назад

НЧ – УСИЛВАТЕЛ 150 W    Александър Савов
Радио телевизия електроника 1989/8/стр.10

Мощният операционен усилвател LM12 на фирмата National Semiconductor е в състояние да осигури изходен ток до 10 А и се произвежда в корпус ТО-3 с 4 извода. Има вътрешна защита от пренапрежения, по – големи от допустимите токове, и от прегряване. Мощното крайно стъпало на схемата не се задейства, докато захранващото напрежение не стане 14 V (+/- 7 V). Ако температурата на ОУ се повиши над 150 С, изходът му автоматично се изключва.

В схемата от фиг. 1 LM12 е свързан като НЧ усилвател 150 W. Двата диода VD1 и VD2 в изхода на схемата не позволяват на изходното напрежение да превиши захранващото, когато изходното стъпало се претовари и товарът е главно индуктивен. Освен това тези диоди предпазват интегралната схема, ако изходът се даде на късо с + или – на захранването. LM12CL или LM12C се захранват с напрежения +/- 30 V, респ. +/-40 V.
Входните токове на покой се компенсират, тъй като инвертиращият и неинвертиращият вход схемно са конструирани с еднакви импеданси. Максималното входно напрежение на несиметрия е 20 mV. Който намира това за много, може да го компенсира, като подаде на един от входовете подходящо напрежение от делителя. Изходното напрежение на несиметрия при измерването на различни екземпляри е между 100 и 200 mV.
Честотната лента на усилвателя (-3 dB) е между 16 и 40 000 Hz, a koeфициентът на нелинейни изкривявания при пълна мощност 1 W върху товар 2 или 4 Om е около 0,002%. При пълна мощност той нараства на 0,05% (+/- 30 V и 4 Om). Makсималният ток протича при товар 2 Om, но тогава коефициентът на нелинейни изкривявания „скача” на 0,1%.
Токът на покой на усилвателя е между 65 и 100 mA. Бобината L1 се състои от 40 нав. с емайлиран проводник с диаметър 1 mm, навити върху резистора R4. Захранващата схема трябва да осигури необходимото напрежение и ток за усилвателя.
LM12 се монтира задължително върху достатъчно голям, охлаждащ радиатор, като не трябва да има връзка между корпуса на чипа и радиатора.
На фиг. 2 е показана примерна печатна платка на усилвателя.


Изходно, крайно стъпало с мощност от порядъка на 200 W.  Радио телевизия електроника 2000/2/стр.27

Схемни решения на класически изходни стъпала с мощност, по – голяма от 150 W, се срещат рядко. За по – големи мощности се предпочита диференциалното свързване. В много случаи се използват хибридни интегрални схеми с мощност от порядъка на 100 W.

На фиг. 1 е показана оригинална схема на висококачествено изходно стъпало с мощност 120 W при товар 4 Om и надхвърля 220 W при 2 Om. В нея се използват съставни комплементарни транзистори 300 W, 50 A на фирмата Motorola (САЩ) и двуполярно захранващо напрежение. Консумацията на схемата е около 7 А за всяко рамо. За осигуряване на добра динамична мощност, захранващият трансформатор трябва да се разчете за вторичен ток 10 – 12 А. Мостовият изправител е реализиран с 35 А изолиран от корпус интегрален „Грец” BD39931 на Thomson – CSF (Франция). Захранването е нестабилизирано, но филтрирано с кондензатор 47 000 мкF за всяко рамо. Колекторите на изходните транзистори са свързани през бързодействащи стопяеми предпазители директно към захранването. Входното диференциално стъпало е реализирано с транзисторна сборка MD8002. Изходните транзистори са поставени на отделни, близко разположени радиатори. Към техните медни шапки контактува топлинно (през слюдени изолзционни подложки) медна шина, намираща се в топлинен контакт с корпуса на транзистора VT2. Изходните съставни транзистори нямат директни европейски аналози. Индуктивността L е без тяло и има 22 навивки от меден проводник с диаметър 1,8 mm, фи = 10 mm.
Специално за читателя:
Реализирането на 200 W изходно стъпало с чешки транзистори KD502 и ОУ709 не е сполучливо и надеждно като схемно решение. С указаните транзистори не може да се направи качествен НЧ усилвател, те имат и малко усилване. В завод „Електроакустика” – гр. Монтана (2000 г) с KD503 и токово огледало се произвеждаха изходни стъпала с мощност 100 W, но с посредствени динамични качества. В момента (2000 г.) в магазинната мрежа се продават хибридни ИС с изходна мощност от порядъка на 100 – 200 W. Ako се затруднявате в намирането на елементи за схемата, може да направите мощен НЧ усилвател с две интегрални НЧ изходни стъпала, използвайки мостово свързване. Хибридните ИС STK4046, 4048, 4050, 4050 II (или същите, но с индекс V) имат мощност съответно 120, 150 и 200W при захранване 80, 86 и 95 V и товар 8 Om. При диференциално свързване на две от изброените ИС могат да се постигнат мощности, по – големи от 250 W.


Защита на озвучителни тела инж Димитър Костов
Радио телевизия електроника 2000/3/стр.19, 20

В последните години защитните устройства за озвучителни тела излязоха от „монопола” на промишлените НЧ усилватели на мощност и навлязоха трайно в любителските разработки.
Електронните защитни устройства са особено ефективни при съвременните НЧ изходни стъпала със симетрично (спрямо маса) постоянно захранващо напрежение.
Ето защо авторите решиха да публикуват една своя разработка в областта на защитните схеми за озвучителни тела. Разработката беше реализирана с градивни елементи, събрани от нашите твърде скромни „складове” за резервни части, демонтирани от стари, повредени електронноизчислителни устройства.
Наред с безспорните си предимства, мощните НЧ усилватели с две захранващи напрежения имат и един съществен недостатък – при повреда в изходното мощно стъпало или в захранващите токоизточници през товара би протекъл значителен постоянен ток, който ще го разруши. Наред стози недостатък трябва да се избегнат и „пуканията”, които са вследствие на преходните процеси при включване и изключване на захранването на мощния НЧ усилвател.
Защитното устройство трябва да изпълнява две функции:
- на прекъсваща автоматизирана система, която при поява на постоянно напрежение на изхода да изключва озвучителните тела;
- на реле за време, задържащо включването на озвучителните тела на изхода на мощния НЧ усилвател.

Трябва да се отбележи, че много от досега известните устройства за защита не са лишени от някои характерни недостатъци. В тях най – често се използва един компаратор, на чиито входове сигналите от изходите на двата канала на мощния НЧ усилвател се подават през развързващи резистори или диодни вериги.
Възможна е екстремна ситуация, при която на двата входа на компаратора да има постоянни напрежения с различна полярност и с различна амплитуда от изходите на стереоусилвателя, като сумата от тези напрежения да отговаря на нормалната работа ма мощния стереоусилвател. Това е много малко вероятно, но добрият специалист би го взел предвид при разработката на защитно устройство за озвучителни тела.
Препоръчително е защитната схема да се захранва от същия захранващ токоизточник, от който се захранва и мощният стереоусилвател.
Предлаганата разработка няма посочените недостатъци на масовите зашитни устройства, въпреки, че е изградена с непретенциозни елементи. Блоковата схема на разглежданото устройство е дадена на фиг. 1.

Предлаганото защитно устройство изключва озвучителните тела от изхода на мощното стереоусилвателно стъпало във всички случаи, когато постоянното напрежение в изхода на който и да е от двата канала надвишава +/- 1,2 V, а също и при дефект на някое от напреженията на двуполярното захранване. Принципната електрическа схема на защитното устройство е дадена на фиг. 2.

Сигналите от изхода на левия и десния канал на мощния НЧ стереоусилвател преминават през нискочестотни филтри R1, C1 и R2, C2 и след тях се подават на мостова схема Грец, включена не като изправител, а като разпределител (VD1 – VD2). В зависимост от полярността на напреженията в изходите на стереоусилвателя, диодният разпределител предава съотвения сигнал на грешката към компаратора, реализиран с ОУ ИС1 (ако примерно напрежението е положително), или на идентичен компаратор с ОУ ИС2 (ако полярността на сигнала е отрицателна). Резисторните делители във входовете на компараторите, реализирани с R1, R3 и R2,R4, защитават входовете на ИС1 и ИС2 от пробив. Делителите, осъществени с резисторните групи R5, R7 и R6, R8, задават праговете на задействане на компараторите.
Защитното устройство се захранва от двуполярен източник на напрежение +/-25 V на мощния стереоусилвател.
При режим на нормална работа, диодите VD6 и VD7 са запушени от положителните изходни напрежения на операционните усилватели ИС1 и ИС2 и кондензаторът С3 се зарежда през резисторите R9 и R12 от източника на опорно напрежение, реализиран с ценеровия диод VD8. Спадът на напрежение върху С3 нараства с течение на времето и настъпва момент, в който стойността му е достатъчна за отпушването на транзистора VT2, a след него и на VT3. Релето Р1, включено в колектора на VT3, задейства, неговите нормално отворени контакти се затварят и озвучителните тела се включват към изходите на левия и десния канал на стереоусилвателя.
Ако допуснем, че в изхода на левия канал на стереоусилвателя се е появило някакво постоянно напрежение с положителна полярност, компараторът, реализиран с операционния усилвател ИС1, се обръща и на изхода му се установява отрицателно напрежение, което отпушва диода VD6 и кондензаторът С3 се разрежда бързо през VD6 и веригата R11, VD9. Наситените все още транзистори VT2 и VT3 вследствие на намаляването на напрежението върху С3 се запушват и релето Р1 изключва озвучителните тела от изходите на стереоусилвателя.
Почти aналогичен процес протича при появата на отрицателно напрежение на входа на диодния разпределител. В този случай се отпушва обаче диодът VD7, a C3 се разрежда по веригата R11, VD9, VD7 – изход на ИС2.
Диодът VD10 защитава прехода емитер – база на транзистора VT2 от пробив при високо напрежение в обратна посока. Резисторът R12 ограничава изходния ток на ИС2 при отрицателно изходно напрежение.
Както вече бе отбелязано, защитното устройство се включва към двуполярен източник на захранващо напрежение съгласно схемата от фиг. 1. При прекъсване на положителното захранващо напрежение, релето Р1 (фиг. 2) изключва озвучителните тела от крайните мощни усилватели поради факта, че положителното захранващо напрежение е използвано за захранване и на транзисторите VT2 и VT3. Релето изключва и при прекъсване на отрицателното захранващо напрежение. Следящата схема за наличие на отрицателно захранващо напрежение е реализирана с транзистора VT1, схемата за преднапрежение, състояща се от елементите, включени в параметричния стабилизатор за -5,6 V. Ако -5,6 V прекъсне, VT1 се запушва и изключва колекторната верига на VT2; следователно и VT3 се запушва. При нормален режим на работа на двуполярния захранващ източник на напрежение и на защитното устройство VT1 e наситен и може да се разглежда като затворен електрически ключ.
Градивните елементи, реализиращи схемата за защита (фиг. 2), са:
- Релето Р1 може да е всякакво 9 V реле, например руското РЭС-9 (паспорт РС 4.524.200) с нормално отворени контакти, издържащи ток до 3,5 А.
- VD1 – VD4 и VD10 са силициеви диоди с общо предназначение 1N4118, но може да са и 2Д5607, Д106 и др.
- VD5 и VD8 са ценерови диоди с напрежение на стабилизация 5,6 V, например КС156А (Русия) или румънските РLV6Z.
- VD5, VD6 и VD9 са германиеви точкови диоди – например SFD106 – SFD112 (РБългария) или руските Д9Б.
- VD11 е изправителен диод – например 1N4001, но може да е и КД1118 или Д226Б.
- VT1 е силициев маломощен PNP транзистор – 2Т3307В или ВС177В, КТ203Б и др.
- VT2 е силициев маломощен NPN транзистор – 2Т3167В, BC107B, KT315Б, КТ312Б и др.
- VT3 е силициев, средномощен NPN транзистор – ВС141/11, 2Т6551, КFY46, KT608Б и др.
- ИС1 и ИС2 са операционни усилватели – КР140УД1А или К140УД1А, но може да се заменят и с МАА741, 1УО741С, МАА741С и др.
Ако защитното устройство е реализирано с изправни електронни елементи, то не се нуждае от никаква настройка. При необходимост от промяна на прага на задействане на компараторите или на времето на задържане на релето, стойностите на съпротивлението на резисторите R5, R6 и R12 се изменят.
Устройството бе експериментирано и даде много добри експлоатационни резултати, като ИС1 и ИС2 бяха КР140УД1А, но после се замениха с МА741С. VT1 е BC177B, VT2 – KT312Б, VT3 – BC141/11.
Печатна платка не е дадена поради различното разположение на изводите на използваните ИС – ОУ.
Устройството работи безотказно вече 4 години, включено към усилвател 2х45 W (при Rт = 4 Om).
Aвторите изказват благодарност на ст.н.с. II ст. д-р инж. Т. Страшимиров и ст.н.с. д-р М. Шаферски, оказали съдействие при проектирането на устройството.
ЛИТЕРАТУРА
1. SABA – POWER SOUND Amplifiers, 1976.
2. Сп. „Радио, телевизия, електроника”, 1980 – 1998.
3. Сп. „Радио”, 1982 – 1990.


Защита на високоговорители Георги Георгиев
Радио телевизия електроника 1994/8/стр.7

Предлаганата схема може успешно да се използва за защита на високоговорители, включени към стереоусилватели, захранвани с двуполярно напрежение. При поява на постоянно напрежение вследствие на повреда в усилвателя, високоговорителите трябва да се изключат. Това се изпулнява от предлаганата схема, която осигурява и закъснение от около 5 s при включване и изключване на захранващото напрежение, за да се избегнат преходните процеси.
Схемата работи по следния начин: При включване на изправен усилвател, всички транзистори в схемата са запушени, релето P не е задействало и високоговорителите не са включени към изхода на усилвателя. Кондензаторът С2 започва да се зарежда през резисторите R5 и R6. След известно време се отпушва транзисторът VT4, релето Р се задейства и с контактите си включва високоговорителите към усилвателя. Светодиодът VD3 излъчва светлина и индикира нормална работа на схемата.
Ако на изхода на който и да е от двата канала се появи постоянно напрежение (независимо дали е положително или отрицателно), транзисторите VT1 и VT2 се отпушват и през светодиодите на оптрона О1 протича ток (фиг. 1). Ток протича и през фотодиодите на оптрона. Този ток отпушва транзистора VT3, a VT4 се запушва и релето Р чрез контактите си Р1-1 и Р1-2 изключва високоговорителите. VD3 спира да излъчва светлина.
Праговото напрежение на задействане на защитата е около 1 V. Времето на задържане на релето е около 5 s и се определя от израза:

t = ((R5*C2*(Ud + Ube4)))/ Ucc

Използването реле РЭС-9 е с ток на задействане около 20 mA. Ako се използва друго реле, трябва да се съобрази съпротивлението на резистора R7 за съответния ток на задействане.

Вместо използвания оптрон МД02 (производство ОНД), могат да се използват два фотодиодни оптрона, българско производство, напр. 6Н1002А (фиг.2).

На фиг. 3а, б са дадени съответно печатната платка и разположението на елементите.
ЛИТЕРАТУРА
1. Решетников, О. Устройство защиты на оптронах. – Радио, N 12, с. 53.


Нискочестотен усилвател на мощност за subwoofer инж Димитър Костов, инж. Иван Христов сп. Радио телевизия електроника 2001/3/стр.11-13

Необходима част от съеременните мултимедийни компютри е комплектът от активни озвучителни тела. Поради някои звукови – физически ограничения е невъзможно само от две малки озвучителни тели да се получи качествена звукова катрина в целия честотен обхват от 20 Hz до 20 kHz. Особено незадоволително е възпроизвеждането на сигналите с ниска честота. Ето защо разработчиците на звукови аксесоари в компютърните фирми са разработили трето активно озвучително тяло – subwoofer.
Много програмисти и потребители, работещи в LAN и Internet, използват subwoofer и са доволни от наличието на по – добрия звуков фон както в някои игри, така и при слушане на музикални записи от CD. Цените на фабричните subwoofer са високи и не са по джоба на всеки (2001 г.).
По – долу е дадена разработка на subwoofer, като се използва озвучително тяло от българския стереорадиоприемник РС301, а също е направен експеримент и с фабрични активни озвучителни тела тип ACHO, произведени от фирмата Аltec Lasing. Устройството се включва към изхода на SUB, както е показано на фиг. 1.

