Усилитель нч на 200 ватт

↑ Далее встал вопрос с фильтрами

Мне захотелось сделать такой вариант: купить для каждого канала выключатель на 3 положения. Первое положение (выключатель в крайнем левом положении), усилитель воспроизводит все до 100гц. Второе положение (выключатель в среднем положении), усилитель воспроизводит полностью весь сигнал. Третье положение (выключатель в крайнем правом положении), усилитель воспроизводит все от 200гц. Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Фильтр который обрезает все что ниже 200гц я сделал из одного конденсатора 0.047мкф (к73-15А) на каждый канал.

Ну и в конце осталось сделать корпус и функцию REM (управление).

Выходной фильтр

Выходной фильтр представляет собой RLC-цепь, состоящую из индуктивности (без сердечника) 6,8 мГн, резистора сопротивлением 6,8 Ом и конденсатора ёмкостью 150 нФ. Этот фильтр использовался авторами во многих конструкциях усилителей и показал свою высокую эффективность в плане изоляции выходного каскада от любых обратных токов, вызванных реактивной нагрузкой, тем самым обеспечивая высокую стабильность усилителя. Фильтр также эффективно подавляет радиочастотные сигналы, улавливаемые длинными проводами от акустических систем, что предотвращает их проникновение во входные цепи усилителя.

Малосигнальные транзисторы

Теперь можно установить на плату транзисторы в корпусах TO-92 —  2SA970s, BC546s, BC556s и BC639. Они обычно имеют прямые выводы, поэтому предварительно их надо сформировать. Как это сделать, показано на фото:
Если всё сделано правильно, между корпусами транзисторов и печатной платой должно быть 4мм. Транзисторы Q1 и Q2, Q3 и Q4, и Q5 и Q6 должны быть установлены плоской стороной корпуса друг к другу.

Транзисторы в корпусах TO-126 Q7 и Q9, предварительно крепятся на U-образные небольшие радиаторы TO-220, прежде чем они будут запаяны в печатную плату.

Важно центрировать эти радиаторы так, чтобы их рёбра не касались соседних элементов, а также соблюдать осторожность при настройке и проверке усилителя, чтобы случайно их не замкнуть щупами измерительного прибора

ОПЛЕУХА МИКРОСХЕМАМ

Оплеуха микрухам — не самый простой, но высококачественный усилитель мощности НЧ. Усилитель способен развивать максимальную выходную мощность в 130 ватт и работает в довольно широком диапазоне входного напряжения. Выходной каскад усилителя построен на паре 2sa1943 2sc5200 и работает в режиме АВ. Эта версия, автором была разработана в этом году, ниже ее основные параметры.

• Диапазон питающих напряжений = +/- 20В … +/- 60В
• Номинальное напряжение питания (100Вт, 4 Ом) = +/- 36В
• Номинальное напряжение питания (100Вт, 8 Ом) = +/- 48В

С мощностью все понятно, а что со стороны искажений?

• THD+N (при Pвых<=60Вт, 20кГц) <= 0,0009%
• THD+N (при максимальной выходной мощности, 1кГц) = 0,003%
• THD+N (при максимальной выходной мощности, 20кГц) = 0,008%

Детали, используемые в этом модуле — подстроечные резисторы, маломощные и среднемощные транзисторы:

Усилители класса AB и класса C

Для моделирования мы будем строить наши усилительные каскады на базе двухтактного усилителя с трансформаторной связью из , показанного на рисунке 1.

Рисунок 1 – Типовой двухтактный каскад, используемый при моделировании усилителей классов AB и C

В действительности, практическая реализация выглядела бы несколько иначе, но трансформаторная связь и отдельные входы смещения базы и коллектора обеспечивают удобные точки для настройки переменных моделирования (например, смещения, входной и выходной связи) для этого исследования усилителя Догерти.

Усилитель класса AB

Усилитель на рисунке 1 можно заставить работать в классе AB, отрегулировав смещение базы V_ББ таким образом, чтобы через коллекторы протекал небольшой ток покоя (то есть транзисторы смещены при отсутствии сигнала в свою точку «открывания»). Усилитель будет рассчитан на работу на частоте 500 МГц (произвольно выбранная частота). Когда на вход подается синусоидальное РЧ-возбуждение, на выходе создается хорошо его повторяющий синусоидальный выходной сигнал, пока усилитель не начнет уходить в компрессию. Это ясно видно из искажения формы сигналов более высокого уровня на рисунке 2.

