Wzmacniacz audio z tranzystorami HexFet.pdf

Wzmacniacz audio z tranzystorami HEXFET

P R O J E K T Y

Wzmacniacz audio

z tranzystorami HEXFET

AVT-890

Prezentowana w artykule

konstrukcja spe³ni wymagania

fanów nowoczesnej techniki

audio - jest to bowiem

wzmacniacz mocy o szerokim

pasmie przenoszenia, du¿ej

mocy wyjciowej, minimalnych

zniekszta³ceniach i - co

wa¿ne dla ods³uchowych

purystów - koñcówkê mocy

wykonano na tranzystorach

HEXFET. Tanich tranzystorach

HEXFET...

Podstawowe parametry wzmacniacza

(z pomiarów):

3 pasmo przenoszenia: 17Hz..92kHz,

3 moc wyjciowa: 29W/THD0,12%,

3 szybkoæ narastania sygna³u na wyjciu:

+11/-16V/ m s.

Uwaga! Pomiary wykonano z obci¹¿eniem 8 W ,

zasilaniu ±28V, i wspó³czynniku wzmocnienia

47V/V (R5=1k W ).

Konstrukcja wzmacniacza jest

dzie³em in¿ynierów firmy Interna-

tional Rectifier, którzy w ten spo-

sób znaleli kolejne, bardzo atrak-

cyjne zastosowanie dla unipolar-

nych tranzystorów mocy produko-

wanych przez t¹ firmê. Jego naj-

wa¿niejsz¹, oprócz przyzwoitych

parametrów ods³uchowych, cech¹

jest klasyczna, nad wyraz prosta

konstrukcja ze ród³em pr¹dowym

typu bootstrap.

zwrotne niezbêdne do poprawnej

pracy wzmacniacza ró¿nicowego.

Uk³ad ca³kuj¹cy R12, C3 filtruje

napiêcie zasilaj¹ce R3, dziêki cze-

mu praca stopnia wejciowego

jest stabilniejsza.

W kolektorze Q1 znajduje siê

rezystor R4, na którym odk³ada

siê wzmocnione napiêcie wej-

ciowe. Napiêcie to steruje tran-

zystor Q3. W obwód kolektora

tego tranzystora w³¹czony jest

uk³ad wstêpnej polaryzacji tran-

zystorów mocy (Q4, RN1, R8, R9)

oraz obwód bootstrap (wykonany

na elementach R10, R11, C4).

Jego zadaniem jest zapewnienie

mo¿liwie du¿ej amplitudy napiê-

pasmo przenoszenia: 15Hz..60kHz,

Opis uk³adu

Schemat elektryczny wzmac-

niacza przedstawiono na rys. 1 .

Jest to - jak ju¿ wczeniej wspo-

mniano - konstrukcja klasyczna.

Na wejciu zastosowano ró¿nico-

wy stopieñ wzmocnienia z tran-

zystorami Q i Q2. Rezystor R3

spe³nia rolê ród³a pr¹dowego,

które wprowadza sprzê¿enie

moc wyjciowa: 58W/THD0,17%,

szybkoæ narastania sygna³u na wyjciu:

+13/-19V/

Uwaga! Pomiary wykonano z obci¹¿eniem 4

zasilaniu ±28V, i wspó³czynniku wzmocnienia

47V/V (R5=1k

Elektronika Praktyczna 11/2000

Wzmacniacz audio z tranzystorami HEXFET

Rys. 1. Schemat elektryczny wzmacniacza.

cia steruj¹cego stopieñ wyjcio-

wy, dziêki czemu do obci¹¿enia

przekazywana jest moc bliska

maksymalnej przy okrelonym na-

piêciu zasilania. Dioda D1 zabez-

piecza bramkê tranzystora Q6

przed przebiciem, ograniczaj¹c

maksymalne napiêcie U GD do war-

toci 0,6V. Na wyjciu wzmacnia-

cza znajduje siê uk³ad ogranicza-

j¹cy amplitudê sk³adowych syg-

na³u wyjciowego o wy¿szych

czêstotliwociach, co w pewnym

stopniu kompensuje charakterys-

tykê amplitudow¹ wzmacniacza

(jest od doci¹¿any dla wy¿szych

czêstotliwoci, dla których impe-

dancja g³oników ronie). D³awik

L1 ogranicza szybkoæ narastania

sygna³u na wyjciu wzmacniacza,

co poprawia stabilnoæ jego pracy

w przypadku sterowania jego wej-

cia szybko narastaj¹cymi prze-

biegami pi³okszta³tnymi lub pros-

tok¹tnymi.

Integraln¹ czêci¹ wzmacnia-

cza jest zasilacz sieciowy, którego

schemat przedstawiono na rys. 2 .

Jak widaæ jest to zasilacz z symet-

rycznym wyjciem, o napiêciu

wyjciowym mieszcz¹cym siê

w przedziale ±22..±30V. Bezpiecz-

niki F1 i F2 powinny byæ typu

zw³ocznego i s¹ montowane bez-

porednio na p³ytce drukowanej.

wzmocnienia od przenoszonej

czêstotliwoci. Krzywe odpowia-

daj¹ ró¿nym wspó³czynnikom

wzmocnienia, ustalonym za po-

moc¹ rezystorów R7 i R5. Ustalo-

ne wypadkowe wzmocnienie

100V/V jest w pe³ni wystarczaj¹ce

dla typowych aplikacji audio, a -

jak widaæ - pasmo przenoszenia

jest zupe³nie satysfakcjonuj¹ce.

