Αντλιοστάσια

Τα στάδια εξόδου του ενισχυτή είναι διακλαδισμένα. Στάδιο εξόδου

Ενισχυτής κατηγορίας Α.

Λειτουργεί σε γραμμική λειτουργία: και τα δύο τρανζίστορ λειτουργούν με τους ίδιους τρόπους λειτουργίας. Αυτό παρέχειελάχιστη παραμόρφωση , αλλά ως αποτέλεσμα αυτής της χαμηλής απόδοσης (15-30%), δηλ. Αυτή η κατηγορία είναι αντιοικονομική όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας και τη θέρμανση. Η κατανάλωση ρεύματος δεν εξαρτάται από την ισχύ εξόδου.

Ενισχυτής κατηγορίας Β

Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει κυρίως ενισχυτές με τρανζίστορ εξόδου ίδιας αγωγιμότητας. Κάθε τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία κλειδιού, δηλ. ενισχύει μόνο το σήμα του μισού κύματος σε γραμμική λειτουργία (για παράδειγμα, θετικό εάν τα τρανζίστορ με Αγωγιμότητα N-P-N). Για να ενισχυθεί το αρνητικό μισό κύμα του σήματος, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας φάσης σε ένα άλλο τρανζίστορ. Είναι σαν δύο ξεχωριστές κατηγορίες Α (μία για κάθε μισό κύμα). Ένας ενισχυτής αυτής της κατηγορίας έχει υψηλή απόδοση (περίπου 70%). Η κατανάλωση ισχύος του ενισχυτή είναι ανάλογη με την ισχύ εξόδου· ελλείψει σήματος στην είσοδο, είναι μηδέν. Οι ενισχυτές αυτής της κατηγορίας είναι σπάνιοι μεταξύ των σύγχρονων ενισχυτών.

Ενισχυτής κατηγορίας AB

Ο πιο συνηθισμένος τύπος ενισχυτή. Αυτή η κατηγορία συνδυάζει τις ιδιότητες των ενισχυτών κατηγορίας Α και κατηγορίας Β, δηλ. υψηλή απόδοση κατηγορίας Β και χαμηλό επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης της κατηγορίας Α. Εδώ χρησιμοποιείται γωνία αποκοπής μεγαλύτερη από 90 μοίρες, δηλ. το σημείο λειτουργίας επιλέγεται στην αρχή του γραμμικού τμήματος του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης. Λόγω αυτού, ελλείψει σήματος στην είσοδοτα στοιχεία ενίσχυσης δεν είναι απενεργοποιημένα και κάποιο ρεύμα ρέει μέσα από αυτά (το λεγόμενο "ρεύμα ηρεμίας") , μερικές φορές σημαντική. Και εδώ υπάρχει ανάγκη ρύθμισης και σταθεροποίησης αυτού του ρεύματος, ώστε τα τρανζίστορ να λειτουργούν με τους ίδιους τρόπους λειτουργίας χωρίς να υπερφορτώνεται το ένα το άλλο. Η λανθασμένη ρύθμιση του ρεύματος ηρεμίας θα οδηγήσει σε υπερθέρμανση των τρανζίστορ και αστοχία τους.

Άρα: για το στάδιο εξόδου υπάρχουν δύο πολύ σημαντικές παράμετροι (και ειδικά για την κλάση AB):

ρεύμα ηρεμίας και τάση ηρεμίας

Εάν τα τρανζίστορ είχαν ένα ιδανικό χαρακτηριστικό (κάτι που στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει), τότε το ρεύμα ηρεμίας θα μπορούσε να θεωρηθεί ίσο με μηδέν. Στην πραγματικότητα, το ρεύμα του συλλέκτη μπορεί να αυξηθεί τόσο λόγω της διασποράς στα χαρακτηριστικά των τρανζίστορ όσο και λόγω της θερμοκρασίας τους. Επιπλέον: μια αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση σαν χιονοστιβάδα και θερμική διάσπαση του τρανζίστορ. Το γεγονός είναι ότι καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, το ρεύμα συλλέκτη αυξάνεται μόνο και επομένως η θέρμανση του τρανζίστορ αυξάνεται.

τάση ηρεμίας: σταθερή τάση στο σημείο σύνδεσης των τρανζίστορ (έξοδος στο φορτίο). Θα πρέπει να είναι ίσο με "0" όταν η βαθμίδα εξόδου τροφοδοτείται διπολικά ή με τη μισή τάση τροφοδοσίας όταν τροφοδοτείται μονοπολικά. Με άλλα λόγια: και τα δύο τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου πρέπει να έχουν την ίδια πόλωση βάσης, δηλαδή να είναι ανοιχτά ομοιόμορφα, αντισταθμίζοντας το ένα το άλλο.

Αυτές οι δύο παράμετροι πρέπει να σταθεροποιηθούν και πρώτα απ 'όλα να εξαλειφθεί η εξάρτησή τους από τη θερμοκρασία.

Για το σκοπό αυτό, οι ενισχυτές χρησιμοποιούν ένα πρόσθετο τρανζίστορ, συνδεδεμένο με τρόπο έρματος στα κυκλώματα βάσης των τρανζίστορ εξόδου (και τις περισσότερες φορές τοποθετείται απευθείας στο ψυγείο δίπλα στα τρανζίστορ εξόδου, ελέγχοντας έτσι τη θερμοκρασία τους).

Τι είναι ένα τρανζίστορ εξόδου? Τα τρανζίστορ εξόδου ή τερματικού ονομάζονται τρανζίστορ που αποτελούν μέρος του σχεδιασμού των (τελευταίων) σταδίων εξόδου σε κλιμακωτούς ενισχυτές (που έχουν τουλάχιστον δύο ή τρία στάδια) συχνότητας. Εκτός από τα Σαββατοκύριακα, υπάρχουν και προκαταρκτικά στάδια, αυτό είναι όλο, μερικά βρίσκονται πριν από το Σαββατοκύριακο.

Ένας καταρράκτης είναι ένα τρανζίστορ εξοπλισμένο με αντίσταση, πυκνωτή και άλλα στοιχεία που εξασφαλίζουν τη λειτουργία του ως ενισχυτής. Ολόκληρος ο αριθμός των διαθέσιμων προκαταρκτικών σταδίων στον ενισχυτή πρέπει να παρέχει αύξηση της τάσης συχνότητας έτσι ώστε η τιμή που προκύπτει να είναι κατάλληλη για τη λειτουργία του τρανζίστορ εξόδου. Με τη σειρά του, αυτός τρανζίστορ εξόδουαυξάνει την ισχύ των ταλαντώσεων συχνότητας σε μια τιμή που εξασφαλίζει τη λειτουργία της δυναμικής κεφαλής.

Κατά τη συναρμολόγηση των απλούστερων ενισχυτών τρανζίστορ, το τρανζίστορ εξόδου θεωρείται ότι έχει την ίδια χαμηλή ισχύ όπως και στα προκαταρκτικά στάδια. Πολλοί άνθρωποι το βρίσκουν πολύ κατάλληλο από την άποψη της εργονομίας της συσκευής. Οι ενδείξεις ισχύος εξόδου ενός τέτοιου ενισχυτή είναι μικρές: από 10-20 mW έως ενάμιση εκατό.

Σε περιπτώσεις όπου το πρόβλημα της εξοικονόμησης δεν είναι τόσο οξύ, χρησιμοποιείται ένα τρανζίστορ με μετρήσεις υψηλότερης ισχύος στο σχεδιασμό του σταδίου εξόδου.

Η ποιότητα της λειτουργίας του ενισχυτή καθορίζεται από διάφορες παραμέτρους, αλλά η πιο ακριβής αναπαράσταση μπορεί να ληφθεί από: δεδομένα σχετικά με την ισχύ εξόδου (P out), την ευαισθησία και την απόκριση συχνότητας.

Μετρήστε το ρεύμα ηρεμίας του τρανζίστορ εξόδου

Το ρεύμα ηρεμίας είναι το ρεύμα συλλέκτη που διέρχεται από τα τρανζίστορ των σταδίων εξόδου, με την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει σήμα. Υπό συνθήκες ιδανικές (αδύνατες στην πραγματικότητα) συνθήκες, η τιμή αυτού του ρεύματος θα πρέπει να είναι μηδέν. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αληθές· η θερμοκρασία και οι χαρακτηριστικές διαφορές διαφορετικών τύπων τρανζίστορ επηρεάζουν αυτόν τον δείκτη. Στη χειρότερη περίπτωση, είναι δυνατή η υπερθέρμανση, η οποία θα προκαλέσει θερμική διάσπαση του τρανζίστορ.

Επιπλέον, υπάρχει ένας άλλος δείκτης - ένταση ηρεμίας. Δείχνει την τιμή τάσης του σημείου σύνδεσης των τρανζίστορ. Εάν η παροχή ρεύματος στον καταρράκτη είναι διπολική, τότε η τάση θα είναι μηδέν, και εάν είναι μονοπολική, τότε η τάση θα είναι το 1/2 της τάσης τροφοδοσίας.

Και οι δύο αυτοί δείκτες πρέπει να σταθεροποιηθούν και για αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για τον έλεγχο της θερμοκρασίας ως μέτρο προτεραιότητας.

Ένα πρόσθετο τρανζίστορ λαμβάνεται συνήθως ως σταθεροποιητής, το οποίο συνδέεται με τα κυκλώματα βάσης ως έρμα (τις περισσότερες φορές καταλήγει απευθείας στο ψυγείο, όσο το δυνατόν πιο κοντά στα τρανζίστορ εξόδου).

Να αποκαλύψει τι ρεύμα ηρεμίας των τρανζίστορ εξόδουή καταρράκτες, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο για να μετρήσετε τα δεδομένα πτώσης τάσης για τις αντιστάσεις εκπομπού του (οι τιμές εκφράζονται συνήθως σε millivolt) και στη συνέχεια, με βάση το νόμο του Ohm και τα δεδομένα πραγματικής αντίστασης, μπορείτε να υπολογίσετε τον επιθυμητό δείκτη: διαιρέστε η τιμή πτώσης τάσης από την αντίσταση της πραγματικής τιμής - η τιμή του ρεύματος ηρεμίας για ένα δεδομένο τρανζίστορ εξόδου.

Όλες οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται πολύ προσεκτικά, διαφορετικά το τρανζίστορ θα πρέπει να αντικατασταθεί.

Υπάρχει κι άλλος τρόπος, πολύ λιγότερο τραυματικός. Αντί για ασφάλειες, θα χρειαστεί να ορίσετε αντίσταση 100 Ohms και ελάχιστη ισχύ 0,5 Watt για κάθε κανάλι. Εάν δεν υπάρχουν ασφάλειες, η αντίσταση συνδέεται στο τροφοδοτικό. Μετά την παροχή ρεύματος στον ενισχυτή, λαμβάνονται μετρήσεις με βάση την πτώση τάσης στο παραπάνω επίπεδο αντίστασης. Τα περαιτέρω μαθηματικά είναι εξαιρετικά απλά: μια πτώση τάσης 1 V αντιστοιχεί σε ρεύμα ηρεμίας 10 mA. Ομοίως, στα 3,5 V παίρνετε 35 mA και ούτω καθεξής.

