Amplificatore da 200 watt fatto in casa. Condensatori di feedback

Un amico DJ mi ha portato questo diagramma (per testarlo). Lui stesso non sa da dove l'abbia preso. Ma dopo l'assemblaggio, il circuito è rimasto molto soddisfatto delle sue caratteristiche. Pertanto, non consiglio infondatamente di collezionarlo a tutti.

Circuito amplificatore

Dettagli:
R1,R11 1K

R236K
R3240
R4-R5 330
R6-R7 20K
R8-R9 3,3K 0,5W
R1027,2W
R12-R15 0,22 5W
R16 10K
C1 0,33 mkF
C2180p
C3-C4 10mkF 25V
C5-C7 0,1 mkF
C8 0,22 mF
C9-C10 56p
VD1-VD2 KS515A
VT1KT815G
VT2KT814G
VT3 VT5 VT...2SA1943
VT4 VT6 VT...2SC5200

Invece delle parti indicate nello schema, è possibile utilizzare i transistor di uscita KT8101A e KT8102A. Il loro numero può essere qualsiasi.
Scarica il circuito e il circuito stampato dell'amplificatore da 28 kB (Slayout)

alimentatore

Circuito di alimentazione bipolare

Dall'autore:"Il circuito è semplice: un trasformatore, un ponte di diodi e una coppia di condensatori. Un trasformatore ha bisogno di un po' più di potenza rispetto alla potenza totale dei canali e dei condensatori: maggiore è la capacità, meglio è. Basta calcolare la tensione degli avvolgimenti in modo che i condensatori non siano più di 50 volt."

Il circuito proposto è progettato per "potenziare" gli amplificatori di potenza integrati sui chip TDA7293 e TDA7294 utilizzando diversi componenti esterni. Una caratteristica distintiva del sistema proposto è la sua semplicità e la mancanza di aggiustamenti.

Molti di coloro che hanno assemblato amplificatori basati sui microcircuiti TDA7293 e TDA7294 si sono trovati di fronte al fatto che il vero microcircuito non supporta la potenza dichiarata nella scheda tecnica. Uno dei possibili motivi sono i microcircuiti cinesi di bassa qualità. Tuttavia, di solito funzionano bene per carichi ad alta resistenza, da cui possiamo concludere che il cristallo semplicemente si surriscalda sotto carico, e anche la decantata protezione termica (come la protezione da cortocircuito) funziona "alla cinese": non protegge contro qualsiasi cosa. Uno studio attento del microcircuito porta alle stesse conclusioni: la capacità di questo caso di rimuovere più di 40-50 W dal cristallo è altamente dubbia. Beh, magari raffreddalo con azoto liquido...

Esiste anche una protezione da cortocircuito specifica: quando si lavora con un carico complesso (un vero subwoofer), le correnti di picco, anche a metà potenza, superano la soglia di protezione, provocando un fastidioso crepitio... Allo stesso tempo (triste esperienza , ahimè) - dopo un paio di minuti il microcircuito si trasforma ancora in una nuvola di fumo, nonostante tutti gli sforzi del circuito di protezione interno...

E l'idea stessa di TDA7293 e TDA7294 è molto interessante: un modulo di piccole dimensioni con una potenza di 100-130 W con un suono molto decente (non di fascia alta, ma abbastanza hi-fi...). Questo è un amplificatore per un subwoofer domestico e un amplificatore per un dispositivo per chitarra ibrido, e per suonare in piccole stanze sono sufficienti 2-3 di questi moduli con altoparlanti appropriati... L'unico peccato è che non funziona come quello del produttore la documentazione promette...

L'idea di utilizzare il TDA7293 come preamplificatore con uno stadio di uscita esterno era del tutto banale e ovvia, e si rifletteva anche nella documentazione del chip. È un po' esagerato definire semplice la soluzione proposta dal produttore, ma soprattutto riduce solo la potenza dissipata dal microcircuito, ma non aumenta la corrente fornita al carico...

