УСИЛИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ДВУХТАКТНЫМ ТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВЫХОДНЫМ КАСКАДОМ

May 19, 2010 by admin Комментировать »

Выходные каскады усилителей колебаний звуковой частоты большин­ства промышленных и любительских приемников делают двухтактными.

Упрощенная схема и графики, иллюстрирующие работу такого усилителя мощности, показаны на рис. 33,а — д. Усилитель состоит из двух однотипных p-n-p транзисторов VI и V2, включенных по схеме с общим эмиттером, и вы­ходного трансформатора Т с одинаковыми половинами первичной обмотки la и 16. Батарея питания GB включена так, что отрицательное напряжение на кол­лекторы транзисторов подается через половины первичной обмотки трансформатора. Транзисторы и относящиеся к ним половины обмотки трансформатора об­разуют симметричные плечи усилителя.

Сущность работы усилителя заключается в следующем. Входной сигнал UЕХ подается на базы обоих транзисторов так, чтобы напряжения на них в каждый момент времени изменялись в противоположных направлениях, т. е. в противофазе. Когда, например, на базе транзистора VI входное напряжение имеет отрицательную полярность, на базе транзистора V2 напряжение сигнала положительное. Так как колебания звуковой частоты представляют собой че­редование напряжений положительной и отрицательной полярностей, то тран­зисторы VI и V2 усиливают сигнал по очереди, как бы на два такта. Такой режим работы транзисторов называют режимом В.

Допустим, что на базе транзистора VI относительно его эмиттера действу­ет отрицательная полуволна входного напряжения UBx (график б на рис. 33). При этом транзистор VI открывается, и его коллекторный ток течет через об­мотку la выходного трансформатора (график в на рис. 33). Транзистор V2 в это время закрыт, так как на его базе напряжение сигнала положительное. В следующий полупериод, наоборот, на базе транзистора V2 напряжение будет отрицательным, а на базе транзистора VI — положительным. В результате от­крывается транзистор V2, и через обмотку 16 трансформатора течет только его коллекторный ток (график г на рис. 33, который для наглядности перевернут и приближен к в), а транзистор VI закрывается. Естественно, что за­крытые транзисторы ток не потребляют, это повышает экономичность усили­теля. И так при каждом периоде колебаний звуковой частоты, подводимых к усилителю. В первичной обмотке трансформатора коллекторные токи обоих транзисторов суммируются (график д на рис. 33), в результате чего во вторич­ной обмотке трансформатора создаются мощные колебания звуковой частоты, заставляющие динамическую головку В звучать.

clip_image001

Рис. 33. Упрощенная схема двухтактного усилителя мощности и графики, иллюстри­рующие его работу

clip_image002

Рис. 34. Упрощенная схема усилителя коле­баний звуковой частоты с двухтактным вы­ходным каскадом

Каким образом на базы транзисторов можно подавать напряжение сигнала в противофазе? Проще всего — с помощью трансформатора, как показано на рис. 34. На транзисторе VI собран предварительный усилитель мощности. В цепь коллектора транзистора VI включена первичная обмотка трансформатора Т1. Его вторичная обмотка, состоящая из двух половин (IIа и 116}, соединена с транзисторами V2 и V3 выходного каскада. При подаче на вход транзистора VI сигнала звуковой частоты напряжения, подводимые к эмиттерным пере­ходам транзисторов V2 и V3 от половин вторичной обмотки трансформатора Т1, будут равны по значению, но противоположны по фазе, т. е. как говорят, сдвинуты по фазе на 180°. Это и требуется для работы двухтактного каска­да усиления мощности.

Принципиальная схема усилителя звуковой частоты, в котором для поворо­та фазы сигнала и связи двухтактного усилителя мощности с динамической го­ловкой громкоговорителя используются трансформаторы, показана на рис. 35. Это схема блока 5 описываемого приемника. Нижним и верхним (по схеме) выводными контактами усилитель через сборочную планку соединяется с бло­ком питания, средним — с движком переменного резистора 1R1 блока 1.

Усилитель трехкаскадный, четырехтранзисторный. Средний ток, потребляе­мый им от источника питания, составляет 20 … 25 мА.

Первые два каскада этого усилителя, собранные на транзисторах 5V1 и 5V2, работают так же, как первый каскад блока 4. Разница лишь в способе подачи смещения на базу транзистора 5V1. Здесь оно снимается с коллектора транзистора и подается на базу через резистор 5R1. При этом между коллек­тором и базой транзистора возникает отрицательная обратная связь по пере­менному напряжению, несколько снижающая усиление, но в то же время ста­билизирующая его режим работы.

clip_image001[1]

Рис. 35. Принципиальная схема блока 5

В коллекторную цепь транзистора 5V2 включен трансформатор 5Т1, двух­секционная вторичная обмотка которого обеспечивает транзистором выходного каскада двухтактный режим работы. Смещение на базу транзистора 5V2 по­дается с делителя напряжения 5R3, 5R4, резисторы 5R5 и 5R6 в его эмиттер-гной цепи вместе с резисторами делителя стабилизируют режим работы тран­зистора. Резистор 5R7 и конденсатор 5С2 образуют развязывающий фильтр, предотвращающий самовозбуждение усилителя из-за паразитных связей между его цепями через общий источник питания.

Говоря о принципе работы двухтактного усилителя мощности, мы с целью упрощения считали, что базы его транзисторов через источник сигнала или по­ловины вторичной обмотки согласующего трансформатора соединены с эмитте­рами. В этом случае исходное состояние транзисторов — закрытое, поэтому кол­лекторные токи практически отсутствуют. Фактически же для уменьшения иска­жений усиливаемого сигнала на базы транзисторов подают небольшое началь­ное напряжение смещения, открывающее транзисторы. В описываемом усили­теле это напряжение смещения, равное примерно 0,1 В, снимается с делителя напряжения 5R8, 5R9 и подается на базы транзисторов через соответствующие им половины вторичной обмотки трансформатора 5Т1. Коллекторные токи по­коя транзисторов устанавливают подбором резистора 5R8. Конденсатор 5С5, блокирующий первичную обмотку выходного трансформатора, «срезает» наи­более высокие частоты звукового диапазона, смягчая тембр звучания.

Для повышения качества работы усилителя последние два каскада охва­чены отрицательной обратной связью. Напряжение обратной связи снимается с части витков вторичной обмотки выходного трансформатора 5Т2 и через резис­тор R10 подается в цепь эмиттера транзистора 5V2. Глубину этой связи можно регулировать подбором резистора 5R10.

Конструкция и детали. Внешний вид этого блока и схема соединения его деталей на монтажной плате показаны на рис. 36.

В усилителе желательно применять транзисторы со статическим коэффици­ентом передачи тока не менее 50. Вместо транзисторов МП39 можно исполь­зовать транзисторы серий МП40 — МП42. Надо только подобрать для выходно­го каскада транзисторы по возможности с одинаковыми обратными токами кол­лекторных переходов Ikbо.

Согласующий и выходной трансформаторы 5Т1 и 5Т2 — от транзисторного приемника «Альпинист». Трансформаторы намотаны на магнитопроводах Ш6Х6 (пластины Ш6, толщина набора 6 мм). Обмотка I согласующего трансформа­тора (5Т1) содержит 2200, обмотка II — 260+260 витков провода ПЭВ-1 0,1; обмотка 7 выходного трансформатора 5Т2 имеет 405 + 405 витков провода ПЭВ-1 0,12, обмотка II — 90+10 витков провода ПЭВ-1 0,38. Подойдут также трансформаторы от других транзисторных приемников или аналогичные им уни­фицированные трансформаторы.

clip_image004

Рис. 36. Внешний вид и схема соединений деталей блока 5

Налаживание. Методика налаживания этого усилителя в основном такая же, как и усилителя с однотактным выходом (блок 4). Сначала отпаяйте проводник, соединяющий резистор 5R10 с резисторами 5R5 и 5R6, чтобы ис­ключить цепь отрицательной обратной связи, охватывающей два каскада уси­лителя, затем измерьте и, если надо, подбором резистора 5R8 установите кол­лекторный ток покоя транзисторов 5V3 и 5V4 двухтактного усилителя мощно­сти, равный 4… 5 мА. Полезно проверить и коллекторные токи каждого из этих транзисторов, включая миллиамперметр поочередно между коллекторами и крайними выводами первичной обмотки выходного трансформатора. Если-транзисторы подобраны правильно, то токи должны быть примерно одинаковыми. Далее подбором резисторов 5R3 и 5R1 установите указанные на схеме коллекторные токи транзисторов 5V2 и 5V1, восстановите цепь отрицательной обратной связи и проверьте качество работы усилителя от звукоснимателя или радиотрансляционной сети. Делайте это так же, как и при налаживании блока 4. После этого проверьте работу усилителя от радиочастотного блока приемни­ка прямого усиления.

Не исключено, что после восстановления цепи обратной связи, усилитель самовозбудится. Причиной этого может быть положительная обратная связь между выходом и входом второго каскада усилителя. Устранить самовозбуж­дение легко — стоит лишь поменять местами крайние выводы первичной обмот­ки выходного трансформатора.

Глубину отрицательной обратной связи подберите опытным путем заменой резистора 5R10. С увеличением сопротивления этого резистора глубина от­рицательной обратной связи уменьшается, с уменьшением, наоборот, увеличи­вается.

Если вторичная обмотка выходного трансформатора не имеет отвода, то напряжение отрицательной обратной связи можно подавать со всей вторичной обмотки так же, как в усилителе блока 4. В этом случае надо только увеличить сопротивление резистора 5R10 до 1,5… 2 кОм.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты