Журнал Радио 11 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА

Журнал Радио 11 номер 2000 год. ЗВУКОТЕХНИКА ПРОСТОЙ ЭСТРАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ мощности

С. САКЕВИЧ, г. Луганск, Украина   По многочисленным просьбам читателей редакция публикует описание двухканального эстрадного УМЗЧ с выходной мощностью 2X400 Вт. Его достоинствами являются относительная простота конструкции, достаточно высокие электрические параметры, вполне приемлемая стоимость. Усилитель выполнен полностью на отечественных комплектующих. Принудительная вентиляция, а также узлы автоматики и защиты обеспечивают высокую надежность УМЗЧ в реальных условиях эксплуатации.

Описываемый усилитель предназначен для двухканального усиления мощности сигнала, подаваемого с микшерного пульта или предварительного усилителя. Каждый из двух входов имеет регулятор уровня входного сигнала, позволяющий установить необходимую чувствительность. Переключателем можно объединять его входы, при этом один из двух входных разъемов можно использовать как линейный выход для увеличения числа работающих параллельно усилителей. К особенностям УМЗЧ можно отнести переключаемый фактор демпфирования громкоговорителей для оптимизации их звучания в различных акустических условиях.

Основные технические характеристики

Номинальное входное напряжение. В.................1,1
Номинальная выходная мощность каждого из двух каналов, Вт,
при Кг = 1% и сопротивлении нагрузки
4 0м ....................400
8 0м ....................220
Диапазон рабочих частот, Гц, при неравномерности -0.5 дБ...............20...20000
Скорость нарастания выходного сигнала, В/мкс........25
Коэффициент гармонических искажений сигнала с уровнем 1 дБ, %, не более
на частоте 1 кГц ..........0,01
в рабочем диапазоне частот.. .0,1
Отношение сигнал/шум+фон, дБ..........96
Предельно допустимое отклонение напряжения в сети, В...............170...270
Минимальное сопротивление нагрузки. Ом.............2.5
Габаритные размеры, мм..........................430х90х482
Масса, кг, не более ..............16

Усилитель имеет индикаторы уровня выходного сигнала и его ограничения, перегрузки по выходу, а также индикаторы аварийного отключения громкоговорителей и превышения напряжения сети.

На рис. 1 приведена схема правого канала усилителя и узла защиты нагрузки.

на входе УМЗЧ применен ОУ КР544УД2А. а цепи C4R4 и R1C3 ограничивают полосу усиливаемых частот. Они уменьшают проникновение в УМ колебаний инфра- и ультразвуковых частот, способных привести к перегрузке усилителя и динамических головок. Усилитель напряжения на VT1 — VT4 аналогичен примененному в [1, 2]. Выход ОУ соединен с эмиттерным повторителем VT3, который совместно с цепью R6C15 выполняет функции преобразователя напряжение—ток. Этот ток поступает через каскад с ОБ на VT2 к усилителю напряжения на VT1.


Показать в полный размер

Далее структура усилителя практически симметрична: нагрузкой транзистора VT1 является генератор тока на VT4, входная цепь последующего каскада усилителей тока, а также резистор R12, стабилизирующий сопротивление нагрузки для VT1. Это сделано с целью некоторого уменьшения общего усиления и увеличения устойчивости усилителя при замкнутой цепи ООС. Последующий усилитель тока выполнен трехступенчатым: VT5, VT10. далее — VT11, VT17 и затем VT12 — VT16, VT18 — VT22 (в каждом плече по пять параллельно включенных транзисторов).

Узел защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке выполнен на транзисторах VT6, VT7 и VT8. VT9. включенных по схеме аналога тиристора, для верхнего и нижнего плеча соответственно. В выключенном состоянии этот узел не оказывает влияния на выходной каскад. При возникновении условий для срабатывания защиты транзисторы соответствующего плеча выходного каскада полностью закрываются. Таким образом, ток потребления УМ при КЗ и номинальном входном напряжении будет даже меньше, чем в режиме холостого хода, поэтому при КЗ на выходе усилитель мощности не выходит из строя.

Резистор R14 необходим для корректной работы защиты от КЗ. К примеру, при перегрузке верхнего по схеме плеча открываются транзисторы VT6. VT7 и остаточное напряжение на базе VT5 относительно выхода не превышает 0.8 В. Если этого резистора нет, то напряжение смещения на диодах (примерно 2,6 В) приведет к увеличению напряжения смещения для нижнего плеча выходного каскада и его отпирания.

В отличие от других устройств защиты с выключением выходных транзисторов [2, 3], предлагаемый узел автоматически возвращается в исходное состояние при восстановлении нагрузки сопротивлением 2,5...16 Ом и подаче на вход усилителя полезного сигнала с уровнем 25% от номинального и выше. Цепи R18C13 и R19C14 устраняют возможность ложного срабатывания защиты из-за сдвига фазы тока в нагрузке вследствие ее реактивного характера.