Ταξινόμηση σταδίων εξόδου

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη συναρμολόγηση του σταδίου εξόδου:

Από τρανζίστορ που έχουν διαφορετική αγωγιμότητα. Για τους σκοπούς αυτούς, τα "συμπληρωματικά" (κοντά σε παραμέτρους) τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνότερα.
Από τρανζίστορ που έχουν την ίδια αγωγιμότητα.
Από τρανζίστορ σύνθετου τύπου.
Από τρανζίστορ εφέ πεδίου.

Η λειτουργία ενός ενισχυτή που έχει σχεδιαστεί με χρήση συμπληρωματικών τρανζίστορ είναι απλή: το θετικό σήμα μισού κύματος ενεργοποιεί τη λειτουργία ενός τρανζίστορ και το αρνητικό μισό κύμα ενεργοποιεί τη λειτουργία του άλλου. Είναι απαραίτητο οι βραχίονες (τρανζίστορ) να λειτουργούν με τους ίδιους τρόπους λειτουργίας και για την εφαρμογή αυτού, χρησιμοποιείται μια προκατάληψη βάσης.

Εάν ο ενισχυτής χρησιμοποιεί τα ίδια τρανζίστορ σε λειτουργία, τότε αυτό δεν έχει θεμελιώδεις διαφορές από την πρώτη επιλογή. Εκτός από το γεγονός ότι για τέτοια τρανζίστορ το σήμα δεν πρέπει να είναι διαφορετικό.

Όταν εργάζεστε με άλλους τύπους ενισχυτών, πρέπει να θυμάστε ότι η αρνητική τάση για τρανζίστορ pnp, και θετικό - για τρανζίστορ n-p-n.

Συνήθως ο τίτλος του ενισχυτή ισχύος ανήκει στο τελικό στάδιο, αφού λειτουργεί με τις μεγαλύτερες τιμές, αν και από τεχνική άποψη τα προκαταρκτικά στάδια μπορούν επίσης να ονομαστούν έτσι. Οι κύριοι δείκτες ενός ενισχυτή περιλαμβάνουν: τη χρήσιμη ισχύ που παρέχεται στο φορτίο, την απόδοση, την ενισχυμένη ζώνη συχνοτήτων και τον συντελεστή μη γραμμικής παραμόρφωσης. Αυτοί οι δείκτες επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό χαρακτηριστικό εξόδου του τρανζίστορ.Κατά τη δημιουργία ενός ενισχυτή τάσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κυκλώματα μονού άκρου και ώθησης. Στην πρώτη περίπτωση, ο τρόπος λειτουργίας του ενισχυτή είναι γραμμικός (κατηγορία Α). Αυτή η κατάσταση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η ροή του ρεύματος μέσω του τρανζίστορ συνεχίζεται μέχρι να τελειώσει η περίοδος του σήματος εισόδου.

Ο ενισχυτής με ένα άκρο είναι διαφορετικός υψηλή απόδοσηκατά γραμμικότητα. Ωστόσο, αυτές οι ιδιότητες μπορούν να παραμορφωθούν όταν ο πυρήνας μαγνητιστεί. Για να αποφευχθεί μια τέτοια κατάσταση, είναι απαραίτητο να φροντίσετε την παρουσία ενός κυκλώματος μετασχηματιστή με υψηλό επίπεδο επαγωγής για το πρωτεύον κύκλωμα. Αυτό θα επηρεάσει το μέγεθος του μετασχηματιστή. Επιπλέον, λόγω της αρχής της λειτουργίας του, έχει αρκετά χαμηλή απόδοση.

Συγκριτικά, τα δεδομένα για έναν ενισχυτή push-pull (κλάση Β) είναι πολύ υψηλότερα. Αυτή η λειτουργία σάς επιτρέπει να παραμορφώσετε το σχήμα του ρεύματος του τρανζίστορ στην έξοδο. Αυτό αυξάνει το αποτέλεσμα της αναλογίας εναλλασσόμενων και συνεχών ρευμάτων, ενώ μειώνει το επίπεδο κατανάλωσης ισχύος· αυτό θεωρείται το σημαντικότερο πλεονέκτημα της χρήσης ενισχυτών push-pull. Η λειτουργία τους εξασφαλίζεται με την παροχή δύο τάσεων ίσης αξίας, αλλά αντίθετες φάσης. Εάν δεν υπάρχει μετασχηματιστής με μεσαίο σημείο, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ανεστραμμένο καταρράκτη φάσης, ο οποίος θα αφαιρέσει τις αντίθετες τάσεις στη φάση από τις αντίστοιχες αντιστάσεις των κυκλωμάτων συλλέκτη και εκπομπού.

Υπάρχει ένα κύκλωμα push-pull που δεν περιλαμβάνει μετασχηματιστή εξόδου. Αυτό θα απαιτήσει διαφορετικούς τύπους τρανζίστορ που λειτουργούν ως ακόλουθοι εκπομπών. Εάν εφαρμοστεί ένα διπολικό σήμα εισόδου, τα τρανζίστορ θα ανοίγουν εναλλάξ και τα ρεύματα θα αποκλίνουν σε αντίθετες κατευθύνσεις.

Αντικατάσταση τρανζίστορ

Δεδομένου ότι οι ULF (ενισχυτές χαμηλές συχνότητες) γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, δεν θα ήταν κακό να ξέρετε τι να κάνετε εάν μια τέτοια συσκευή αποτύχει.

Αν το τρανζίστορ εξόδου ζεσταίνεται,τότε υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να σπάσει ή να καεί. Σε μια τέτοια κατάσταση είναι απαραίτητο:

Βεβαιωθείτε ότι όλες οι άλλες δίοδοι και τρανζίστορ που περιλαμβάνονται στον ενισχυτή είναι άθικτα.
Όταν γίνονται επισκευές, είναι πολύ σκόπιμο να συνδέσετε τον ενισχυτή στο δίκτυο μέσω ενός λαμπτήρα 40-100 V, αυτό θα σας βοηθήσει να διατηρήσετε τα υπόλοιπα άθικτα τρανζίστορ υπό οποιεσδήποτε συνθήκες.
Πρώτα απ 'όλα, το τμήμα βάσης εκπομπού και τα τρανζίστορ γεφυρώνονται, στη συνέχεια πραγματοποιείται η κύρια διάγνωση του ULF (οποιεσδήποτε αλλαγές και αντιδράσεις καταγράφονται εύκολα χρησιμοποιώντας τη λάμψη της λάμπας).
Ο κύριος δείκτης της κατάστασης λειτουργίας και οι επαρκείς ρυθμίσεις του τρανζίστορ μπορούν να θεωρηθούν τα δεδομένα τάσης για το τμήμα βάσης-εκπομπού.
Η αναγνώριση των δεδομένων τάσης μεταξύ της θήκης και των επιμέρους τμημάτων του κυκλώματος είναι πρακτικά άχρηστη· δεν παρέχει καμία πληροφορία για πιθανή βλάβη.

Ακόμη και η πιο απλοποιημένη έκδοση του ελέγχου (πριν και μετά αντικατάσταση τρανζίστορ εξόδουπαρήχθη) πρέπει να περιλαμβάνει πολλά σημεία:

Εφαρμόστε μια ελάχιστη τάση στη βάση και τον πομπό του τρανζίστορ εξόδου έτσι ώστε να δημιουργηθεί το ρεύμα ηρεμίας.
Ελέγξτε την αποτελεσματικότητα των ενεργειών σας με ήχο ή χρησιμοποιώντας παλμογράφο (το «βήμα» και η παραμόρφωση σήματος στην ελάχιστη ισχύ θα πρέπει να απουσιάζουν).
Χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο, εντοπίστε τη συμμετρία στους περιορισμούς των αντιστάσεων στη μέγιστη ισχύ του ενισχυτή.
Βεβαιωθείτε ότι η «ονομαστική» και η πραγματική ισχύς του ενισχυτή ταιριάζουν.
Είναι επιτακτική ανάγκη να ελέγξετε την κατάσταση λειτουργίας των κυκλωμάτων περιορισμού ρεύματος, εάν υπάρχουν, στο τελικό στάδιο. Εδώ δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς ρυθμιζόμενη αντίσταση φορτίου.

Πρώτη έναρξη μετά εργασίες ανακαίνισηςπαρήχθησαν:

Δεν συνιστάται η άμεση εγκατάσταση τρανζίστορ εξόδου· αρχικά, η συσκευή χρησιμοποιείται μόνο με τον προκαταρκτικό καταρράκτη (cascades) και μόνο μετά από αυτό συνδέστε τον τελικό. Σε περιπτώσεις όπου είναι τεχνικά αδύνατη η ενεργοποίηση χωρίς τρανζίστορ εξόδου, οι αντιστάσεις θα πρέπει να αντικατασταθούν με αντιστάσεις με ονομαστική τιμή 5-10 ohms. Αυτό θα εξαλείψει την πιθανότητα καύσης του τρανζίστορ.
Πριν από κάθε επανεκκίνηση του ενισχυτή, θα πρέπει να αποφορτίζονται οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές του τροφοδοτικού ULF.
Ελέγξτε τα δεδομένα ρεύματος ηρεμίας κάτω από χαμηλή και υψηλή θερμοκρασίασώμα καλοριφέρ Η διαφορά στην αναλογία δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από δύο φορές. Διαφορετικά, θα πρέπει να αντιμετωπίσετε τον θερμικό σταθεροποιητή ULF.

Στάδια εξόδου ενισχυτήΣκοπός σταδίων εξόδου. Το στάδιο εξόδου έχει σχεδιαστεί για να παρέχει μια δεδομένη ισχύ σήματος στο φορτίο με υψηλή απόδοση και ελάχιστο επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης και παραμόρφωσης συχνότητας. Οι κύριοι δείκτες απόδοσης του σταδίου εξόδου είναι η χρήσιμη ισχύς που παρέχεται στο φορτίο και η απόδοση και οι δείκτες ποιότητας είναι το επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης και το εύρος ζώνης. Οι μη γραμμικές παραμορφώσεις και η απόδοση καταρράκτη εξαρτώνται από την επιλογή του σημείου λειτουργίας του τρανζίστορ (σωλήνας κενού). Όταν το σήμα είναι μεγάλο, προκύπτουν μη γραμμικές παραμορφώσεις στα στάδια εξόδου στα τρανζίστορ λόγω της μη γραμμικότητας των χαρακτηριστικών εισόδου και εξόδου. Με αυστηρές απαιτήσεις για το επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης, το στάδιο εξόδου χρησιμοποιείται στον τρόπο λειτουργίας Α, για να επιτευχθεί υψηλή απόδοση, στους τρόπους λειτουργίας ΑΒ και Β.

Φόρτωση μεθόδων σύνδεσης.Σύμφωνα με τη μέθοδο σύνδεσης του φορτίου, διακρίνονται τα στάδια εξόδου

με απευθείας σύνδεση φορτίου
αντίσταση
μετασχηματιστής
γκάζι

Στο απευθείαςΜε τη συμπερίληψη ενός φορτίου στο κύκλωμα εξόδου ενός στοιχείου ενισχυτή χωρίς συσκευή εξόδου, το κύκλωμα του ενισχυτή απλοποιείται, δεν υπάρχουν πρόσθετες απώλειες, καθώς και μη γραμμικές παραμορφώσεις και παραμορφώσεις συχνότητας που εισάγονται από τη συσκευή εξόδου. Τα μειονεκτήματα της απευθείας ενεργοποίησης του φορτίου είναι η διέλευση μιας σταθερής συνιστώσας του ρεύματος τροφοδοσίας μέσω του φορτίου και όχι υψηλής απόδοσηςκυκλώματα (περίπου 20% σε τρανζίστορ και 10:% σε κυκλώματα ενίσχυσης σωλήνων).

ΣΕ αντίστασηστα στάδια εξόδου, το φορτίο μεταφέρεται στο κύκλωμα εξόδου μέσω μιας συσκευής εξόδου χωρητικής αντίστασης. Το ρεύμα τροφοδοσίας δεν διέρχεται από το φορτίο, δεν υπάρχουν ακριβά ογκώδη εξαρτήματα στο κύκλωμα. εξασφαλίζεται η μετάδοση μεγάλου εύρους λειτουργικών συχνοτήτων. Όταν το φορτίο ενεργοποιείται μέσω στοιχείων RC, η απόδοση του κυκλώματος είναι χαμηλή (περίπου 5 - 6% στα τρανζίστορ και ακόμη λιγότερο σε στάδια σωλήνα), επομένως μια τέτοια εναλλαγή συνιστάται μόνο με χαμηλή ισχύ εξόδου.

Μετασχηματιστής και τσοκΤα στάδια εξόδου καθιστούν δυνατή την απόκτηση της μεγαλύτερης μη παραμορφωμένης ισχύος στο φορτίο. Κατά τη σύνδεση ενός φορτίου με έναν μετασχηματιστή, η σταθερή συνιστώσα του ρεύματος εξόδου δεν διέρχεται από την αντίσταση φορτίου, επομένως, η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται και η απόδοση αυξάνεται. Ο καταρράκτης μετασχηματιστή μπορεί να παρέχει σχετικά υψηλή απόδοση σε διάφορα φορτία.

Διαγράμματα σταδίων εξόδου. Τα στάδια εξόδου μπορεί να είναι

μονοκύκλου
σπρώχνω τραβώ.

Μονοτελικά στάδιαχρησιμοποιούνται σε σχετικά χαμηλές ισχύς εξόδου, push-pull - σε υψηλές. Σε κυκλώματα ενός κύκλου, τα τρανζίστορ λειτουργούν στη λειτουργία Α, σε κυκλώματα ώθησης - σε λειτουργίες Α, ΑΒ ή Β. Το πιο οικονομικό είναι το κύκλωμα ώθησης-έλξης του σταδίου εξόδου, που λειτουργεί στον τρόπο λειτουργίας Β.

Ανάλογα με τις απαιτήσεις για ισχύ εξόδου και το επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης, τα τρανζίστορ στα στάδια εξόδου μπορούν να λειτουργήσουν με OE ή OB. Οι σωλήνες ηλεκτρονίων στα στάδια εξόδου συνδέονται συνήθως με μια κοινή κάθοδο, η οποία καθιστά δυνατή τη διέγερση σημάτων με χαμηλό πλάτος. Το κύκλωμα με OE παρέχει το μεγαλύτερο κέρδος ισχύος, ωστόσο, οι μη γραμμικές παραμορφώσεις αυξάνονται σε αυτό και τα κυκλώματα σταθεροποίησης τρόπου λειτουργίας είναι επίσης αντιοικονομικά στην κατανάλωση ενέργειας. Σε ένα κύκλωμα με OB, τα τρανζίστορ μπορούν να λειτουργήσουν με υψηλή τάση στον συλλέκτη και να έχουν μια σχετικά γραμμική μεταβατική απόκριση. Το κύκλωμα με OB σάς επιτρέπει να αποκτήσετε χαμηλότερο συντελεστή μη γραμμικής παραμόρφωσης και σταθερό τρόπο λειτουργίας του καταρράκτη με αλλαγές στη θερμοκρασία, την τάση τροφοδοσίας και την αντικατάσταση του τρανζίστορ. Στο κύκλωμα με OB, το ρεύμα του σήματος εισόδου είναι μεγάλο, γεγονός που απαιτεί τη μεταφορά περισσότερης ισχύος στα προκαταρκτικά στάδια και τα αναγκάζει να πραγματοποιηθούν με έξοδο μετασχηματιστή.

Στάδια εξόδου ενός άκρου. Τα κυκλώματα των σταδίων εξόδου ενός άκρου με σύνδεση μετασχηματιστή του φορτίου με OE και OB μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο στη λειτουργία A. Για να μειωθεί το ρεύμα συλλέκτη που προκαλείται από αλλαγές τρόπου λειτουργίας, τα στοιχεία σταθεροποίησης εκπομπού Re και Se εισάγονται στα κυκλώματα. Σε ένα κύκλωμα με OB, η αντίσταση της σταθεροποίησης του εκπομπού είναι η ενεργή αντίσταση της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή Tpl. εάν δεν είναι αρκετό, μια αντίσταση Re περιλαμβάνεται επιπλέον στο κύκλωμα εκπομπού και διακλαδίζεται ανάλογα εναλλασσόμενο ρεύμαπυκνωτής Se.

Συνήθως, η βέλτιστη αντίσταση φορτίου του κυκλώματος εξόδου για τρανζίστορ είναι δεκάδες έως εκατοντάδες ohms, για ηλεκτρονικούς σωλήνες - μερικά κιλά ohms και η αντίσταση του εξωτερικού φορτίου του ενισχυτή είναι μερικές - δεκάδες ohms (για παράδειγμα, η αντίσταση του πηνίου φωνής μιας δυναμικής κεφαλής ηχείου είναι 3 - 10 ohms). Η άμεση συμπερίληψη μιας αντίστασης φορτίου χαμηλής αντίστασης στο κύκλωμα εξόδου του στοιχείου ενισχυτή θα προκαλέσει μείωση της ισχύος που παρέχεται από τον ενισχυτή στο φορτίο, καθώς και αύξηση της μη γραμμικής παραμόρφωσης. Η σύνδεση του φορτίου με μετασχηματιστή εξασφαλίζει τον συντονισμό του πραγματικού φορτίου του ενισχυτή με το βέλτιστο φορτίο του κυκλώματος εξόδου του στοιχείου ενισχυτή.

Οι βαθμίδες εξόδου ενός άκρου έχουν χαμηλή απόδοση. Η χρήση πιο ισχυρών τρανζίστορ στο κύκλωμα σάς επιτρέπει να αυξήσετε την τροφοδοσία χωρίς παραμόρφωση. Ωστόσο, η απόδοση δεν αυξάνεται και η παρουσία μεγάλου ρεύματος πόλωσης στο πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή μειώνει την αυτεπαγωγή και ως εκ τούτου επιδεινώνει τη μετάδοση των χαμηλότερων συχνοτήτων. Η καλύτερη απόδοση μπορεί να επιτευχθεί από μια βαθμίδα εξόδου που γίνεται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα push-pull.

Στάδια εξόδου push-pull. Οι ενισχυτές μετασχηματιστών push-pull (PTA) καθιστούν δυνατή τη λήψη υψηλότερης ισχύος εξόδου του χρήσιμου σήματος. Η ισχύς εξόδου του καταρράκτη καθορίζεται από τον τύπο των συσκευών ενίσχυσης και τον τρόπο λειτουργίας τους. η απόδοση εξαρτάται μόνο από τον τρόπο λειτουργίας.

Το κύκλωμα DTU αποτελείται από δύο πανομοιότυπους μονοάκρους ενισχυτές (βραχίονες) σε τρανζίστορ ή ηλεκτρονικούς σωλήνες που λειτουργούν για κοινό φορτίο. Οι βραχίονες είναι ηλεκτρικά συμμετρικοί (έχουν τις ίδιες παραμέτρους των στοιχείων ενίσχυσης και τους τρόπους τροφοδοσίας τους).

Όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη ημιτονοειδής τάση στον μετασχηματιστή εισόδου TrG του ενισχυτή, ίσες αλλά αντιφασικές τάσεις (μετατόπιση κατά 180°) αφαιρούνται από τις δευτερεύουσες μισές περιελίξεις του, ίσες αλλά αντιφασικές τάσεις UBX1 και UBX2, οι οποίες δρουν σε κάθε βραχίονα μεταξύ της βάσης και του πομπού των τρανζίστορ. VI και V2. Τα ρεύματα iK1 και ik2 στο κύκλωμα συλλέκτη κάθε τρανζίστορ στο κύκλωμα με OE είναι αντίθετα σε φάση με τις τάσεις ελέγχου στη βάση (βλ. Εικ. 88, a, b), επομένως η μετατόπιση φάσης μεταξύ των ρευμάτων ik1 και wK2 είναι επίσης 180°

Μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή εξόδου Tr2, τα ρεύματα συλλέκτη των τρανζίστορ VI και V2 περνούν σε αντίθετες κατευθύνσεις, επομένως οι μαγνητικές ροές που δημιουργούνται από αυτά στον πυρήνα του μετασχηματιστή θα έχουν μια μετατόπιση φάσης 360° (μετατοπίζονται κατά 180° λόγω μετατόπισης τάσης στις βάσεις και άλλες 180° λόγω διέλευσης ρευμάτων iK1 και t*K2 σε αντίθετες κατευθύνσεις). Η εναλλασσόμενη μαγνητική ροή στον πυρήνα και το ρεύμα της δευτερεύουσας περιέλιξης Tr2 (ρεύμα φορτίου) είναι ανάλογα με τη διαφορά ρεύματος: F = KPr(ik1 - ikz) = Dpr(Iok1 + Ik1t Sin wt -> Iok2 + Ik2t sin wt) , όπου Kpr - συντελεστής αναλογικότητας. Εάν οι βραχίονες είναι πανομοιότυποι, οι άμεσες συνιστώσες του ρεύματος συλλέκτη είναι ίσες με Iok1=Iok2. Αυτά τα ρεύματα διέρχονται από την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή εξόδου Tr2 σε αντίθετες κατευθύνσεις, επομένως οι δυνάμεις μαγνήτισης αυτών των ρευμάτων αντισταθμίζονται αμοιβαία, με αποτέλεσμα ο μετασχηματιστής εξόδου να λειτουργεί χωρίς σταθερή μαγνήτιση.

Εφόσον Ik1t = Ik2t = Ikt, μεταβλητή μαγνητική ροή Ф = Kpr (1k1t Sin wt + Ik2t sin wt) = 2KPrIkt sin wt.

Στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή εξόδου, υπό την επίδραση αυτής της ροής, θα προκληθεί ένα emf, ανάλογο με το διπλό πλάτος του εναλλασσόμενου ρεύματος συλλέκτη. Ως αποτέλεσμα, η ισχύς που παρέχεται από τον ενισχυτή push-pull θα είναι διπλάσια από την ισχύ που παρέχεται από το τρανζίστορ κάθε βραχίονα του καταρράκτη.

Σε ένα κύκλωμα ώθησης-έλξης, ακόμη και οι αρμονικές του ενισχυμένου ρεύματος αντισταθμίζονται. Οι αρμονικές είναι σε φάση, αλλά περνούν σε αντίθετες κατευθύνσεις μέσα από τα μισά τυλίγματα του μετασχηματιστή Tr2$, με αποτέλεσμα να αντισταθμίζονται οι μαγνητικές ροές τους και να μειώνονται οι μη γραμμικές παραμορφώσεις του ενισχυτή. Το επίπεδο των μη γραμμικών παραμορφώσεων αυξάνεται με την ασυμμετρία του κυκλώματος (μη ίδιες παράμετροι των τρανζίστορ ή των λαμπτήρων στους βραχίονες του κυκλώματος). Τα στάδια εξόδου push-pull επιτρέπουν τη χρήση των τρόπων λειτουργίας A, AB και B. Τις περισσότερες φορές λειτουργούν στον τρόπο λειτουργίας B, στον οποίο το σημείο λειτουργίας επιλέγεται στην περιοχή αποκοπής ρεύματος συλλέκτη. Στην αρχική κατάσταση σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, τα τρανζίστορ είναι κλειστά . Όταν εφαρμόζεται ακόμη και ένα αδύναμο σήμα, ανοίγει ένα από τα τρανζίστορ. Η αλλαγή στις καταστάσεις των τρανζίστορ θα συμβεί μετά το ήμισυ της περιόδου των ενισχυμένων ταλαντώσεων.

Γραφήματα φυσικών διεργασιών σε ένα DTU που λειτουργεί στη λειτουργία Β. Για πιο αποτελεσματική χρήση των τρανζίστορ, επιλέγονται οι τάσεις UKm = EK, Ikt = Ik.max, δηλαδή η τάση τροφοδοσίας και το πλάτος του ρεύματος εξόδου περιορίζονται στις τιμές Ek

όπου Ikt = Ik.max - Ik.min; Ukt = Ek - (Uk.min + AEk). Η ισχύς που καταναλώνεται από την τροφοδοσία και από τα δύο τρανζίστορ είναι Po = 2Ek(Ik.sr + Ik.min), όπου 1".sr = 1kt1p είναι η σταθερή συνιστώσα του ημιημιτονικού παλμού ρεύματος εξόδου με πλάτος Ikt. Η ηλεκτρική απόδοση του καταρράκτη (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες στον μετασχηματιστή) εδώ Ukt/Ek=E είναι ο συντελεστής αξιοποίησης της πηγής συλλέκτη. Στο Ikt>pIk.min αποδοτικότητα nv~pz/4; με πλήρη χρήση της πηγής συλλέκτη (s=1), απόδοση nв=nmax=п/4=0,786, t.; ε. 78,6%. Η ισχύς που απελευθερώνεται στους συλλέκτες και των δύο τρανζίστορ είναι 2РК=Р0 - P=PI(nв - Р)=Р(1 - nв)/nв. Για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση των τρανζίστορ, η ισχύς που παρέχεται στο φορτίο από τη βαθμίδα εξόδου push-pull στη λειτουργία Β είναι Pk.max> (0,25-0,3) PH/nTP. Σε υψηλό επίπεδο του σήματος εισόδου, τα τρανζίστορ λειτουργούν σε λειτουργία κορεσμού για το μεγαλύτερο μέρος του μισού κύκλου με μια ανώτερη αποκοπή του ρεύματος του συλλέκτη και το σχήμα του σήματος εξόδου προσεγγίζει ορθογώνιο.

Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση μπορεί να φτάσει το 90 - 95%, και η ισχύς στο φορτίο είναι 10 - 20 φορές υψηλότερη από την ισχύ που διαχέεται στον συλλέκτη. Τα πλεονεκτήματα των κυκλωμάτων push-pull περιλαμβάνουν: μείωση των μη γραμμικών παραμορφώσεων σε σύγκριση με κυκλώματα ενός κύκλου με την ίδια χρήσιμη ισχύ. απουσία μαγνήτισης του πυρήνα του μετασχηματιστή εξόδου, που διευκολύνει το σχεδιασμό του. λιγότερη ευαισθησία στους κυματισμούς τάσης τροφοδοσίας και στο φόντο λόγω της αντιστάθμισης των μαγνητικών ροών που διεγείρονται από τα ρεύματα αντιφασικού συλλέκτη. μειωμένη επίδραση στα στάδια προ-ενίσχυσης μέσω των τροφοδοτικών λόγω αντιστάθμισης των ρευμάτων σήματος στα καλώδια τροφοδοσίας, γεγονός που καθιστά δυνατή την απλοποίηση των φίλτρων αποσύνδεσης.

Στάδια εξόδου χωρίς μετασχηματιστή. Αυτά τα στάδια γίνονται σε τρανζίστορ με τις ίδιες παραμέτρους, αλλά με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας (με δομές p-n-pκαι n-p-n. Σε αυτή την περίπτωση, δεν υπάρχει ανάγκη για μετασχηματιστή εισόδου που αναστρέφει το σήμα στην είσοδο του καταρράκτη. Σε ένα τέτοιο κύκλωμα, λόγω διαφορετικών αγωγιμότητας, τα τρανζίστορ θα λειτουργούν εναλλάξ όταν τροφοδοτείται μια εναλλασσόμενη τάση στην είσοδο από μια συμβατική βαθμίδα ενισχυτή. Η χαμηλή τάση τροφοδοσίας εξαλείφει επίσης την ανάγκη για μετασχηματιστή εξόδου.

Οι καταρράκτες χωρίς μετασχηματιστή είναι απλοί στην εφαρμογή, εξαιρετικά σταθεροί, μικρού μεγέθους, αλλά έχουν μικρότερο κέρδος ισχύος, σημαντική μη γραμμική παραμόρφωση και καταναλώνουν περισσότερη ισχύ από τους προκαταρκτικούς καταρράκτες. Οι μη γραμμικές παραμορφώσεις μπορούν να αντισταθμιστούν με την εισαγωγή ενός βαθύτερου OOS.

Κυκλώματα σταδίων εξόδου χωρίς μετασχηματιστή με χρήση σύνθετων τρανζίστορ με ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙΗ αγωγιμότητα παρέχει υψηλότερη ευαισθησία (λόγω υψηλότερης απολαβής ισχύος) και χαμηλότερη μη γραμμική παραμόρφωση.

Οι περισσότεροι σύγχρονοι ενισχυτές ήχου τρανζίστορ κατασκευάζονται σύμφωνα με τον παραδοσιακό σχεδιασμό: το διαφορικό στάδιο εισόδου ακολουθείται από έναν ενισχυτή τάσης και ένα στάδιο εξόδου χωρίς μετασχηματιστή push-pull με σειριακή τροφοδοσία στα τρανζίστορ. DC, διπολική παροχή ρεύματος και άμεση, χωρίς πυκνωτή μετάβασης, σύνδεση φορτίου (Εικ. 1).

Με μια πρώτη ματιά, όλα αυτά είναι παραδοσιακά και γνωστά. Ωστόσο, κάθε ενισχυτής ακούγεται διαφορετικός. Τι συμβαίνει? Αλλά όλα έχουν να κάνουν με τις λύσεις κυκλώματος μεμονωμένων καταρρακτών, την ποιότητα της εφαρμοσμένης στοιχειώδους βάσης, την επιλογή των τρόπων λειτουργίας των ενεργών στοιχείων και τις σχεδιαστικές λύσεις των συσκευών. Όμως όλα είναι εντάξει.

Στάδιο εισαγωγής

Το γνωστό διαφορικό στάδιο στην πραγματικότητα δεν είναι τόσο απλό όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Η ποιότητά του καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις παραμέτρους του ενισχυτή όπως ο λόγος σήματος προς θόρυβο και ο ρυθμός ανόδου της τάσης εξόδου, καθώς και η "μηδενική" τάση μετατόπισης και η σταθερότητα της θερμοκρασίας του ενισχυτή.

Εξ ου και το πρώτο συμπέρασμα: η μετάβαση από μια μη αναστροφική σύνδεση σε μια αναστροφή βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα ήχου του ενισχυτή. Είναι αρκετά εύκολο να πραγματοποιηθεί μια τέτοια μετάβαση στην πράξη σε μια τελική συσκευή. Για να γίνει αυτό, αρκεί να εφαρμόσετε ένα σήμα από τους συνδέσμους εισόδου στον πυκνωτή C2, έχοντας προηγουμένως αποσυνδεθεί από το δίαυλο μηδενικού δυναμικού του ενισχυτή και να αφαιρέσετε τον πυκνωτή C1.

Η αντίσταση εισόδου του αναστροφικού ενισχυτή είναι σχεδόν ίση με την αντίσταση της αντίστασης R2. Αυτή είναι πολύ μικρότερη από την σύνθετη αντίσταση εισόδου ενός μη αντιστρεφόμενου ενισχυτή, η οποία καθορίζεται από την αντίσταση R1. Επομένως, για να διατηρηθεί η απόκριση συχνότητας αμετάβλητη στην περιοχή χαμηλής συχνότητας, σε ορισμένες περιπτώσεις είναι απαραίτητο να αυξηθεί η χωρητικότητα του πυκνωτή C2, η οποία θα πρέπει να είναι τόσες φορές μεγαλύτερη από την χωρητικότητα του πυκνωτή C1 όση η αντίσταση της αντίστασης R1 είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση της αντίστασης R2. Επιπλέον, για να διατηρήσετε το κέρδος ολόκληρης της συσκευής αμετάβλητο, θα πρέπει να επιλέξετε την αντίσταση R3 στο κύκλωμα OOS, επειδή το κέρδος του αντιστρεφόμενου ενισχυτή είναι K = R3/R2, και αυτό του μη αντιστρεφόμενου ενισχυτή είναι K = 1 + R3/R2. Σε αυτήν την περίπτωση, για να ελαχιστοποιηθεί η μηδενική τάση μετατόπισης στην έξοδο, η αντίσταση R1 πρέπει να επιλεγεί με την ίδια αντίσταση με την αντίσταση R3 που μόλις εγκαταστάθηκε.

Εάν εξακολουθείτε να χρειάζεται να διατηρήσετε τη μη αναστροφική σύνδεση του πρώτου σταδίου, αλλά ταυτόχρονα να εξαλείψετε την επίδραση της παραμόρφωσης κοινής λειτουργίας, θα πρέπει να αυξήσετε την αντίσταση εξόδου της πηγής ρεύματος αντικαθιστώντας την αντίσταση R7 στα κυκλώματα εκπομπού του διαφορικό στάδιο με πηγή τρανζίστορ σταθερού ρεύματος (Εικ. 4). Εάν μια τέτοια πηγή είναι ήδη διαθέσιμη στον ενισχυτή, η αντίσταση εξόδου της μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας την τιμή της αντίστασης R14 στον εκπομπό του τρανζίστορ VT8. Ταυτόχρονα, για να διατηρηθεί ένα σταθερό ρεύμα μέσω αυτού του τρανζίστορ, η τάση αναφοράς στη βάση του θα πρέπει να αυξηθεί, για παράδειγμα, αντικαθιστώντας τη δίοδο zener VD1 με μια άλλη με υψηλότερη τάση σταθεροποίησης.

Πολύ με αποτελεσματικό τρόποΗ μείωση της παραμόρφωσης του ενισχυτή είναι η χρήση τρανζίστορ του ίδιου τύπου στο διαφορικό στάδιο, προεπιλεγμένα για στατικό κέρδος και τάση βάσης-εκπομπού.

Αυτή η μέθοδος είναι απαράδεκτη για μαζική παραγωγή ενισχυτών, αλλά είναι αρκετά κατάλληλη για την αναβάθμιση μεμονωμένων αντιγράφων τελικών συσκευών. Εξαιρετικά αποτελέσματα επιτυγχάνονται με την εγκατάσταση ενός συγκροτήματος τρανζίστορ δύο τρανζίστορ σε μία μονάδα σε έναν διαφορικό καταρράκτη. τεχνολογική διαδικασίασε ένα τσιπ και επομένως έχουν παρόμοιες τιμές των παραπάνω παραμέτρων.

Η μείωση της παραμόρφωσης διευκολύνεται επίσης από την εισαγωγή τοπικής αρνητικής ανάδρασης ρεύματος στο πρώτο στάδιο του ενισχυτή με την εγκατάσταση αντιστάσεων με αντίσταση έως 100 Ohms (R9, R10) στα κυκλώματα εκπομπών των τρανζίστορ VT1, VT2. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να απαιτηθεί κάποια ρύθμιση της αντίστασης της αντίστασης R3 στο κύκλωμα OOS.

Φυσικά, αυτό δεν εξαντλεί όλους τους τρόπους εκσυγχρονισμού του διαφορικού σταδίου εισόδου. Είναι επίσης δυνατό να εγκαταστήσετε, αντί για ένα τρανζίστορ, μια πηγή ρεύματος δύο τρανζίστορ με τιμές αντίστασης εξόδου ρεκόρ, να εισαγάγετε ένα λεγόμενο κάτοπτρο ρεύματος σε ενισχυτές με ασύμμετρη λήψη σήματος από το πρώτο στάδιο στο στάδιο ενίσχυσης τάσης, διακόπτης σε καθένα από τα τρανζίστορ σε ένα κύκλωμα cascode, κ.λπ. Ωστόσο, τέτοιες αλλαγές απαιτούν ένταση εργασίας και η σχεδίαση του ενισχυτή δεν επιτρέπει πάντα την εκτέλεσή τους.

Στάδιο εξόδου

Το στάδιο εξόδου είναι η κύρια πηγή παραμόρφωσης σε οποιονδήποτε ενισχυτή ισχύος. Το καθήκον του είναι να παράγει ένα μη παραμορφωμένο σήμα του απαιτούμενου πλάτους στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας σε ένα φορτίο χαμηλής σύνθετης αντίστασης.

Ας εξετάσουμε έναν παραδοσιακό καταρράκτη που χρησιμοποιεί συμπληρωματικά ζεύγη διπολικών τρανζίστορ συνδεδεμένα σύμφωνα με ένα κύκλωμα ακολούθου εκπομπού push-pull. Τα διπολικά τρανζίστορ έχουν χωρητικότητα στη διασταύρωση p-n βάσης εκπομπού, η οποία μπορεί να φτάσει τα δέκατα και τα εκατοστά του μικροφαράντ. Το μέγεθος αυτής της χωρητικότητας επηρεάζει τη συχνότητα αποκοπής των τρανζίστορ. Όταν εφαρμόζεται ένα θετικό σήμα μισού κύματος στην είσοδο καταρράκτη, ο άνω βραχίονας του καταρράκτη ώθησης-έλξης (VT4, VT6) λειτουργεί. Το τρανζίστορ VT4 συνδέεται σύμφωνα με ένα κοινό κύκλωμα συλλέκτη και έχει χαμηλή αντίσταση εξόδου, επομένως το ρεύμα που ρέει μέσω αυτού φορτίζει γρήγορα την χωρητικότητα εισόδου του τρανζίστορ VT6 και το ανοίγει. Μετά την αλλαγή της πολικότητας της τάσης εισόδου, ο κάτω βραχίονας της βαθμίδας εξόδου είναι ενεργοποιημένος και ο άνω βραχίονας απενεργοποιείται. Το τρανζίστορ VT6 κλείνει. Αλλά για να απενεργοποιήσετε εντελώς το τρανζίστορ, είναι απαραίτητο να εκφορτίσετε την χωρητικότητα εισόδου του. Εκφορτίζεται κυρίως μέσω των αντιστάσεων R5 και R6, και σχετικά αργά. Μέχρι να ενεργοποιηθεί ο κάτω βραχίονας της βαθμίδας εξόδου, αυτή η χωρητικότητα δεν έχει χρόνο να αποφορτιστεί πλήρως, έτσι το τρανζίστορ VT6 δεν κλείνει εντελώς και το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT6, εκτός από το δικό του, ρέει μέσα το τρανζίστορ VT7. Ως αποτέλεσμα, λόγω της εμφάνισης διαμπερούς ρεύματος σε υψηλές συχνότητες σε υψηλές ταχύτητες μεταγωγής, όχι μόνο αυξάνεται η ισχύς που καταναλώνεται από τα τρανζίστορ και μειώνεται η απόδοση, αλλά αυξάνεται και η παραμόρφωση του σήματος. Ο πιο απλός τρόποςΓια να εξαλείψετε το περιγραφόμενο μειονέκτημα - μειώστε την αντίσταση των αντιστάσεων R5 και R6. Ωστόσο, αυτό αυξάνει την ισχύ που διαχέεται από τα τρανζίστορ VT4 και VT5. Περισσότερο ορθολογικό τρόπομειώστε την παραμόρφωση - αλλάξτε το κύκλωμα της βαθμίδας εξόδου του ενισχυτή με τέτοιο τρόπο ώστε να εξαναγκαστεί η επαναρρόφηση του υπερβολικού φορτίου (Εικ. 5). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας την αντίσταση R5 στον πομπό του τρανζίστορ VT5.

Στην περίπτωση υψηλής αντίστασης εξόδου του προ-τερματικού σταδίου, μπορεί να συσσωρευτεί υπερβολικό φορτίο στις βάσεις των τρανζίστορ VT4 και VT5. Για να εξαλειφθεί αυτό το φαινόμενο, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τις βάσεις αυτών των τρανζίστορ στο σημείο μηδενικού δυναμικού του ενισχυτή μέσω των αντιστάσεων R11 και R12 με ονομαστικές τιμές 10...24 kOhm.

Τα μέτρα που περιγράφονται είναι αρκετά αποτελεσματικά. Σε σύγκριση με μια τυπική σύνδεση, ο ρυθμός μείωσης του ρεύματος συλλέκτη στο στάδιο εξόδου μετά τις περιγραφόμενες τροποποιήσεις είναι περίπου τέσσερις φορές μεγαλύτερος και η παραμόρφωση σε συχνότητα 20 kHz είναι περίπου τρεις φορές μικρότερη.

Από την άποψη των εισαγόμενων παραμορφώσεων, η περιοριστική συχνότητα αποκοπής των τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται, καθώς και η εξάρτηση του στατικού κέρδους ρεύματος και της συχνότητας αποκοπής από το ρεύμα εκπομπού, είναι πολύ σημαντική. Ως εκ τούτου, περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης της ποιότητας των ενισχυτών με μια βαθμίδα εξόδου που βασίζεται σε διπολικά τρανζίστορ μπορεί να επιτευχθεί αντικαθιστώντας τα τρανζίστορ εξόδου με αυτά υψηλότερης συχνότητας με μικρότερη εξάρτηση του κέρδους από το ρεύμα εκπομπού. Ως τέτοια τρανζίστορ, μπορούμε να προτείνουμε συμπληρωματικά ζεύγη 2SA1302 και 2SC3281. 2SA1215 και 2SC2921; 2SA1216 και 2SC2922. Όλα τα τρανζίστορ κατασκευάζονται από την Toshiba σε συσκευασίες TO-247.

Σε μεγάλο βαθμό, η ποιότητα ήχου ενός ενισχυτή επηρεάζεται από την ικανότητά του να λειτουργεί με φορτίο χαμηλής αντίστασης, δηλ. παρέχει το μέγιστο ρεύμα σήματος στο φορτίο χωρίς παραμόρφωση.

Είναι γνωστό ότι οποιοδήποτε ακουστικό σύστημα (συντομογραφία AC) χαρακτηρίζεται από μια μονάδα σύνθετης αντίστασης εξόδου Z. Συνήθως, η τιμή αυτής της αντίστασης υποδεικνύεται στα διαβατήρια των σειριακών οικιακών ηχείων και είναι 4 ή 8 Ohm. Ωστόσο, αυτό ισχύει μόνο σε μία συχνότητα, συνήθως 1 kHz. Στο εύρος των συχνοτήτων λειτουργίας, η μονάδα της μιγαδικής αντίστασης αλλάζει αρκετές φορές και μπορεί να μειωθεί στα 1...2 Ohms. Με άλλα λόγια, για μη περιοδικά, ευρέως φάσματος παλμικά σήματα, όπως ένα μουσικό σήμα, το ηχείο παρουσιάζει ένα φορτίο χαμηλής σύνθετης αντίστασης για τον ενισχυτή που πολλοί εμπορικοί ενισχυτές απλά δεν μπορούν να χειριστούν.

