієнта підсилення складає 1.4 дБ (вузол v(13)), а фазова - близько 40 градусів (вузол v(11)) рис.2.2. Відомо, що згідно вимог стандарту DIM до звукової апаратури класу Hi - Fi допускає нерівномірність коефіцієнта підсилення 3 дБ, а нерівність фазової характеристики 30 градусів. Таким чином очікуванні характеристики підсилювача, що розробляється, знаходяться у добрій відповідності до вимог стандарту.

З рис. 2.3 бачимо, що при вхідній напрузі амплітудою 10 мВ вихідна напруга практично не має нелінійних спотворень. Коефіцієнт підсилення за напругою складає близько 70.

Рисунок 2.2 - Частотна характеристикапідсилення та фазочастотна характеристика підсилювача звуку

Рисунок 2.3 - Осцилограма вхідного (вузол v(13)) та вихідного (вузол v(11)) гармонійного сигналу підсилювача звуку

2.2 Схема принципова електрична