고품질 트랜지스터 UMZCH. 구성표, 설명

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특징적인 트랜지스터 사운드(건조하고, 거칠고, 불투명한)가 반드시 트랜지스터 앰프에 고유한 것은 아닙니다. 실제로, 고조파 계수가 0,05% 미만이고 주파수 대역이 20~20000Hz인 트랜지스터 UMZCH의 대부분의 산업 설계는 가장 좋은 소리를 내지 않으며 더 높은 주파수를 크게 증가시켜야 합니다.

성공적인 개발의 예는 무변압기 UMZCH용 회로 기술 개발 초기에 개발된 증폭기[1]입니다. 증폭기는 공통 이미터(CE) 회로에 하나의 전압 증폭 스테이지만 포함하고 2W의 출력 전력에서 약 2%의 왜곡을 갖습니다. 그러나 더 높은 주파수에서는 매우 깨끗하고 투명하며 디테일하게 들리므로 높이를 높일 필요가 없습니다.

역설적이게도 왜곡이 2%인 진공관 앰프는 고조파 왜곡이 0,002%인 트랜지스터 앰프보다 주관적으로 더 좋은 소리를 냅니다. 이는 튜브 증폭기의 고조파 스펙트럼이 훨씬 더 좁고 낮은 차수이며 XNUMX차보다 높지 않은 반면 트랜지스터 증폭기에서는 최대 XNUMX차라는 사실로 설명됩니다.

고전력 램프의 매우 중요한 장점은 캐리어 흡수 시간이 XNUMX이고 제어 전압이 적용될 때 켜짐 지연이 있다는 것입니다. 또한, XNUMX극관의 출력 특성은 알려진 바와 같이 복잡한 부하(임피던스)에서 작동하는 출력단에 이상적입니다. SIT(정적 유도 전계 효과 트랜지스터)는 게이트에 음의 전압이 인가될 때 XNUMX극관과 유사한 특성을 갖습니다. 그러나 바이폴라 트랜지스터는 여전히 라디오 아마추어가 가장 쉽게 접근할 수 있는 트랜지스터입니다.

트랜지스터 증폭기의 왜곡의 주요 원인을 간략하게 살펴 보겠습니다.

출력단에서 왜곡이 발생합니다. 첫 번째 종류의 일시적 왜곡(계단형)은 이미터 팔로어의 전송 특성이 S자 모양으로 강하게 나타나기 때문에 발생합니다. 이러한 종류의 왜곡을 줄이는 방법은 정지 전류와 피드백 깊이를 높이는 것입니다.

두 번째 유형의 과도 왜곡은 스위칭 프로세스로 인한 신호의 시간 지연으로 인해 발생하며 영점 교차 영역에서 왜곡을 유발합니다. 이러한 왜곡은 베이스의 주요 캐리어가 아닌 다소 긴 흡수 시간으로 인해 발생하지만 이 시간 동안에는 피드백이 거의 없으며 예비 단계에서 전체 증폭이 발생하여 공급 전압까지 펄스 서지가 발생합니다. 이러한 유형의 왜곡은 단위 이득 차단 주파수가 5MHz 이상인 고전력 출력 트랜지스터를 사용하여 줄일 수 있습니다. 이 경우 OOS를 높이는 것은 도움이 되지 않습니다.

증폭기의 주요 특성:

감도, V ....... 0,7
입력 임피던스, kOhm.......5,6
4옴 부하에서 정격 출력 전력, W.......60
비선형 왜곡 계수, %......0,02
효과적으로 증폭된 주파수 대역, 레벨 0 - 0,5dB에서 Hz......3...80
레벨 0 - 3dB.......1...120 000
체인 없음 R1.C2.......1...550 000
R1.C2 체인 및 OOS 체인 제외 ....... 최대 85
OOS 깊이, dB.......32
신호 대 잡음비, dB.......96

동적 상호 변조 왜곡(TIM 왜곡)은 신호 슬루율이 증폭기 출력에서 허용되는 최대값을 초과하는 신호 에지에서 발생합니다. 이러한 왜곡의 주요 원인은 입력단에 과부하가 걸리는 것입니다. 특정 위상 왜곡을 제거하려면 증폭기 대역폭이 최소 250kHz여야 하며, 이는 약 50V/μs의 출력 신호 슬루율에 해당합니다. 이러한 유형의 왜곡을 줄이려면 네거티브 피드백이 없는 작동 주파수 범위가 최대 25kHz 이상인 증폭기가 필요합니다. 환경 피드백 깊이는 20~30dB를 초과해서는 안 됩니다. 전력 증폭기에 입력되는 신호의 스펙트럼은 예를 들어 차단 주파수가 약 100kHz인 수동 필터를 사용하여 제한되어야 합니다.

다음 유형의 왜곡은 출력 트랜지스터 h21e-f(Ik)의 전류 전달 계수의 비선형성으로 인해 발생합니다. 그리고 RBX = h21e-Ki(공통 컬렉터가 있는 캐스케이드의 경우)는 출력 저항이 높은 전압 증폭기의 부하이므로 출력 신호 기간 동안 이득도 여러 번 변경되어 궁극적으로 진폭에 비선형성이 발생합니다. 앰프 전체의 특성. 이러한 왜곡을 줄이기 위해서는 6단 Darlington 회로를 이용하여 전압증폭기의 출력저항을 낮추거나 출력단의 입력저항을 높여야 하는데 이는 스위칭 시간의 증가로 인해 바람직하지 못하며, 결과적으로 스위칭 왜곡이 증가합니다. 다른 유형의 왜곡에 대한 자세한 내용은 [XNUMX]에서 확인할 수 있습니다.

제안된 증폭기(그림 1)의 개발은 [2]와 [3]에 설명된 개념을 기반으로 합니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

회로 솔루션은 [4]와 [5]에서 차용되었습니다. 앰프는 접지되지 않은 중간 지점이 있는 정류기에 의해 전원이 공급되므로 출력 단계의 DC 구성 요소로 인해 라우드스피커가 손상되는 것을 방지할 수 있습니다. 반전 증폭기의 중요한 장점은 입력 차동 스테이지에 공통 모드 구성 요소가 전혀 없다는 것입니다. 비반전 증폭기와 달리 이 단계에서는 트랜지스터 VT2의 전류 소스 전압과 트랜지스터 VT1, VT3의 콜렉터-에미터 전압의 기생 변조로 인해 왜곡이 발생하지 않습니다. 또한 이 솔루션은 전원 노이즈 내성이 뛰어나 전원을 켜고 끌 때 특유의 클릭 소리가 없습니다.

차동 스테이지의 신호 픽업은 대칭입니다. VT3, VT7, VT8 - OE-OK-OB; VT1, VT4, VT8 - OB-OK-OE. 이를 통해 최대 이득과 높은 CMOR(공통 모드 거부율)을 얻을 수 있습니다. 이미터 연결이 있는 트랜지스터 VT7, VT8의 전압 증폭기 부하는 트랜지스터 VT11의 전류 생성기입니다. 출력 저항은 저항 R17, R18을 사용하여 안정화됩니다. 출력단에 대한 바이어스는 트랜지스터 VT9, VT10을 사용하여 전압 발생기에서 공급됩니다. 출력 트랜지스터의 대기 전류는 저항 R50을 선택하여 100 -21mA 범위로 설정됩니다. 트랜지스터 VT14(VT15)는 이미터 전류 VT16(VT17)을 감지하고 출력 트랜지스터의 스위치 오프(차단)를 방지하여 스위칭 왜곡 가능성을 제거합니다. 출력 트랜지스터는 다이오드 VD2.VD3을 사용하여 과전류로부터 보호됩니다.

Boucher 보상기 R29, C6은 증폭기 출력에 연결되어 부하 임피던스가 순수하게 활성화됩니다.

인터페이스 왜곡이 나타나는 것을 방지하려면 음향 시스템(AS)을 가능한 가장 큰 단면적의 와이어를 사용하여 증폭기에 연결해야 합니다.

증폭기는 인쇄 회로 기판에 만들어집니다(그림 2). 자세한 내용은 여기에 게시하세요. 코일 L1은 PEV-31 와이어 2를 사용하여 저항 R0,69에 감겨 있으며 14회전을 포함합니다. 트랜지스터 VT12, VT13은 20x15x10 크기의 핀 라디에이터에 장착됩니다. VT5 트랜지스터는 직접 연결된 D220 다이오드로 교체될 수 있습니다.

고품질 트랜지스터 UMZCH

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증폭기 설정은 출력 트랜지스터의 정지 전류를 설정하고 접지되지 않은 중간점에서 공급 전압의 절반을 설정하는 것으로 요약됩니다. 스테레오 쌍의 앰프를 사용하는 경우 별도의 정류기에서 각 채널에 전원이 공급됩니다.

증폭기는 교정 증폭기[7]와 함께 테스트되었으며 좋은 결과를 보여주었습니다. 앰프의 작동은 높은 충실도의 재생으로 구별되며 사운드의 디테일과 투명성이 향상됩니다.

문학 :

V. Ivanov "변압기 없는 ULF". "라디오" No. 2/70, pp. 29-30.
I. Akulinichev. "공통 모드 안정기를 갖춘 ULF." "라디오" 3/80, 47페이지.
I. Akulinichev "전력 증폭기 전력의 중요성" "라디오" No. 11/84, pp. 33-35.
일본 특허 제60-23531호 공보 24-126-85, p.73.
AS 소련 1259472, 간행물 01-133-87, p.6
N. Sukhov. "선형 왜곡 UMZCH 평가 문제". "라디오" 번호 5-7/89.
A.Petrov. "현대 증폭기 교정기"/ "라디오 아마추어"No. 2/92, pp. 33-34.

저자: A.Petrov

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