1.9 Підсилювач потужності ум-200.2м

Основні технічні характеристики.

Вихідна потужність, Вт……………………………….200 Вт

Вхідна напруга, В ……………………………………….0,8 В

Вихідна напруга в режимі «Громко», В…………………120В

Вихідна напруга в режимі «Тихо», В……………………30В

Частотний діапазон, Гц ……………………...300 ÷ 3400 Гц

Нерівномірність частотної характеристики, дБ………± 2дБ

Коефіцієнт нелінійних спотворень, %........................... ≤ 5%

Опір навантаження, Ом ……………………………….75 Ом

Відношення сигнал/шум не менше, дБ……………….50 дБ

Принципова електрична схема підсилювача ( рисунок 7 додатку) складається із:

- попереднього підсилювача, виконаного на операційному підсилювачі DA1.2;

- диференційного вхідного каскаду підсилювача потужності, виконаного на операційному підсилювачі DA1.1;

- двотактного вихідного каскаду підсилювача потужності, виконаного на транзисторах прямої провідності VT1- VT4 ( плата А2, верхнє плече каскаду) і транзисторах зворотної провідності VT1- VT4 ( плата А3, нижнє плече каскаду);

- комутаційного елементу (реле К1);

- блоку індикації вихідного рівня сигналу, виконаного на мікросхемі DA3;

- схеми захисту від перегріву вихідних транзисторів, виконаної на мікросхемі DА2.1, транзисторах VT11 і VT12 і терморезисторах R46 і R47;

- схеми визначення аварійного стану і управління резервуванням, виконаної на мікросхемі DА2.2 і транзисторах VT13 і VT16;

- вихідного трансформатора TV2.

Напруга вторинного електроживлення подається в схему підсилювача від блоку живлення БП 400.М. Напруга +15В/1 підводиться на платуА1(т.12) підсилювача для живлення мікросхем DA2, DA3, транзисторів VT13÷VT16. Напруга ±150В(відповідно ХР3(3) і ХР4(4)) підводиться на потужні транзистори двотактного вихідного каскаду. На мікросхему DA1.1 і DA1.2 напруга живлення ±15В утворюється за рахунок зменшення напруги ±150В за допомогою резисторів R14, R15 і стабілізується стабілітронами VD7, VD8.

Каскади попереднього підсилення виконані на операційних підсилювачах DA1.1, DА1.2. і являються диференційними підсилювачами. Вхідний сигнал подається на обидва входи DA1.2. Ланцюг C1, R2 виконує функції фільтра низьких частот на вході DA1.2, за допомогою елементів C2, R4 в схемі DA1.2 здійснюється паралельний негативний зворотний зв’язок по напрузі, який коректує частотну характеристику в області НЧ і усуває самозбудження каскаду на високих частотах. З виходу DA1.2 підсилений сигнал через роздільну ємність C3 і вхідний дільник напруги R5, R6 поступає на інвертований вхід DA1.1. Для усунення самозбудження на високих частотах служить конденсатор C8. На не інвертований вхід DA1.1. поступає сигнал з виходу підсилювача через частото -залежний ланцюг R11, C17, C5, C6, R7, R8, С4. Коефіцієнт підсилення підсилювача потужності визначається співвідношенням опорів резисторів R7, R11, конденсатор С4 зменшує напругу пульсації від джерела живлення. Дільник напруги R9, R10 зменшує напругу з ±150В до ±75В. Діоди VD1,VD2 здійснюють розв’язку по живленню. З виходу DA1.1 сигнал через діоди VD5,VD6 поступає на бази транзисторів VT1,VT2, які ввімкнені по схемі з СЕ і забезпечують протифазність сигналів на входах верхнього та нижнього пліч двотактного вихідного каскаду. Напруга зміщення на базу транзистора VT1 визначається елементами: R12, VD3, VD5, R17, R21; для VT2 - R13, VD4, VD6, R18, R22. Конденсатори С12, С13 усувають самозбудження по високим частотам. Елементи: R12, VD3 (R13, VD4) ланцюги захисту від короткого замикання при перевантаженні по струму вихідного каскаду.

Транзистори в двотактному каскаді ввімкнені по схемі з СЕ. Для вирівнювання коефіцієнтів підсилення верхнього та нижнього пліч в двотактному каскаді служать резистори R1—R4.