Pertanto, si è deciso di apportare il "miglioramento" in modo diverso e, naturalmente, nel modo più semplice possibile. Preciso subito che questa soluzione non è in stile audiofilo “solo valvole e sempre in classe “A””... Non sono state effettuate misure particolari di distorsione, ma il circuito non presenta distorsioni visibili sullo schermo e chiaramente udibili l'orecchio nudo, soprattutto perché originariamente il circuito era destinato a funzionare con il subwoofer.

La parte di ingresso è quasi una tipica connessione TDA7293. Il circuito per generare tensioni di controllo sui pin 9/10 del microcircuito è stato leggermente modificato per semplicità. Permettetemi di attirare la vostra attenzione sulle "masse" separate dei circuiti di ingresso e sugli elettroliti di alimentazione e carico! Se il vostro amplificatore è a canale singolo con un'alimentazione separata e il segnale viene inviato direttamente all'ingresso del TDA7293, non è necessario separare le masse (come avviene sulla maggior parte dei circuiti stampati offerti con il TDA7293). Ma se più canali sono alimentati da una sorgente e il segnale proviene da una sorta di crossover, la cui "massa" dell'alimentatore è anche collegata alla "massa" dell'amplificatore di potenza, allora sorgono domande come: "Perché sta telefonando? Ho proiettato tutto!” La traccia sul sigillo deve essere tagliata e puoi saldare un resistore SMD da 100 ohm direttamente sul taglio. Non devi farlo, ma poi c'è la possibilità di dimenticare di fornire una "massa del segnale" durante il debug e bruciando tutto. La terra del segnale deve essere instradata con un filo separato (è possibile utilizzare uno schermo di filo schermato) dalla sorgente del segnale. Poiché lo stadio di uscita esterno funziona in classe B, il resistore R8 viene scelto per essere a resistenza relativamente bassa (0,75 ohm) per eliminare il "gradino" nel segnale di uscita, e il TDA7293 altamente lineare funziona prevalentemente nell'intervallo di corrente di uscita fino a 1 UN. Quando la corrente di uscita dell'amplificatore aumenta a circa 1 A, il transistor di uscita viene attivato senza problemi e la corrente di uscita del TDA7293 è limitata alla somma della corrente di base del transistor di uscita e di 1 A attraverso R8. Non dovresti ridurre ulteriormente il valore di R8: ciò non aumenterà in modo significativo la linearità e la potenza dissipata dal TDA7293 aumenterà. Il condensatore C9 elimina l'eccitazione RF e riduce ulteriormente la distorsione di commutazione dello stadio di uscita (più precisamente, consente ai componenti RF dell'uscita TDA7293 di andare direttamente al carico, compensando in modo abbastanza efficace il "passo" della coppia di uscita di transistor esterni) . Nella prima opzione, è stata utilizzata una coppia di transistor di uscita e la potenza sull'equivalente resistivo di un carico di 4 ohm era di 200 W sinusoidali con un'alimentazione di +/-55 V al minimo. Sotto carico, la potenza è scesa a circa 48 V (la potenza è stata fornita da un trasformatore TS-360 con avvolgimento secondario riavvolto, capacità del filtro - 15.000 µF). Poiché il carico reale è complesso, per aumentare l'affidabilità, è stata aggiunta una seconda coppia di transistor e resistori R9 e R10 per equalizzare le correnti tra le coppie (se è necessaria una potenza inferiore a 200 W, è del tutto possibile limitarsi a una coppia dei transistor di uscita. In questo caso le resistenze R9 e R10 possono essere escluse). Il circuito di feedback è collegato agli emettitori VT1,VT2. Ciò aumenta l'impedenza di uscita dell'amplificatore di 0,08 ohm e, secondo me, non è un difetto. Se il feedback è collegato ad un carico, la corrente di uscita del TDA7293 non sarà limitata a 1 A, ma continuerà ad aumentare, anche se lentamente.

Consiglio di collegare l'acustica tramite un relè con un circuito di ritardo della connessione e protezione contro la tensione costante in uscita: lo stadio di uscita non ha protezione da cortocircuito e in caso di disastro c'è una discreta possibilità di danneggiare l'acustica. Inoltre, sul gruppo contatti liberi dello stesso relè, ho un limitatore di corrente per il trasformatore di potenza all'accensione (nel circuito di potenza del trasformatore a 220 V è inclusa una resistenza a filo avvolto da 100 Ohm con una potenza di 10 W, chiusa da i contatti liberi del relè) - cosa estremamente utile con potenze superiori a 100 w. L'utilità di questa soluzione risiede nell'aumento graduale della tensione di alimentazione dell'amplificatore all'accensione e, soprattutto, nella limitazione della corrente dalla rete al momento dell'accensione. Un ulteriore aumento di potenza è del tutto possibile: l'alimentazione consentita per il TDA7293 è di +/-60 V, il numero di transistor di uscita può essere aumentato di conseguenza.

Tutto ciò che è stato detto sul TDA7293 si applica pienamente al TDA7294, tenendo conto della tensione di alimentazione massima inferiore e di un diverso circuito di connessione per il condensatore di boost. La mia esperienza dimostra che il TDA7294 è un po' più affidabile, ma forse questa è una conseguenza della bassa qualità dei TDA7293 di fabbricazione cinese che si sono diffusi di recente... Un'altra differenza tra il TDA7294 e il TDA7293 è che il circuito interno del rilevatore di sovraccarico di il TDA7294 non funziona, mentre il TDA7293 è abbastanza funzionale e consente di indicare sia il sovraccarico di corrente che il limite di tensione: basta collegare un LED con un resistore di limitazione di corrente al pin 5 del microcircuito, il che è abbastanza conveniente.

La soluzione proposta - uno stadio di uscita esterno - non richiede configurazione se assemblata da componenti utilizzabili, poiché la corrente di riposo dei transistor di uscita è 0. Un grave inconveniente del circuito proposto è la mancanza di protezione contro i cortocircuiti nel carico - quando lo stadio di uscita esterno è collegato, il circuito integrato non funziona (per correttezza, va notato che il circuito integrato nell'inclusione consigliata non ha mai salvato il microcircuito dalla bruciatura...). Tuttavia, se l'amplificatore proposto è integrato, ad esempio, in un subwoofer, a causa della mancanza di collegamenti esterni all'acustica, la probabilità di un cortocircuito è trascurabile e si può chiudere un occhio su questo inconveniente...

È possibile ridurre ulteriormente la potenza dissipata dal TDA7293 - aumentare R8, ma allo stesso tempo aumenterà inevitabilmente la distorsione introdotta dallo stadio di uscita (credo che per l'utilizzo con un subwoofer questo sia abbastanza accettabile, soprattutto perché alle basse frequenze l'OOS del microcircuito li compensa in modo abbastanza efficace).

Strutturalmente, è conveniente installare l'intero gruppo direttamente sul radiatore: il microcircuito con la scheda è montato in prossimità di una coppia di transistor di uscita (tramite distanziatori in mica e utilizzando pasta termoconduttiva, naturalmente), tutti gli elementi tranne R8 e C9 si trovano sulla scheda del microcircuito e
È conveniente saldare R8 e C9 direttamente ai terminali dei transistor.

Ecco come appariva il layout della versione con una coppia di transistor di uscita:

Forse - una soluzione simile è già stata proposta in precedenza - non ho effettuato una ricerca “brevetto”...

Elenco dei radioelementi

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Il mio blocco note
	Amplificatore audio	TDA7293	1	Oppure TDA7294	Al blocco note
VT1, VT3	Transistor bipolare	2SC5200	2		Al blocco note
VT2, VT4	Transistor bipolare	2SA1943	2		Al blocco note
R1	Resistore	33 kOhm	1		Al blocco note
R2	Resistore	680 Ohm	1		Al blocco note
R3	Resistore	12 kOhm	1		Al blocco note
R4, R5	Resistore	33 kOhm	2		Al blocco note
R6	Resistore	47 kOhm	1		Al blocco note
R7	Resistore	100 ohm	1		Al blocco note
R8	Resistore

Ciao a tutti! In questo articolo descriverò in dettaglio come realizzare un fantastico amplificatore per la tua casa o la tua auto. L'amplificatore è facile da montare e configurare e ha una buona qualità del suono. Di seguito è riportato un diagramma schematico dell'amplificatore stesso.

