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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 K174UN7 칩의 앰프 매개변수 개선. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 트랜지스터 전력 증폭기 전문화된 마이크로 회로의 계속 확장되는 범위는 아마추어 무선 통신의 창의성을 제한해야 할 것 같습니다. 실제로 이러한 미세 회로는 일반적으로 개발자가 전자 장비의 특정 작업 또는 기껏해야 좁은 범위의 작업을 해결하도록 지향합니다. 그렇기 때문에 라디오 아마추어와 라디오 디자이너는 전형적인 스위칭 방식에 따라 조립된 미세 회로의 노드를 결합하기 위해 창의적인 "큐브 게임"만 남은 것 같습니다. 그러나 잡지의 페이지에 다소간 정기적으로 등장했던 루브릭 "라디오 아마추어는 실험을 한다"는 정신은 독자의 마음에서 죽지 않습니다. 이에 대한 증거는 여기에 게시된 V. Gromov와 A. Radomsky의 기사로, 우리의 의견으로는 라디오 아마추어뿐만 아니라 하드웨어 개발자와 초소형 회로 제작자 모두의 전문가도 주목해야 합니다. 우리는 그 출판물에 대한 그들의 응답을 기다리고 있습니다. 결국 K174UN7 칩은 가정용 무선 장비에 매우 널리 사용됩니다. 글쎄, 우리는 전문 IC의 일반적인 스위칭 회로 개선과 비표준 스위칭 회로에서의 사용(새로운 기능 구현 등)에 대한 실험을 수행하기 위한 제안으로 모든 독자에게 호소합니다. 그러나 흥미로운 긍정적 인 효과를 얻었으므로 편집자에게 서두르지 마십시오. 여러 개의 미세 회로 사본에서 재현성을 확인하십시오. 현재 소형 무선기기의 UMZCH(Audio Frequency Power Amplifier)는 특수 집적회로(IC) K174UN7을 기반으로 제작되는 경우가 많다[1]. 그러나 큰 비선형 왜곡(일반적인 연결에서 10kHz의 주파수 및 공급 전압에서 4,5W의 출력으로 최대 1% 15V)이고 어떤 경우에는 입력 임피던스(50kOhm)가 충분히 높지 않습니다. 따라서 라디오 아마추어가 비선형 왜곡을 줄이는 방법을 찾고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 예를 들어, 전계 효과 트랜지스터를 기반으로 하는 전류 안정기로 전압 부스트 회로를 교체할 것을 제안합니다[2]. 불행히도 [2]에서 제안된 권장 사항의 검증은 그들의 구현이 부하에 전달되는 최대 전력의 감소만큼 왜곡 감소로 이어지지 않는다는 것을 보여주었습니다. K 174UN7 IC의 여러 복사본을 테스트할 때 출력 전압의 가장 특징적인 왜곡이 신호의 음의 반주기의 "반올림" 또는 명시적 제한에서 나타나는 것으로 나타났습니다. 이와 관련하여 일부 산업용 장치에 사용되는 직류에 대한 IC 모드 조정과 같은 조치의 효과는 출력 7(저항이 3 ... 6,8 kOhm인 저항을 통해)에 전압을 적용하여 조정 가능한 디바이더를 테스트했습니다. 테스트는 이 측정이 실제로 고조파 계수를 줄이지 않고 왜곡되지 않은 출력 전압을 증가시키지 않고 대칭적으로만 제한할 수 있음을 보여주었습니다. 그림 1의 구성표에 따라 조립된 UMZCH 변형. 6은 표시된 IC의 일반적인 특성보다 훨씬 더 나은 특성을 가지고 있습니다. 일반적인 것과 다른 점 중 하나는 저항 RXNUMX을 통한 추가 OOS입니다.
후자를 스피커 헤드에 직접 연결하면 커패시터 C9의 존재로 인한 고르지 않은 주파수 응답과 비선형 왜곡이 줄어듭니다. 다이어그램에 표시된 저항 R6의 저항으로 공급 전압은 15V이고 출력 전력은 4W(저항 4옴 부하에서), 장치의 공칭 입력 전압은 120mV입니다. 또한 정격 수를 줄이기 위해 OOS 회로의 산화물 커패시터 C3의 커패시턴스가 100μF로 감소합니다(40 ~ 20Hz 주파수 범위에서 고르지 않은 주파수 응답은 000dB를 초과하지 않음). 이 UMZCH의 주요 차이점은 저항 R2의 저항에 있습니다(일반적인 IC 연결에서 47kOhm). 실험 중에 이 저항이 왜곡에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 이를 선택하면 UMZCH의 출력 전압을 크게 높일 수 있습니다. (테스트된 2개의 IC 중 0,1개만 R1 저항을 선택할 필요가 없었습니다. 즉, 일반적인 저항에 대한 저항 변경, 나머지 IC에 대한 저항의 저항은 XNUMX ... XNUMX MΩ 내에서 다양했습니다.) . 무화과에. 그림 2는 공급 전압 Upit에 대한 최대 출력 전력 Pmax와 고조파 계수 Kg의 의존성을 보여줍니다(왜곡은 주어진 전압 Upit에 해당하는 Pmax에서 측정되었습니다). 매개변수는 저항 R1의 두 가지 저항 값(일반(2kOhm) 및 최대 전력(47kOhm)에 최적화됨)으로 750kHz의 주파수에서 평가되었습니다. 전력 Pmax는 왜곡이 아직 눈에 보이지 않는 오실로그램의 최대 출력 전압에 의해 결정되었습니다(이러한 왜곡이 실제로 Kr 곡선으로 표시됨).
그림에서 알 수 있듯이. 2, Upit = 15V에서 저항 R2를 선택하여 Pmax를 1,5W 증가시키면서 고조파 계수를 거의 3,5배 감소시킬 수 있었고 Upit = 18V에서 K 감소와 함께 약 3W, . 거의 세 번. (분명히, 동일한 왜곡으로 전력 Pmax의 이득은 훨씬 더 클 것입니다). 테스트된 IC가 상당히 조절되었음을 감안할 때 얻은 결과는 그 자체로 말합니다. Upit = 15V, R2 = 47kOhm 및 출력 전력 Pout = 4,5W에서 고조파 계수는 7,2%를 초과하지 않았습니다(저항 R2를 선택한 후 감소 1,1%로. 저항 R2(750kOhm)의 최적화된 저항을 갖는 UMZCH의 종속성 Pmax(Upit) 및 Kg(Upit)도 60Hz 및 5kHz의 주파수에서 취했습니다(그림 3). 더 낮은 주파수에서 Pmax의 감소는 커패시터 C9(1000μF)의 커패시턴스의 영향 때문입니다. 부하 저항 Rn \u4d 2000 Ohm의 경우 커패시턴스를 최소 XNUMX 마이크로패럿으로 높이는 것이 바람직합니다.
그림에 묘사된 곡선. 도 4는 저항 R2의 동일한 두 저항에 대한 공급 전압 Upit에 대한 효율 및 대기 전류 I®의 의존성을 보여줍니다. R2 = 750kOhm일 때 효율도 증가하고 Upit> 10V에서 실질적인 이득을 얻는다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
출력 전력 레벨 Pout에 대한 고조파 계수 Kg의 실제 의존성을 식별하기 위해 평균 매개변수가 있는 IC 사본을 Upit=15V, Rn=4 Ohm, C9=4000μF 및 R2=R2opt=510kΩ에서 테스트했습니다(그림 5b). 4). 알 수 있는 바와 같이, Рout=1W에서 그림 60의 다이어그램에 따라 이 IC 사본에 조립된 UMZCH의 고조파 계수. 10, 000 ... 3Hz의 주파수 범위에서 XNUMX%를 초과하지 않습니다.
K174UN7 IC 자체의 입력 임피던스는 R2opt = 750kOhm인 시편에 대해 UMZCH(볼륨 조절을 끈 상태)의 입력 임피던스를 측정한 결과로부터 계산되었습니다. 50 ... 15Hz의 주파수 범위에서 IC의 입력 저항이 000MΩ을 초과하는 것으로 나타났습니다. 즉, UMZCH의 입력 저항은 저항 R30의 저항과 실질적으로 동일하며 필요한 경우 2kOhm보다 훨씬 클 수 있습니다. 스테레오 UMZCH를 설계할 때 좌우 채널의 저항(R2)의 최적 저항이 다른 것으로 판명되는 경우가 있다. 동일한 주파수 응답을 얻으려면 이 경우 이전 단계의 출력 저항이 저항 R2의 저항보다 작아야 하고 절연 커패시터 C2의 커패시턴스는 저항의 저항이 낮은 채널에서 낮은 주파수에서 주파수 응답이 눈에 띄게 떨어지지 않습니다(대부분의 경우 C2 == 0,47 ... 1uF를 취하는 것으로 충분합니다). UMZCH는 불안정한 소스에서 전원을 공급받을 때 잘 작동하지만, 가장 중요한 것이 최대 출력 전력을 얻고 그에 따라 평균적으로 최소 왜곡을 얻는 것이라면 출력 전압이 17 ... 18 V인 안정기를 사용해야 합니다. . 증가 된 (최대 5 ... 6W) 출력으로 작업 할 때 IC에서 열을 잘 제거하고 플레이트 사이의 열 저항을 줄이기 위해 필요한 조치를 취해야합니다. 방열판. IC 플레이트의 전위(커먼 와이어에 대한 상대적)가 0에 가깝기 때문에 공통(음) 와이어에 연결되고 효과적인 방열을 제공하는 구조의 금속 섀시 또는 기타 금속 부품을 사용할 수 있다는 점은 매우 중요합니다. 절연 가스켓이 없는 일반적인 방열판으로 사용됩니다. 문학
저자: V. Gromov, A. Radomskin, Lvov; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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