Простой усилитель мощности НЧ на транзисторах TIP142, TIP147

[Stan47]

Унч TIP142-47 02.GIF

(70.09 КБ) 2609 скачиваний

Предлагаю вниманию радиолюбителей достаточно простой усилитель мощности НЧ с использованием комплементарных составных транзисторов TIP142, TIP147. Основой схемы является опубликованный в журнале «РАДИО» 12, 1986г. усилитель А. Мельниченко.
По мнению радиолюбителей, которые его повторили, не обошлось без недостатков.
Основными являются:
- трудности установки тока покоя (две раздельные регулировки)
- большой ток покоя (около 200мА)
- плохое звучание ( ну, это очень субъективно)
Кроме того, базовые переходы выходных транзисторов сильно зашунтированы нелинейными элементами, что снижает преимущества токового управления выходных транзисторов предоконечным каскадом, работающим в режиме с общей базой.
Доработка состоит в изменении цепи установки и стабилизации тока покоя выходного каскада и удалении ее элементов из участка база-эмиттер.
Эти функции возложены на термозависимый стабилитрон выполненный на ИС TL431 и термисторе. Изменение температуры приводит к изменению начальных напряжений на эмиттерах транзисторов предвыходного каскада и, как следствие, начальных базовых токов выходного каскада. При максимальном сопротивлении переменного резистора – ток покоя минимальный. Термистор, как можно догадаться, нужно установить на радиаторе рядом с выходными транзисторами.
Данная доработка позволила снизить КНИ до приемлемого уровня уже при токе покоя 20-30мА. Увеличение тока покоя приведет к дальнейшему снижению КНИ, но это уже не каждый заметит.
На первых 3-х фото виден сигнал малой амплитуды при токе покоя 10, 20 и 40мА на частоте 10кГц и сигнал большей амплитуды частотой 1кГц на нагрузке 8 Ом.

[ssc]

На первых 3-х фото виден сигнал малой амплитуды при токе покоя 10, 20 и 40мА на частоте 10кГц и сигнал большей амплитуды частотой 1кГц на нагрузке 8 Ом.

..хде фотки-то..?..

[Slabovik]

За работу сходу плюсую, однако сразу хочу заметить, что мой опыт говорит о том, что выходной каскад, построенный по такой схеме, склонен к сквозняку, особенно при переходных процессах (например, клиппинге или меандре с большим размахом на входе).
p.s. фото не пристегнулись - лучше их разместить на местном хостинге, а в пост вставлять либо ссылку, либо [img]

[Stan47]

Что-то фотки не лезут.

Добавлено after 7 minutes 20 seconds:
По-началу были проблемы,когда транзисторы сидели на теплопроводящих прокладках. Доходило до саморазогрева. Сейчас держит ток покоя намертво.

[ssc]

однако сразу хочу заметить, что мой опыт говорит о том, что выходной каскад, построенный по такой схеме, склонен к сквозняку, особенно при переходных процессах

..скорее всего, да..

..но повторять его я бы не стал..

..и эта..нет ли ошибки в номинале С2...?..

..а так - вот хорошо проверенная временем схема из промышленного аппарата (ода-102)



..а вот фото осциллограмм, снятых с реального усилителя..







..топология позволяет легко увеличить питание до 30..35В (в оригинале оно 23В на холостом ходу и 19В под нагрузкой), заменить ВК на что-нибудь более пристойное, к примеру, 2SA1216/2SC2922 - вполне можно снять 60..80 Вт на 4Ом

..но опять таки - это на любителя, ибо такая схемотехника имеет весьма существенный недостаток - резкий спад петлевого усиления с ростом частоты, к примеру, Ку на частоте 20Гц примерно 120..150дБ, а на частоте 20кГц - всего 50..55дБ, причем, глубина ООС тут мизерная - 10..20дБ, что и обуславливает звучание усилителя как утомительное и нудное, несмотря на то, что условие динамической линейности выполняется..




..для сравнения - диаграмма Боде тоже промышленного аппарата - УНЧ50-8, глубина ООС которого постоянная во всем диапазоне звуковых частот, вплоть до 20кГц и даже выше..



..при меньшей глубине ООС и меньшем Ку (до охвата ООС) этот усилитель смотрится куда как более выигрышно..


..замечу, что это в Оде, ВК и драйверные каскады которого более линейны, чем обсуждаемого - тут ситуация будет существенно хуже..насколько - можно сказать, промоделировав работу усилителя в симуляторе, но я лично устраняюсь от этого - для меня эта схема интереса не представляет, как заранее ущербная и проигрышная..

[Stan47]

Насчет конденсатора C2. Если взять 50 пФ, то еще может заработать, а меньше - возбуждение.

[As]

С усилителем Оды я бы обсуждаемый сравнивать не стал - они слишком разные... Вообще, идея выходного каскада интересная, я такой пока не встречал ОБ-ОЭ, да с местными ООС по току... Линейность должна быть отличная, а если вместо медленных сборок на выход поставить что-то более шустрое, и ОУ с соответствующим быстродействием - может получиться что-то интересное... Надо, пожалуй, попробовать...

[ssc]

Вообще, идея выходного каскада интересная, я такой пока не встречал

..в свое время много было публикаций..

и ОУ с соответствующим быстродействием - может получиться что-то интересное

..маловероятно..из недорогих нет ни одного ОУ со сколь нибудь высоким первым полюсом..на выходе получите УМ с хорошими цифрами, но утомительным звуком..

[Stan47]

Скоростные ОУ ставить нет смысла. Предыдущие каскады в идеале не должны быть быстрее последующих.

[ssc]

..а широкополосные..?.. ..судя по тому, какая емкость его тормозит - это не спасет "отца русской демократии"...

..и эта..

..хотелось бы взглянуть на меандр 20кГц с уровнем 0,7 от насыщения (меньше не предлагать)..

..и, собсно, на гармонический сигнал на уровне клиппинга, дабы оценить насыщение усилителя..

..а картинки заливаем на радикал с разрешением 800 пикселей и коды вставляем сюда..как вариант..

[HochReiter]

Предлагаю вниманию радиолюбителей достаточно простой усилитель мощности НЧ с использованием комплементарных составных транзисторов TIP142, TIP147. Основой схемы является опубликованный в журнале «РАДИО» 12, 1986г. усилитель А. Мельниченко.

Интересно, как они работают на реальную, комплексную нагрузку, а не на 4 ома?

[Stan47]

С запрошенными сигналами придется попозже. Только-что навернулся функциональный генератор, надо починить, а рисковать смартфоном не хочется. Могу только добавить, что УС стоит в НЧ, СЧ звене двухполосного усилителя. Нареканий в звучании пока не было.

Добавлено after 5 hours 52 minutes 20 seconds:
остальное пока не отправляется, прикреплю к следующему ответу.
Не могу отправить остальные фото. Принятая здесь терминология мне не понятна.

[ssc]

..в помойку..

..прототип был лучше..

[Stan47]

остальное

[ssc]

..а чо на ранних фотках синус был кривой..?..

[Stan47]

По заявке эксперта снимки сделаны на предельных режимах , в которых усилитель эксплуатировать не предполагается.
Эксперименты продолжаются. Удалось улучшить характеристики уменьшением номиналов базовых резисторов выходных транзисторов до 1к при соответствующем уменьшении эмиттерных резисторов предоконечника также до 1к. Конденсатор С2 можно уменьшить до 68p.

[ssc]

..в микрокапе модель не заработала..

..причем, прототип моделируется на ура..

[Stan47]

А такое может быть?

[ssc]

..а почему нет..?..

[Stan47]

Так где-же мальчик?