Labai tiesiškas garso stiprintuvas su giliu grįžtamuoju neigiamu ryšiu (VI dalis)

Parengė Andrius Vaičeliūnas (red. pastaba: kalba netaisyta).
Агеев С. Сверхлинейный УМЗЧ с глубокой ООС. – Радио, 1999, № 10, с. 15–17, № 11, с. 13–16, № 12, с. 16–19, 2000, № 1, с. 18–20, № 2, с. 40, 41, № 4, с. 40–42, № 5, с. 22, 23, 40, № 6, с. 11–15.
„Сверхлинейный УМЗЧ с глубокой ООС“ (Возвращаясь к напечатанному). – Радио, 2000, № 9, с. 39–41, № 10, с. 17, № 11, с. 16, 17.

Spausdintinės plokštės ir stiprintuvo montažo ypatybės

13 pav. parodytas elementų išdėstymas vieno kanalo plokštėje (žr. 12 pav. prieš tai buvusioje straipsnio dalyje).

13 pav. Elementų išdėstymas

Be daugumos elementų, nurodytų principinėje schemoje (4 pav.), plokštėje numatyta galimybė įstatyti eilę papildomų komponentų. Kad išsaugotume prieš tai buvusių ir naujų elementų numeraciją, naujiems plokštėje priskirti sekantys eilės numeriai arba raidiniai indeksai, pavyzdžiui, VT23A, R86B.

Plokštė suprojektuota įstatyti labiau paplitusiems galingiems tranzistoriams КТ818Г ir КТ819Г iki 12 vienetų ant peties. Dėl to padidintas tranzistorių skaičius antrame kartotuvo laipsnyje (VT20–VT27B) nuo keturių iki šešių ant peties, o taip pat padidintos VT16–VT27B rimties srovės. Be to, prireikė pakeisti eilės rezistorių nominalus: R76, R77 dabar – 130...150 Om (vietoj 390 Om), R78–R81 – po 8,2...10 Om (vietoj 15 Om). R64, R66 nominalus taip pat tikslinga sumažinti iki 10 Om.

Tranzistorius VT16–VT19 reikia aprūpinti aliuminio radiatoriais su 1,5–2 mm storio briaunomis ir ne mažiau kaip 25 cm² paviršiaus plotu – po vieną kiekvienai tranzistorių porai. VT13 ir VT14 taip pat numatyti nedideli radiatoriai (8...10 cm²). VT13, VT14 kaitimo sumažinimui taip pat galima truputį padidinti R59 ir R63 nominalus iki 160 Om (vietoj 150 Om).

Toliau, R82-R85 nominalai sumažinti iki 13 Om (vietoj 68 Om), o R86–R93 iki 3,3 Om (vietoj 4,7 Om). Pakeitimai taip pat palietė korekcijos grandinių nominalus – C16 dabar 470 pF talpos (vietoj 270), R25 ir R26 po 2,7 kOm (vietoj 4,7 kOm ir 1 kOm atitinkamai), R33 dabar yra 47 Om nominalo (vietoj 220), R38 ir R44 po 2,2 kOm (vietoj 2 kOm), R64 ir R66 po 10 Om (vietoj 15 Om). Kondensatoriai C17, C18 gali būti arba pakeisti vienu vamzdeliniu 3–3,3 pF arba dviem po 6,2 pF (esant būtinybei, parenkami pagal pereinamojo proceso vaizdą).

Minimalaus įtampos kritimo ant VT20–VT43, atsidarant VD26, VD27, padidinimui pageidautina nuosekliai su tranzistorių VT16–VT19 emiteriais pajungti po КД521А tipo diodą tiesiogine kryptimi. Plokštėje vietos jiems nėra, todėl diodą patogiausia įlituoti į tarpą tarp atitinkamo emiterio išvado ir kontaktinės aikštelės.