Който желае да си конструира сам такова устройство, трябва да реализира и един мощен нискочестотен усилвател, който заедно със захранващ модул да вгради в избраното озвучително тяло. Най – лесно такъв усилвател може да се направи може да се направи с интегралната схема ТDА2003 на Philips или руския и аналог К174УН14.
Принципната схема е дадена на фиг. 2.

Интегралната схема IC1 е включена по препоръчания от фирмата Philips начин и не се нуждае от коментар. По – голям интерес предизвиква стъпалото, реализирано с FET транзисторите VT1 и VT2.
Коефициентът на усилване на IC1 зависи от отношението на групата от резистори R7, R8. Веригата R9, C6 ограничава честотния обхват и повишава устойчивостта на усилвателя, като предотвратява самовъзбуждането му за сигнали с честоти, близки до 100 кHz.
Сигналите от изхода SUB или от входа на произволен Hi-Fi усилвател на мощност се подават на смесител, реализиран с FET транзисторите VT1 и VT2. Смесителят „отнема”
Нискочестотните сигнали от левия и десния канал, а също така ги развързва от входа на стъпалото с IC1 и има усилване около три пъти.
Посредством съпротивлението на потенциометъра RP1 се регулира силата на звука върху товара RL = 4 Om спрямо двете активни озвучителни тела, като в едната се извършват всички основни регулирания на тембъра, баланса и силата на звука. Корекция на силата и тембъра може да се извърши и софтуерно в PC.
Дадената на фиг. 2 принципна схема има следните технически характеристики:
- изходна мощност RL = 4 Om ~ 5,5 W;
- честотен обхват 60 Hz – 20 kHz;
- koнсумиран ток при Uвх = 0 V не повече от 35 mA;
- захранващо напрежение 9 – 15 V;
- koeфициент на общи нелинейни изкривявания < или = 0,2%.
В схемата от фиг. 2 резисторите трябва да са металослойни (МЛТ или РПМ – 2), с мощност 0,25 W и толеранс +/-5%. Единствено R9 трябва да е с мощност 1 W. Всички електролитни кондензатори са български, тип КЕА – II за 16 V, а неелектролитните са керамични или полиетилентерефталатни с пробивно напрежение 63 V.
Транзисторите N – FET са руски – тип КП302В (VT1 и VT2), но може да се заменят и с BF245B или 2N3819.
Транзисторът VT3 е BC549B (Philips), но може да се замени с BC109 (Унгария) или българските 2Т3169В, а в краен случай с руския КТ3102Б.
Интегралната схема IC1 е нискочестотен усилвател на мощност тип TDA2003 (Philips) и може да се замени с напълно аналогичната руска схема К174УН14. Важно е да се знае, че тази интегрална схема се загрява и задължително се монтира на алуминиев радиатор.
Всички елементи от фиг. 2, без потенциометъра RP (заградени с прекъсната линия), се монтират на печатна платка от фолиран стъклотекстолит с размери 80х25 mm. Графичният оригинал на платката е даден на фиг. 3а, а монтажната схема – на фиг. 3б.
Устройството може да се захранва от изправител с малки пулсации на изправеното напрежение с параметри +12 V, 1,6 A. Желателно е захранващият модул да е с вграден стабилизатор и да е монтиран в озвучителното тяло, като се екранира от високоговорителите и усилвателя с електромагнитен екран.
Всички съединителни кабели между subwoofer и двете озвучителни тела (или стерео Hi-Fi усилвателя) трябва да са екранирани (ТЧП – 2). Товарът на усилвателя може да е изграден от няколко високоговорителя, но общият им импеданс не трябва да е по – малък от 4 Om.
Ako не е възможно да се намери интегралната схема TDA2003, напълно е допустимо да се използва морално остарялата, но широко разпространената ТВА810S. Изменението на принципната схема е отразено на фиг. 4.
Частта на схемата наляво от потенциометъра RP1 e напълно идентична с тази от фиг. 2.
Интегралната схема IC1 от фиг. 4 е свързана според препоръките на SGS & Tomson и може да се замени с чешката интегрална схема MBA810S или руските К174УН7/УН9.
Усилвателят, реализиран по схемата от фиг. 4, има не по – лоши параметри от този, показан на фиг. 2. Единствено коефициентът на нелинейни изкривявания е малко по – голям (Кh < или = 0,6%).
Схемата от фиг. 4 е експериментирана върху пробна платка и работи много добре.
Усилвателят от фиг. 2 работи безотказно вече три години и авторите получиха добри отзиви от ст.н.с.II ст. д-р инж. Т. Страшимиров от ГД МИУ и н.с. инж. М. Чушков от ГД НЦМ, които оказаха неоценимо съдействие при разработката

Висококачествен краен усилвател Петър Лолов
Радио телевизия електроника 1989/11/стр.10-13

След няколко десетилетия развитие, усъвършенстване на схемотехническите решения, включване в „боя” на постиженията на елементната база и т.н., конструкторите на мощни нискочестотни усилватели стигнаха до констатацията, че разработените от тях полупроводникови устройства по качество на звуковъзпроизвеждането твърде много са се доближили до … ламповия усилвател.
Множество изследвания са посветени на този феномен, съществуват и редица конкретни препоръки как да се избегне т.нар. „транзисторен тон” и все пак винаги се признава, че съществуват някои все още малко изучени параметри на усилвателя на мощност, определящи финеса на звуковъзпроизвеждането.
Препоръчва се като неизбежна субективната, разбира се, квалифицирана експертиза, като се съпоставя звученето на новоразработения усилвател с това на този , приет за еталон. И докато специалистите спорят, общо взето извън рамките на строгите теоретични доказателства, за онова неуловимо нещо, скрито зад втората или третата нула вдясно от десетичната точка, което разваля доброто впечатление от една амбициозно конструирана апаратура, и въвеждат понятия, окачествяващи звуковъзпроизвеждането като изравнено, бледо, прозрачно, оцветено, твърдо, дрезгаво, тягостно, отворено, грубо и т.н. (съществува списък от 46 понятия от този вид, които впрочем доста точно отразяват какво се получава, след като поялникът вече е изключен), научихме, че на тазгодишната изложба на Audio Enginering Society в Ханбург най – висока награда – сребърен медал (златен не е присъден) – са получили електростатичното озвучително тяло ESL-63 и QUAD 405 – 2 на английската фирма QUAD. И ако електростатичното озвучително тяло е все още бъдещето на домашностудийната техника, мощният краен усилвател QUAD 405 – 2 е вече на 15 години. Не е ли странно, че капризното жури е отдало своите предпочитания на един ветеран в Hi-Fi състезанието! Изглежда, не е странно! Защото през всички тези години, този мощен усилвател бе между най – доброто, което фирмите предлагаха на пазара. Много професионални звукозаписни студиа го взеха на “въоръжение”, което не се случва често с апаратура, предназначена за домашностудийна употреба. А меломаните и до днес установяват, че всичко, с което разполагат в къщи, „звучи” отчетливо по – добре с QUAD 405 – 2.
На всичкото отгоре всичко това се постига евтино, с едно примамливо с простотата си техническо решение и не изисква при повторение „непопулярни” елементи и грижи около пускането и настройката.
В схемното решение на усилвателя се „експлоатира” примамливата идея да се ползват предимствата на икономичния режим на крайното стъпало в клас В. Така отпада необходимостта от значителните токове на покой на крайните трянзистори, от използването на високоефективни радиатори, специални мерки за стабилизацията на топлинния режим (установено е, че системите за температурна компенсация внасят специфични изкривявания поради невъзможността да се компенсират бързите промени на температурите на кристала). Как обаче да се избегнат значителните изкривявания, присъщи на крайните стъпала, работещи в клас В. Традиционното мислене предлагаше въвеждането на дълбоки отрицателни обратни връзки, обхващащи целия мощен усилвател. Това пък е причината за появяване на значителни динамични изкривявания – виновника за „транзисторния тон”. Оказва се, че решението на проблема е било съвсем близо. Работата е в това, че още през 1929 г. Харолд Блек е патентовал начина за намаляване на изкривяванията посредством правата връзка. А решението е било близко, защото и патентът за отрицателната обратна връзка е на същия автор.

Идеята на базата, на която е конструиран усилвателят QUAD 405 – 2, е илюстрирана на фиг.1. Последователно са свързани високолинеен предусилвател DA1, работещ в режим клас А, и мощно крайно стъпало DA2, работещо в режим клас В. Ако изключим резистора R2, получава се традиционна схема на мощен краен усилвател, обхванат от отрицателна обратна връзка посредством резистора R1. Koндензаторът С1 създава честотна корекция на предусилвателя DA1, а индуктивността на L1 предпазва целия усилвател от самовъзбуждания, причинени от реактивната съставка на товара Rт. При това положение на високоговорителя ще се подаде сигнал „обогатен” със специфичните за DA2 изкривявания. При положение, че в схемата е включен резисторът R2, се създава връзка между изхода на предусилвателя DA1 и високоговорителя. В общата точка на свързването на R2, l1 и Rт сигналът на „грешката”, причинена от изкривяванията на DA2, ще се появи обърнат по фаза (DA1 работи като инвертиращ усилвател) и ще анулира “грешката”.
Kaкво е влиянието на останалите елементи? R1, C1, R2 и L1 са рамената на изчислен по определен начин променливотоков мост. От теорията е известно, че ако в единия диагонал на балансирания мост приложим променливо напрежение, то няма да предизвика разлика в потенциалите в другия диагонал. Условието за баланса на моста е:

L1/C1 = R1/R2

В диагонала B, D е приложено само напрежение на „грешката”, причинена от внасяните изкривявания от стъпалото, работещо в клас В. При баланс на моста в т. С ще липсва потенциална разлика, причинена от изкривяванията на усилвателя, работещ в в клас В, и те няма да бъдат възпроизведени от високоговорителя. Тъй като в моста съществуват по конструктивни съображения честотнозависими елементи, той не може да бъде балансиран за целия честотен обхват. Това не се и налага, защото в областта на ниските честоти изкривяванията успешно се елиминират от дълбоката отрицателна обратна връзка. Балансиран за сигналите с високи честоти, мостът ефективно потиска висшите хармонични, които са основната причина за неудовлетворителната работа на транзисторните усилватели.
Едно такова елементарно схемно решение дава възможност коефициентът на хармонични изкривявания да бъде свален до 0,005%.

Принципната схема на мощния краен усилвател QUAD 405 – 2, реализиран с намиращи се на нашия пазар елементи (1989 г) е показана на фиг. 2. Високолинейният предусилвател, работещ в режим клас А, е изграден от операционния усилвател DA1 и транзисторите VT1 и VT2, VT3, VT4 и VT7. Крайното стъпало, работещо в режим клас В, се състои от транзисторите VT8, VT9 и VT10. Транзисторите VT5 и VT6 осъществяват защитата на крайното стъпало от претоварване по ток и от късо съединение в изхода.
Капацитетът на С1 е подбран с оглед на предпазване на усилвателя от претоварвания със сигнали с инфраниска честота. При използване на друг операционен усилвател трябва да се включат при необходимост други елементи за честотна корекция. В колектора на VT2 е включен генератор на ток с което се постига максималното в дадения случай усилване по напрежение. Транзисторите VT3 и VT4 осигуряват добро съгласуване с последното стъпало на предусилвателя (VT7). Постояннотоковата отрицателна обратна връзка от изхода към инвертиращия вход на операционния усилвател без всякакви донастройки поддържа постоянното напрежение в изхода на усилвателя в рамките на +/- 7 mV. Правата връзка се осъществява посредством резистора R38 и елементите L2, R20, C8. Стойностите им трябва да бъдат точни. Резисторът R20 се подбира между няколко със съпротивление 510 Om или се свързват паралелно два по 1 кOm. Взети са специални мерки за предотвратяване на динамичните изкривявания. Въведени са местни отрицателни обратни връзки, които линеализират амплитудно – честотната характеристика, като по този начин отпада необходимостта от въвеждане на отрицателна обратна връзка, обхващаща усилвателя от изхода до входа. Посредством капацитета на кондензатора С5 се предотвратява проникването на съставки с ултразвукови честоти на входа на VT2. С кондензаторите C7, C8, C11 и C13 се формира подходяща амплитудно – честотна характеристика на усилвателя във високочестотната област на звуковия обхват, и то така, че да се намалят динамичните изкривявания. Елементите R37, L1, L2, R41, C12 и R39 предпазват усилвателя от самовъзбуждане.
Схемата е изкл/чително удобна за повторение., тъй като параметрите на усилвателя почти не се влияят от тези на вложените в него полупроводникови прибори и не се нуждае от никакви настройки. Транзисторът VT2 е от типа BC107B; VT1, VT3, VT4, VT5, VT6 – BC177B; VT7 и VT8 – BD240C; VT9 и VT10 – 2N3447. В оригиналната схема на мястото на DA1 е използван операционният усилвател TL071. Всички диоди са от типа Д226. Бобините L1 и L3 са навити от проводник с диаметър 1 mm лакова изолация на тяло с диаметър 8 mm в два слоя и имат по 46 нав. Бобината L2 е навита със същия проводник на тяло със същия диаметър в два слоя и има 30 нав. Печатната платка и разположението на елементите са показани на фиг. 3.

Особено внимание трябва да се обърне на захранващия блок (фиг. 4). Това е едно съвършенно просто и традиционно решение. В какво тогава е проблемът? Експериментите показват, че качеството на звуковъзпроизвеждането на един мощен нискочестотен усилвател зависи съществено от характеристиките на захранващия блок. Направени са сравнения на работата на един и същ усилвател със стабилизирано и нестабилизирано захранване. При втория случай се забелязва влошаване на качеството на звука в целия честотен обхват. Това разбира се не значи, че във висококачествените мощни крайни стъпала непременно трябва да се използва стабилизирано захранване. Доскоро в литературата можеше да се срещне твърдението, че при музикален сигнал е достатъчно филтриращите електролити да имат достатъчно голям капацитет, тъй като мощността на усилвателя е лимитирана средно с една четвърт от максималната му мощност и могат да се ползват по – икономично конструирани захранващи блокове. Това е погрешно твърдение. Изправителният блок трябва да е изчислен, така, че да може да поеме максималната мощност на усилвателя и да има 50% запас. В нашия случай е достатъчен трансформатор с мощност 400 W и диоди с ток 10 А в изправителната схема Грец. При стереоизпълнение на мощния краен усилвател и при максимална мощност (за товар се използва собствена конструкция електростатични озвучителни тела) напрежението на електролитните кондензатори спада с – 0,25 V.
Teхнически характеристики на усилвателя:
- изходна мощност – 100 W при товар 8 Om;
- koeфициент на нелинейни изкривявания в целия честотен обхват при максимална мощност < 0,05%;
- честотен обхват 20 Hz – 20 kHz при неравномерност +/-0,5 dB;
- изходен импеданс 0,03 Om;
- входно напрежение при максимална мощност 0,05 V;
- динамичен обхват 96 dB.

Интегрални нискочестотни усилватели
Материалите са подготвени от инж Ал. Савов
Млад Конструктор 1986/10/Стр. Приложение1 – Приложение15

НЧ Усилвател с LM1875
Интегралната схема LM1875 представлява висококачествено крайно стъпало на нискочестотен усилвател, което може да осигури изходна мощност от 20 W върху товар от 8 Om при коефициент на нелинейни изкривявания 0,05% при 1 кHz. Oтделяната мощност може да нарасне до 35 W на товар 8 Om, но коефициентът на нелинейни изкривявания става 1%. Честотният диапазон е до 70 кHz. Необходимата амплитуда на входния сигнал за мощност 20 W е 400 mV. Скоростта на нарастване на изходния сигал е 8 V/мкs. Подтискането на брума е много добро – над 94 dB.
В схемата на усилвателя има вградена защита от късо съединение и прегряване.

На фог. 1а е показана схемата на нискочестотен усилвател с LM1875, захранвана със симетрично двуполярно напрежение, а на фиг. 1б – схемата на усилвател, захранван от еднополярно напрежение. Прави впечатление малкият брой външно включени елементи в схемата от фиг 1а. Необходими са са само два диода Д1 и Д2 като защита на крайните транзистори, изходен RC филтър R5-C5, входен филтър C1-R1, четири елемента за отрицателната обратна връзка R2, R3, R4 и С4 и два филтриращи захранващото напрежение кондензатори С2 и С3.
Общото усилване на усилвателя се определя от отношението на съпротивленията на R3 и R4 по формулата

Ku=(R3 + R4)/R3

Схемата от фиг. 1б практически е същата като тази от фиг. 1а, но е изградена с няколко елемента повече. Това се

налага от необходимостта входът на усилвателя поради несиметричното захранване да получи половината от това захранващо напрежение. Освен това високоговорителят трябва да се и от изхода на усилвателя чрез кондензатор.
Интегралната схема е монтирана в корпус ТО 220 с пет извода, показан на фиг. 2.

НЧ Усилвател с LM2896
Интегралната схема LM2896 съдържа две крайни стъпала на нискочестотни усилватели. Захранващото напрежение може да се изменя в границите 5 – 15 V. Мощността, която може да се осигури едното крайно стъпало, е 2,5 W върху товар от 8 Om и захранващо напрежение 12 V. При мостово свързване, отделяната мощност нараства до 9 W на товар 4 Om.

На фиг. 1 е показана схемата на един стереоусилвател, реализирана с една интегрална схема LM2896. Отрицателната обратна връзка се изгражда от елементите R1, R2, R3, R4, C5 и C6. Честотният диапазон на усилвателя е 30 Hz – 30 kHz (-3 dB) и се ограничава от паралелно свързаните на R3 и R4 кондензатори С7 и С8. RC – веригите R7-C11 и R8-C12 осигуряват стабилната работа на усилвателя. С елементите R5-C9 и R6-C10 е изградена така наречената схема Бутстрап, с което се повишава коефициентът на усилване на полезния сигнал. Захранващото напрежение се филтрира чрез кондензатора С3. Високоговорителите се включват към изходите на двата усилвателя през кондензаторите С13 и С14. За регулиране на силата на звука, във входа на стереоусилвателя може да се включи стереопотенциометър 100 kOm.
Двата усилвателя в LM2896 лесно се свързват в мостова схема. Такава схема е показана на фиг. 2. В този случай за стереоизпълнение са необходими 2 интегрални схеми. Известно е, че при мостово свързване мощността нараства значително и тук достига до 9 W на товар 4 Om. Високоговорителят в мостовата схема се свързва директно в изходите на двата усилвателя. Поради по – голямата отделяна мощност, интегралната схема трябва да се монтира и върху подходящ охлаждащ радиатор.
Ако усилвателят трябва да се захранва от мрежата, достатъчен е само стабилизатор с интегралната схема 7812.

Консумацията при пълна мощност и товар 4 Om е около 1 A. Поради малките си размери и подходящо захранващо напрежение усилвателят, реализиран с LM2896, е особено подходящ за използване в автомобил. Корпусът на интегралната схема LM2896 е показан на фиг. 3.

НЧ Усилвател с ТDА2003
С интегралната схема TDA2003 и няколко пасивни елемента може да се реализира нискочестотен усилвател, способен да осигури изходна мощност от 10 W на товар 2 Om (два паралелно свързани 4-омови високоговорителя), 6 W на товар 4 Om или 3 W на товар 8 Om.

Входният сигнал се подава през кондензатора С1 във входа на усилвателя. Отрицателната обратна връзка е съставена от елементите R1 и R3, включена между входа и изхода на усилвателя. Стойността на тези елементи определя и коефициентът на усилване на усилвателя, в случая около 100. RC – филтърът C3-R2 стабилизира работата на усилвателя при високи честоти.
Поради еднополярното захранване, високоговорителят се включва в изхода на усилвателя през ителен електролитен кондензатор С6. Веригата R4-C7 компенсира зависимостта на импеданса на високоговорителя от честотата. Усилвателят се захранва с еднополярно напрежение, като стойността му не бива да надвишава +18 V. В схемата на усилвателя има вградена защита от късо съединение в изхода и прегряване.
След монтажа на всички елементи се проверява напрежението в изхода на усилвателя. Неговата стойност трябва да е точно равна на половината от захранващото напрежение. Токът на покой на схемата е около 50 mA.
TDA2003 е монтиран в корпус, чиито вид е показан фиг. 2.


НЧ Усилвател с TDA2004
Интегралната схема TDA2004 съдържа два еднакви нискочестотни усилвателя на мощност, работещи в клас В. Усилвателите са с вградена защита от късо съединение в изхода, прегряване и дори от краткотрайна размяна на полюсите на захранващото напрежение.

На фиг. 1 е показана схемата на стереоусилвател, реализиран с една интегрална схема TDA2004. Стереоусилвателят осигурява изходна мощност от 6,5 W върху товар от 4 Om. Крайните стъпала понасят дори и товари с импеданс 2 Om, и тогава изходната мощност нараства до 9 W, но нелинейните изкривявания рязко нарастват. При нормални изходни мощности като 4 W/4 Om или 6 W/2 Om коефициентът на нелинейните изкривявания остава в границите до 3%. Коефициентът на усилване по напрежение на усилвателя се определя от стойностите на резисторите R2/R1 и R6/R7 и с посочените стойности е около 50 dB. Следователно за получаване на максимална изходна мощност, на входа ще са необходими само 15 mV.
Ako изходната чувствителност е много голяма, на всеки вход може да се включи по един потенциометър 50 кOm. Елементите R3-C4, респ. R5-C8, изграждат така наречените вериги на Бушеро и повишават стабилната работа на усилвателите при високи честоти. Честотният диапазон е от 40 Hz до 16 kHz.

На фиг. 2 е показана схемата на нискочестотен усилвател, реализиран от мостовото свързване на двете крайни стъпала, съдържащи се в TDA2004. На фиг. 3 е

показан видът на корпуса, в който е монтиран TDA2004.


НЧ Усилвател със STK020
По принцип мощният нискочестотен интегрален усилвател много прилича на един операционен усилвател. И той има възможност да се захранва с еднополярно симетрично напрежение. И при него има възможност да се изменя коефициентът на усилване чрез обратната връзка и т.н. Разликите са главно в по – голямата изходна мощност, в по – малкото общо съпротивление на интегралния усилвател. Също и външно включваните елементи при двата типа интегрални схеми са най – различни.

На фиг. 1 е показана схема на нискочестотен усилвател, осъществен с интегралната схема STK020. Неинвертиращият вход на усилвателя е оставен свободен. За вход на усилвателя е използван инвертиращият вход на интегралната схема. Общото усилване по напрежение на крайното стъпало е около 9 (19 dB). За пълна изходна мощност на входа е необходимо променливо напрежение от около 1,1 V. A максималната изходна моност, която може да осигури този интегрален усилвател е 12 W върху товар 8 Om.


НЧ Усилвател със STK077

Показаната на фиг. 1 схема на НЧ усилвател с хибридна интегрална схема STK077 е способна да разсейва до 20 W мощност върху товар от 8 Оm при захранващо напрежение +/- 25 V. Началният ток на усилвателя е 50 mA. Коефициентът на нелинейни изкривявания при максимална изходна мощност е 0,3% в честотния диапазон от 10 Hz до 30 kHz. Необходимата амплитуда на входния сигнал за максимална изходна мощност е 600 mV. Входният импеданс на усилвателя е 50 кOm. Mаксималната работна температура е +85 С. Усилвателят притежава вътрешна защита от късо съединение, която действа в продължение на 2 s.
За входното и драйверното стъпало на интегралния усилвател, захранващото напрежение допълнително се филтрира чрез R5-C3 и R6-C4. Oтрицателната обратна връзка се реализира чрез резистора R7, включен между изхода и инвертиращия вход на диференциалния усилвател на интегралната схема (краче 3). Общото усилване на усилвателя се определя от дълбочината на тази отрицателна обратна връзка, т.е. от стойностите на R7 и R4, по формулата:

Ku=(R7 + R4)/R4

Стабилността на усилвателя се дължи както на външни, така и на вътрешни компенсационни мерки. В модула има вграден „Милъров” кондензатор между базата и колектора на драйверния транзистор. Външно същата роля играе кондензаторът С6. RC-веригата R8-C9 в изхода осигурява също високочестотната стабилност на усилвателя. Малките интермодулационни изкривявания се дължат не на последно място и на включения във входа на усилвателя филтър R2-C2.
Усилвателят може да се захранва от обикновен нестабилизиран токоизправител, осигуряващ напрежения +/- 25 V и ток 1 А.

Интегралният хибриден усилвател осигуряващ 20 W на товар 8 Om. На товар 4 Om изходната мощност е вече 30 W, но коефициентът

на нелинейни изкривявания в този случай нараства. За по – голяма мощност може да се използва някой друг хибриден усилвател от тази серия. В таблицата са посочени основните параметри на тези усилватели.
На фиг. 2 е показан видът на корпуса, в който са монтирани тези усилватели.

НЧ Усилвател със STK083
Мощният краен усилвател, реализиран с интегралната схема STK083 се характеризира главно със своята компактност, сигурност, простота при монтажа и добро качество. Крайното стъпало се захранва със симетрично двуполярно напрежение +/- 32 V (максимално +/- 46 V), като осигурява изходна мощност от 40 W върху товар 8 Om. Коефициентът на нелинейни изкривявания при максимална мощност е само 0,3 % в честотния диапазон от 10 Hz до 30 kHz. Входният импеданс е 50 кОм. Токът на покой е 50 – 100 mA. Максималната работна температура е 85 С, а вградената защита от късо съединение в изхода действа в продължение на 2 s.
Стабилната работа на усилвателя се осигурява от елементите С15, С18-R22, R16-C10. Резисторите R21 и R19 изграждат отрицателната обратна връзка и от техните стойности зависи коефициентът на усилване на целия усилвател, даващ се с израза:

Ku=(R19 + R21)/R19

Видът на корпуса , в който е монтирана интегралната схема STK083, е показан на фиг. 2.

Както се вижда от фиг. 1, схемата на усилвателя е малко усложнена с добавянето на две допълнителни стъпала. Това е предизвикано от факта, че се предлага готов китарен усилвател. За да се усилят сравнително слабите сигнали от електрическата китара, е използван предусилвател,

реализиран с операционен усилвател ИС1. Коефициентът на усилване може да се изменя посредством тример-потенциометъра R4 в границите 10 – 100, в зависимост от вида на електрическата китара. Определеното чрез R1 входно съпротивление е около 1 МOm и за електрическа китара е достатъчно високо.
След това е включено активно тонкоригиращо стъпало, реализирано с транзистора Т и елементите около него. Ако плъзгачите на R6 и R9 са в средно положение, коефициентът на усилване на стъпалото е около 0,9. Тези две стъпала използват отделно двуполярно симетрично напрежение +/- 15 V. Схемата на токозахранването на усилвателя е показана на фиг. 3.

При китарните усилватели, кутията служи обикновено и за озвучително тяло и за да побере електронната схема на усилвателя. Така, че ако използвате тази схема за китарен усилвател, ще трябва да намерите място на платките някъде в кутията. Единственото условие е монтажът да бъде много стабилен.


НЧ Усилвател със STK086

Предлаганата схема на нискочестотен усилвател реализирана с хибридната интегрална схема STK086 може да осигури изходна мощност от 72 W върху товар 8 Om при коефициент на нелинейни изкривявания само 0,08%. Върху товар от 4 Om , отделената мощност може да достигне 100 W при коефициент на нелинейни изкривявания от 0,075%. Ако изходната мощност е под 2/3 от максималната, общите нелинейни изкривявания остават под 0,008%. Отношението сигнал/шум е около 80 dB. За да се получи пълната изходна мощност е необходимо входно напрежение от само 1 V. Понеже интегралният усилвател всъщност е постояннотоков, долната гранична честота е 0 Hz. В диапазона от 10 Hz до 100 кHz спадането на амплитудно-честотната характеристика е – 2 dB.
Прави впечатление големият брой външно включени елементи около хибридния нискочестотен усилвател. Всъщност се касае за схеми, които са необходими да защитят от повреда скъпите озвучителни тела или самите интегрални схеми. Иначе усилвателят би работил и без тези схеми.
Защита при включване и изключване на захранването. При захранването на усилвателя със симетрично двуполярно напрежение, той не винаги осигурява симетрично протичащи процеси на заряд и разряд на филтриращите вериги, съдържащи кондензатори от по няколко хиляди микрофарада, и това предизвиква протичането на ток в единия или двата крайни транзистора на интегралния усилвател. Колкото е по – голям този ток, толкова по – голяма опасност има за включените високоговорители. А това се случва най – често при включване и изключване на захранването. И така при включване на захранването, през резистора R45 променливото напрежение достига до диода Д9, като отрицателната полувълна преминава и зарежда кондензатора С21, осигуряващ отрицателно преднапрежение за базите на транзистора Т13. През този транзистор не протича ток и с това се осигурява заряда на кондензатора С20 през R43. Докато С20 е зареден, транзисторът Т12 е отпушен, като дава на маса емитера на Т10, в чиито колектор е включено реле. По този начин, контактите на релето включват високоговорителите към изходите на крайните стъпала с известно закъснение, след включването на захранването.
При изключването на захранването възниква опасност за високоговорителите и те бързо трябва да се изключат. Ако напрежението на усилвателя се изключи, кондензаторът С21 се разрежда много бързо. Тогава до базата на Т13 достигат тези „отзвучаващи” +42 V и той се отпушва. Кондензаторът С20 се разрежда скокообразно, транзисторът Т12 се запушва и релето отпуска котвата си, прекъсвайки по този начин веригата на високоговорителите. След това електролитните кондензатори могат спокойно да се разреждат несиметрично и с това да предизвикват положителни или отрицателни напрежения в изхода на хибридния усилвател.
Управление на релето. Транзисторът Т10, в чийто колектор е включено релето, се управлява от транзисторите Т8 и Т9, които изграждат тригер. Тригерът притежава само един един вход. В устойчиво състояние Т9 е запушен, а Т8 – отпушен. При наличие на захранващо напрежение релето релето е задействано. Ако в базата на транзистора Т9 постъпи положителен импулс, тригерът се обръща като с това релето се изключва.
Температурна защита. Термозащитата се задейства при 60 С от съображения за сигурност. При нормална температура, транзисторът Т11 е отпушен. Когато температурата на радиатора достигне 60 С, то напрежението „база-емитер” на транзистора спада под 0,65 V и той се запушва. Тогава на колектора се получава цялото положително захранващо напрежение. Кондензаторът С18 се зарежда през резистора R39 и това напрежение предизвиква протичането на ток през диода Д5 в базата на Т9, тригерът се обръща и релето се изключва.
Защита от късо съединение в изхода на усилвателя. Хибридният нискочестотен усилвател STK086 не издържа дълго на късо съединение в изхода си. Защитната схема е изградена с транзисторите Т1, Т2 и Т6. Ако във веригата на товара (високоговорителите, филтрите или проводниците) се получи късо съединение, напрежението „база-емитер” например на транзистора Т1 нараства и той се отпушва. Това предизвиква отпушването и на транзистора Т6, така, че през R21 и Д3 протича ток, който преобръща тригера Т8-Т9, а с това се изключва релето, а и самите високоговорители.
Същият процес важи и за другия канал с транзистора Т2.
Защита на високоговорителите от постоянно напрежение. Нормално при симетрични захранващи напрежения средната точка на крайните транзистори да е 0 V и високоговорителят се включва директно в тази точка. И тъй като евентуална поява на някакво постоянно напрежение във високоговорителя би го разрушило, то е предвидена и защита от подобни случаи. Когато в изхода на усилвателя се появи положително постоянно напрежение, през резисторите R13 и R14 то постъпва във входа на защитната схема. Транзисторът Т3 се отпушва и колекторът му се дава на маса. Нормално отпушеният транзистор Т7 се запушва, колекторът му се получава висок потенциал и кондензаторът С15 се зарежда през R24. Това положително напрежение достига базата на транзистора Т9 през диода Д4 и изважда от равновесие тригера с Т8 и Т9, транзисторът Т10 се запушва и чрез релето прекъсва веригата на високоговорителите.
Ако от изхода на усилвателя в базата на Т3 постъпи отрицателно напрежение, емитерът на Т5 става по – отрицателен, отколкото потенциала на базата, и той се отпушва като дава базата на транзистора Т4 на маса. Отпушвайки се, Т4 запушва Т7 и от този момент нататък схемата действа по описания вече начин.
При постъпване на нормален променливотоков сигнал от изхода на усилвателя, веригата R15-С11 дава на маса входа на защитната схема по отношение на този сигнал, така, че в крайна сметка Т7 е отпушен и тригерът Т8-Т9 е в работно положение. Особеното тук е биполярният кондензатор С11, който можете да съставите от 2 електролитни кондензатора по 200 мкF, свързани последователно или само с положителните си или само с отрицателните си полюси.
За постигане на максимална изходна мощност, интегралният НЧ усилвател се захранва с максимално допустимото напрежение от 84 V (+/-42 V). Takoва напрежение се осигурява от конвенционален токоизправител, чиято схема е показана на фиг. 2.

Монтаж. След като всичко е монтирано, прави се основна проверка на правилността на монтажа. Ако след включването на захранването, релето щракне, всичко е наред. На входа се подава всякаква музика, за да се изпробват всички защити. Изходът на десния канал се дава накъсо за около 1 s. Релето трябва да изключи високоговорителите веднага. Ако това не стане, проверете още веднъж тази защитна схема.
За проверка на температурна защита е необходимо терморезисторът R33, който нормално се монтира върху радиатора, да се постави в съд с вода върху котлона. При появата на първите мехурчеата, релето би трябвало да изключи. Но, ако и след като водата започне да кипи, релето не изключва, има някаква нередност в тази схема.
За последните проверки е необходима сонда – твърд проводник 25 mm със запоени на върха резистор от 10 кОm. Единият край на тази сонда се запоява към +42 V, а с другия се докосва за кратко базата на Т3. В момента на докосване, релето трябва да се изключи. След това сондата се запоява и към -42 V и по същия начин се докосва до базата на Т3. Резултатът би трябвало да е същия.

НЧ Усилвател със STK463

Интегралният стереоусилвател, чиято схема е показана на фиг. 1, е способен да осигурява изходна мощност от 25 W върху товар от 4 Om при коефициент на нелинейни изкривявания 0,075% или 20W на товар 8 Om и коефициент на нелинейни изкривявания 0,4%. Честотният диапазон на усилвателя е от 10 Hz до 100 кHz при неравномерност на амплитудни-честотната характеристика +/- 2dB или +/- 0,6 dB в честотния диапазон 10 Hz – 20 kHz. Усилването по напрежение е 40 dB. Необходимото входно напрежение за максимална изходна мощност е 150 mV за товар 8 Om и 100 mV за товар 4 Om. Входният импеданс на усилвателя е 30 кOm. Отношението сигнал/шум е около 90 dB.
Хибридната интегрална схема STK463 съдържа два нискочестотни усилвателя в един чип. Входове са изводи 1 и 2 за левия усилвател и 15 и 16 за десния. Двата нискочестотни усилвателя работят като усилватели на променливи напрежения. Входът 2 (респ. 15) е обхванат от отрицателна обратна връзка чрез резистора R4 (респ. R14). Елементите R5, R6 и С5 (респ. R12, R13 и C9) изграждат схема Бутстрап, която способства за повишаването на товарния импеданс на драйверния транзистор, с което се увеличава и усилването. Високочестотните и нискочестотни филтри във входовете на двата усилвателя, изградени с елементите R1-C2 и R2-C1, респ. R7-C12 и С13-R16, кондензаторите С4 и С10 и филтрите R8-C6, респ. R11-C8 осигуряват честотната стабилност на усилвателя.
Усилвателят се захранва от симетрично двуполярно напрежение. Предусилвателят и драйверното стъпало се захранват през филтъра, изграден от елементите R9-C7. Резисторите R7 и R10 изграждат отрицателните обратни връзки на крайните стъпала на интегралния усилвател. Високоговорителите се включват към изходите на усилвателя през бързи стопяеми предпазители Пр1 и Пр2.
Захранването на усилвателя се състои от обичайния мрежов трансформатор, мостов изправител, филтриращи кондензатори и осигурява +/-25 V и два пъти по 1 А при максимална мощност. При този стереоусилвател няма нужда от настройка на началния ток на покой, защото той се настройва автоматически от интегралната схема. Стойността му е около 60 mA, но може да достига и до 120 mA.
Схемата на интегралния усилвател се монтира към охлаждащ радиатор. Изолация не е необходима, но е желателно да се използва силиконова паста за по – добър термичен контакр между корпуса и радиатора.


НЧ Усилвател с ОМ931
Интегралният усилвател ОМ931 осигурява изходна мощност 30 W върху товар 4 Om (при захранване +/-23 V) и същата мощност върху товар 8 Om (при захранване +/-26 V). Koeфициентът на нелинейни изкривявания при 1 кHz и 1 W е 0,02%. Входната чувствителност за пълна мощност е 0,7 V (захранване +/- 23 V) и 1 V (захранване +/-26 V). Общото усилване на усилвателя е 24 dB. Входният импеданс е 10 кOm. Честотният диапазон е от 30 Hz дo 40 000 Hz (-1dB) и 20 Hz дo 40 000 Hz (-3 dB). Отношението сигнал/шум при 50 mV e 75 dB. Максималната температура на интегралната схема е +95 С. Токът на покой на крайното стъпало е 80 mA.

На фиг. 1 е показано свързването на външните елементи към интегралния, нискочестотен усилвател ОМ931. Усилвателят се захранва със симетрично двуполярно напрежение, така, че високоговорителят се включва в изхода на усилвателя без ителен кондензатор. Кондензаторът С5 заедно с вградения в интегралния усилвател резистор, изграждат схемата Билстрап, осигуряваща по – голямо променливотоково усилване на драйверния транзистор. Веригата R7-C9 изгражда подходящ филтър за високочестотните сигнали, което е необходимо за стабилността на схемата. Елементите L-R8 компенсират влиянието на евентуален капацитивен товар.
Отрицателната обратна връзка от изхода към входа се реализира с помощта на елементите R5, C4, R2 и С2. Коефициентът на усилване на усилвателя зависи от стойностите на тези елементи и се дава с приблизителната формула:

Ku=(R2 + R5)/R2

Елементите R3, R4 и С3, които в комбинация с R1 намаляват диференциалното входно напрежение при високи честоти, а с това и коефициентът на усилване в този честотен обхват.

Фиг. 2 дава видът на корпуса, в който е монтиран ОМ931. Много е важно при монтажа корпусът да е на разстояние не по – малко от 15 mm от платката.

НЧ Усилвател с ОМ961
Схемата на нискочестотен усилвател, реализиран с интегралната схема ОМ961 може да осигури изходна мощност от 75 W върху товар 4 Om при коефициент на нелинейни изкривявания 0,2% в честотния диапазон от 20 Hz do 20 kHz. При изходна мощност 1 W и честота 1 кHz коефициентът на нелинейни изкривявания спада до 0,02%.

Схемата се захранва със симетрично двуполярно напрежение +/-35 V (максимално +/- 45 V). Входният импеданс на усилвателя е 10 кОм, а общото усилване без включена отрицателна обратна връзка е 80 dB.
Oтношението сигнал/шум при 50 mW е 75 dB. Изходният импеданс на схемата е 50 mOm. Токът на празен ход е около 100 mA. Необходимата амплитуда на входния сигнал за получаване на пълна изходна мощност е 1,4 V.
Това, което прави по – особен показания усилвател, е включването на резистора 0,22 Om (R9) между отрицателния извод на високоговорителя и маса. Благодарение на изградената по този начин обратна връзка, този усилвател звучи съвсем като лампов усилвател, т.е. той е особено подходящ за включване на електрическа китара.
Бобината L и резисторът R8 способстват за стабилната работа на усилвателя, като компенсират влиянието на капацитивен товар в изхода на усилвателя.. Бобината се навива върху резистора R8 и съдържа 20 – 30 навивки с проводник ПЕЛ 1 mm. Стойността на L не е критична за работата на усилвателя.
Двата транзистора Т1 и Т2 изграждат схема за забавено включване на високоговорителя към изхода на усилвателя. С това се избягват неприятните и понякога доста опасни за високоговорителя „пукания”, които се чуват при включване или изключване на захранващите напрежения на усилвателя.
На практика се оказва, че не е необходим специален стабилизиран токоизправител за усилвателя. Достатъчно е след мостовия изправител да се включат два по – големи кондензатора (например 2 х 4700 mkF. Вторичната намотка на трансформатора трябва да е за 2 х 24-25 V и ток 2 А.
Видът на корпуса на интегралния усилвател ОМ961 е показан на фиг. 2.

НЧ Усилвател с HY30
Този интефрален нискочестотен усилвател, както се вижда от фигурата, няма нужда от никакви външни елементи, дори и от охлаждащ радиатор, тъй като корпусът, в който е монтиран HY30 има собствен такъв. Необходимо е само захранващо напрежение, за да работи схемата.

Мощността, която разсейва тази интегрална схема, е 15 W върху товар от 8 Om и това я прави особено подходяща за вграждане в активни озвучителни тела. За регулиране на силата на звука, може във входа на усилвателя да се включи един потенциометър 100 кОm.
Видът на корпуса, в който е монтиран интегралният усилвател, е показан на фиг. 2.


НЧ Усилвател с U410B
С малко на брой външни елементи, предлаганият нискочестотен усилвател може да осигури изходна мощност от 1 W върху товар 8 Om и захранващо напрежение 9 V. Коефициентът на нелинейни изкривявания при 50 mW изходна мощност е под 1%, като при максималната изходна мощност той нараства.

Усилването на интегралния усилвател U410B e 40 dB, т.e. 100. Това означава, че за максимална изходна мощност и захранващо напрежение 15 V, необходимото входно напрежение е 150 mV. При захранващо напрежение 3 V са достатъчни и 30 mV. Входното съпротивление на интегралния усилвател може да се намали с включването на резистора R1.
Aко нискочестотният усилвател се захранва не с батерии, а от мрежата, е възможна появата на брум. В такъв случай се включва филтърът с кондензатора С1.
На мястото на UA410B може да се използва и U411B. Той се различава по това, че чрез резистора R2 се определя коефициентът на усилване на схемата. При R2 = 180 Om, усилването е 50, а при R2 = 18 Om, то е 500.


НЧ Усилвател с HА1388

На фиг. 1 е показана схемата на нискочестотен мощен усилвател, реализиран с интегралния усилвател HA1388. Особеното в предлаганата схема е това, че съдържа допълнително два микрофонни предусилвателя, високочестотни и нискочестотни филтри, смесително стъпало и линеен вход. Импедансът на микрофонните входове се определя от съпротивлението на резисторите R1 и R2. Чувствителността на тези входове също се определя от тези резистори, тъй като те участват във веригата на отрицателната обратна връзка на операционния усилвател ИС1.
Усилваният микрофонен сигнал с амплитуда около 10 mV преминава през един високочестотен филтър, изграден с операционния усилвател ИС2 и елементите около него. Стръмността на този филтър е е 12 dB/oct, а честотата – 250 Hz. При затворен ключ К1, операционният усилвател действа като обикновен неинвертиращ усилвател, докато при отворен ключ К1, филтърът действа върху сигнала.
С помощта на операционния усилвател ИС3, представляващ половинката от един 1458, се изгражда нискочестотен филтър със стръмност 18 dB/oct и честота 5,5 kHz. Затваряйки ключа К2, може да се елиминира действието на този филтър, а ИС3 би действал като напрежителен повторител. Сигналът от микрофона се подава през ителен кондензатор С11 на ниворегулатора с потенциометъра P14.
Oперационният усилвател ИС4 изгражда смесител за двата микрофонни сигнала със сигнала от линейния вход. Коефициентът на усилване за микрофонния сигнал е 1 и се определя от резисторите R17 и R15, докато сигналът от линейния вход се намалява 10 пъти.
През кондензатора С14 сигналът попада във входа на крайния усилвател, реализиран от мостовото свързване на двата интегрирани в НА1388 нискочестотни усилвателя. Всеки от тези усилватели има вградени защити от късо съединение в изхода и температурно претоварване. За стабилността на усилвателя се грижат кондензаторите С16, С17, С18 и С19, както и RC-веригите С22-R20 и С23-R21. Koндензаторите С20 и С21 изграждат схеми „Булстрап”, с което усилването за променлив сигнал нараства.
Интегралният усилвател е способен да осигури изходна мощност 18 W върху товар 4 Om.

НЧ Усилвател с TBA800
Интегралната схема ТВА800 съдържа нискочестотен усилвател, способен, способен да осигури изходна мощност до 5 W върху товар 4 Om. Захранващото напрежение може да се изменя в границите 5 – 30 V. Makсималният изходен ток може да достига до 1,5 А.

Входната чувствителност е 220 mV, a входното съпротивление е 5 МOm. Коефициентът на усилване на празен ход е 80 dB, a при наличие на обратна връзка той може да се изменя от 39 до 45 dB. Честотният диапазон е от 40 Hz до 20 кHz.

От схемата се вижда, че за реализиране на усилвателя са необходими малко на брой външно включени елементи. Коефициентът на усилване се определя от резистора R2, включен към изход 6 на интегралната схема. Този резистор заедно с вградения резистор 7 kOm изгражда отрицателна

обратна връзка. Така за усилването в случая се получава Ku = 7000 : 47 = 149.
Нискочестотният усилвател ТВА800 е монтиран в DIL корпус, чиито вид е показан на фиг. 2.

НЧ Усилвател с ТЕА2025

Тази интегрална схема съдържа стереоусилвател, който при захранващо напрежение 9 V може да осигури изходна мощност 1 W на канал върху товар от 4 Om. Входната чувствителност за пълна изходна мощност е 25 mV. На когото тази чувствителност се стори голяма, може да включи един резистор между извод 6 и кондензатора С5 и извод 11 и кондензатора С3. При съпротивление на този резистор 1 кOm или повече, то входната чувствителност се получава 25 + 1/2*R. Захранващото напрежение може да се изменя в границите 3 – 12 V.
Интегралният усилвател съдържа вградена схема за плавно нарастване на захранващото напрежение, към която спада и кондензаторът *С4. Външно включените елементи са малко на брой и това прави лесно монтирането на усилвателя. Изводите 4,5,12 и 13 трябва да се свържат с маса, като най – добре е тази маса да бъде метална пластина с площ 5 кв sm. Освен това за предпочитане са по – късите връзки между елементите. Захранващото напрежение се филтрира от кондензатора С8. Неговият отрицателен електрод се запоява директно към масата на охлаждащата пластина.

В заключение ще споменем, че коефициентът на нелинейни изкривявания е под 0,3% при изходна мощност 250 mW.
Видът на корпуса на интегралната схема е показан на фиг. 2.

НЧ Усилвател с LM384
Изходната мощност на този интегрален нискочестотен усилвател е 5 W при захранващи напрежения до 28 V. Корпусът на интегралната схема е с 14 извода, като изводите 3,4,5,10,11 и 12 са специално пригодени за закрепване към външен, охлаждащ радиатор.

На фиг. 1 е показано свързването на външните елементи към LM384 за получаването на 5 W изходна мощност. Коефициентът на усилване по напрежение е 50.
Фиг. 2 показва схемата на грамофонен усилвател с RIAA – корекции, а на фиг. 3 е показана схемата на усилвателя, притежаващ регулатори на честотата и нивото на звука.
Усилвател с изходна мощност 10 W може да се направи при мостово свързване на два LM384, както това е показано на фиг. 4.

На фиг. 5 е показан видът на корпуса, в който е монтиран интегралният усилвател LM384.

НЧ Усилвател с U2432B
Интегралната схема U2432B съдържа два нискочестотни усилвателя, способни да осигурят изходна мощност от 200 mW върху товар от 4 Om при захранване 5 V. Тези параметри позволяват с тази интегрална схема да се реализира идеален стереоусилвател за слушалки, например при модерните касетофони тип „уокмен” (1986 г.). На фиг. 1 е показан начинът на свързване на външни елементи към интегралната схема.

Резисторите R3 и R4 са включени, за да се предотврати пукането в слушалките при включване на захранващото напрежение.. Консумацията на схемата е минимална, така, че усилвателят може спокойно да се захранва от батерии. При използване на токоизправител, трябва да се внимава захранващото напрежение в микакъв случай да не надвиши стойността 6 V.

Списък на интегрални нискочестотни усилватели, публикувани в списание „Млад Конструктор” от 1979 г досега

Нискочестотен мощен Hi - Fi  усилвател                    н.с.к.т.н. инж. Теодор Атанасов, н.с.инж. Николай Островски  Радио телевизия електроника 1984/10/стр.11-13

Материалите подготви за сайта:

Иван Парашкевов

e-mail: ivanparst@dir.bg

         главна страница      напред           горе