Усилители НЧ

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.