диск электроника / el_rea / Разделы / К174УС4

Усилитель мощности К174УС4 (рис Усилитель мощности К174УС4 (рис. 1.48, а). Входной каскад усилителя построен по дифференциальной схеме на транзисторах VT3 и VT4. Постоянное смещение в базу транзистора VT3 задается резистором R7. Температурная стабилизация напряжения смещения осуществляется транзисторами VT1 и VT2. Выходной сигнал дифференциального каскада снимается через транзистор VT6. В коллекторную цепь этого транзистора включена термостабилизированная нагрузка, которая выполнена на транзисторах VT7 и VT8. Далее сигнал поступает на составной каскад (транзисторы VT9 и VT10). Этот каскад выполняет функции преобразователя постоянного уровня.

Выходной каскад микросхемы построен на составных эмиттерных повторителях (транзисторы VT12, VT13 и VT11, VT15, VT16), работающих в двухтактном режиме. Порог открывания эмиттерных повторителей устанавливается напряжением на резисторе 800 Ом. Нелинейные искажения, связанные со ступенькой в выходном сигнале, уменьшаются отрицательной ОС через резистор 22 кОм в базе транзистора VT4.

Основные параметры усилителя: напряжение питания 9 В; ток потребления при отсутствии входного сигнала 10 мА; выходная мощность для К174УС4А 1 Вт, для К174УС4Б 0,7 Вт; коэффициент усиления на частоте 1 кГц от 4 до 40; коэффициент гармоник 2 %; входное сопротивление 10 кОм; сопротивление нагрузки 4 Ом; максимальный выходной ток для К174УС4А 850 мА, для К174УС4Б 600 мА; полоса частот от 30 до 20000 Гц.

Схема включения усилителя показана на рис. 1.48, 6. Усилитель позволяет усиливать сигналы с частотами от 20 Гц до 100 кГц. Частотная характеристика его показана на рис. 1.48, в. (Кривая 1 соответствует номиналу конденсатора С5=2000 мкФ, кривая 2 —С5=1000 мкФ и кривая 3 — С5=500 мкФ.) Изменение коэффициента гармоник в зависимости от частоты входного сигнала показано на рис. 1.48, г от значения выходной мощности на рис. 1.48,6. Мощность, отдаваемая микросхемой, определяется напряжением питания (рис. 1.48, е).

При работе с микросхемой необходимо уменьшить индуктивность проводов, соединяющих вывод 7 с источником питания, подключить конденсатор между выводом 7 и землей. Это необходимо для установления высокочастотной генерации. Кроме того, следует уменьшить положительную ОС подключением ко входу конденсатора емкостью 560 пф. Эта емкость ограничивает верхнюю частоту усилителя. Резистор R1 осуществляет отрицательную ОС и стабилизирует рабочую точку усилителя.

Усилитель К174УН7 (рис. 1.49, а). Он состоит из трех каскадов. Входным каскадом усилителя является составной эмиттерный повторитель (транзисторы VT1 и VT2). Входное сопротивление этого каскада более 50 кОм. В коллектор транзистора VT2 включена динамическая нагрузка, построенная на транзисторе VT3. Этот транзистор является генератором постоянного тока. Стабилизация тока обеспечивается транзисторами VT4 и VT5. Входной каскад дает большое усиление. Сигнал с коллектора транзистора VT2 проходит через составной эмиттерный повторитель VT6, VT7, VT8, VT10. Далее сигнал поступает на оконечный двухтактный каскад, транзисторы VT14, VT16 которого образуют одно плечо, а транзисторы VT15 и VT17 — другое. Этот каскад обеспечивает выходной ток усилителя. Для стабилизации рабочей точки служит составной каскад на транзисторах VT11 и VT12.

Основные параметры усилителя: напряжение питания 15 В; ток потребления без входного сигнала 20 мА; коэффициент гармоник для выходной мощности 0,05 Вт 2 %, для 4,5 Вт 10 %; выходная мощность 4,5 Вт; полоса частот от 40 до 20 000 Гц; входное сопротивление 50 кОм; сопротивление нагрузки 4 Ом; коэффициент усиления 40 дБ; максимальное амплитудное значение тока в нагрузке 1,75 А; максимальное амплитудное значение входного напряжения 2 В; допустимое постоянное напряжение на выводах 7 и 8 15 В, допустимое постоянное напряжение на выводе 8 от минус 0,3 до 2 В. Недопустимо подавать внешнее постоянное напряжение на выводы 5, 6, 12.

На рис. 1.48, б, в, показано включение микросхемы при различных подключениях сопротивления нагрузки. В первом случае нагрузка подключается к земле, а во втором — к источнику питания. Выходной сигнал на нагрузке 4 Ом имеет нелинейные искажения. Изменения коэффициента гармоник от мощности в нагрузке при различных номиналах источника питания для сигнала с частотой 1 кГц показаны на рис. 1.49, г. Нелинейные искажения зависят от частоты входного сигнала. На рис. 1.49,6 показана частотная характеристика этих искажений при выходной мощности 2 Вт.

Практические схемы усилителей показаны на рис. 1.49, е, ж. Выходная мощность усилителя на рис. 1.49, е на нагрузке 8 Ом составляет 1,5 Вт: коэффициент гармоник не более 1 %; диапазон частот от 50 до 12000 кГц; чувствительность усилителя 20 мВ. Тембр регулируется потенциометром R4: при уменьшении R4 снижается уровень высокочастотных составляющих, а при увеличении R4 снижаются низкочастотные составляющие. Усилитель на рис. 1.49, ж предназначен для работы с нагрузочным сопротивлением 4 Ом, Его выходная мощность около 3 Вт, чувствительность 30 мВ, диапазон частот от 40 до 16000 Гц. Регулятором тембра служит резистор R3. (Микросхему необходимо поставить на теплоотвод.)

Усилитель НЧ К174УН9 (рис. 1.50, а). На структурной схеме (рис. 1.50, 6): 1 — стабилизатор выходного напряжения; 2 — устройство защиты от короткого замыкания; 3 — предварительный усилитель; 4 — устройство тепловой защиты; 5 — выходной каскад.

Основные параметры усилителя: напряжение питания от 6 до 18 В; ток потребления при отсутствии входного сигнала 13 мА; коэффициент гармоник (при выходной мощности от 0,05 до 5 Вт) 1 %: коэффициент усиления 80 дБ; выходная мощность (при коэффициенте гармоник менее 10%) 7 Вт, сопротивление нагрузки 4 Ом; чувствительность усилителя (при выходной мощности 5 Вт) от 50 до 120 мВ; напряжение шумов (при сопротивлении генератора 50 кОм) 1,5 мВ; диапазон частот от 40 до 16 кГц; входное сопротивление 100 кОм.

Стабилизатор устанавливает на выходе микросхемы постоянное напряжение смещения, равное половине напряжения питания в диапазоне от 6 до 18 В. При коротком замыкании усилителя устройство защиты фиксирует ток выходного каскада на уровне 0,5 А. При нарушении теплового контакта между теплоотводом микросхемы и внешним резистором устройство тепловой защиты отключает предварительный усилитель.

На рис. 1.50, в показана схема включения усилителя. Здесь элементы СЗ—С5, R4 определяют высокочастотную коррекцию, элементы С6, R2 осуществляют положительную ОС, увеличивающую динамический диапазон при передаче положительной полуволны входного сигнала.

На рис. 1.50, г приведена зависимость выходной мощности от напряжения питания. Изменения коэффициента гармоник от значения выходной мощности изображено на рис. 1.50, д. Коэффициент полезного действия и выходная мощность связаны зависимостью, которая показана на рис. 1.50, е. Влияние выходной мощности на мощность рассеивания показано на рис. 1.50, ж. Эти зависимости определялись при напряжении питания 18 В, сопротивлении нагрузки 4 Ом и частоте входного сигнала 1 кГц.