Рисунок 2 – Выходной сигнал усилителя класса AB при увеличении уровней входного сигнала

При низких входных уровнях (от 0,25 до 1 В) выходной уровень усилителя пропорционален входному уровню и линейному коэффициенту усиления усилителя. Мы также видим, что сигнал имеет красивую синусоидальную форму (низкие искажения). Когда уровень входного сигнала превышает 1 В, выходной уровень больше не пропорционален входному. Усилитель переходит в компрессию. Более того, форма сигнала становится несколько искаженной.

Важно помнить, что этот конкретный усилитель класса AB во многом похож на источник тока при работе в низкоуровневом «линейном» режиме (поскольку коллекторы транзисторов управляют выходным трансформатором). Как следствие, выходной импеданс относительно высок

Однако когда усилитель насыщается, он начинает больше походить на источник напряжения. Импеданс коллектора транзистора падает, потому что теперь мы видим низкий импеданс шин питания. В состоянии насыщения транзистор почти полностью «открыт».

Усилитель класса C

Изменив точку смещения усилителя на рисунке 1, мы можем создать усилитель класса C. В этом случае транзисторы смещены ниже точки отсечки. При низком входном сигнале этот усилитель пропускает незначительный ток коллектора и «просыпается» при высоких уровнях входного сигнала. Типовое поведение класса C наблюдается в выходном сигнале усилителя на рисунке 3.

Рисунок 3 – Выходной сигнал усилителя класса C для различных уровней входного сигнала

Обратите внимание, как начинает появляться выходной сигнал, когда входное напряжение составляет около 0,75 В. Сигнал очень «пиковый» со значительными периодами, когда транзисторы «закрыты» (плато около напряжения нагрузки 0 В)

Очевидное искажение выходного сигнала показывает, что точность воспроизведения сигнала в этом усилителе не сохраняется ни при каких условиях. Как нам использовать два усилителя с искажениями для получения окончательного выходного сигнала с хорошей точностью?

Простой транзисторный усилитель класса А

Здравствуйте, аудиофилы-самоделкины! (аудиофилы в хорошем смысле, конечно)

Речь сегодня пойдёт о самом что ни на есть аудиофильском усилителе — класс А, всё-таки. Не хухры-мухры. Спроектирован он был ещё в прошлом веке, но и по сей день его собирают множество радиолюбитей, вот что значит по-настоящему удачная схема. Называется он «JLH 1969» — аббревиатура инициалов автора схемы и год создания. Конечно, база компонентов в те времена была совсем другой, но это не помешает нам собрать этот легендарный усилитель из того, что найдётся сейчас под рукой. Особенностью схемы является её работа в классе А с высоким током покоя выходного каскада. Это обеспечивает минимум нелинейных искажений в выходном сигнале, некую музыкальность, но зато схема потребляет значительный ток и требует для выходных транзисторов приличного размера радиаторов. Некоторые люди считают, что такая схемотехника является наиболее правильной и позволяет слушать музыку с максимальным качеством воспроизведения. Ниже представлена сама схема.

Схема содержит всего 4 транзистора, из них VT3 и VT4 — выходные, должны обладать максимально близкими параметрами, для этого достаточно просто взять два транзистора из одной партии, отлично подойдут КТ805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. При этом их коэффициент усиления должен быть как минимум 120. VT1 — маломощный входной PNP структуры, подойдут 2N3906, BC212, BC546, КТ361, а так же можно поэкспериментировать с различными германиевыми вариантами, благо их PNP структуры много. VT2 образует драйверный каскад, сюда нужно что-то чуть помощнее, например, КТ801, КТ630, КТ602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165.

Некоторые номиналы схемы, для пущей академичности, следует варьировать исходя из сопротивления нагрузки и напряжения питания. Напряжение может варьироваться от 12 до 40В, соответственно чем оно больше, тем больше будет выходная мощность, и тем сильнее будет греться оконечный каскад. Ниже представлена таблица для подбора номиналов. Несколько слов о настройке. Первым делом включать усилитель нужно без нагрузки и без подключенного источника сигнала. Включаем сперва на небольшом напряжении, контролируем ток покоя, он должен составлять 0,8 — 1,5А. Параллельно с этим замеряем напряжение в точке соединения VT3 и VT4 — оно должно быть равно половине напряжения питания. Если это не так, то подгоняем его максимально близко с помощью подстроечного резистора R2. Также на схеме можно увидеть нарисованную пунктиром цепь Цобеля — последовательно включенный резистор и конденсатор, они служат для подавления самовозбуждения. Резистор сопротивлением 10 Ом, конденсатор 100 нФ.

Монтаж выполняется на печатной плате, обратите внимание, что она полностью залита землей вокруг дорожек, это способствует лучшей помехозащищённости и в какой-то степени защищает от самовозбуждения. Однако при пайке нужно быть максимально аккуратным, запросто можно случайно посадить «соплю» между земляным полигоном и дорожкой

Если усилитель не заработает с первого раза, рекомендую тщательно прозвонить всё на замыкание, ведь глазом волосинку-перемычку очень сложно увидеть. Удачной сборки!

plata.zip (скачиваний: 100)

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Ламповые КВ усилители мощности с ОС

Рейтинг:  5 / 5

Подробности

Категория: Усилители мощности КВ

Опубликовано: 28.06.2019 20:05

Просмотров: 11690

A. Jankowski (SP3PJ) Несмотря на общую тенденцию использования полупроводниковых приборов во всех технических устройствах, необходимо все же не забывать, что ламповые КВ-усилители мощности (с выходной мощностью более 100 Вт) гораздо проще в изготовлении и устойчивее в работе. Эксперименты с транзисторными устройствами — дорогое удовольствие,ведь как кто-то метко заметил, никто не умирает так тихо, так быстро и наверняка, как транзистор. Кому нужны усилители мощности? Немногие из любителей работают QRP, большая же часть рано или поздно начинает мечтать об увеличении мощности передатчика. Однако необходимо отдавать себе отчет — чтобы корреспондент заметил изменение силы сигнала на один балл шкалы S (6 дБ), выходную мощность передатчика необходимо увеличить в четыре раза, при этом не имеет значения, местная ли это связь или же QSO с DX.

Усилительные модули для радаров

Компания разрабатывает и изготавливает усилительные модули для импульсных радаров, функционирующих в Х‑диапазоне. Например, импульсный усилитель с диапазоном рабочих частот 8,5–9,1 ГГц имеет входную мощность 0 дБм ±2 дБ, а выходную импульсную мощность 50–120 Вт (47–50,8 дБм), его коэффициент усиления для слабого сигнала не менее 55 дБ. Длительность импульса составляет 0,5–20 мкс, постоянный коэффициент заполнения 10%, максимальная частота повторения импульсов 20 кГц.

Другой усилитель, предназначенный для метеорологического радара (модель SPA9395–56–53), имеет диапазон рабочих частот 9,3–9,5 ГГц. Мощность его входного импульсного сигнала –3 дБм, типовая выходная импульсная мощность 200 Вт (минимальная 180 Вт), коэффициент усиления 56 дБ, КСВН по входу и выходу 1,5:1. Максимальная длительность импульса составляет 100 мкс, максимальный коэффициент заполнения 10%, время переключения 250 нс. Подавление гармонических составляющих до 60 дБн, а паразитных составляющих до 80 дБн, отклонение фазы 20°. Минимальный КПД составляет 20% при номинальном выходном сигнале. Управление устройством осуществляется с помощью сигналов TTL. Диапазон рабочих температур –20…+70 °C.

Широкополосные усилители высокой мощности

Компания разработала широкополосные усилители относительно высокой мощности, предназначенные для многодиапазонных систем связи, мобильных систем радиоподавления, для анализа электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств и систем. Данные усилители могут применяться в системах с непрерывными сигналами, с амплитудной и частотной модуляцией, в таких системах связи, как LTE/UMTS.

Функционирование этих усилителей в широкой полосе достигается за счет качественной разработки согласующих цепей, что во многом реализуется с помощью собственного программного обеспечения компании.

Характеристики широкополосных усилителей мощности приведены в таблице 3.

Усилитель с мощностью 100 Вт показан на рис. 1.

Рис. 1. Широкополосный усилитель мощностью 100 Вт (модель SPA082)

Устройства изготовлены в относительно компактных алюминиевых корпусах. На радиочастотных портах мощных усилителей используются соединители SMA Female. Диапазон рабочих температур моделей составляет –40…+70 °C. Дополнительно усилители могут изготавливаться с внешними радиаторами, а также с индикаторами температуры и мощности. По требованию заказчиков в усилителях могут быть встроены фильтры и реализованы другие функции.

Интегрированные модули компании NXP/Freescale

Ассортимент продукции широкополосных усилителей компании NXP (до 2015 года Freescale) включает предоконечные и оконечные каскады усилителей Догерти, в том числе для использования в фемтосотах, и блоки основного усиления для систем беспроводной связи. Оригинальной продукцией этой компании являются усовершенствованные модули выравнивания для усилителей Догерти (Advanced Doherty Alignment Module ADAM) – это класс высокоинтегрированных схем управления, разработанный специально для оптимизации характеристик современных усилителей Догерти. Они предназначены для использования в передатчиках базовых станций вместе с мощными усилителями Догерти. В сочетании с силовыми транзисторами Airfast эти сложные изделия улучшают такие характеристики передающих устройств, как КПД, коэффициент усиления, линейность. Их основное предназначение – точное выравнивание фазы и амплитуды в усилителе несущей и пиковом усилителе для обеспечения согласованности их характеристик, в частности для асимметричных реализаций. Модули обеспечивают хорошие показатели линейности и КПД при увеличенной выходной мощности.

Линейка ADAM представлена четырьмя модулями: MMDS09254H, MMDS20254H, MMDS25254H и MMDS36254H. Все микросхемы содержат 90-канальный аналого-цифровой преобразователь и ступенчатый аттенюатор и работают от одного источника питания (рис. 6) . Модули подходят для основных стандартов беспроводных систем связи, таких как WCDMA, UMTS и LTE. Они применяются в диапазонах от 700 до 3800 МГц и управляются с использованием последовательного периферийного интерфейса (SPI). Основные характеристики модулей представлены в табл. 5 .

Рисунок 6 – Структура модулей ADAM компании NXP

Особенности данных микросхем: делитель мощности с низким энергопотреблением, программируемые аттенюаторы с шагом 0,5 дБ и диапазоном регулировки от 0 до 7,5 дБ, фазовращатели с цифровой регулировкой с шагом 7° на бит и диапазоном регулировки от 0 до –49°, интерфейсы TTL / CMOS / SPI (логика 1,8 и 3,3 В), 32-контактный, 6-мм пластиковый корпус QFN для поверхностного монтажа.

На рис. 7 приведен пример использования модуля ADAM в усилителе мощности базовой станции системы сотовой связи диапазона 1 800 МГц. Сигнал после МШУ с большим динамическим диапазоном MMG15241H поступает на модуль MMDS20254H, в котором происходит деление мощности и выравнивание фазы и амплитуды сигнала перед его подачей на усилительные приборы MW7IC2020N и AFT18S230S, включенные по схеме Догерти.

Рисунок 7 – Усилитель мощности с использованием модуля ADAM

Ориентируясь на будущие стандарты 5G, компания NXP расширяет линейку усилителей мощности для рынка сотовой инфраструктуры, к которой относятся мощные LDMOS-транзисторы с напряжением питания 28 и 48 В, а также GaN-транзисторы с напряжением питания 48 В. Частота работы этих транзисторов варьируется от 450 до 5000 МГц, что позволяет поддерживать различные стандарты сотовой связи, включая 5G. Кроме того, компания выпускает серию широкополосных линейных усилителей (MMZ) на основе технологии InGaP HBT, которые могут использоваться как предварительные усилители в двухкаскадных усилителях Догерти.

Собираем усилитель JLH1969

Какие параметры мы выбрали для нагрузки 4 Ом:

• Питание усилителя классическое с использованием трансформатора, без стабилизации, питание раздельное на каждую плату, 19 Вольт с отдельных обмоток трансформатора;
• Ток покоя: 1.3А;
• Входной конденсатор: 1 мФ;
• Выходной конденсатор: 6900 мФ.

Почему не использовался импульсный блок питания? Мы решили проверить, каких параметров можно добиться при использовании классического питания. В дальнейшем мы соберем еще одну версию с импульсным блоком.

Трансформатор:

• Тип трансформатора: тороидальный
• Напряжение питания: 220В;
• 2 Выхода по 15В (6А);
• 2 Выхода по 9В (1А).

Чтобы знать, какое примерно напряжение будет на выходе после выпрямителя, умножьте его на 1.4(например 15*1.4=21).

В выпрямителе на каждый канал мы использовали по два конденсатора с напряжением 25В и ёмкостью 33000 мкФ. Для улучшения фильтрации мы также использовали CRC фильтр, поставив между конденсаторами резистор на 0.5 Ом.

Перед входом на плату выпрямителя рекомендуем поставить предохранители. Также можно зашунтировать конденсаторы ёмкостью 0.047 кмФ, поставив их параллельно выводам конденсаторов на 33000 мкФ.

