Простой усилитель мощности НЧ на транзисторах TIP142, TIP147

Поговорим про УНЧ - предварительные, оконечные, полные, любые. Главное, чтобы звук усиливали.
Ответить
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

Унч TIP142-47 02.GIF
(70.09 КБ) 2644 скачивания
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.
Последний раз редактировалось Stan47 Пт ноя 30, 2018 21:42:18, всего редактировалось 2 раза.
Звание - сила
Реклама
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

Stan47 писал(а):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..?.. :)
Реклама
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 17234
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 12:46:59
Откуда: Тюмень

Сообщение 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]
Контактная информация:
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение 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.
Вложения
IMG_9404.JPG
фото4
(220.09 КБ) 1569 скачиваний
IMG_9399.JPG
фото3
(236.53 КБ) 1153 скачивания
IMG_9398.JPG
фото2
(221.18 КБ) 1097 скачиваний
IMG_9397.JPG
фото1
(157.67 КБ) 971 скачивание
Звание - сила
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

Slabovik писал(а):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)

Изображение

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

Изображение

Изображение

Изображение

..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..

Изображение


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

Изображение

..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..
Реклама
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

Насчет конденсатора C2. Если взять 50 пФ, то еще может заработать, а меньше - возбуждение.
Звание - сила
Реклама
As
Модератор
Аватара пользователя
Сообщения: 46735
Зарегистрирован: Пт янв 23, 2009 19:20:05

Сообщение 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
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

As писал(а):Вообще, идея выходного каскада интересная, я такой пока не встречал
..в свое время много было публикаций..
As писал(а):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.. :)
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

Скоростные ОУ ставить нет смысла. Предыдущие каскады в идеале не должны быть быстрее последующих.
Звание - сила
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

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

..и эта.. :tea:

..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..
Друг Кота
Сообщения: 3284
Зарегистрирован: Пт ноя 02, 2018 16:14:36

Сообщение HochReiter »

Stan47 писал(а):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?
Нет ничего практичнее хорошей теории
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение 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.
Вложения
син близко к ограничению.JPG
(130 КБ) 849 скачиваний
син 40кГц.JPG
(96.06 КБ) 802 скачивания
меандр.JPG
(97.73 КБ) 913 скачиваний
меандр перед ограничением.JPG
(126.17 КБ) 960 скачиваний
Звание - сила
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

..в помойку.. :)

..прототип был лучше.. :)
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

остальное
Вложения
син клиппирование.JPG
(76.71 КБ) 813 скачиваний
син умеренная амплитуда.JPG
(119.01 КБ) 504 скачивания
Звание - сила
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

..а чо на ранних фотках синус был кривой..?.. :tea:
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение 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.
Вложения
Унч TIP142-47 03.JPG
(103.29 КБ) 1206 скачиваний
Последний раз редактировалось Stan47 Вс дек 02, 2018 11:55:57, всего редактировалось 2 раза.
Звание - сила
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

..в микрокапе модель не заработала.. :)

..причем, прототип моделируется на ура.. :)
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

А такое может быть?
Звание - сила
ssc
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 24438
Зарегистрирован: Вс дек 25, 2011 18:43:00
Откуда: г.Москва

Сообщение ssc »

..а почему нет..?.. :)
Мучитель микросхем
Сообщения: 491
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 19:56:39
Откуда: СПб

Сообщение Stan47 »

Так где-же мальчик?
Звание - сила
Ответить

Вернуться в «Усилители низкой частоты»