Il circuito è realizzato utilizzando transistor e non ha parti scarse. L'alimentazione dell'amplificatore è bipolare +/- 35 volt, con una resistenza di carico di 4 ohm. Quando si collega un carico da 8 Ohm, la potenza può essere aumentata a +/- 42 volt.

Resistori R7, R8, R10, R11, R14 - 0,5 W; R12, R13 - 5 W; il resto 0,25 W.
Trimmer R15 2-3 kOhm.
Transistor: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 - 2sc945 (solitamente c945 è scritto sulla custodia).
Vt4, Vt7 - BD140 (Vt4 può essere sostituito con il nostro Kt814).
Vt6-BD139.
Vt8-2SA1943.
Vt9-2SC5200.

ATTENZIONE! I transistor c945 hanno piedinature diverse: ECB ed EBC. Pertanto, prima di saldare è necessario verificare con un multimetro.
Il LED è normale, verde, esattamente VERDE! Non è qui per la bellezza! E NON dovrebbe essere super luminoso. Bene, il resto dei dettagli può essere visto nel diagramma.

E allora, andiamo!

Per realizzare un amplificatore di cui abbiamo bisogno utensili:
-saldatore
-lattina
-colofonia (preferibilmente liquida), ma puoi farcela anche con quella normale
- forbici di metallo
- pinza tagliafili
-punteruolo
-siringa medica, qualsiasi
- forare 0,8-1 mm
- forare 1,5 mm
-trapano (preferibilmente un mini trapano)
-carta vetrata
- e un multimetro.

Materiali:
- tavola in textolite unilaterale di dimensioni 10x6 cm
-foglio di quaderno
-penna
-vernice per legno (preferibilmente di colore scuro)
-piccolo contenitore
-bicarbonato di sodio
-acido di limone
-sale.

Non elencherò i componenti della radio, possono essere visti nello schema.
Passo 1 Preparazione del tabellone
E quindi, dobbiamo creare una tavola. Dato che non ho una stampante laser (niente affatto), realizzeremo la tavola “alla vecchia maniera”!
Per prima cosa devi praticare dei fori sulla scheda per le parti future. Se hai una stampante, stampa questa immagine:

in caso contrario, dobbiamo trasferire i segni per la perforazione su carta. Puoi vedere come farlo nella foto qui sotto:

Quando traduci, non dimenticare il compenso! (10 x 6 cm)

qualcosa del genere!
Usiamo le forbici di metallo per tagliare la dimensione della tavola di cui abbiamo bisogno.

Ora applichiamo il foglio al pannello ritagliato e lo fissiamo con del nastro adesivo in modo che non si sposti. Quindi, prendi un punteruolo e segna (per punti) dove foreremo.

Ovviamente puoi fare a meno del punteruolo e trapanare subito, ma il trapano potrebbe spostarsi!

Ora puoi iniziare a perforare. Eseguiamo fori da 0,8 a 1 mm Come ho detto sopra: è meglio usare un mini trapano, poiché il trapano è molto sottile e si rompe facilmente. Ad esempio, utilizzo il motore di un cacciavite.

Eseguiamo fori per transistor Vt8, Vt9 e per fili con un trapano da 1,5 mm. Ora dobbiamo levigare la nostra tavola.

Ora possiamo iniziare a disegnare i nostri percorsi. Prendiamo una siringa, maciniamo l'ago in modo che non sia affilato, aggiungiamo la vernice e via!

È preferibile rifilare gli stipiti quando la vernice è già indurita.

Passo 2 Avveleniamo il tabellone
Per l'incisione delle tavole utilizzo il metodo più semplice ed economico:
100 ml di acqua ossigenata, 4 cucchiaini di acido citrico e 2 cucchiaini di sale.

Mescola e immergi la nostra tavola.