Galios stiprintuvo savųjų iškraipymų (sukeliamų „kietu“ išėjimo signalo apribojimu) indikacijos papildymui įvesta „minkšto“ ribotuvo suveikimo indikacijos galimybė. Tai pasiekiama jo schemos pakeitimo sąskaita (žr. 14 pav.). Suveikus „minkštam“ ribotuvui ant rezistoriaus R126 pasirodo atitinkamo ženklo įtampa, kurios absoliutus dydis siekia 0,6 V reikšmę viršijus minkšto ribotuvo slenkstį viso labo 90...100 mV. Tolimesnis šios įtampos didėjimas virš 1,2...1,3 V blokuojamas diodais VD46–VD49.

14 pav.

Be to, numatyta OS DA1 išėjimo kaskados išvedimo į A klasę galimybė jo netiesiškumo ir AD trukdžių detektavimo efektų sumažinimui dirbant su palyginti mažos varžos (3,5 kOm) apkrova. 4...6 mA srovės šaltinis įgyvendintas КП303Е arba КП364Е tipo lauko tranzistoriuje VT46 ir rezistoriuje R125 (apie 150 Om).

Kadangi КР140УД1101 iškraipymai ir be srovės šaltinio labai maži ir neįneša pernelyg didelio įnašo į bendrą stiprintuvo iškraipymų lygį, VT46 ir R125 lituoti nebūtina. Prieš įlituojant VT46 būtina patikrinti jo santaka-užtūra pramušimo įtampą, ji neturi būti mažesnė negu 40 V.

Kad iki minimumo būtų sumažintas parazitinis montažo induktyvumas išėjimo kaskados tranzistorių VT20–VT43 išvadai prilituoti tiesiogiai prie spausdintinės plokštės. Ši priemonė reikalinga dėl to, kad galingo tranzistoriaus emiterio išvado parazitinis induktyvumas sumažina jo faktinį ribinį dažnį. Atsižvelgiant į tai tampa aišku, kad norint realizuoti greitaveiką netgi palyginti „lėtų“ išėjimo tranzistorių su 5...8 MHz ribiniu dažniu būtina visomis įmanomomis priemonėmis sumažinti montažinių laidų parazitinį induktyvumą sumažinant srovės tekėjimo kilpų plotą ir jų patalpinimą arti laidžių plokštumų.

Su šiuo tikslu išėjimo tranzistoriai, kaip ir diodai VD37–VD41 (13 pav. jie pažymėti raudona spalva), išdėstyti po spausdintine plokšte iš radiatoriaus pusės ir izoliuoti nuo jo tarpine iš šilumai laidžios „Nomakon“ tipo arba analogiškos gumos, kraštutiniu atveju, iš lavsano. Taip pat galima pritaikyti žėrutį, berilio arba aliuminio keramiką kartu su šilumai laidžia pasta. Naudojant tarpines, ypač plonas, reikia labai kruopščiai patikrinti besiliečiančių paviršių švarumą, kad ant jų nebūtų metalo drožlių.

15 pav.

Du radiatoriai dviem kanalams integruoti į stiprintuvo korpusą kaip šoninės sienos. Radiatoriaus brėžinys pateiktas 15 pav. VT28–VT43 ir VD36–VD41 prispaudžiami plienine plokštele (16 pav.).

Esant paviršiniam galingų puslaidininkių prietaisų išdėstymui, plokštė konstrukciškai apjungiama su radiatoriumi. Ši aplinkybė reikalauja naudoti ypatingą stiprintuvo surinkimo technologiją.

16 pav.

Iš pradžių į spausdintinę plokštę montuojamos visos detalės, išskyrus kondensatorius C80, C81, tranzistorius VT15, VT20–VT43 ir diodus VD36–VD41.

Toliau šie tranzistoriai (išskyrus VT15) ir diodai su suformuotais išvadais išdėstomi savo vietose ant radiatoriaus, pavyzdžiui, su konduktoriumi ir prispaudžiami plokštele (apie ją žemiau) taip, kad liktų galimybė juos pastumti nedidele jėga. Po to, ant jų išvadų uždedama spausdintinė plokštė. Pasinaudojant nepilnu elementų prispaudimu išvadai sutapdinami su skylėmis. Po to plokštė fiksuojama ant 10 mm aukščio stovelių (keturios skylės netoli plokštės kampų) arba ant kelių laikinų atramų, pavyzdžiui, dešimties milimetrų kubelių iš tvirto medžio.