Na rys. 4 przedstawiono cha-

rakterystyki zale¿noci pomiêdzy

maksymaln¹ moc¹ wyjciow¹

i poziomem zniekszta³ceñ sygna-

³u wyjciowego dla ró¿nych im-

pedancji obci¹¿eñ. Wygl¹da ona

pozornie niezbyt atrakcyjnie, po-

niewa¿ dla wzmocnienia 100V/V

przy obci¹¿eniu 4

Charakterystyka

wzmacniacza

Pomimo ogromnej prostoty

wzmacniacz opisany w artykule

charakteryzuje siê dobrymi para-

metrami elektroakustycznymi. Na

rys. 3 przedstawiono zale¿noæ

zniekszta³ce-

nia silnie rosn¹ dla wiêkszych

mocy. Zmniejszenie wzmocnienia

napiêciowego ca³ego wzmacnia-

Rys. 2. Schemat elektryczny zasilacza.

Rys. 3. Zale¿noæ szerokoci pasma

przenoszenia od wzmocnienia napiêciowego.

Elektronika Praktyczna 11/2000

Wzmacniacz audio z tranzystorami HEXFET

poza p³ytk¹ drukowan¹, poniewa¿

wzrasta ryzyko wzbudzania siê

wzmacniacza podczas pracy, co

mo¿e doprowadziæ do uszkodze-

nia tranzystorów mocy. Niebez-

pieczna dla nich s¹ tak¿e ³adunki

elektrostatyczne, w zwi¹zku

z czym podczas ich montowania

nale¿y zwróciæ szczególn¹ uwagê

na ³adunki elektrostatyczne.

Jedynym elementem wymagaj¹-

cym samodzielnego wykonania

jest d³awik L1. W modelowym

egzemplarzu wykonano go nawi-

jaj¹c 15 zwojów drutu DNE1,2 na

rezystorze 2,2

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R7: 47k

R2: 8,2k

R4: 560

R5, R6: 470

R8: 820

R10, R11: 2,7k

R13: nie jest montowany

R14: 10

/1W

Rys. 4. Poziom zniekszta³ceñ

sygna³u wyjciowego w zale¿noci

od mocy wyjciowej.

/1W. Na p³ytce

drukowanej przewidziano podwój-

ne miejsca na kondensatory C5

i C7 filtruj¹ce napiêcie zasilacza.

Jak wiadomo, im wiêksza jest

pojemnoæ tych kondensatorów,

tym mniejszy przydwiêk siecio-

wy jest s³yszalny w g³onikach.

Dlatego zalecamy zamontowanie

nawet po dwa kondensatory

4700

R16, R17: 1k

miniaturowy do druku

Kondensatory

C1: 220pF

C2: 100

cza powoduje wydatne ogranicze-

nie zniekszta³ceñ, co wymaga

jednak zastosowania dodatkowe-

go stopnia wzmocnienia napiê-

ciowego na wejciu wzmacniacza

lub sterowanie go sygna³em ze

ród³a o odpowiednio du¿ej am-

plitudzie (np. CD).

F/16V

C3, C4: 47

F/63V

C5, C7: 4700

F/50V

lub 2x2200

F/50V ka¿dy

F na ka¿dej z linii zasilaj¹-

C6: 68nF

C8, C9: 100nF/63V

Pó³przewodniki

D1: 1N4002

D2, D3, D4, D5: 1N5404

Q1, Q2: BC557B lub C

Q3, Q4: BC548B lub C

Q5: IRF9532

Q6: IRF532

Ró¿ne

L1: d³awik powietrzny (15 zwojów

DNE1,2mm)

F1, F2: bezpieczniki 2AT

z oprawkami do druku

ARK3 1 szt, ARK2, 2 szt.

Radiator

Podk³adki izolacyjne pod

obudowy TO220

cych.

Pod zmontowaniu, sprawdze-

niu wzmacniacza i do³¹czeniu

transformatora zasilaj¹cego mo¿e-

my rozpocz¹æ uruchamianie urz¹-

dzenia. W miejsce jednego z bez-

pieczników nale¿y w³¹czyæ ampe-

romierz i za pomoc¹ potencjomet-

ru RN1 ustalamy wartoæ pr¹du

spoczynkowego na ok. 60..75mA.

Przed do³¹czeniem do wzmacnia-

cza obci¹¿enia (np. g³onika) na-

Monta¿ i uruchomienie

Dla wzmacniacza zaprojekto-

wano jednostronn¹ p³ytkê druko-

wan¹, której schemat monta¿owy

jest widoczny na rys. 5 . Tranzys-

tory mocy Q5 i Q6 powinny byæ

zamontowane na radiatorze (w

modelu zastosowano gotow¹ for-

matkê z oferty firmy Elfa). Nale¿y

unikaæ monta¿u tych tranzystorów

le¿y jeszcze sprawdziæ, czy napiê-

cie sta³e na wyjciu nie przekra-

cza wartoci -100..+100mV. Je¿eli

nie mieci siê ono w podanym

przedziale nale¿y ponownie doko-

naæ regulacji pr¹du spoczynkowe-

go potencjometrem RN1, ca³y czas

pilnuj¹c, aby jego wartoæ nie

przekroczy³a 120mA.

Na tym mo¿na zakoñczyæ pro-

cedurê uruchamiania i zaj¹æ siê

ods³uchem swojej ulubionej mu-

zyki.

Andrzej Gawryluk, AVT

Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej.

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostêpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP11/

2000 w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 11/2000

R3: 15k

R9: 10k

R12: 1,2k

R15: 680

RN1: 1k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: