В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема миниатюризации звуковоспроизводящей аппаратуры при одновременном улучшении ее технических характеристик. Один из путей ее решения — широкое внедрение интегральных микросхем ( ИС ). К сожалению, не всегда их применение гарантирует высокое качество. Например, усилители мощности, построенные на основе ИС К174УН7 [1] имеют сравнительно высокий (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт) коэффициент гармоник. В разное время радиолюбителями предлагались схемные решения [2, 3], позволяющие снизить искажения до 1...2 %, однако этого недостаточно для высококачественных усилителей 34.
Автору статьи удалось довести этот параметр до 0,07...0,08 % на частоте 1000 Гц [4]. Снижение искажений достигнуто введением дополнительного усилительного каскада и цепи. ООС (см. рисунок). Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором сопротивлением 4...6 кОм (верхнее плечо), находящимся внутри ИС и включенным между выводами 6 и 12.
Рис. 1. Схема усилителя
Дополнительный усилительный каскад позволяет снизить
искажения, вносимые ИС. поскольку дает возможность противление резистора R10.
Неизбежное снижение коэффициента усиления ИС компенсируется дополнительным
каскадом усиления.
Дальнейшее снижение нелинейных искажений достигнуто
включением цепи ООС (конденсатора С8) между выводом 6 ИС и точкой соединения
резисторов R4, R5 коллекторной нагрузки транзистора VТ1. При этом сам
транзистор оказывается охваченным параллельной ООС по напряжению, и на его
базу поступает разность входного и выходного сигналов. Входное же
сопротивление усилителя становится равным сопротивлению резистора R1, т.
е. 15 кОм. Для коллекторной цепи транзистора напряжение ООС является
вольтодобавкой, увеличивающей эффективное сопротивление резистора R5 в
несколько раз, что резко повышает коэффициент усиления дополнительного
каскада. При указанных на схеме номиналах элементов коэффициент усиления
микросхемы DА1 составляет 4...6, а каскада на транзисторе VTI — 10...12.
Резистором R3 устанавливают симметричное ограничение полуволн сигнала при
изменении напряжения питания в пределах 5... 15 В.
С целью
снижения (в 2...3 раза) коэффициента гармоник на частотах выше 6000 Гц в
предлагаемом устройстве в 8 раз, по сравнению с типовой схемой включения,
уменьшена емкость конденсатора С4, что может привести к самовозбуждению
отдельных экземпляров усилителя. В этих случаях следует пойти на компромисс и
несколько увеличить емкость упомянутого конденсатора. По-иному (опять же по
сравнению с типовой схемой) включена нагрузка. Связано это со стремлением
сократить число конденсаторов. Дополнительно введенная цепь R7С2 обеспечивает
фильтрацию напряжения питания и уменьшает (в 1,5...2 раза) искажения,
обусловленные его нестабильностью.
При макетировании описанного
усилителя было установлено, что существенное влияние на коэффициент гармоник
оказывает последовательность подключения выводов деталей к общему проводу. Она
должна быть такой (от входа к выходу): RЗ, Rб, вывод 9 DА1, СЗ, С4, R9, С9,
вывод 10 DА1. С10. Конденсатор С2 следует соединить с общим проводом в той
точке, где к нему подключен резистор RЗ. Важно также, чтобы были соединены в
одной точке выводы резисторов R1—RЗ и базы VTI.
Для измерения
параметров усилителя использовались генератор сигналов звуковой частоты
ГЗ-107 и измеритель нелинейных
С6-5. При напряжении питания 12 и 15 В, сопротивлении нагрузки 4 Ом и
выходном напряжении 3 и 4,3 В коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц составил
соответственно 0,07 и 0,1 %. Измеренное на нагрузке отношение сигнал/шум равно
79 дБ относительно номинального уровня выходного напряжения 3 В.
При
напряжении питания 12 В и выходном 3 В АЧХ усилителя в диапазоне 1000... 16
000 Гц горизонтальна, а на частотах 63 и 100 Гц имеет спад соответственно 6 и
2,5 дБ, что обусловлено влиянием конденсатора С9. При увеличении его емкости
до 10000 мкФ АЧХ усилителя горизонтальна вплоть до 20 Гц.
А. ЖАРОНКИН г. Омск Радио, 1987, № 5, стр. 54
ЛИТЕРАТУРА
1. Интегральные микросхемы:
Справочник / Б. В. Тарабрин и др.; Под ред.Б. В. Тарабрина.— М.: Радио и
связь, 1983. 2. Филин С. Снижение
в усилителях мощности на ИМС.— Радио, 1981,№ 12, с. 40. 3. Громов В.,
Радомский А. Улучшение параметров усилителя на
Радио, 1986, № 9, 39—41, 4. Авторское свидетельство СССР № 1193770
(Бюл. «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки».
1985, № 43).
Copyright by СРК. All rights
reserved. | |