Часто, при борьбе с фоном, начинающие радиолюбители забывают, что наводки можно уменьшить, изменив положение трансформатора.

Для уменьшения помех от трансформатора мы выставим такое положение, вращая его, при котором будет наименьшее количеством помех. А также накроем его металлической крышкой толщиной 1мм.

ТУТ ВИДЕО

Совсем не дурно, почти hi-end! На самом деле если ориентироваться только по КНИ, то этот усилитель полноценный HI-END, но для хай-энда этого не достаточно, поэтому его отнесли к старому и доброму разряду hi-fi. Несмотря на то, что усилитель развивает всего 100 ватт, он на порядок сложнее аналогичных схем, но сама сборка не составит труда при наличии всех компонентов. Отклонять номиналы схемы не советую — мой опыт это подтверждает.

Маломощные транзисторы в ходе работы могут перегреваться, но волноваться не стоит — это их нормальный режим работы. Выходной каскад, как уже сказал, работает в классе АВ, следовательно, выделятся огромное количество тепла, которое нужно отводить. В моем случае они укреплены на общий теплоотвод, которого более, чем достаточно, но на всякий случай, имеется также и активное охлаждение.

После сборки нас ждет первый запуск схемы. Для этого советую еще раз прочитать запуск и настройку Ланзара — тут все делается точно таким же образом. Первый запуск делаем с закороченной на землю входом, если все ОК, то размыкаем вход и подаем звуковой сигнал. К тому времени все силовые компоненты должны быть укреплены на теплоотвод, а то восхищаясь музыкой можете не заметить, как дымят ключи выходного каскада — каждый из них стоит очень и очень.

Мы наконец заставили достойно звучать наш усилитель домашней аудиосистемы, проверили его работоспособность, оценили качество звука основного канала. Самое время добавить в него модуль защиты от случайных замыканий, чтоб вся работа не пошла лесом, из-за неизбежных случайностей в процессе его эксплуатации. Также соберём остальные маломощные каналы УНЧ, для подключения тыловых колоночек.

ОДА ШЕДЕВРУ.

Как и следует заголовку, речь пойдёт о шедевре и этот шедевр советской радио-электронной промышленность создали конструкторы Муромского . Я бы этим гениям отлил бы бронзовые бюсты при жизни. Долгих лет Вам уважаемые гении.

Итак: «Ода РЭМД-201» прошу вас только её любить, жаловать не надо. Ну, полетели, в 1988 году родилась «Ода РЭМД-201» первая и единственная и гениальная и ….. заклинил, нужно ведь конкретику писать. Роды прошли без патологий, родился вундеркинд, подробно изложу ход своих мыслей и да же более. В принципе рассмотрев данный аппарат метров так с десяти, даже опытный эксперт в области радиоаппаратуры наверняка скажет следующее, ну я вижу два «кармана», то бишь магнитофона, вижу проигрыватель виниловых пластинок, вижу шкалу приёмника. Не согласиться не возможно, он прав. Но стоит подойти на расстояние вытянутой руки и внимательно присмотреться, всё тут же меняется. Неземной восторг вызывают клавиши записи на обеих магнитофонах, этого нет в советских двухкассетниках и нет в зарубежных. Круто аж жуть, а как актуально было. Взяв пластинку на один час, можно было её не записать на один магнитофон, по простой банальной причине-дефектная кассета, «Ода-201» записав пластинку одновременно на две кассеты гарантировала вам качественную фонограмму. Приятно удивила функция прослушивания двух кассет одновременно, почему? А вот почему, на первой кассете у меня текст, на второй тихая музыка, вместе текст на фоне музыки-круто. А вот теперь мощная бомба. Прошу всех спуститься в бомбоубежище. У «Оды РЭМД-201» есть кнопки «память селектора», что это, а вот что. Приведу пример, я захотел записать виниловую пластинку на первый магнитофон, для этого я кладу её на диск и включаю первый магнитофон на «запись», нажав кнопку один памяти селектора я с коммутировал эту цепочку и первый магнитофон жёстко «привязался» к проигрывателю. В данный момент я решил послушать приёмник, а там хороший концерт, я нажимаю клавишу «запись» на втором магнитофоне и кнопку два «память селектора», теперь второй магнитофон «привязан» к приёмнику. Но это не всё, я теперь могу слушать и пластинку и приёмник и внешний источник, а мои магнитофоны пишут только с источников к которым «привязаны». Вот такой этот музыкальный ящик. Во всём мире нет дива такого дивного.