Ως εκ τούτου, οι περισσότεροι αποτελεσματικός τρόποςΗ βελτίωση των δεικτών ποιότητας του σταδίου εξόδου κατά τη λειτουργία σε πραγματικό σύνθετο φορτίο σημαίνει αύξηση του αριθμού των τρανζίστορ στους βραχίονες ενός ενισχυτή push-pull. Αυτό επιτρέπει όχι μόνο την αύξηση της αξιοπιστίας του ενισχυτή, καθώς η περιοχή επεκτείνεται ασφαλής εργασίακάθε τρανζίστορ, αλλά, το πιο σημαντικό, μειώστε την παραμόρφωση ανακατανέμοντας τα ρεύματα συλλέκτη μεταξύ των τρανζίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, το εύρος διακύμανσης του ρεύματος του συλλέκτη και, κατά συνέπεια, το κέρδος περιορίζεται, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της παραμόρφωσης σε φορτίο χαμηλής σύνθετης αντίστασης, φυσικά, με την επιφύλαξη ορισμένων απαιτήσεων για την πηγή ισχύος.

Ένας εντελώς ριζικός τρόπος για να βελτιωθεί ριζικά ο ήχος ενός ενισχυτή είναι η αντικατάσταση των διπολικών τρανζίστορ στο στάδιο εξόδου με τρανζίστορ εφέ πεδίου με μόνωση πύλης (MOSFET).

Σε σύγκριση με τα διπολικά MOSFET, διακρίνονται από καλύτερη γραμμικότητα των χαρακτηριστικών διέλευσης και σημαντικά υψηλότερη ταχύτητα λειτουργίας, δηλ. καλύτερες ιδιότητες συχνότητας. Αυτά τα χαρακτηριστικά των τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, εάν χρησιμοποιούνται, καθιστούν δυνατή με σχετικά απλά μέσα τη βελτίωση των παραμέτρων και της ποιότητας του ήχου του αναβαθμισμένου ενισχυτή. υψηλό επίπεδο, κάτι που έχει επανειλημμένα επιβεβαιωθεί στην πράξη. Η βελτίωση της γραμμικότητας του σταδίου εξόδου διευκολύνεται επίσης από ένα τέτοιο χαρακτηριστικό των τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, όπως η υψηλή αντίσταση εισόδου, η οποία καθιστά δυνατή την εκτέλεση χωρίς προτελική βαθμίδα, που συνήθως εκτελείται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα Darlington, και μειώνει περαιτέρω την παραμόρφωση με συντομεύοντας τη διαδρομή του σήματος.

Η απουσία του φαινομένου της δευτερογενούς θερμικής διάσπασης στα τρανζίστορ πεδίου επεκτείνει την περιοχή της ασφαλούς λειτουργίας του σταδίου εξόδου και έτσι καθιστά δυνατή την αύξηση της αξιοπιστίας του ενισχυτή στο σύνολό του και επίσης, σε ορισμένες περιπτώσεις, απλοποιήστε τα κυκλώματα για τη σταθεροποίηση της θερμοκρασίας του ρεύματος ηρεμίας.

Και κάτι τελευταίο. Για να αυξήσετε την αξιοπιστία του ενισχυτή, δεν θα ήταν περιττό να εγκαταστήσετε προστατευτικές διόδους zener VD3, VD4 με τάση σταθεροποίησης 10...15 V στο κύκλωμα πύλης τρανζίστορ. Αυτές οι δίοδοι zener θα προστατεύσουν την πύλη από βλάβη, η αντίστροφη τάση διάσπασης της οποίας συνήθως δεν υπερβαίνει τα 20 V.

Κατά την ανάλυση των κυκλωμάτων για τη ρύθμιση της αρχικής πόλωσης του σταδίου εξόδου οποιουδήποτε ενισχυτή, θα πρέπει να δώσετε προσοχή σε δύο σημεία.

Το πρώτο σημείο σχετίζεται με το αρχικό ρεύμα ηρεμίας που έχει ρυθμιστεί. Πολλοί ξένοι κατασκευαστές το ρυθμίζουν στα 20...30 mA, κάτι που σαφώς δεν είναι αρκετό από την άποψη του υψηλής ποιότητας ήχου σε χαμηλά επίπεδα έντασης. Αν και δεν υπάρχουν ορατές παραμορφώσεις "βήματος" στο σήμα εξόδου, το ανεπαρκές ρεύμα ηρεμίας οδηγεί σε επιδείνωση των ιδιοτήτων συχνότητας των τρανζίστορ και ως αποτέλεσμα, σε έναν ακατανόητο, "βρώμικο" ήχο σε χαμηλές στάθμες έντασης και "θόλωμα". ” από μικρές λεπτομέρειες. Η βέλτιστη τιμή του ρεύματος ηρεμίας θα πρέπει να θεωρείται 50...100 mA. Εάν ο ενισχυτής έχει πολλά τρανζίστορ στον βραχίονα, τότε αυτή η τιμή ισχύει για κάθε τρανζίστορ. Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, η περιοχή των καλοριφέρ του ενισχυτή επιτρέπει τη μακροχρόνια αφαίρεση θερμότητας από τα τρανζίστορ εξόδου στη συνιστώμενη τιμή ρεύματος ηρεμίας.

Δεύτερον, πολύ σημαντικό σημείοείναι ότι χρησιμοποιείται συχνά σε κλασικό σχέδιοεγκατάσταση και θερμική σταθεροποίηση του ρεύματος ηρεμίας, το τρανζίστορ υψηλής συχνότητας διεγείρεται σε υψηλές συχνότητες και η διέγερσή του είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί. Ως εκ τούτου, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε ένα τρανζίστορ χαμηλής συχνότητας με f t. Σε κάθε περίπτωση, η αντικατάσταση αυτού του τρανζίστορ με ένα τρανζίστορ χαμηλής συχνότητας εγγυάται την αποφυγή προβλημάτων. Η συμπερίληψη ενός πυκνωτή C4 με χωρητικότητα έως και 0,1 μF μεταξύ του συλλέκτη και της βάσης βοηθά επίσης στην εξάλειψη των δυναμικών αλλαγών τάσης.

Διόρθωση συχνότητας ενισχυτών ισχύος

Η πιο σημαντική προϋπόθεση για τη διασφάλιση υψηλής ποιότητας αναπαραγωγής ήχου είναι να μειωθεί η δυναμική παραμόρφωση του ενισχυτή τρανζίστορ στο ελάχιστο δυνατό. Σε ενισχυτές με βαθιά ανάδραση, αυτό μπορεί να επιτευχθεί δίνοντας σοβαρή προσοχή στη διόρθωση συχνότητας. Όπως είναι γνωστό, ένα πραγματικό ηχητικό σήμα έχει παλμική φύση, επομένως, μια επαρκής ιδέα για πρακτικούς σκοπούς σχετικά με τις δυναμικές ιδιότητες ενός ενισχυτή μπορεί να ληφθεί από την απόκρισή του σε ένα άλμα στην τάση εισόδου, η οποία, με τη σειρά της, εξαρτάται από το μεταβατικό απάντηση. Το τελευταίο μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας τον συντελεστή εξασθένησης. Μεταβατικά χαρακτηριστικά ενισχυτών στο διαφορετικές έννοιεςαυτός ο συντελεστής φαίνεται στο Σχ. 7.

Με βάση το μέγεθος του πρώτου κύματος στην τάση εξόδου U out = f(t), μπορεί κανείς να βγάλει ένα σαφές συμπέρασμα σχετικά με τη σχετική σταθερότητα του ενισχυτή. Όπως φαίνεται από τα σχήματα που φαίνονται. 7 χαρακτηριστικά, αυτό το κύμα είναι μέγιστο σε χαμηλούς συντελεστές εξασθένησης. Ένας τέτοιος ενισχυτής έχει ένα μικρό περιθώριο σταθερότητας και, ίσα με άλλα πράγματα, έχει μεγάλες δυναμικές παραμορφώσεις, οι οποίες εκδηλώνονται με τη μορφή "βρώμικου", "αδιαφανούς" ήχου, ειδικά σε υψηλές συχνότητες του εύρους ακουστικού ήχου.

Από την άποψη της ελαχιστοποίησης της δυναμικής παραμόρφωσης, ο πιο επιτυχημένος ενισχυτής είναι αυτός με απεριοδική μεταβατική απόκριση (συντελεστής εξασθένησης μικρότερος από 1). Ωστόσο, είναι τεχνικά πολύ δύσκολο να εφαρμοστεί ένας τέτοιος ενισχυτής στην πράξη. Επομένως, οι περισσότεροι κατασκευαστές κάνουν έναν συμβιβασμό παρέχοντας χαμηλότερο συντελεστή εξασθένησης.

Στην πράξη, η βελτιστοποίηση της διόρθωσης συχνότητας πραγματοποιείται ως εξής. Εφαρμόζοντας ένα σήμα τετραγώνου κύματος με συχνότητα 1 kHz από τη γεννήτρια παλμών στην είσοδο του ενισχυτή και παρατηρώντας τη μεταβατική διαδικασία στην έξοδο χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο, επιλέγοντας τη χωρητικότητα του πυκνωτή διόρθωσης για να επιτευχθεί ένα σχήμα του σήματος εξόδου που είναι πιο κοντά στο ορθογώνιο.

Επίδραση του σχεδιασμού του ενισχυτή στην ποιότητα του ήχου

Σε καλά σχεδιασμένους ενισχυτές, με προσεκτικά σχεδιασμένα κυκλώματα και τρόπους λειτουργίας ενεργών στοιχείων, δυστυχώς, τα ζητήματα σχεδιασμού δεν εξετάζονται πάντα. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η παραμόρφωση του σήματος που προκαλείται από παρεμβολές εγκατάστασης από τα ρεύματα της βαθμίδας εξόδου στα κυκλώματα εισόδου του ενισχυτή συμβάλλει αισθητά στο συνολικό επίπεδο παραμόρφωσης ολόκληρης της συσκευής. Ο κίνδυνος μιας τέτοιας παρεμβολής είναι ότι τα σχήματα των ρευμάτων που διέρχονται από τα κυκλώματα ισχύος των βραχιόνων μιας βαθμίδας εξόδου ώθησης-έλξης που λειτουργεί στη λειτουργία κατηγορίας ΑΒ είναι πολύ διαφορετικά από τα σχήματα των ρευμάτων στο φορτίο.

Ο δεύτερος σχεδιαστικός λόγος για την αυξημένη παραμόρφωση του ενισχυτή είναι η ανεπιτυχής καλωδίωση των λεωφορείων "γείωσης" στο πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Λόγω της ανεπαρκούς διατομής στους διαύλους, εμφανίζεται μια αισθητή πτώση τάσης, που δημιουργείται από ρεύματα στα κυκλώματα ισχύος του σταδίου εξόδου. Ως αποτέλεσμα, τα δυναμικά γείωσης του σταδίου εισόδου και τα δυναμικά γείωσης του σταδίου εξόδου διαφέρουν. Εμφανίζεται μια λεγόμενη παραμόρφωση του «δυναμικού αναφοράς» του ενισχυτή. Αυτή η συνεχώς μεταβαλλόμενη διαφορά δυναμικού προστίθεται στην τάση του επιθυμητού σήματος στην είσοδο και ενισχύεται από τα επόμενα στάδια του ενισχυτή, που ισοδυναμεί με την παρουσία παρεμβολής και οδηγεί σε αύξηση των αρμονικών και ενδοδιαμόρφωσης παραμορφώσεων.

Για την καταπολέμηση τέτοιων παρεμβολών στον τελικό ενισχυτή, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τους διαύλους μηδενικού δυναμικού της βαθμίδας εισόδου, το δυναμικό μηδενικού φορτίου και το μηδενικό δυναμικό της τροφοδοσίας σε ένα σημείο (αστέρι) με καλώδια αρκετά μεγάλης διατομής . Αλλά ο πιο ριζικός τρόπος για την εξάλειψη της παραμόρφωσης του δυναμικού αναφοράς είναι η γαλβανική απομόνωση του κοινού καλωδίου της βαθμίδας εισόδου του ενισχυτή από τον ισχυρό δίαυλο ισχύος. Αυτή η λύση είναι δυνατή σε έναν ενισχυτή με διαφορική βαθμίδα εισόδου. Μόνο οι ακροδέκτες των αντιστάσεων R1 και R2 συνδέονται στο κοινό καλώδιο της πηγής σήματος (αριστερά στο διάγραμμα στο σχήμα. Όλοι οι άλλοι αγωγοί που συνδέονται στο κοινό καλώδιο συνδέονται στον ισχυρό δίαυλο παροχής ρεύματος, στα δεξιά στο Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, η διακοπή λειτουργίας για κάποιο λόγο της πηγής σήματος μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του ενισχυτή, καθώς ο αριστερός δίαυλος "γείωσης" δεν συνδέεται με τίποτα και η κατάσταση του σταδίου εξόδου γίνεται απρόβλεπτη. κατάσταση έκτακτης ανάγκης, και οι δύο διαύλους "γείωσης" συνδέονται μεταξύ τους με την αντίσταση R4. Η αντίστασή της δεν πρέπει να είναι πολύ μικρή, έτσι ώστε οι παρεμβολές από έναν ισχυρό δίαυλο ισχύος να μην μπορούν να φτάσουν στην είσοδο του ενισχυτή και ταυτόχρονα όχι πολύ μεγάλη για να μην επηρεάζουν το βάθος της ανάδρασης. Στην πράξη, η αντίσταση της αντίστασης R4 είναι περίπου 10 Ohms.

Κατανάλωση ενέργειας του τροφοδοτικού

Στη συντριπτική πλειοψηφία των βιομηχανικών ενισχυτών, η χωρητικότητα των πυκνωτών αποθήκευσης (φιλτραρίσματος) του τροφοδοτικού είναι σαφώς ανεπαρκής, γεγονός που εξηγείται αποκλειστικά από οικονομικούς λόγους, επειδή Οι ηλεκτρικοί πυκνωτές μεγάλων τιμών (από 10.000 μF ή περισσότερο) σαφώς δεν είναι τα φθηνότερα εξαρτήματα. Η ανεπαρκής χωρητικότητα των πυκνωτών φίλτρου οδηγεί σε «συμπιεσμένη» δυναμική του ενισχυτή και σε αύξηση του επιπέδου φόντου, δηλ. στην υποβάθμιση της ποιότητας του ήχου. Η πρακτική εμπειρία του συγγραφέα στον τομέα της αναβάθμισης μεγάλου αριθμού διαφορετικών ενισχυτών δείχνει ότι ο "πραγματικός ήχος" ξεκινά με μια ένταση ενέργειας τροφοδοσίας τουλάχιστον 75 J ανά κανάλι. Για να εξασφαλιστεί τέτοια ενεργειακή ένταση, απαιτείται συνολική χωρητικότητα πυκνωτών φίλτρου τουλάχιστον 45.000 μF με τάση τροφοδοσίας 40 V ανά βραχίονα (E = CU 2 /2).

Ποιότητα της βάσης στοιχείων

Ο μικρότερος ρόλος στη διασφάλιση της υψηλής ποιότητας ήχου των ενισχυτών παίζει η ποιότητα της βάσης στοιχείων, κυρίως των παθητικών στοιχείων, π.χ. αντιστάσεις και πυκνωτές, καθώς και καλώδια εγκατάστασης.

Και αν οι περισσότεροι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μόνιμες αντιστάσεις άνθρακα και μεταλλικών φιλμ αρκετά υψηλής ποιότητας στα προϊόντα τους, δεν μπορεί να ειπωθεί το ίδιο για μόνιμοι πυκνωτές. Η επιθυμία εξοικονόμησης κόστους προϊόντος συχνά οδηγεί σε καταστροφικά αποτελέσματα. Σε εκείνα τα κυκλώματα όπου είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν πυκνωτές μεμβράνης πολυστυρενίου ή πολυπροπυλενίου υψηλής ποιότητας με χαμηλές διηλεκτρικές απώλειες και χαμηλό συντελεστή απορρόφησης διηλεκτρικού, πυκνωτές οξειδίου της πένας ή, κάπως καλύτερα, πυκνωτές με διηλεκτρικό φιλμ Mylar (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο) είναι συχνά εγκατασταθεί. Εξαιτίας αυτού, ακόμη και οι καλοσχεδιασμένοι ενισχυτές ακούγονται "ακατάληπτοι" και "λασπώδεις". Κατά την αναπαραγωγή μουσικών κομματιών, δεν υπάρχουν ηχητικές λεπτομέρειες, η τονική ισορροπία διαταράσσεται και υπάρχει σαφώς έλλειψη ταχύτητας, η οποία εκδηλώνεται με την υποτονική επίθεση του ήχου των μουσικών οργάνων. Άλλες πτυχές του ήχου υποφέρουν επίσης. Συνολικά ο ήχος αφήνει πολλά περιθώρια.

Επομένως, κατά την αναβάθμιση συσκευών ενίσχυσης πραγματικά υψηλής ποιότητας, είναι απαραίτητο να αντικατασταθούν όλοι οι πυκνωτές χαμηλής ποιότητας. Καλά αποτελέσματαεπιτρέπει τη χρήση πυκνωτών από Siemens, Philips, Wima. Κατά τη ρύθμιση ακριβών συσκευών προηγμένης τεχνολογίας, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε πυκνωτές από την αμερικανική εταιρεία Reelcup, τύπους PPFX, PPFX-S, RTX (οι τύποι παρατίθενται με αύξουσα σειρά κόστους).

Τελευταίο αλλά εξίσου σημαντικό, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στην ποιότητα των διόδων ανορθωτή και των καλωδίων στερέωσης.

Οι ισχυρές διόδους ανορθωτή και οι γέφυρες ανορθωτή, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε τροφοδοτικά ενισχυτών, έχουν χαμηλή απόδοση λόγω της επίδρασης της επαναρρόφησης των φορέων μειοψηφίας φορτίου στη διασταύρωση pn. Ως αποτέλεσμα, όταν αλλάξει η πολικότητα της τάσης AC που παρέχεται στον ανορθωτή, οι δίοδοι που βρίσκονται σε ανοιχτή κατάσταση κλείνουν με κάποια καθυστέρηση, γεγονός που με τη σειρά του οδηγεί στην εμφάνιση ισχυρού θορύβου παλμού. Οι παρεμβολές διεισδύουν μέσω των κυκλωμάτων τροφοδοσίας στη διαδρομή ήχου και υποβαθμίζουν την ποιότητα του ήχου. Για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν παλμικές διόδους υψηλής ταχύτητας, και ακόμη καλύτερα, διόδους Schottky, στις οποίες απουσιάζει η επίδραση της απορρόφησης των φορέων μειοψηφίας φορτίου. Από τις διαθέσιμες, μπορούμε να προτείνουμε διόδους από το International Rectifier. Όσον αφορά τα καλώδια εγκατάστασης, είναι καλύτερο να αντικαταστήσετε τα υπάρχοντα συμβατικά καλώδια εγκατάστασης με καλώδια χαλκού μεγάλου διαμετρήματος χωρίς οξυγόνο. Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να αντικαταστήσετε τα καλώδια που μεταδίδουν το ενισχυμένο σήμα στους ακροδέκτες εξόδου του ενισχυτή, τα καλώδια στα κυκλώματα ισχύος και, όπως χρειάζεται, την καλωδίωση από τις υποδοχές εισόδου στην είσοδο της πρώτης βαθμίδας ενισχυτή.

Είναι δύσκολο να δοθούν συγκεκριμένες συστάσεις για μάρκες καλωδίων. Όλα εξαρτώνται από τη γεύση και τις οικονομικές δυνατότητες του ιδιοκτήτη του ενισχυτή. Ανάμεσα στα γνωστά και διαθέσιμα καλώδια στην αγορά μας, μπορούμε να προτείνουμε καλώδια από την Kimber Kable, XLO, Audioquest.

Στους πολυβάθμιους ενισχυτές, το τελευταίο στάδιο (εξόδου ή τελικό) είναι το στάδιο για την ενίσχυση της ισχύος που παρέχεται στο ωφέλιμο φορτίο. Σε αυτήν την περίπτωση, η ισχύς εξόδου του καταρράκτη PA πρέπει να είναι επαρκής για να οδηγεί το φορτίο που είναι συνδεδεμένο σε ολόκληρο το κύκλωμα εξόδου. Το στάδιο εξόδου του PA πρέπει να μεγιστοποιεί την ισχύ του ενισχυμένου σήματος με αποδεκτό μη γραμμικό συντελεστή παραμόρφωσης και υψηλότερη απόδοση.

Υπάρχουν στάδια εξόδου PA ενός κύκλου ή ώθησης, τα οποία μπορούν να συναρμολογηθούν χρησιμοποιώντας ισχυρούς σωλήνες ενίσχυσης ή τρανζίστορ ή θυρατρόνια εκκένωσης αερίου.

Στάδια ενίσχυσης ισχύος μονού άκρου. Τέτοιες PA που λειτουργούν σε λειτουργία κατηγορίας Α καθιστούν δυνατή την επιλογή της ισχύος εξόδου του χρήσιμου σήματος από κλάσματα watt έως 3 ÷ 5 W στο φορτίο με ηλεκτρική απόδοση έως 10 ÷ 30% και ελάχιστα επιτρεπτά επίπεδα μη γραμμικής παραμόρφωσης σε μια δεδομένη ζώνη συχνοτήτων.

Σε αυτήν την περίπτωση, η βέλτιστη τιμή της αντίστασης φορτίου που συνδέεται απευθείας στο κύκλωμα εξόδου της ισχυρής βαθμίδας επιλέγεται με βάση τις σχέσεις Ra = R n= (2÷ 4) * Ri - για κυκλώματα τριόδου και Rn = Ra ≈ (0,1 ÷ 0,5) * Ri - για στάδια PA ενεργοποιημένα. πεντόδιο υψηλής ισχύος ή τετρόδου δέσμης. Επιπλέον, τα κυκλώματα τέτοιων καταρρακτών PA και οι μέθοδοι γραφικού-αναλυτικού υπολογισμού τους είναι παρόμοια με τα προηγούμενα κυκλώματα καταρράκτες ενισχυτών τάσης (βλ. Σχ. 5, 7 και 8). Τέτοια απλά στάδια PA καθιστούν δυνατή την ενίσχυση του σήματος από άποψη ισχύος με ελάχιστη μη γραμμική παραμόρφωση σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα τέτοιων κυκλωμάτων PA χωρίς μετασχηματιστή είναι ότι όχι μόνο η χρήσιμη εναλλασσόμενη συνιστώσα του ρεύματος ανόδου διέρχεται από το φορτίο, αλλά και η άμεση συνιστώσα της, μειώνοντας σημαντικά την απόδοση καταρράκτη και απαιτώντας περισσότερα υψηλής τάσηςτροφοδοτικό Ε ΕΝΑ. Επιπλέον, για να μεγιστοποιηθεί η χρήση της χρήσιμης ισχύος εξόδου που μπορεί να μεταφερθεί από ένα τελικό στάδιο χωρίς μετασχηματιστή σε ένα εξωτερικό φορτίο, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η ισότητα της βέλτιστης τιμής της αντίστασης εξόδου του κυκλώματος εξόδου του καταρράκτη PA με το τιμή της αντίστασης εξωτερικού φορτίου R n, περιλαμβάνεται απευθείας σε αυτό το κύκλωμα, δηλαδή το R έξω= R n.

Ωστόσο, στην πράξη, στις περισσότερες περιπτώσεις η αντίσταση φορτίου R nμπορεί να είναι μικρότερη από την προαναφερθείσα βέλτιστη τιμή της αντίστασης ανόδου R a. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η περιέλιξη ενός ηλεκτροδυναμικού μεγαφώνου, ενός ηλεκτρομαγνητικού ρελέ, ενός ηλεκτρικού κινητήρα, ενός ηλεκτρικού επαφέα, ενός ανιχνευτή βημάτων, ενός καταγραφέα, μιας κεφαλής εγγραφής και αναπαραγωγής ήχου, ενός συνδρομητή δύο καλωδίων ή μιας γραμμής τροφοδοσίας, κ.λπ., που έχουν μικρή αντίσταση (μονάδες, δεκάδες, εκατοντάδες Ohms, μονάδες kOhms).

Επομένως, εάν R n< R вых к-да , то внешняя нагрузка включается в выходную цепь каскада УМ при помощи выходного трансформатора, согласующего величину Rн с оптимальной величиной выходного сопротивления каскада R вых к-да . При этом сопротивление внешней нагрузки, включенной во вторичную обмотку трансформатора, перерсчитывается в приведенное сопротивление его первичной обмотки, включенной в выходную цепь каскада, по следующей формуле:

πού είναι η αναλογία μετασχηματισμού

Πιο συγκεκριμένα η αξία βέλτιστη τιμήΗ ισοδύναμη αντίσταση του καταρράκτη PA μπορεί να προσδιοριστεί γραφικά, χρησιμοποιώντας την καταλληλότερη γραμμή φόρτισης στην οικογένεια χαρακτηριστικών ανόδου (Εικ. 14) της επιλεγμένης λυχνίας ενίσχυσης υψηλής ισχύος, δηλαδή των τμημάτων γύρω και οα στις αντίστοιχες μονάδες της μέτρησης:

Έτσι, σύμφωνα με τη μεταβλητή συνιστώσα του ρεύματος ανόδου, η βέλτιστη τιμή της μειωμένης αντίστασης του φορτίου ανόδου Rout k-da μπορεί να φτάσει από μονάδες σε δεκάδες και εκατοντάδες kilo-ohms.

Χρησιμοποιώντας το ίδιο γράφημα, χρησιμοποιώντας το τρίγωνο ABC μπορείτε να προσδιορίσετε τη χρήσιμη ισχύ στο φορτίο

Η απόδοση των ισχυρών καταρρακτών μετασχηματιστών του PA είναι υψηλότερη από εκείνη των χωρίς μετασχηματιστή, καθώς το ρεύμα ηρεμίας I a0 ρέει μόνο μέσω της χαμηλής ενεργού αντίστασης του πρωτεύοντος τυλίγματος, παρακάμπτοντας το Rн. Εν

όπου Po = I a0 * E a - συνολική ισχύς σε λειτουργία κατηγορίας Α που καταναλώνεται από την πηγή ισχύος.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι καταρράκτες μετασχηματιστών PA ενός κύκλου έχουν στενότερη ζώνη συχνοτήτων, μεγαλύτερες διαστάσεις, βάρος και υψηλότερο κόστος, γεγονός που αντικατοπτρίζει τα μειονεκτήματά τους.

Στο Σχ. 15 δίνονται τυποποιηµένα συστήµατακαταρράκτες μετασχηματιστών μονής άκρης του PA σε ισχυρό τρίοδο (a) και τετρόδου δέσμης (b), που λειτουργούν σε λειτουργία κατηγορίας Α με αυτόματη μετατόπιση του σημείου λειτουργίας.

Σε αυτά τα κυκλώματα, ο σκοπός κάθε στοιχείου του καταρράκτη PA είναι παρόμοιος με τα κυκλώματα που συζητήθηκαν προηγουμένως των καταρρακτών ενισχυτών τάσης με φορτίο ανόδου (Εικ. 6 και 8).

Όπως φαίνεται από τα γραφήματα στο Σχ. 16, για να αποκτήσετε τη βέλτιστη τιμή της χρήσιμης ισχύος εξόδου

είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί μια τάση εισόδου με πλάτος |±U στην είσοδο του καταρράκτη PA Μέγιστη| ≈ |-U ντο 0 |, λαμβάνονται από τη βαθμίδα προενισχυτή ή από τον αισθητήρα σήματος εισόδου. Στην περίπτωση αυτή, η γραμμή φόρτισης θα πρέπει να διέρχεται σχεδόν εφαπτομενικά στην επιτρεπόμενη καμπύλη ισχύος P και επιπλέον, χωρίς να τη διασχίζει.

Εφόσον στη λειτουργία κατηγορίας Α το σημείο λειτουργίας βρίσκεται στο μέσο του ευθύγραμμου τμήματος του δυναμικού χαρακτηριστικού εισόδου του καταρράκτη, αυτό διασφαλίζει την κατάσταση λειτουργίας με ελάχιστη μη γραμμική παραμόρφωση σήματος.

Οι καταρράκτες PA Triode έχουν μικρότερη μη γραμμική παραμόρφωση από τους καταρράκτες PA που βασίζονται σε πεντόδια ή τετρόδους δέσμης.

Ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις, η ηλεκτρική απόδοση του καταρράκτη PA στη λειτουργία κατηγορίας Α υπερβαίνει πρακτικά το 10 ÷ 15% για κυκλώματα τριόδου και 15 ÷ 30% για κυκλώματα πεντόδου και τετρόδου δέσμης υψηλής ισχύος.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι σε καταρράκτες PA με έξοδο μετασχηματιστή, με χαμηλή ενεργό αντίσταση της κύριας περιέλιξης του (r 1tr = δεκάδες ÷ εκατοντάδες Ohms) η τάση της ανόδου σε κατάσταση ηρεμίας είναι μόνο ελαφρώς μικρότερη από την τάση της πηγής ισχύος E a, δηλαδή

Για κυκλώματα τριόδου,

Για κυκλώματα που χρησιμοποιούν πεντόδια ή τετρόδους δέσμης με πρόσθετο κύκλωμα πλέγματος οθόνης.

Επομένως, η γραμμή φορτίου συνεχούς ρεύματος στην οικογένεια χαρακτηριστικών στατικής ανόδου (Εικ. 16) πηγαίνει πολύ απότομα, σε μεγάλη γωνία

Στον δυναμικό τρόπο λειτουργίας, όταν τροφοδοτείται ένα ημιτονοειδές (αρμονικό) σήμα εισόδου στην είσοδο της βαθμίδας μετασχηματιστή του PA στη βέλτιστη τιμή του μειωμένου φορτίου R eq, η υψηλότερη τάση E ένατο μέγιστο μεταξύ των ηλεκτροδίων εξόδου αυξάνεται σχεδόν δύο φορές (και μερικές φορές περισσότερο) σε σύγκριση με το U a0. Αυτό το φαινόμενο εξηγείται από το γεγονός ότι όταν το ρεύμα εξόδου μειώνεται, το πίσω EMF της αυτεπαγωγής του πρωτεύοντος τυλίγματος του μετασχηματιστή προστίθεται στην τιμή Ea, γεγονός που καθυστερεί τη διαδικασία μείωσης του ρεύματος ανόδου. Επομένως, στον δυναμικό τρόπο λειτουργίας ενός τέτοιου καταρράκτη PA, η γραμμή φόρτισης για την εναλλασσόμενη συνιστώσα του ρεύματος ανόδου καθορίζεται από την τιμή των R eq και E a max > Ea και, που διέρχεται από το μη λειτουργικό σημείο από το οποίο Η γραμμή φορτίου συνεχούς ρεύματος περνάει, έχει σημαντικά μικρότερη γωνία κλίσης (Εικ. 16)

Κατά τον υπολογισμό της μέγιστης ισχύος εξόδου του καταρράκτη μετασχηματιστή του PA, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση του μετασχηματιστή, η απαιτούμενη τιμή της ισχύος εξόδου του καταρράκτη προσδιορίζεται από τη δεδομένη τιμή της απαιτούμενης ωφέλιμης ισχύος στο φορτίο Pnet, δηλαδή :

Στη συνέχεια επιλέξτε έναν σωλήνα ενίσχυσης του οποίου η επιτρεπόμενη ισχύς διαχέεται από την άνοδο, P και επιπλέον ≥ 6Ρ έξωναι για τρίοδο και ένα P και επιπλέον ≥ 4P έξω σε -ναι for.pentode ή beam tetrode. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση στην άνοδο σε κατάσταση ηρεμίας λαμβάνεται ίση με Uа0 = (0,7 ÷ 0,8) * Προσθήκη Ua και η τιμή ρεύματος ηρεμίας λαμβάνεται ίση με

Η ωφέλιμη ισχύς που απελευθερώνεται στο φορτίο θα είναι ίση με P χρήσιμο = η tr* P έξοδος k-da = 0,5 η tr* ΕΓΩ μαμά*U μαμά =0,5 η tr* I 2 ma R εξ.

Από εδώ μπορείτε να προσδιορίσετε τον συντελεστή μετασχηματισμού

Κέρδος τάσης του καταρράκτη PA

Για να λάβετε υπόψη τις χρήσιμες απώλειες ισχύος στον μετασχηματιστή εξόδου, λάβετε την τιμή της απόδοσής του εντός των ορίων που καθορίζονται στον πίνακα. 1.

V. Mayorov, S. Mayorov - Συσκευές ενισχυτών που βασίζονται σε λαμπτήρες, τρανζίστορ και μικροκυκλώματα