Показать в полный размер

В выходном каскаде транзисторы предоконечной ступени работают в режиме АВ с током покоя около 100 мА, определяемого напряжением смещения на диодах VD9—VD12 и резисторами R24, R35. Относительно небольшое их сопротивление позволяет этой ступени работать в режиме малого сигнала непосредственно на нагрузку и сокращает время разрядки емкости Сбэ транзисторов оконечной ступени, снижая ее коммутационные искажения. Эти транзисторы работают в режиме В, поэтому для них не требуется цепей термокомпенсации и регулировки тока покоя.

Индикатор ограничения выходного сигнала и КЗ на выходе питается импульсами отрицательной полярности на выходе ОУ DA1, возникающими вследствие разрыва петли ОС при ограничении выходного сигнала или срабатывания узла защиты.

Устройство задержки подключения нагрузки и отключения ее при появлении постоянного напряжения на выходе усилителей выполнено общим для обоих каналов. При включении питания конденсатор С19 заряжается через резистор R49. обеспечивая задержку открывания транзисторов VT25, VT27 и включения реле К1 на 2 с. При появлении постоянного напряжения на выходе одного из усилителей при положительной полярности откроется транзистор VT23, а в случае отрицательной — VT24, запирая транзисторы VT25, VT27 и выключая реле.

Отключение громкоговорителей производится узлом защиты и при увеличении напряжения в сети выше 250 В (VT26. VD17-VT19. R51-R53). Как показывает практика, превышение питающего напряжения бывает гораздо чаще, чем можно предполагать. При повышении напряжения питания узла защиты ток, текущий через стабилитроны VD17—VD19, открывает транзистор VT26, в результате включается индикация превышения напряжения сети и открывается транзистор VT23, что приводит к отключению нагрузки. Продолжение работы возможно после перевода переключателя напряжения сети в положение "250 В".

Схема источника питания, блока индикации и межблочных соединений обоих каналов показана на рис. 2. Нумерация межблочных соединений платы УМ и защиты АС, а также платы индикаторов соответствует нумерации выводов контактных площадок на соответствующих рисунках размещения элементов на печатных платах. Каждый из двух входов усилителя имеет регулятор уровня входного сигнала (переменные резисторы R1, R2), позволяющий установить необходимую чувствительность. Кнопочным переключателем SB1 можно объединять его входы.

В УМЗЧ возможно переключение степени демпфирования громкоговорителей, используемых в различных акустических условиях. При переводе усилителя в режим высокого выходного сопротивления (кнопка переключателя SB2 "Вых. Н/В" нажата) выходное сопротивление усилителя повышается до 8... 10 Ом за счет введения в усилителе обратной связи по току с резисторов R3, R4. Это. как показывает практика, — оптимальная величина для большинства громкоговорителей. Однако ее легко изменить в любую сторону подбором резистора R2 на плате усилителей.

Заметим, что режим повышенного выходного сопротивления заметно повышает надежность работы АС. Дело в том, что повышение выходного сопротивления усилителя способствует понижению активных потерь в громкоговорителе, что позволяет более полно использовать его возможности и, кроме того, заметно снизить интермодуляционные искажения [4]. Режим повышенного выходного сопротивления также уменьшает сдвиг фазы тока в выходном каскаде относительно входного сигнала.

Усилитель оснащен индикаторами контроля режима работы. Это индикаторы включения питающей сети (HL9), аварийного отключения громкоговорителей (HL7) и индикатор HL8. свидетельствующий о принудительном отключении нагрузки вследствие опасного превышения напряжения питания. Индикаторы уровня сигнала HL2 и HL3. HL5 и HL6 имеют пороговые значения 5, 20 дБ, а также показывают его ограничение (светодиоды HL1, HL4) для каждого канала отдельно. Кроме ограничения, те же индикаторы сигнализируют о коротком замыкании на выходе какого-либо канала (при отсутствии свечения остальных индикаторов уровня).

Блок питания усилителя максимально упрощен. Питание собственно УМЗЧ производится от выпрямителя с напряжением 70 В, для блока защиты и индикации используется свой выпрямитель, подключаемый к отдельной обмотке трансформатора питания. Вентиляторы Ml, М2 предназначены для обдува теплоотводов мощных транзисторов.

Пояснения требует, видимо, и назначение выключателя SB5: в системе звукоусиления его устанавливают в положение, при котором достигается минимальный фон от наводок питающей сети.

Конструкция и детали

Внешний вид усилителя показан на рис. 3 (со стороны задней панели). Основные его узлы размещены на металлическом шасси с крышкой. На передней панели с щелевыми отверстиями установлены вентиляторы для принудительного обдува теплоотводов мощных транзисторов усилителя, а также плата индикации режимов работы. На задней панели установлены соединители для присоединения сигнальных кабелей и трехпроводного кабеля питания, переключатели предельного напряжения сети и фактора демпфирования громкоговорителей, держатель плавкого предохранителя.

ЛИТЕРАТУРА
1. Клецов В. Усилитель НЧ с малыми искажениями. — Радио, 1983. ╧ 7. с. 51— 53.
2. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности. — Радио. 1989. ╧ 6. с. 55 — 57.
3. Зуев П. Усилитель с многопетлевой ООС. — Радио. 1984. ╧ 11. с. 29-32.
4. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? — Радио. 1997, ╧ 4, с. 14-16.

(Окончание следуюет)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 11 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.