Successivamente, puliamo la vernice e risulta così!

Si consiglia di coprire immediatamente tutte le tracce con stagno per facilitare la saldatura delle parti.

Passaggio 3 Saldatura e regolazione
Sarà conveniente saldare secondo questa immagine (vista dal lato delle parti)

Per comodità, saldiamo prima tutte le piccole parti, resistori, ecc.

E poi tutto il resto.

Dopo la saldatura, la tavola deve essere lavata dalla colofonia. Puoi lavarlo con alcool o acetone. In un pizzico puoi anche usare la benzina.

Ora puoi provare ad accenderlo! Se assemblato correttamente, l'amplificatore funziona immediatamente. Quando lo si accende per la prima volta, il resistore R15 deve essere rivolto verso la resistenza massima (misurata con un dispositivo). Non collegare la colonna! I transistor di uscita DEVONO andare al radiatore, attraverso guarnizioni isolanti.

E quindi: accendi l'amplificatore, il LED dovrebbe essere acceso, misura la tensione di uscita con un multimetro. Non esiste una situazione permanente, il che significa che va tutto bene.
Successivamente è necessario impostare la corrente di riposo (75-90mA): per fare ciò cortocircuitare l'ingresso a massa, non collegare il carico! Impostare il multimetro in modalità 200 mV e collegare le sonde ai collettori dei transistor di uscita. (contrassegnato con punti rossi nella foto)

L'amplificatore è costruito su transistor della serie ThermalTrak del famoso produttore On Semiconductor. Questi transistor sono una nuova versione dei modelli di punta MJL3281A e MJL1302A e dispongono di diodi integrati per l'organizzazione di circuiti di polarizzazione compensati in temperatura dello stadio di uscita.

Di conseguenza, viene eliminata la regolazione della corrente di riposo dello stadio di uscita, viene eliminata la necessità di un classico moltiplicatore di tensione per la stabilizzazione termica della corrente di riposo dello stadio di uscita e vengono risolti numerosi problemi di progettazione per ridurre la resistenza termica del radiatore-transistor.

L'amplificatore è realizzato su un circuito stampato a doppia faccia, anche se per un design così relativamente semplice ciò sembrerebbe non necessario. Tuttavia, il cablaggio bifacciale dei conduttori consente di ottimizzare la loro posizione al fine di ridurre al minimo le interferenze reciproche e compensare i campi magnetici creati dalle correnti asimmetriche dello stadio di uscita push-pull di Classe B (ne abbiamo scritto nella serie di articoli “ ").

Caratteristiche e specifiche

Innanzitutto una piccola nota: nella descrizione del loro amplificatore gli autori spesso citano o la modalità “AB” oppure la modalità “B”. L'amplificatore, infatti, appartiene alla classe “AB”, ovvero a bassi livelli di segnale opera in classe “A”, e ad alte potenze entra in classe “B”.

Se nel primo caso (per piccoli segnali, classe “A”) la lotta contro i campi magnetici e le increspature nei circuiti di potenza non presenta grandi difficoltà a causa dei piccoli valori e della simmetria delle correnti, allora quando l'amplificatore si sposta a classe “B” le correnti diventeranno asimmetriche e i campi magnetici di tensione saranno significativi. Il funzionamento di un amplificatore con una potenza massima di 200 W a livelli di 3-5 W è in qualche modo poco pratico. Pertanto, gli autori hanno prestato particolare attenzione all'ottenimento della massima prestazione (e, di conseguenza, all'eliminazione o alla compensazione di tutti i fattori negativi) a potenze vicine al picco, cioè in modalità “B”.

La progettazione circuitale e le soluzioni progettuali utilizzate nella progettazione hanno consentito di ottenere:

Distorsione molto bassa
Nessuna regolazione della corrente di riposo
Circuito stampato a doppia faccia con semplice topologia dei conduttori
Compensazione delle interferenze del campo magnetico quando si lavora in classe “B”

Principali caratteristiche tecniche dell'amplificatore:

Potenza in uscita: 200 W su carico 4 ohm; 135 W con carico di 8 ohm,
Risposta in frequenza (a 1 W di potenza): 4 Hz a –3 dB, 50 kHz a –1 dB
Voltaggio in ingresso: 1,26 V con potenza di uscita di 135 W e carico di 8 ohm
Impedenza di ingresso: ~12 kOhm
Distorsione armonica:< 0.008% в полосе 20 Гц-20 кГц (нагрузка 8 Ом); типовое значение < 0.001%
Rapporto segnale-rumore: inferiore a 122 dB a 135 W e carico di 8 ohm.
Coefficiente di smorzamento:<170 при нагрузке 8 Ом на частоте 100 Гц; <50 на частоте 10 кГц

Descrizione dello schema

La figura mostra un diagramma schematico di un amplificatore di potenza:

Schema schematico dell'amplificatore (clicca per ingrandire)

Il segnale di ingresso attraverso un condensatore con una capacità di 47 μF e un resistore con una resistenza di 100 Ohm viene fornito alla base del transistor Q1, uno stadio differenziale assemblato sui transistor Q1 e Q2. Qui vengono utilizzati transistor a basso rumore di Toshiba 2SA970, quindi è questo stadio che fornisce il contributo maggiore al livello di rumore finale dell'intero amplificatore.

L'amplificatore è coperto da un circuito di feedback negativo generale, i cui valori degli elementi determinano il guadagno. Con i tagli indicati nel diagramma è 24,5 volte.

Il condensatore di feedback negativo fornisce un accoppiamento CC al 100% per mantenere l'uscita dell'amplificatore a potenziale zero senza la necessità di integratori aggiuntivi, ecc. Con una capacità di 220 μF, fornisce una frequenza di taglio inferiore di 1,4 Hz a un livello di -3 dB.

Condensatori di feedback

La capacità dei condensatori all'ingresso e nel circuito di feedback negativo è leggermente maggiore di quella normalmente installata in questi circuiti. Questi valori sono scelti per ridurre al minimo la possibile distorsione nella banda di frequenza audio.

Ad esempio, l'impedenza di uscita di un lettore CD è generalmente di diverse centinaia di ohm. Se si installa un condensatore con una capacità di 2,2 μF all'ingresso (valore tipico per i circuiti di ingresso), a una frequenza di 50 Hz lo stadio di ingresso “vedrà” la resistenza della sorgente del segnale di circa un kiloohm e mezzo. Un condensatore con una capacità di 47 uF alla stessa frequenza avrà un'impedenza di soli 67 ohm. (Ricordare che la sorgente del segnale è essenzialmente un generatore di tensione, quindi deve avere una bassa impedenza di uscita)

Anche qui Non(solitamente consigliati) vengono utilizzati condensatori non polari. Sono molte volte più grandi dei semplici condensatori elettrolitici, motivo per cui tendono a captare più rumore e interferenze. Poiché l'obiettivo è realizzare un amplificatore con un livello minimo di rumore e distorsione, sono state prese tutte le misure per questo: soluzioni circuitali, scelta della base dell'elemento, soluzioni progettuali.

L'amplificatore ha un'ampia larghezza di banda, che impone anche i propri requisiti e restrizioni sulla selezione degli elementi, sull'installazione, ecc. per ridurre al minimo il rumore captato e le interferenze.

I diodi D1 e D2 proteggono il condensatore elettrolitico a tensione relativamente bassa nel circuito di feedback negativo in caso di guasto dell'amplificatore. A proposito, si consiglia vivamente di dotare l'amplificatore di un qualche tipo di sistema di protezione degli altoparlanti. Gli autori lo hanno migrato dal progetto precedente, quindi la sua descrizione non viene fornita qui.

L'uso di due diodi invece di uno garantisce l'assenza di distorsione non lineare dovuta alla limitazione dei picchi di segnale nel circuito di retroazione (circa 1 V e due diodi daranno una limitazione a un livello di circa 1,4 V).

Cascata di conducenti

Il guadagno di tensione principale è fornito dalla cascata sul transistor Q9. Per ridurre le distorsioni non lineari, lo stadio di ingresso è disaccoppiato dallo stadio driver tramite un inseguitore di emettitore sul transistor Q8.

Per ottenere la massima linearità e il massimo guadagno, lo stadio driver viene caricato su una sorgente di corrente attiva (realizzata utilizzando il transistor Q7). La polarizzazione di base sia per esso che per la sorgente di corrente dello stadio di ingresso (Q5) è creata dal transistor Q6. I circuiti di polarizzazione piuttosto complessi dei transistor Q5, Q6, Q7 forniscono la massima soppressione del rumore e dell'ondulazione nei circuiti di alimentazione, il che è importante per un amplificatore di classe "B", dove grandi (fino a 9 A!) e, soprattutto, correnti impulsive asimmetriche scorrono lungo i bus di potenza.

Se le ondulazioni dei circuiti di potenza entrano nello stadio di ingresso, verranno amplificate da tutti gli stadi e finiranno nel carico: il sistema di altoparlanti. Molto probabilmente non ci piacerà ciò che sentiremo di conseguenza. Pertanto, l'amplificatore ha adottato tutte le misure per impedire la penetrazione di rumore e ondulazione dai circuiti di alimentazione nel percorso di amplificazione.

L'oscillogramma al centro mostra un segnale dell'oscillatore da 1 kHz. Il grafico superiore (rosso) rappresenta la modulazione dell'ondulazione del bus di alimentazione positivo da parte del segnale di ingresso, il grafico inferiore è la modulazione del bus di alimentazione negativo:

Un condensatore da 100 pF tra il collettore di Q9 e la base di Q8 limita la larghezza di banda dell'amplificatore. Poiché è soggetto all'intera ampiezza dell'uscita dello stadio, deve essere valutato per 100 V o più.

Stadio di uscita

Il segnale di uscita dello stadio driver sul transistor Q9 viene alimentato ai transistor dello stadio di uscita tramite resistori da 100 Ohm, che proteggono i transistor Q7 e Q9 da un cortocircuito all'uscita dell'amplificatore, anche se, ovviamente, i fusibili dovrebbero prima bruciarsi. Inoltre, questi resistori impediscono la possibile eccitazione dello stadio di uscita.

Lo stadio di uscita è costruito su transistor Darlington compositi complementari. In primo luogo, ciò ha consentito di utilizzare transistor altamente lineari di ThermalTrak con diodi incorporati e, in secondo luogo, di ottenere la massima potenza completa con un carico di 4 Ohm (per ridurre al minimo la caduta di tensione attraverso lo stadio di uscita).

Compensazione dell'offset termico

Quando si utilizzano quattro transistor Thermaltrak nello stadio di uscita, abbiamo quattro diodi integrati per organizzare un circuito di polarizzazione compensato in temperatura.

Come mostrato nello schema, quattro diodi sono collegati in serie tra i collettori dei transistor Q7 e Q9. Questo metodo di organizzazione della polarizzazione dello stadio di uscita era diffuso negli anni '60 e '70. Successivamente venne sostituito, divenuta una soluzione classica, da un moltiplicatore di tensione su transistor.

Tipicamente, la corrente di riposo dello stadio di uscita è impostata da uno stadio su un transistor, che è montato sullo stesso dissipatore di calore dei transistor di uscita, garantendo così l'accoppiamento termico. Questo metodo presenta degli svantaggi: in primo luogo, il transistor del circuito di polarizzazione deve essere selezionato per garantire una compensazione termica ottimale e, in secondo luogo, in ogni caso è presente inerzia termica: il transistor di uscita deve riscaldare il radiatore, il radiatore riscalderà il transistor del circuito di polarizzazione e solo allora avrà luogo la compensazione termica della corrente dello stadio di uscita.

Posizionando i diodi per la stabilizzazione termica nello stesso contenitore del transistor si risolvono questi problemi: i diodi hanno caratteristiche che sono al massimo coerenti con i transistor, quindi la stabilizzazione termica avviene nel modo più accurato possibile e, in secondo luogo, si trovano sullo stesso substrato del transistor cristalli, che li fa riscaldare il più velocemente possibile, eliminando il radiatore intermedio.

Con i transistor Thermaltrak, grazie ai diodi integrati, la corrente di riposo dell'amplificatore si stabilizza rapidamente dopo l'accensione e viene mantenuta in modo molto accurato, indipendentemente dai cambiamenti nella tensione di alimentazione o nel livello del segnale di uscita. Il produttore afferma inoltre che la linearità della cascata con tale polarizzazione è maggiore rispetto a quando si utilizza un moltiplicatore a transistor convenzionale.

La figura spiega come impostare il bias dello stadio di uscita:

Quattro diodi integrati compensano le quattro giunzioni base-emettitore e determinano la corrente dello stadio di uscita. Tenendo conto del fatto che i transistor di uscita sono collegati in parallelo e nei circuiti dell'emettitore sono installati resistori da 0,1 Ohm, quattro diodi collegati in serie forniscono una corrente di riposo dello stadio di uscita a un livello di 70-100 mA, che è leggermente superiore rispetto a quello normalmente impostato dall'unità di polarizzazione del transistor.

Filtro di uscita

Il filtro di uscita è un circuito RLC costituito da un'induttanza (senza nucleo) di 6,8 mH, un resistore con una resistenza di 6,8 Ohm e un condensatore con una capacità di 150 nF. Questo filtro è stato utilizzato dagli autori in molti progetti di amplificatori e ha dimostrato di essere altamente efficace nell'isolare lo stadio di uscita da eventuali correnti inverse causate da un carico reattivo, garantendo così un'elevata stabilità dell'amplificatore. Il filtro sopprime inoltre efficacemente i segnali RF captati dai lunghi cavi degli altoparlanti, impedendo loro di entrare nei circuiti di ingresso dell'amplificatore.

Interruttori

Lo stadio di uscita è alimentato tramite fusibili da 5 A dalle linee ±55 V. Questi forniscono l'unica protezione dell'amplificatore contro cortocircuiti in uscita o altri guasti che comportano un aumento dell'assorbimento di corrente.

PCB a doppia faccia

Per semplificare e ottimizzare il cablaggio circuiti di potenza Il circuito stampato dell'amplificatore è a doppia faccia. In primo luogo, ciò ha permesso di organizzare il cablaggio del filo comune sotto forma di "stella", quando tutti i conduttori con potenziale zero convergono in un punto, eliminando la formazione di anelli di "massa" e la penetrazione del segnale di uscita nei circuiti di ingresso. Ne abbiamo parlato nella serie di articoli “”

In secondo luogo, e cosa ancora più importante, il cablaggio e il posizionamento delle parti sulla scheda sono progettati per compensare i campi magnetici creati da grandi correnti pulsate. Ne abbiamo scritto anche nella serie di articoli "", dove è stato proposto di torcere conduttori bifilari con correnti grandi e antifase. Non è possibile collegare conduttori di questo tipo su un circuito stampato, ma è comunque possibile compensare i campi.

Ad esempio, si trova il fusibile di alimentazione positivo affiancati e paralleli con resistori di emettitore dello stadio di uscita Q12 e Q13. Gli elementi sono collegati in modo tale che la corrente li attraversa in direzioni diverse, grazie alla quale avviene la compensazione reciproca dei campi magnetici. Allo stesso modo, le parti vengono posizionate lungo il bus negativo.

I percorsi di alimentazione dal connettore CON2 ai fusibili corrono paralleli tra loro e al centro della scheda divergono in direzioni diverse. Sotto i conduttori divergenti ci sono le tracce dei circuiti di emettitore dello stadio di uscita e sotto le tracce parallele c'è il bus di terra. Grazie a questa disposizione del circuito stampato, i campi magnetici creati da queste piste vengono reciprocamente compensati.

I metodi applicati per sopprimere i campi magnetici hanno permesso di ridurre significativamente la distorsione dell'amplificatore.

Risultati delle misurazioni dei parametri dell'amplificatore: