Журнал Радио 5 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА

Журнал Радио 5 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА СВЕРХЛИНЕИНЫИ УМЗЧ С ГЛУБОКОЙ ООС С. АГЕЕВ, г. Москва  Продолжение. Начало см. в "Радио", 1999, N9 10≈12; 2000, ╧1,2,4

Транзисторы VT20—VT27 крепят к теплоотводу через изолирующие прокладки, используя шпильки с гайками или болты М2.5 с шестигранной головкой. Гайки (или болты) затягивают рожковым ключом. Для предотвращения замыкания крепежа с коллектором транзистора на шпильки надевают отрезки тонкостенной изоляционной трубки диаметром 2,8...3 мм и длиной 2 мм. Такую трубку нетрудно изготовить, намотав, например, несколько витков лавсановой липкой ленты ("скотч") на слегка смазанной машинным маслом оправке диаметром 2,5...2,6 мм.

Посадочные плоскости транзисторов и диодов перед установкой нужно пришлифовать на бруске. После этого с целью предотвращения надрезания прокладок снимают небольшие фаски (0,2...0,3 мм) с кромок крепежных отверстий и корпусов транзисторов.

Для подключения реле коммутации нагрузки на плате установлена 26-контактная секция штыревого разъема ХР2 типа PLS [10]. применяемого в компьютерах. К четным контактам разъема подключена цепь выходного фильтра, к нечетным контактам — выход мощного каскада усилителя. Если есть сомнения относительно качества имеющихся разъемов, кабель, идущий от реле, можно распаять непосредственно на плате.

Выходной сигнал с платы каждого канала усилителя тоже подается по 26-жильному ленточному кабелю через разъем ХРЗ. "Сигнальными" служат нечетные контакты, а четные контакты соединены с общим проводом. При этом элементы выходного фильтра L1, L2, R118—Р.121, С77—С79. а также перемычки S2 и S3 расположены на небольшой экранированной плате, размещаемой вблизи выходных клемм усилителя так, чтобы был обеспечен доступ к перемычкам со стороны задней панели. Расстояние между кадушками — не менее 25 мм, причем их лучше располагать под прямым углом друг к другу.

Катушка L1 (1,3 мкГн) имеет 11, a L2 (1.8 мкГн) — 14 витков провода ПЭВ диаметром 1.7...2 мм. Они намотаны виток к витку на каркасе диаметром 18 мм. Витки фиксируют эпоксидной смолой.

Экран платы фильтра выполнен из немагнитного материала. Он должен быть удален от катушек не менее чем на 25 мм. Для сохранения устойчивости усилителя длина ленточных кабелей не должна пре~ вышать 350 мм.

С целью упрощения монтажа усилителя диодные мосты выпрямителей ±53 В (VD8, VD9 — на рис. 7) перенесены из блока автоматики на платы УМ. Каждый мост (на плате — VD42—VD45) собран на отдельных диодах КД243Б. КД243В или КД247Б. Для уменьшения пикового тока конденсаторы С80. С81 надо взять меньшей емкости — 1000 мкФ.

Выводы обмоток трансформатора питания Т1 подключены к плате усилителя через восьмиконтактный разъем ХР4 типа MPW-8 [11] с шагом выводов 5.08 мм. Надежность и малое переходное сопротивление достигается дублированием контактов сильноточных цепей. Вместо разъема можно установить клеммный соединитель или просто впаять провода в отверстия печатной платы.

Для удобства монтажа все соединения между платой усилителя и блоком автоматики выведены на один разъем — ХР1. Поэтому вместо разъема с тремя контактами (ХР1 — на рис. 4) на плате установлен один разъем типа IDC14 с 14-ю контактами. Назначение и нумерация его контактов изменены в соответствии с табл. 1. Соответственно корректируют и нумерацию контактов ответной части разъема (XS1 — на рис. 5). через которые индикатор перегрузки и кнопка "Сброс" соединены с платой усилителя. Резистор R16 (R26 — для другого канала) фильтра НЧ устройства обнаружения постоянного напряжения (см рис. 7) подключен к выходу усилителя через контакт 5 разъема ХР1 и дополнительный защитный резистор R124 (сопротивлением 0,3 — 4,7 кОм — на схеме он не показан, но на плате он есть). Сигнал срабатывания мягкого ограничителя (см. рис. 14) поступает на индикатор (о нем в следующей части статьи) через дополнительный пороговый узел, выполненный аналогично индикатору искажений.

В варианте, когда индикатор мягкого ограничения не вводится, диоды VD46— VD49 на плату усилителя не устанавливают, а вместо резистора R126 впаивают перемычку. Элементы VT46. R125 не устанавливают, если ОУ DA3 не требуется переводить в режим класса "А".

Вместо перемычки S1 (см. рис. 4) на плате установлена четырехштырьковая секция разъема PLS. выполняющая сразу несколько функций. Во-первых, можно менять режим работы компенсатора падения напряжения на проводах к АС. Установка перемычки между контактами 2 и 1 соответствует четырехпроводному режиму, а перемычка между контактами 2 и 4 включает трехпроводный режим (как в [3]). Во-вторых, при проверке усилителя этот разъем служит для подачи испытательного сигнала на усилитель через резистор R30 в обход входного ФНЧ и мягкого ограничителя. Это позволяет суммировать сигналы от двух генераторов для измерения интермодуляционных искажений и наблюдать переходные процессы в усилителе при импульсном сигнале прямоугольной формы.

Эксперименты с двумя опытными образцами усилителя показали, что у оказавшихся в нашем распоряжении транзисторов КТ9115 и КТ969 более 70% проверенных транзисторов имели существенно меньшую граничную частоту. Рекомендуемая замена для КТ9115 — 2SA1380. для КТ969 — КТ602БМ или 2SC3502. Эти транзисторы значительно менее склонны к самовозбуждению, чем 2SAl538n2SC3953.

Кроме того, во время тестирования усилителей в предельных режимах выявилась недостаточная надежность транзисторов предоконечного каскада — как КТ639. так и BD139. BD140. Исследование области безопасной работы имевшихся экземпляров этих транзисторов, проведенное автором, показало, что она недостаточна для гарантии надежной работы усилителя при повышенной температуре.

Для повышения надежности работы усилителя, особенно в населенных пунктах с нестабильной электросетью, рекомендуется понизить напряжение питания исходя из реально необходимой максимальной мощности в нагрузке. При питании выходного каскада усилителя напряжением более ±28 В вместо КТ639Ж и КТ961А следует использовать недорогие импортные транзисторы 2SB649. 2SB649A (структуры р-n-р) и 2SD669. 2SD669A (структуры n-p-n). а при питании ±40 В - 2SA1837 и 2SC4793.

При использовании в усилителе компонентов, отличающихся от рекомендованных, может возникнуть непрерывная или. что еще хуже, зависящая от полезного сигнала ВЧ генерация отдельных транзисторов. Этот дефект наиболее вероятен у VT13. VT14, VT6 и VT8. Для подавления генерации транзисторов VT13 и VT14 предусмотрены цепи В64С41 и R66C42 соответственно, однако применение стабилитронов VD23. VD24 с большой емкостью совместно с высокочастотными транзисторами (2SA1538 и 2SC3953) может потребовать включения в базовые цепи резисторов сопротивлением 22...47 Ом. Поэтому на обратной стороне платы предусмотрены площадки под эти резисторы (типоразмер 0805 для монтажа на поверхность). С той же целью предусмотрены места под установку между базой и эмиттером транзисторов VT5. VT8 последовательных RC-цепочек с номиналами 10...20 Ом и 100...300 пФ соответственно.

Для гарантии от возможности деградации р-n переходов VT6. VT8 во время переходных процессов при подаче питания в их коллекторные цепи необходимо включить по диоду КД521А в прямом направлении: одним выводом его запаивают в отверстие для коллектора (VT6. VT8). а к другому выводу подключают коллектор соответствующего транзистора.

Мощность резисторов R94 — R109. R122. R123 можно снизить до 0.5 Вт. Кстати, конструкция платы позволяет применить резисторы мощностью 0.25 Вт вместо 0,125 Вт.

Для повышения плотности монтажа на плате использовано размещение ряда элементов под другими (например, диод VD19 расположен под транзисторами VT5, VT7). Поэтому крупногабаритные элементы, например, пленочные конденсаторы, устанавливают после монтажа резисторов и диодов.

Установочные места для конденсаторов С53 — С76 допускают монтаж двух наиболее распространенных типоразмеров: диаметром 22 или 25 мм с расстоянием между выводами 10.3 или 12.7 мм соответственно. Возможна и установка конденсаторов с когтеобразными выводами.

При использовании неполного комплекта конденсаторов С53 — С76 их лучше разместить ближе к осевой линии платы. Конденсаторы СЗО. СЗЗ. С80 и С81 должны иметь диаметр не более 18 мм и расстояние между выводами 7,5 мм.

Установочное место под С1 рассчитано на монтаж конденсаторов К73-17. К77-2. К78-2 или импортных (расстояние между выводами 3.5. 15 или 22.5 мм).

Выводы керамических конденсаторов формуют так. чтобы расстояние между ними было 5 мм. Дополнительно введенные конденсаторы C11А. С19А — блокировочные по цепям питания =16,5 В, их емкость — 0.1 мкФ.

Из-за того, что одна из сторон печатной платы практически полностью занята слоем общего провода, проверка ее "на просвет" при поиске замыканий между дорожками затруднена, поэтому ее нужно делать с предельной внимательностью.

После сборки двух опытных образцов плат проведены предварительные испытания усилителя, собранного с учетом перечисленных рекомендаций. При этом, в отличие от ранее проводившихся измерений собственно усилителя мощности (без входного фильтра и мягкого ограничителя), измерены искажения сквозного тракта — вместе с фильтром и ограничителем. Испытания происходили на комплексе Audio Precision System One, являющемся фактически мировым стандартом в аудио-технике. Используемые в этом комплексе методики измерения искажений, стандартизованные МЭК. учитывают не только продукты искажений, но и широкополосный шум (в полосе 22, 80 или 200 кГц). Эта особенность, хотя и завышает уровень искажений при уменьшении уровня сигнала (они маскируются шумом), но зато позволяет обнаружить продукты всевозможных параметрических эффектов: от возрастания шума при увеличении уровня сигнала до выявления динамической неустойчивости и монтажных наводок.

Результаты измерения коэффициента гармоник плюс шум (THD+N) как функции уровня мощности в нагрузке сопротивлением 4 Ом при напряжении питания ±38 В на частотах 1 и 20 кГц показаны на рис. 17. На этом графике хорошо виден пилообразный ход характеристик, вызываемый автоматическим переключением пределов при максимальной чувствительности анализатора. Началу работы "мягкого ограничителя" соответствует мощность примерно 80... 100 Вт. а при выходной мощности от 12 до 80 Вт значение THD+N в полосе до 200 кГц не превышает 0.003%. причем уровень искажений на частоте 20 кГц (нижняя кривая) оказывается даже несколько меньше, чем на частоте 1 кГц. При мощности 1 Вт суммарный фон, шум, наводки и искажения в полосе до 200 кГц платы УМЗЧ (без экранировки и корпуса) не превысили уровня 0,0085 % (-81) дБ.

Из других характеристик представляет интерес зависимость уровня динамических интермодуляционных искажений (DIM-100) для частоты 15 кГц от напряжения входного сигнала (рис. 18).

При тщательном изучении макетов усилителей выявилось и подтвердилось много других интересных особенностей, например, исчезновение "ступеньки" в выходном каскаде по мере увеличения частоты сигнала еще до включения ООС. Подробнее — в следующем номере.

ЛИТЕРАТУРА
10. Популярные разъемы зарубежного производства. — Радио, 1997, ╧ 4, с. 60.
11. Популярные разъемы зарубежного производства. — Радио. 1997, ╧ 9. с 49—51.

(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 5 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.