Tada prilituojami visi VT20–VT43 ir VD36–VD41 išvadai. Po to atlaisvinamas prispaudimas ir plokštė kartu su diodais ir tranzistoriais nuimama nuo radiatoriaus. Patikrinama VT20–VT43, VD36–VD41 litavimo kokybė (VD40, VD41 išvadai esantys po C80, C81, neturi kyšoti iš plokštės daugiau kaip 0,6 mm) ir montuojami kondensatoriai C80, C81. Tranzistorių ir diodų montavimą galima atlikti keletu būdų, pradėti patogiau nuo VT28–VT43. Tranzistorius VT15, atliekantis temperatūros daviklio funkciją, lituojamas į plokštę taip, kad jo korpusas įeitų į įgilinimą, išgręžtą radiatoriuje. Tokia konstrukcija užtikrina mažiausią šios didelės varžos stiprintuvo grandinės parazitinę talpą.

Po to lieka tik sutepti visus kontaktuojančius paviršius plonu šilumai laidžios pastos sluoksniu, užpildyti su ja įdubą radiatoriuje, skirtą VT15, ir viską kruopščiai surinkti.

Montuojant tranzistorius, reikia vadovautis taisykle: tranzistoriai su mažiausiu h21e lituojami iš signalinės stiprintuvo plokštės pusės, o su didžiausiu – iš XP4 pusės.

Žurnalo „Radio“ pastaba. Sudėtingų radioelektroninių įtaisų reguliavimas (o labai tiesiškas garso stiprintuvas su giliu NGR, sukurtas S. Agejevo, besąlygiškai jiems priskiriamas) neretai susietas su rizika sugadinti brangius elementus. Šią riziką galima minimaliai sumažinti, jeigu surinkimą, reguliavimą ir bandymus atliksite pagal rekomendacijas, paremtas bandomųjų pavyzdžių gamybos rezultatais. Šiuo metu atliekami kontrolinių stiprintuvo egzempliorių, paruoštų pagal žurnalo „Radio“ straipsnius, derinimai ir bandymai. Kad eksperimentas būtų išsamus tai daroma skirtingų žmonių, skirtinguose miestuose ir net skirtingose valstybėse! Patirtis, gauta reguliuojant kontrolinius egzempliorius, bus apibendrinta ir išspausdinta kaip rekomendacijos viename iš eilinių žurnalo numerių. Skaitytojams, besiruošiantiems savarankiškai gamintis S. Agejevo stiprintuvą, patariame sulaukti šio straipsnio.

Laukite tęsinio...

Literatūra

1. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь низкое выходное сопротивление? – Радио, 1997, № 4, с. 14–16.
2. Витушкин А., Телеснин В. Устойчивость усилителя и естественность звучания. – Радио, 1980, № 7, с. 36, 37.
3. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности. – Радио, 1989, № 6, с. 55–57; № 7, с. 57–61.
4. Alexander M. A Current Feedback Audio Power Amplifier. 88-th Convention of the Audio Eng. Society, reprint #2902, March 1990.
5. Wiederhold M. Neuartige Konzeption fur einen HiFi-Leistungsfersterker. – Radio fernsehen elektronik, 1977, H.14, s. 459–462.
6. Акулиничев И. УМЗЧ с широкополосной ООС. – Радио, 1989, № 10, с. 56–58.
7. Baxandal P. J. Technique for Displaying the Current and Voltage Output Capability of Amplifiers and Relating This to the Demands of Loudspeakers. – JAES, 1988, vol. 36, p. 3–16.
8. Поляков. В. Уменьшение поля рассеяния трансформаторов. – Радио, 1983, № 7, с. 28, 29.
9. ECAP Theory. – Firmos Evox-Rifa Co. leidinys, 1997.