Конструирование усилителя мощности звуковой частоты, страница 3

1.4.1.6 В связи с высокой мощностью блока питания его целесообразно разместить на отдельной печатной плате.

1.4.1.7 К изделиям, расположенным вне печатной платы следует отнести: входной и выходной разъемы, тумблер включения прибора, держатель предохранителя и индикатор сети.

1.4.1.8 Независимо от конструктивного решения резисторы должны быть построечными.

1.4.1.9 Объемный монтаж применяется для подачи сигнала от входного и выходного разъема, подключения цепи 220В (включая держатель предохранителя и размыкатель сети), подача питающего напряжения от блока питания к усилительной плате, индикации включения сети.

1.4.1.10 Определим значения токов протекающих по цепям. Индикатор включения сети (диод АЛ307) пропускает через себя ток 0,02 А. поскольку работает только один светодиод то подводящие проводники должны быть рассчитаны на этот ток.

1.4.1.11 Проводники для подключения вторичной обмотки трансформатора и проводники подающие питание на схему должны быть рассчитаны на ток 6 А.

1.4.1.12 Определим требования к печатной плате, исходя из схемы электрической принципиальной и рассмотренных конструктивных решений.Поскольку изделие относится к низкочастотным, то специфических требований к размещению ЭРЭ на плате не предъявляются.

1.4.2 Анализ принципиальной схемы

1.4.2.1 Предварительный усилитель описываемого устройства состоит из эммиттерного повторителя на транзисторе V1 и симметричного двухтактного каскада на транзисторах разной структуры  V2 и V3 с местным  ООС по  постоянному току (резисторы R11, R12 в эммитерных цепях). Напряжение общей ООС подается из коллекторной цепи транзисторов V1, V3 в цепь базы транзистора V1 через делитель, составленный из резисторов R1-R3. коэффициент усиления предварительного усилителя без этой ООС равен 100, коэффициент гармоник при максимальном сигнале в номинальном диапазоне частот – 0,15%; введение ООС уменьшает их соответственно до 5,5 и 0,01%. Симметрирование усилителя осуществляется построечным резистором R8.

1.4.2.2 Предоконечный каскад (V4-V6) аналогичен по структуре предварительному усилителю. Его коэффициент усиления без ООС также равен 100, коэффициент гармоник – 0,1-0,15%, что достигнуто применением комплементарной пары транзисторов КТ814В, КТ815В. Эмиттерный повторитель (V4) в этом каскаде служит для повышения эффективности ООС, введенной с помощью делителя из резисторов R14, R15, R20. граничная частота каскада определяется емкостью коллекторных переходов транзисторов V5, V6, а также конденсатора С13 и составляет в данном случае примерно 35 кГц. Цепь коррекции по опережению R15C8 сдвигает второй излом АЧХ на частоту 2 МГц.

1.4.2.3 Для повышения эффективности местные ООС введены в плечи каскада с помощью низкоомных делителей напряжения составленных из резисторов R38, R39 и R40-R42, R44. Как и в предоконечном, в этом каскаде также применены транзисторы без предварительного подбора. На высоких частотах каскад симметрирует изменением коэффициента передачи одного из делителей (подстроечным резистором R44) по минимуму четных гармоник при максимальной выходной мощности. Коэффициент гармоник без ООС во всем диапазоне частот составляет 0,5…0,7%, коэффициент усиления – 2,7.

1.4.2.4 Ток покоя транзисторов V12, V13 (100мА) устанавливают подстроечным резистором R30, отсутствия постоянного напряжения на нагрузке добиваются резистором R24.

1.4.2.5 Схема источника питания изображена на Рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2. – принципиальная схема блока питания.

1.4.2.6 Сетевое напряжение поступает первичную обмотку понижающего трансформатора Т1 затем напряжение со вторичной обмотки выпрямляется диодным мостом VD2. Конденсаторы С19 и С20 предназначены для сглаживания пульсаций.

1.4.3 Анализ элементной базы

1.4.3.1 В данной схеме к резисторам не предъявляется особых требований, так как усилитель предназначен для работы в помещениях. Исходя из климатического исполнения и категории использования изделия, наиболее оптимальным вариантом будет применение в данной схеме постоянных резисторов общего применения типа С2-33Н с допуском 5%, областью рабочих температур от –60 до +200, уровнем шумов 5 мкВ/В. Так как сигнал на входе составляет 0,7 В то уровень вносимых этими резисторами шумов будет составлять 3,5 мкВ.

1.4.3.2 Напряжение на конденсаторах С4, С7, С12, С15 равно напряжению U=24В поэтому для них подойдет тип К50-24 с номинальным значением напряжения 25В. Для этих конденсаторов не нужна особая точность так как они выполняют функцию фильтра питания. Конденсаторы С2, С3 выполняют роль соединения каскадов и напряжение на них не может превышать 24 для запаса по напряжению можно выбрать конденсаторы типа К50-6 с напряжением 25В. Аналогично для конденсаторов С9 и С10. КонденсаторС1 стоит на входе усилителя и напряжение на нем не превышает 0,7 В, для него подходит тип К10-17 с напряжением 50В. Напряжение на конденсаторе С5 не превышает 24 В поэтому для него подойдет тот же тип. Фильтр нижних частот содержит конденсатор С6 емкость которого 510пФ необходимо точно подобрать конденсатор необходимой емкости поэтому для него подойдет тип КД-2б с группой по ТКЕ Н50. аналогично для конденсатора С14. конденсатор С8 стоит в обратной связи напряжение на нем не превышает 35В тип КД-2б с номинальным напряжением 300В. Напряжение на С11 около 1,5 В подойдет тип К10-17 с напряжением 50 В. С14 стоит на КЭ транзистора VT7 поэтому напряжение на нем не превышает 20 В тип для этого конденсатора КД-2б. Конденсаторы С16 и С17 стоят как фильтры высокочастотной составляющей в питании и напряжение на них не превышает 35 В. Конденсатор С18 стоит в обратной связи поэтому я него как и для предыдущих двух подходит тип МБМ с номинальным напряжением 160 В.