단순한 고품질 UMZCH. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 트랜지스터 전력 증폭기

 기사에 대한 의견

기사 [1]에 응답한 라디오 아마추어의 편지를 분석하여 우리는 다음과 같은 결론에 도달했습니다. 첫째로(이것은 당연합니다) 모든 사람들은 간단한 회로 3CH 전력 증폭기(UMZCH)를 만드는 것을 선호합니다. 둘째, 증폭기 회로가 단순할수록 훈련이 덜 된 무선 아마추어가 조립을 수행합니다. 셋째, 숙련된 설계자라도 알려진 설치 규칙을 무시하는 경우가 많아 최신 요소 기반에서 UMZCH를 반복할 때 오류가 발생합니다.

위의 내용을 바탕으로 [1, 1]에 설명된 증폭기를 기반으로 UMZCH가 개발되었습니다(그림 2 참조).

그림 1(확대하려면 클릭)

주요 특징은 소신호 모드([1]에 설명된 증폭기에서와 같이)에서 연산 증폭기를 사용하는 것이며, 이는 연산 증폭기 출력 전압의 슬루율을 초과하지 않고 재생되는 신호의 주파수 대역을 확장합니다. 삼]; 출력 단계의 트랜지스터 - OE 회로 및 사전 터미널 단계 - 이미 터 및 컬렉터 회로에서 부하가 분할됩니다. 후자는 명백한 설계 이점(공통 방열판에 3개의 트랜지스터를 모두 배치할 수 있는 가능성) 외에도 OK 회로에 따라 트랜지스터가 연결된 출력단에 비해 특정 이점을 제공합니다[2].

UMZCH의 주요 기술적 특성:

• 주파수 응답 불균일이 있는 정격 주파수 범위 2dB, Hz.......20...20 000
• 정격(최대) 출력 전력, W, 저항 부하 시, Ohm: 4......30(42)
• 8......15(21)
• 정격 주파수 범위 내 정격 전력에서의 고조파 계수, %, 더 이상.......0,01
• 정격(최대) 입력 전압, V.......0,8(1)
• 입력 임피던스, kOhm.......47
• 출력 저항, 옴, 이하.......0,03
• 노이즈 및 배경의 상대적 수준, dB, 더 이상 .......-86
• UMZCH를 켜고 끌 때 출력 전압 서지의 진폭, V, 최대 ... 0,1

연산 증폭기 DA1은 공급 전압을 필요한 값으로 낮추는 트랜지스터 VT1 및 VT2를 통해 전원이 공급됩니다. 트랜지스터의 정지 전류는 저항 R8 및 R9에 전압 강하를 생성하여 트랜지스터 VT3, VT4 및 VT5, VT6의 베이스에 필요한 바이어스 전압을 제공하기에 충분합니다. 이 경우 최종 단계의 트랜지스터에 대한 바이어스 전압은 공급 전압이 0,35...0,4% 증가하고 10...15% 과열될 때 안정적으로 닫힌 상태를 유지하도록 선택됩니다(60...80V). °C. 이는 저항 R12, R13에서 제거되어 사전 최종 단계의 트랜지스터 작동 모드를 동시에 안정화하고 전류에 대한 로컬 네거티브 피드백을 생성합니다.

OOS 회로의 저항 R11과 R4의 저항 사이의 관계는 0,8V의 공칭 입력 전압을 얻는 조건에서 선택됩니다. 단순화를 위해 외부 보정 및 연산 증폭기 밸런싱 회로의 포함은 다이어그램에 표시되지 않습니다. 앰프 설정에 관한 섹션에서 논의됩니다).

3kHz 영역의 차단 주파수를 갖는 저역 통과 필터 R2C3 및 고역 통과 필터 C10R60은 고장을 방지하기 위해 상대적으로 저주파 트랜지스터 VT3-VT6이 더 높은 주파수에서 작동하는 것을 방지합니다. 커패시터 C4, C5는 사전 터미널 및 최종 캐스케이드의 위상 응답 특성을 수정하여 설치에 실패할 경우 자체 여기를 방지합니다.

코일 L1은 상당한 용량성 부하로 UMZCH의 안정성을 높입니다.

UMZCH는 불안정한 정류기에 의해 전원이 공급됩니다. 이는 스테레오 증폭기의 두 채널 모두에 공통될 수 있지만 이 경우 필터 커패시터 C8 및 C9의 커패시턴스를 두 배로 늘려야 하며 변압기 T1의 1,5차 권선 와이어 직경을 두 배로 늘려야 합니다. 각 앰프의 전원 회로에는 퓨즈가 포함되어 있습니다.

UMZCH의 디자인은 다를 수 있지만 반복의 성공 여부에 따라 일부 디자인 기능을 고려해야 합니다.

인쇄 회로 기판의 도면과 UMZCH의 한 채널에 대한 부품 배치가 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX

Pic.2

부품의 리드 길이는 7~10mm를 넘지 않아야 합니다(설치의 용이성을 위해 연산 증폭기 DA1의 리드는 약 15mm로 단축됩니다). UMZCH에서는 정격 전압이 50V 이상인 세라믹 커패시터를 사용해야 합니다. 보드는 15~20mm 높이의 랙을 사용하거나 바로 근처에 있는 최종 단계 트랜지스터의 방열판에 장착할 수 있습니다. 분리 가능한 커넥터를 사용하여 최종 단계를 최종 단계 전 커넥터(예: MRN-22)에 연결합니다(커넥터의 소켓과 핀은 지점 1-5에 연결됩니다). 후자의 경우 저항 R12 및 R13의 저항은 43...47 Ohms로 선택해야 하며 트랜지스터 VT5, VT6이 연결된 커넥터 소켓에서 동일한 저항 R12' 및 R13'의 저항은 다음과 같아야 합니다. 설치됩니다(이렇게 하면 커넥터의 접촉이 끊어질 경우 트랜지스터의 고장을 방지할 수 있습니다). 보드와 최종 단계의 트랜지스터 사이의 도체 길이는 100mm를 넘지 않아야 합니다.

다이어그램에 표시된 것 외에도 UMZCH는 연산 증폭기 K140UD6B, K140UD7A, K544UD1A를 사용할 수 있지만 이 경우 5kHz 이상의 주파수에서 고조파 계수는 약 0,3%로 증가합니다.

프리 터미널 스테이지의 트랜지스터는 알루미늄 합금으로 만들어진 70x35x3mm 크기의 플레이트(직경 2,2mm 구멍이 있는 탭 제외)에서 구부러진 방열판에 배치되며, 이는 보드에 부착됩니다. 우발적인 기계적 충격으로 인해 트랜지스터 리드가 파손되는 것을 방지하기 위한 M2X8 나사 및 너트 XNUMX개.

최종 단계의 트랜지스터는 UMZCH의 각 채널에 공통인 방열판이나 두 채널에 공통인 방열판에 배치될 수 있습니다. 첫 번째 경우에는 방열판에 고정되고 후자는 UMZCH 케이스에서 절연되며, 두 번째 경우에는 트랜지스터가 절연되고 방열판은 증폭기 케이스의 구조 요소가 될 수 있습니다. 트랜지스터 본체-방열판의 열 저항을 줄이려면 열 전도성 페이스트를 사용해야 합니다. 별도의 (각 채널마다) 방열판을 사용하는 경우 플라스틱 케이스에 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 이는 금속 베이스의 작은 면적으로 인해 개스킷이 제대로 제작되지 않았거나 방열판과 열 접촉이 있는 경우 과열될 수 있습니다. 느슨하고 틈에 페이스트가 과도하게 묻어 있습니다. 두 채널에 공통으로 사용되는 방열판의 금속 케이스에 트랜지스터를 설치하는 것이 좋습니다. 트랜지스터당 방열판 면적은 최소 500cm2 이상이어야 합니다.

UMZCH의 설치와 해당 채널을 전원에 연결하는 것은 매우 중요합니다. 전원선(+22V, -22V 및 공통)은 최대한 짧아야 하며(각 채널마다 별도로 배치해야 함) 단면적이 충분히 커야 합니다(최대 전력 42W, 최소 1,5W). mm2). 스피커 시스템과 최종 단계 트랜지스터의 이미터 및 컬렉터 회로를 UMZCH 보드에 연결하려면 동일한 단면적의 와이어를 사용해야 합니다.

그들은 마지막 단계를 끈 상태에서 UMZCH를 설정했습니다. 분리 가능한 커넥터를 사용하여 UMZCH의 부품을 연결하는 경우 전원 선과 3H 신호 발생기의 출력만 연결되는 기술 소켓을 사용하는 것이 편리합니다. 터미널 트랜지스터를 UMZCH 보드에 직접 연결하는 경우 기본 회로의 인쇄 도체에서 솔더 점퍼를 제거하고 후자를 이미 터 터미널에 임시로 납땜하는 것으로 충분합니다.

연산 증폭기 DA1의 균형을 맞추기 위해(필요한 경우) 보드에는 특정 유형의 균형 회로에 따라 미세 회로의 핀을 연결하기 위한 조정 및 고정 저항기 또는 와이어 점퍼용 구멍이 있습니다. 예를 들어, K544UD2 연산 증폭기의 균형을 맞추기 위해 단자 1과 8은 저항이 62kOhm인 저항을 통해 엔진 출력에 연결되고 저항이 다음과 같은 조정 저항의 저항 요소 단자 중 하나에 연결됩니다. 22kΩ 이 저항의 자유 단자는 와이어 점퍼를 통해 연산 증폭기의 핀 7에 연결되고 저항이 75kOhm "인 저항을 통해 핀 5에 연결됩니다 (그림 2에서 이러한 요소는 점선으로 표시됨). K544UD1 연산 증폭기를 사용할 때 핀 1은 저항이 4.3kOhm인 저항을 통해 핀에 연결되고 저항은 1,5kOhm인 트리밍 저항이 있으며 자유 출력은 저항을 통해 연산 증폭기의 핀 8에 연결됩니다. 5,1 kOhm의 저항 및 점퍼 와이어가있는 핀 7에 연산 증폭기 K140UD6 및 K140UD7의 균형을 맞추기 위해 동일한 값의 저항이 사용되지만 트리밍 저항의 자유 출력은 상수를 통해 연결됩니다. 핀 5의 저항과 연산 증폭기의 핀 4의 점퍼 그러나 밸런싱이 필요하지 않을 수 있으므로 이러한 부품은 필요한 경우에만 설치됩니다.

설정은 증폭기의 입력이 단락되는 것으로 시작되며, 최대 감도 모드로 켜진 오실로스코프가 출력에 연결되고 잠시 동안 전원이 공급됩니다. 출력에 교류 전압이 없는 경우, 즉 자체 여기가 없는 경우 직류를 사용하여 트랜지스터 VT3, VT4 및 연산 증폭기 DA1의 작동 모드를 측정합니다. 연산 증폭기 공급 전압은 +13,5...14 및 -13,5...14 V 범위에 있어야 하며 대략 동일해야 합니다(편차는 0,2...0,3 V 내에서 허용됨). 저항 R12 및 R13의 전압 강하는 0,35...0,4 V와 같아야 합니다. 지정된 값과 크게(10% 이상) 다른 경우 저항 R8, R9를 선택해야 합니다. 새로운 저항은 동일하게 유지되었습니다. UMZCH의 전원이 꺼지면 저항기를 교체하십시오. K544UD2A 연산 증폭기 저항의 대략적인 저항이 다이어그램에 표시되어 있습니다. 연산 증폭기 K544UD1A 및 K140UD6을 사용할 때 초기 저항은 680Ω이어야 하고 K140UD7을 사용할 때는 560Ω이어야 합니다.

저항 R8, R9를 선택한 후 UMZCH 출력에서 ​​DC 전압을 측정하고 20...30mV를 초과하는 경우 연산 증폭기 DA1의 균형을 맞춥니다. 그런 다음 트랜지스터 VT5, VT6의 베이스를 이미터 VT3, VT4에 연결하고 잠시 전원을 켠 후 이 형태에서도 UMZCH가 자체 여기되지 않는지 확인하십시오. 입력이 단락될 때 AC 노이즈 및 배경 전압은 1mV를 초과해서는 안 됩니다.

다음으로, 전력 손실이 16...10W인 15Ω 저항을 갖는 저항이 UMZCH의 출력에 연결되고, UMZCH의 입력이 열리고, 1kHz의 주파수로 조정된 발전기가 연결됩니다. 그리고 부하에서 13,5...의 전압이 얻어질 때까지 신호를 점진적으로 증가시킵니다. 14V, 사인파의 양수 및 음수 반파 제한의 대칭성을 확인합니다.

증폭기 출력의 최소(지정된 제한 내) 정전압은 필요한 경우 연산 증폭기 DA1의 최종 밸런싱을 통해 달성됩니다. 그런 다음 UMZCH에 공칭 부하(저항이 4 또는 8Ω인 저항)를 로드하여 주요 특성 측정을 시작할 수 있습니다. 이러한 유형의 UMZCH를 설정하는 기능은 [XNUMX]에 자세히 설명되어 있습니다.

그러나 위의 설치 규칙을 준수하지 않고, 의도한 장소에 설치하지 않고 자체 전원으로 전원을 공급하지 않고 조립된 UMZCH의 매개변수를 조정하고 더욱 정확하게 평가하려는 시도를 고려해야 합니다. 공급은 원하는 결과를 제공하지 못할 뿐만 아니라 출력단 트랜지스터의 고장을 초래할 수도 있습니다. UMZCH 설정 및 특성 측정은 설계가 완전히 완료된 후에 시작해야 합니다. 앰프의 단순성은 명백합니다. DA1 연산 증폭기와 UMZCH는 전체적으로 최대 생성 주파수가 100~300MHz이고 출력 단계에서 상당한 전이 커패시턴스를 갖는 트랜지스터를 사용한다는 점을 잊어서는 안 됩니다. 역회로 연결과 충분한 크기의 부하가 명백히 없는 경우. 이미 터 회로 와이어의 미미한 인덕턴스, 상당한 길이에 걸친 베이스 및 컬렉터 회로 와이어의 병렬 배열은 고주파수에서 자기 여기를 유발할 수 있으며 이는 최종 및 사전 터미널 단계의 트랜지스터에 매우 위험합니다. (그러나 이는 설명된 장치뿐만 아니라 다른 구성표에 따라 조립된 UMZCH에도 해당됩니다.)

UMZCH의 특성은 적절한 측정 장비를 사용하여 잘 알려진 방법에 따라 측정됩니다. 상업용 측정 장비의 성능을 넘어서는 값을 갖는 개별 매개변수(예: 작은 비선형 왜곡)를 측정하려면 "Radio" 저널에 게재된 방법을 사용할 수 있습니다(예: [4] 참조).

고조파 계수와 소음 및 간섭의 상대 수준을 측정할 때 연결 전선의 차폐 불량, UMZCH 입력 및 민감한 측정으로 인해 전원 공급 장치 네트워크, 텔레비전 및 라디오 송신기, 텔레비전 및 기타 무선 장치로부터 발생할 수 있는 간섭에 대해 기억해야 합니다. 기기뿐만 아니라 접지되지 않은 인클로저가 서로 연결되어 있지 않은 경우에도 마찬가지입니다. 때로는 장치 중 하나의 전원 플러그 또는 소켓의 UMZCH를 재배치하여 잘못된 결과를 얻는 것만으로도 충분합니다. 그건 그렇고, 오래된 아마추어 무선 관행에서 알려진 UMZCH를 손가락으로 입력 회로를 터치하여 확인하는 방법을 사용해서는 안됩니다. 이로 인해 출력 트랜지스터가 작동하지 않는 수준의 고주파 간섭이 발생할 수 있습니다.

고려된 회로는 다양한 출력 전력으로 UMZCH를 생성할 때 기초로 사용할 수 있습니다. 이렇게 하려면 UMZCH와 전원 공급 장치의 여러 요소를 변경하면 됩니다. 이 문제에 대한 몇 가지 권장 사항은 표에서 확인할 수 있습니다.

약 25W의 출력 전력으로 UMZCH를 구성할 때 일부 요소를 제거할 수 있습니다(그림 3 참조).

Pic.3

보시다시피, 공통 와이어에 연결된 연산 증폭기 DA1의 비반전 입력 회로의 저항 대신 여기에 저항 R1-R3 분배기가 사용되어 중간 단자를 버릴 수 있습니다. 네트워크 변압기 T1의 24차 권선. 이를 통해 28차 권선 전압이 XNUMX~XNUMXV인 변압기를 사용할 수 있으며 최종 단계 트랜지스터 중 하나가 고장날 경우 스피커 시스템이 고장나지 않도록 보호합니다.

그림의 다이어그램에 따른 UMZCH. 3은 동일한 PCB에 실장될 수 있습니다(그림 2 참조). 이 경우 저항 R2, R5-R7의 단자 구멍은 비워두고 저항 R8 및 R9는 연산 증폭기 DA1의 전원 회로에 직접 납땜되며 와이어 점퍼는 단자 구멍에 설치됩니다. 트랜지스터 VT1, VT2의 이미 터와 컬렉터. 25W 미만의 출력 전력으로 문자 인덱스가 있는 KT805 및 KT837 시리즈의 트랜지스터를 최종 단계에서 사용할 수 있습니다.

그림의 계획에 따라 UMZCH의 설립. 3은 위에서 설명한 것과 다르지 않습니다.

문학 :

1. Gumelya E. 품질 및 회로 UMZCH. - 라디오, 1985, 9번, p. 31-35
2. Rieder I. Abacus Rieder 60-120 - Funktcheu. 1986, 2번. 에스. 39-41.
3. Gumelya E. 품질 및 회로 UMZCH. 라디오, 1986, 5번. 와 함께. 43-46
4. Mitrofanov Yu. 전력 증폭기의 절약 모드 A - Radio 1986, No. 9 p. 40-43

저자: E.Gumelya

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