Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Разработка принципиальной схемы УМЗЧ и её компьютерное моделирование

Для построения схем и их моделирования использовалась программа Electronics Workbench 5.12 Student Edition, которая позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы.

При разработке УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями в качестве прототипа был взят усилитель, описанный в

Усилитель (рисунок 16) содержит четыре каскада: входной (VT1), усилитель напряжения (VT2), предвыходной (VT4 и VT5) и выходной (VT6 и VT7). Транзистор усилителя напряжения (VT2) включен по схеме с динамической нагрузкой на транзисторе VT3. Внутренние сопротивления этих транзисторов достаточно велики, так как транзисторы включены по схеме с ОЭ и охвачены местной ООС по току, создаваемой резисторами в цепи эмиттеров. В результате, несмотря на то, что выходы каскадов на транзисторах VT2 и VT3 по переменному току включены параллельно и шунтируют друг друга, выходное сопротивление первого каскада достигает большой величины - около 0,5 МОм - и приращения коллекторного тока транзистора VT2, вызванные воздействием входного сигнала, практически полностью уходит в базовые цепи транзисторов VT4 и VT5 в зависимости от знака приращения.

Рисунок 16 - УМЗЧ с выходным каскадом с ОЭ и каскадом ОЭ на входе

Транзисторы предвыходного каскада VT4 и VT5 также включены по схеме с ОЭ, охвачены ООС по току (резистор R9) и имеют большие внутренние сопротивления. Следовательно, для выходных транзисторов VT6 и VT7 они являются источниками тока. Усиленный транзисторами VT4 и VT5 ток полностью уходит в базовые цепи транзисторов VT6 и VT7 и усиливается ими. Причем положительный полупериод сигнала усиливается транзисторами VT4, VT6, отрицательный - VT5, VT7. На нагрузочном сопротивлении усиленные сигналы складываются, и на нем выделяется напряжение, пропорциональное коллекторным токам транзисторов VT6 и VT7. Таким образом, конечным результатом работы усилителя является усиление напряжения, хотя все транзисторы усиливают токи.

Постоянные смещения на базах транзисторов VT4 и VT5 создаются с помощью диодов VD3, VD4. Подстроечным резистором R2 потенциал коллекторов транзисторов VT6 и VT7 приравнивается к половине напряжения питания. С резистора R13 снимается сигнал ООС по току. Конденсатор С5 и цепочка R8C3 корректируют частотную характеристику усилителя и предотвращают его самовозбуждение на высших звуковых частотах.

Резистор R9 в цепи эмиттеров транзисторов VT4 и VT5 ограничивает максимальный коллекторный ток транзисторов VT6 и VT7 и, таким образом, определяет максимальную выходную мощность усилителя, а также предохраняет выходные транзисторы от пробоя при коротком замыкании в нагрузке. Сопротивление резистора R9 можно подобрать таким образом, чтобы выходная мощность усилителя не превышала номинальную, тогда усилитель будет вообще нечувствителен к коротким замыканиям на выходе. Но при этом импульсные сигналы большой амплитуды, всегда присутствующие, например, в музыкальном сигнале, будут обрезаться. Чтобы этого не происходило, резистор выбран с таким расчетом, чтобы коллекторный ток выходных транзисторов слегка превышал величину, необходимую для получения максимальной мощности. В этом случае усилитель может выдержать короткое замыкание в течение непродолжительного времени, достаточного для перегорания плавкого предохранителя FU1, который включен последовательно с нагрузкой. Цепь R10R12C4 уменьшает коммутационные искажения. Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Диспетчерская централизация на базе комплекса технических средств Неман Диспетчерская централизация (ДЦ) - это комплекс устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, состоящий из автоблокировки на перегонах, электрической централизации стрелок ...

Блок выполнения операций десятичной арифметики Каноническая структура синтеза синхронного вычислительного устройства состоит из двух автоматов - операционного (ОА) и управляющего (УА). Каноническая структура вычислительного ус ...

Построение кодера на основе многочлена Помехоустойчивое кодирование состоит в целенаправленном введении избыточности для того, чтобы появилась возможность обнаруживать и/или исправлять ошибки, возникающие при передаче по кана ...