фильтры низших частот; 2, 3 — фильтры верхних частот; 5 — 8 — усилители

Принципиальная схема усилителя показана на рис. 2. Входной каскад представляет собой диффе­ренциальный усилитель на транзисторах 77 и Т2. Каких-либо особенностей он не имеет. Балансируют усилитель подстроечным резистором R28.

Следующий каскад собран на транзисторе ТЗ. Сигнал с него поступает в оконечный усилитель. На транзисторе Т5 выполнен генератор тока. Для уста­новки тока покоя и термостабилизации рабочей точ­ки выходных транзисторов служит каскад на тран­зисторе Т4.

Оконечный усилитель построен по симметричной двухтактной схеме. Верхнее плечо на транзисторах Т6, Т8, Т10 и Т12 и нижнее на транзисторах Т7, Т9, Т11 и Т13 собраны по одинаковым схемам на тран­зисторах разной структуры. К эмиттерам выходных транзисторов подключена нагрузка.

Симметричность обусловливает малые нелиней­ные искажения при относительно неглубокой (— 18 дБ) обратной связи, охватывающей весь уси­литель. Обратной связью через резисторы R13 — R15 и R15 — R17 дополнительно охвачены оконечные кас­кады. Подстроечный резистор R15 служит для уста­новки динамической симметрии обоих плеч усилите­ля по коэффициенту усиления. (Эту регулировку выполняют при подаче на вход сигнала частотой 400 Гц, выходной сигнал должен быть 3 В.)

На рис. 3 показана зависимость выходной мощ­ности усилителя от частоты при коэффициенте гар­моник 0,5%, а на рис. 4 — зависимость коэффици­ента гармоник от частоты при выходном сигнале 2,44 В. При снятии характеристик к усилителю под­ключалась нагрузка 4 Ом.

Рис. 2. Принципиальная схема усилителя

Рис. 3. Зависимость выходной мощности усилителя от частоты при коэффициенте гармоник 0,5%

Рис. 4. Зависимость коэффици­ента гармоник от частоты при выходном сигнале 2,44 В

Рис. 5. Принципиаль­ная схема фильтров и блока питания

Рис. 6. Амплитудно-частотная характеристика фильтров

Принципиальная схема фильтров (одного кана­ла) и блока питания приведена на рис. 5. Ампли­тудно-частотная характеристика фильтров изобра­жена на рис. 6. Правый и левый каналы квадрафо­нического усилителя питаются от отдельных источ­ников. Напряжение питания фильтров стабилизи­ровано.

Рис. 7. Внешний вид усилителя

Рис. 8. Расположение деталей на печатной плате усилителя (слева) и печатная плата (справа)

Конструкция и детали. Внешний вид усилителя показан на рис. 7, а сборочный чертеж — на рис. 9.

Большинство деталей усилителя размещено на печатных платах. Печатная плата и расположение деталей усилителя мощности на ней показаны на рис. 8.

В усилителях мощности можно использовать транзисторы KT8I4B (Т8), КТ815В (Т9), КТ816В (Т10), КТ817В (Til), KT803A, КТ819В (Т12), КТ818В (Т13). При использовании комплементар­ных транзисторов сопротивление резисторов R20, R21, R23, R24 следует увеличить в два раза. Тран­зисторы КТ816В (Т10) и КТ817В (ТП) нужно ус­тановить на радиаторы из дюралюминиевой пласти­ны размерами 70X20X4 мм.

Если описанный усилитель будет собран в боль­шем корпусе, то сопротивление терморезистора (ти­па ММТ) должно быть 5,1 кОм, а параллельно тер­морезистору следует включить обычный резистор сопротивлением 2,2 кОм.

В блоке питания применены трансформаторы, собранные на магнитопроводах ШЛ 16×32. Обмотки I содержат 1320 витков провода ПЭВ-1 0,35; об­мотки II — 130+130 витков провода ПЭЛ 0,8; об­мотки III — 80 витков провода ПЭЛ 0,35. Экрани­рующая обмотка выполнена в один слой проводом ПЭВ-1 0,35.

Налаживание усилителя проводится по обще­принятой методике.

Ток покоя выходных транзисторов устанавлива­ют резистором R8, добиваясь падения напряжения на резисторах R22 и R25, равного 10 мВ. После каж­дой регулировки резисторами R15 и R28 ток покоя следует устанавливать заново.

При возбуждении усилителя (если используют­ся комплементарные транзисторы) между базой транзистора Т8 и корпусом (или «плюсовой» шиной питания) следует включить конденсатор емкостью 3300 пФ.

Повторяя данный квадрафонический усилитель, следует учесть следующее. Применение транзистора П210 снижает выходную мощность на высоких ча­стотах, повышает потребляемый ток и увеличивает на этих частотах коэффициент гармоник. Желатель­но использовать транзисторы серии КТ818, КТ819. Применять транзисторы КТ806 и ГТ806 нецелесооб­разно, так как это делает усилитель менее надеж­ным. Эти транзисторы не выдерживают резких пере­падов тока и мгновенных «сбросов» нагрузки.

Малые габариты усилителя плохо отражаются на тепловом режиме. Параметры сильно изменяют­ся даже при 15-минутной работе на максимальной мощности.

Указанная в статье мощность силовых трансфор­маторов оказалась на практике недостаточной. Трансформаторы при максимальной мощности пере­греваются. В указанных габаритах усилителя мож­но разместить трансформаторы больших размеров, с большей габаритной мощностью. Например, их можно изготовить на магнитопроводах ШЛ20Х32, изготовленных из трансформаторной стали Э330 толщиной 0,35 мм.

Заключение

Исследование усилителя с общим эмиттером показало: коэффициент усиления данного усилителя без обратной связи составляет приблизительно 95, что соответствует теоретическим расчетам. При отключении из эмиттерной RC-цепочки конденсатора образовывалась последовательная отрицательная обратная связь по току, что приводит к снижению коэффициента усиления до 8-9, что также соответствует теоретическим расчетам.

На основании данной схемы был собран лабораторный модуль для исследования обратной связи, который будет использоваться студентами физического факультета в лабораторных работах по курсу “Основы радиоэлектроники”.

При выполнении данной работы использовались следующие программы: Electronics Workbench- для виртуального моделирования электрических схем, Sprint Layout – для разводки печатных плат, Splan4.0 –для рисования схем.

Литература

1. Основы радиоэлектроники. Под редакцией Г.Д.Петрухина.- М.: Издательство МАИ, 1993.

2.Ефимчик М.К. Технические средства электронных систем: Учебное пособие. – М.: Тесей, 2006

3. Мамонхин И.Г. Усилительные устройства: Учеб. пособие для вузов.— М.: Связь, 1977.

4. Расчет электронных схем. Примеры и задачи: Учеб. пособие для вузов / Г.И. Изъюрова, Г.В. Королев, В.А. Терехов и др. — М.: Высшая школа, 1987.

5. Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники: Учеб. пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1988.

6. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники: Учеб. пособие для вузов. —М.: Радио и связь, 1985.

7. Головин О.В., Кубицкий А.А Электронные усилители. — М.: Радио и связь, 1983.