Режими роботи по постійному струму вихідного двотактного каскаду забезпечують постійні струми колекторів транзисторів VT1 і VT2. Вихідний каскад працює в режимі класу «В». Навантаженням двотактного вихідного каскаду являється трансформатор ТV2, який підключається до виходу підсилювача контактами К1.1 реле К1. Ланцюг С18, R21 є компенсатором Буше, який компенсує комплексну складову навантаження, внаслідок чого, навантаження стає чисто активним в смузі частот, які підсилює підсилювач. Діоди VD9, VD10 здійснюють підкачку по напрузі живлення ±15В мікросхеми DA1.1.Стабілітрони VD7, VD8 стабілізують напругу живлення ±15В мікросхеми DA1.1. Струми сигналу верхнього та нижнього пліч двотактного каскаду замикається відповідно через конденсатори С20, С21 і первинну обмотку трансформатору ТV2.

Для контролю рівня сигналу на виході підсилювача, служить схема індикатору рівня сигналу, в склад якої входять мікросхема DА3, світлодіоди VН1- VН5, конденсатори С22, С28, С29, резистори R36, R38, потенціометр R37, за допомогою якого калібрують індикатор рівня вихідного сигналу. Елементи С29 і R38 визначають постійну часу вимкнення світлодіодів VН1- VН5. Сигнал на вхід індикатору поступає з виходу підсилювача з подільника напруги на резисторах R33, R34.

В схему захисту підсилювача від перевантажень по тепловому режиму входять транзистори VТ11, VТ12, мікросхема DА2.1, терморезистори R46, R47, які розташовані на радіаторах відповідно нижнього і верхнього пліч двотактного каскаду. При нормальному режимі роботи підсилювача потужності опір терморезисторів R46 і R47 великий, тому на виході інтегральної мікросхеми DA2.1 піддержується напруга, близька до нуля. Транзистори VТ11, VТ12 будуть закриті. При підвищенні температури одного з двох або обох одночасно радіаторів вихідних транзисторів VT1- VT4( плати А2 і А3) зменшується опір закріплених на відповідних радіаторах терморезисторів R46 і R47. Це призводить до зростання на виході мікросхеми DA2.1 напруги, яка відкриває транзистори VТ11, VТ12. Через малий опір VТ11, VТ12 буде протікати значний струм, що призводить до значного спаду напруг на резисторі R14 і R15, тому напруга живлення мікросхеми DA1 спадає до нуля, також спадає до нуля напруга зміщення на базах транзисторів VТ1, VТ2 і відповідно на базах транзисторів вихідного каскаду. Також через резистори R54 і R55 не буде протікати струм і закриваються транзистори VТ13, VТ14 і знеструмлюється реле К1, його контакти К1.1 відключають вихід підсилювача від трансформатору ТV2. Також в цьому режимі не буде протікати струм через резистори R55 і R60, транзистор VТ15 закривається і на передній панелі підсилювача загорається світлодіод VН8 «АВАРИЯ».

В схемі підсилювача потужності передбачено захист від короткого замикання на виході за рахунок обмеження струму вихідного каскаду, що знижує до нуля напругу живлення попереднього підсилювача при виникненні короткого замикання на виході ( резистивні дільники R12/ R17 і R13/ R18).

При включенні підсилювача, коли він знаходиться в справному стані, струм, який протікає через резистор R54, заряджає конденсатор С26 і коли С26 зарядиться відкривається транзистор VТ13, VТ14, спрацьовує реле К1 і загорається світлодіод VН7 «ГОТОВНОСТЬ».

На ІМС DA2.2 виконана схема, яка забезпечує резервування підсилювачів. При ввімкненні блоку БП-400М включається основний підсилювач. При ввімкненні основного підсилювача буде горіти світлодіод VH6 «РЕЗЕРВ» за рахунок появи на виході DA2.2(7) низького потенціалу. По закінченню заряду конденсатора С23, світлодіод VH6 гасне. Конденсатор С24 служить для збільшення часу включення резервного підсилювача. За допомогою резистора R59 примусово вводиться в режим резерв «резервний підсилювач».Коли з ладу виходить основний підсилювач, включається резервний підсилювач.

Трансформатор TV-1 стабілізує коефіцієнт підсилення підсилювача (при паралельній роботі двох підсилювачів УМ-200.2М) за рахунок зміни глибини зворотного зв’язку, напруга якого знімається з резистора R7. Застосовується TV-1 в підсилювачах типу УМ-200.2МП.

Контрольні запитання

1 Перерахуйте основні технічні характеристики підсилювача УМ-200.2М.

2 Пояснити призначення елементів і роботу каскадів попереднього підсилення.

3 Пояснити призначення елементів і роботу вихідного каскаду.

4 Пояснити призначення елементів і роботу схеми захисту від струмових перевантажень.