Перечень элементов схемы

1. Перечень элементов схемы

В приложении лист 1 приведена принципиальная схема усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Схема состоит из следующих элементов:

Транзисторы

VT1 КТ3102Г;

VT2 КТ315Б;

VT3 КТ973А;

VT4 КТ973А;

VT5 КТ972А;

VT6 КТ972А;

VT7 КТ829Г;

VT8 КТ837К;

VT9 КТ829Г;

VT10 КТ837К.

Диоды

VD1 КД503А;

VD2 КД503А;

VD3 КД503А;

VD4 КД503А.

Конденсаторы

C1 = 2,2 мкФ×16В;

C2 = 68 мкФ×16В;

C3 = 0,47 мкФ;

C4 = 0,47 мкФ;

C5 = 68 мкФ×16В;

C6 = 68 мкФ×16В;

C7 = 47 мкФ×16В;

C8 = 100 пФ;

C9 = 68 мкФ×16В;

C10 = 47 мкФ×16В;

C11 = 100 пФ;

C12 = 2200 мкФ×16В;

C13 = 0,1 мкФ.

Резисторы

R1 = 200 кОм;

R2 = 100 кОм;

R3 = 6,8 кОм;

R4 = 6,8 кОм;

R5 = 470 Ом;

R6 = 10 кОм (подстроечный);

R7 = 91 кОм;

R8 = 91 кОм;

R9 = 4,7 кОм;

R10 = 470 Ом;

R11 = 470 Ом;

R12 = 3,3 кОм;

R13 = 910 Ом;

R14 = 4,7 кОм;

R15 = 470 Ом;

R16 = 470 Ом;

R17 = 3,3 кОм;

R18 = 910 Ом;

R19 = 3,3 кОм (подстроечный);

R20 = 3,3 кОм;

R = 4 Ом.

2. Теоретические сведения об устройстве

Усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ), принципиальная схема которого представлена в приложении лист 1, предназначен для автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. Большое внимание при его создании было уделено надежности. В этом отношении самым уязвимым звеном УМЗЧ являются транзисторы оконечного каскада. В усилителях с низковольтным питанием, к числу которых относится и данный УМЗЧ, указанные транзисторы выходят из строя чаще всего из-за теплового пробоя и при коротком замыкании в нагрузке. Тепловой пробой может возникнуть вследствие недостаточной стабильности тока покоя (для выходных каскадов, работающих в режиме АВ) и самовозбуждения на высших звуковых частотах. Здесь перечислены только те причины пробоя, защиту от которых можно реализовать схемотехнически. Так, недостаточность стабильности тока покоя устранена, благодаря работе транзисторов оконечного каскада VT5, VT6, и VT9, VT10 УМЗЧ в режиме В, который не требует стабилизации тока покоя. Приняты меры по устранению самовозбуждения на высоких и инфранизких частотах. С этой целью в усилитель введены два развязывающих фильтра по питанию: пассивный C2R5 и активный - VT2R9C5. Те же задачи решают и конденсаторы C12, C13. Короткое замыкание в нагрузке, как известно, приводит к превышению максимально допустимого значения коллекторного тока выходных транзисторов. Чтобы не допустить его увеличения до опасного значения, полосовой провод питания УМЗЧ должен быть подключен к выходу источника питания через плавкий предохранитель, рассчитанный на ток 4А.

К особенностям описываемого УМЗЧ относится применение в нем составных транзисторов VT3, VT4, VT5, VT7, VT8, VT10, что позволило сократить число используемых в усилителе деталей. Такое схемотехническое построение предоконечных каскадов (VT4, VT8) обеспечило их высокое входное сопротивление и значительный коэффициент усиления по напряжению при отсутствии отрицательной обратной связи. Дополнительное увеличение коэффициента усиления предоконечных каскадов достигнуто благодаря применению цепей “вольтодобавки” C6R11, C9R16, которые позволили также повысить коэффициент использования напряжения питания, что особенно важно для УМЗЧ, работающих при низковольтной питании.

Применение составных транзисторов во входных каскадах плеч моста заметно (примерно на 30%) уменьшило дрейф постоянного напряжения на выходе усилителя (между эмиттерами транзисторов VT5, VT6 и VT10, VT9). Без подбора транзисторов VT3, VT7 и VT4, VT8 в диапазоне температур 0…60°С он не превышает ±35 мВ, что позволило подключить нагрузку непосредственно к эмиттерам выходных транзисторов без разделительных конденсаторов.

Основные технические характеристики следующие:

чувствительность – 700 мВ;

входное сопротивление – 62 кОм;

номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 2 (4) Ом – 18 (11) Вт;

номинальный диапазон частот при неравномерности частотной характеристики ±1,5 дБ – 20…20000 Гц;

коэффициент гармоник в номинальном диапазоне частот – 0,3%.

3. Моделирование и анализ усилителя мощности

Чем мы и займёмся в дальнейшем, используя:

1) Multisim 2001 Pro – для моделирования схемы, исследования её технических характеристик и создания моделей “отечественных транзисторов”.

2) PSpise A/D (входит в состав OrCAD 9.2) – для получения входных и выходных ВАХ транзисторов.

3) КОМПАС 5.11 – для создания чертежей и перечня элементов.

4) Paint – для обработки растровых объектов.

5) Microsoft Word – для создания пояснительной записки.

Основными этапами моделирования является: