[Andbiz 0]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Учась в университете на втором курсе по предмету электроника мне была задано выполнение курсового проектирования "Усилитель звуковой частоты с мощным выходом". Также была предоставлена методичка с примером расчета, по которому можно было выполнить один к одному расчет.

Ранее я обсуждал некоторые вопросы из данного курсового в теме "Входная характеристика транзистора КТ817Б, Как достроить график?" по ссылке http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=87933&st=0

 

Цель курсового проекта - разработать усилитель звуковых частот с мощным выходным каскадом, выполненным по трансформаторной схеме.

 

Тип мощного транзистора....................................КТ819БМ;

Мощность в нагрузке Рн, Вт.......................................................8;

Сопротивление нагрузки Rн, Ом ............................................................4;

Нижняя граничная частота fн, Гц .............................................................................80;

Верхняя предельная частота, fв, кГц ........................................................................16;

Коэффициент частотных искажений Мн = Мв .......................................................1,1;

Коэффициент нелинейных искажений, γн,%.......................................................0,50;

Нестабильность амплитуды напряжения нагрузки..............................................1,5•10^-2;

Сопротивление источника Rист, Ом ......................................................................400;

Параметры питающей сети:

1. Напряжение сети Uс, В.......................................................................... 220 В

2. Частота сети fс, Гц ..........................................................(50 Гц);

Колебания температуры окружающей среды t, (в цельсиях)……………………...(+0 - +55).

Питание усилителя осуществить от стабилизированного источника на базе интегральной микросхемы стабилизатора.

 

В результате расчета у меня получилась такая схема:

 

А вы в курсе что в трансформаторной схеме и на транзисторах без обратных связей коэффициент нелинейных искажений γ = 0,50% не достижим.

К.Н.И 5% это верх возможного, а у автора топика требуется 0.5%.

 

В конце курсовой работы производился расчет суммарный коэффициент нелинейных преобразований. У меня он получился равным 6,83%. В примере расчета (методические указания) эта величина равна 6,21%.

 

беда в том, что схема, как она изображена в посте #4, работоспособна только гипотетически с кучкой оговорок, допущений и ограничений.

главное, чтобы у Вас появилось понимание, почему эта схема работоспособна только гипотетически.

 

Я не совсем полностью правильно понимаю работу данного устройства. Точнее понимаю принцип, но не в подробностях.

 

От трансформаторов следует отказатся.

 

Преподаватель сказал не выполнять расчет трансформаторов. Но и в то же время я не совсем понял тогда, как это сделать - убрать их вообще или просто показать на схеме, пропустив расчет для них. Но это уже вопрос к преподавателю.

 

Для двухтактного усилителя:

Транзистор лучше взять КТ819БМ. Обязательно сделать тепловой расчет.

 

Производил расчет радиатора для него. Смутило, что для транзистора, который выдерживает 100 Вт с радиатором необходимо наличие ребристого радиатора площадью 62 см^2.

 

 

Теория и расчет схем и нелинейных искажений хорошо представлены в книге Степаненко И.П. "Основы теории транзисторов и транзисторных схем" Энергия 1977. Это классика.

 

Скачал эту книгу, но еще не просмотрел на соответствие своему расчету.

 

По поводу проверки схемы в симуляторе:

 

Там есть "Worst case" - расчёт для крайних значений параметров. Посмотрите в нём на рабочую точку транзисторов выходного каскада.

 

Мне интересно проверить работу своей схемы в симуляторе. Ранее пробовал проверять разные схемы в Proteus и Micro-Cap. Micro-Cap понравился больше. Но обе программы знаю поверхностно. А какие можно проверки сделать для данной схемы кроме Worst case? Кстати, она есть в Micro-Cap?

 

Полагаю, от Вас хотят получить некий расчёт по методичке, и Вы свободны (в разумных пределах) в творческом выборе не заданных параметров.

 

Учусь на заочно. Связь с преподавателем есть, но расчет курсового не показывал. Встреча возможно будет на следующей неделе. Свобода в расчете неизвестна. Интерес проверить работу схемы в симуляторе - личный. Хочется узнать принцип работы данной схемы получше, так же как получить побольше знаний при выполнении данного курсового проекта.

Цель темы на форуме - немного возместить недостаток общения с преподавателем, решить возникшие вопросы, узнать мнение других людей о данной схеме с точки зрения практического применения.

Изменено 27 марта, 2011 пользователем Andbiz

[Wise 0]

..Возможно, у вас опечатка в схеме – база VT1 сидит на земле, как и выход ОУ.

Даже если опечатку убрать, это место выглядит сомнительно.. :rolleyes:

По входу УНЧ можно поставить емкость.

 

[yakub_EZ 0]

R3 выкинуть, т.к. назначение его непонятно. С ним громкость на 0 выкрутить не получится. Кренкам на выход керамические конденсаторы.

С R8 выкинуть шунтирующую перемычку. R12 R13 уж очень подозрительно маленькие, через них будет течь ток 200 мА и рассеиваться порядка 2 ватт.

Обратная связь на ОУ заводится как то странно, я бы резистор ОС R11 75к завел на R5. В ОС бы ещё неплохо ввести частотную коррекцию - добавить конденсатор

[MaslovVG 0]

На проводнике с C5 на землю убрать точку. Емкость C5 маловата Это фильтр по питанию чем больне тем лучше. При малой эмкости самовозбуждение.

Конденсатор C9 удалить это внесет местную отрицательную обратную связь и повысит линейность. Назначение этого каскада получение двух фаз дла раскачки оконечника и большое усиление на нем не требуется.

В эмитеры выходных транзисторов VТ2 и VТ3 включить резисторы по 0,5 -1,0 Ом это введет дополнительную обратную связь в оконечный каскад и поднимет линейность.

Общая отрицательная обратная связь (R11) конечно необходима но с ней нужно быть очень аккуратным. Во первых не предсказуема фаза сигнала, Во вторых неопределенна фазо частотная характеристика (Очень вероятно самовозбуждение)

Усиление схемы по напряжению перенести в основном на первый какад, а то оно там у вас всего единица.

И даже при всех этих мерах линейность врятли будет лучше 3-4%

Да, не сразу заметил странно распределено питание. Почему на оконечном каскаде 9 вольт. Как раз чем больше тем лучше линейность достижима. Нужно правильно расчитать трансформатор. Стабилизатор питания для оконечного каскада излишняя роскош. Достаточно посто выпрямителя с хорошим фильтром. Конденсатор по питанию на нем должен быть неколько тысяч микрофарад и находится в непосредствнной близости от трансформатора Т3 и точек подключения эмитеров VТ2 и VТ3

Конструкция трансформаторов для заявленных параметров это вообще отдельная тема.

[firstvald 23]

R4 выкинуть совсем. С движка R2 сигнал подавать на вход In+. Ну и из лампово схемотехники: In+ на землю высококиломным резистором. Первичные обмотки трансформаторов шунтируются высоковольтными конденсаторами скажем по 0.01 микрофарады. В эмиттеры выходных транзисторов просятся малоомные -0.2...0.5 ома резисторы. Но схема учебная, так что фиг с ними.

 

ИМХО выходной каскад питать от 15, а лучше от 24 вольт.

 

Параллельно R6 кондюк просится , хотя бы 510 пикофарад.

 

Вообще обратную связь от опера я бы убрал - непредсказуемо. ОС можно завести в эмиттер VT1 и удалить кондюк C9. Т е R11 соединить с R9.

 

Вообще, знаете что, откройте книжку по ламповым усилителям или схему от радиолы какой и гляньте. Собственно вы делаете в 21 веке методами середины 20 века усилитель на элементной базе конца 20 века. Ну и смотрим схемы 70 годов. У вас частично ламповая частично транзисторная схемотехника. Ностальгии много :)

 

С точки зрения практического применения покупается TDA2xxx , лепится на радиатор и все любовь :)

[learning_avr32 0]

Блок питания -15в?

Электролиты в БП. На вход лучше поставить емкость побольше. Особенно на +9в.

Керамика до и после стабилизаторов.

[Andbiz 0]

Большое всем спасибо за ответы!

 

..Возможно, у вас опечатка в схеме – база VT1 сидит на земле, как и выход ОУ.

Даже если опечатку убрать, это место выглядит сомнительно.. :rolleyes:

 

С R8 выкинуть шунтирующую перемычку.

 

На проводнике с C5 на землю убрать точку.

 

Это я ошибся - точку поставил. Конденсатор С5 параллельно R7 и R8.

 

По входу УНЧ можно поставить емкость.

 

Чучуть не понял. У меня на входе однотактного усилителя вроде бы уже стоит разделительный конденсатор, который разделяет переменную и постоянную составляющую, пропуская только переменную. Вы имеете ввиду поставить на входе какого-то отдельного каскада или всего устроства в целом?

 

R3 выкинуть, т.к. назначение его непонятно. С ним громкость на 0 выкрутить не получится.

 

Т.е. получается, что R1 служит для задания определенного значения тока на вход операционного усилителя, ниже которого значение не должно опуститься, т.е. ограничивает максимальное значение. R2 - выставляет громкость, выставляя напряжение (ток) на вход операционного усилителя, ограниченного R1 и R3. R3 - по идеи ограничивает минимальное значение. Но в курсовом идет расчет именно этой схемы и именно этих трех резисторов. Это интересно:)

 

R12 R13 уж очень подозрительно маленькие, через них будет течь ток 200 мА и рассеиваться порядка 2 ватт.

 

Да, не сразу заметил странно распределено питание. Почему на оконечном каскаде 9 вольт. Как раз чем больше тем лучше линейность достижима.

 

ИМХО выходной каскад питать от 15, а лучше от 24 вольт.

 

Да я уже упоминал про то, что у меня на транзисторы двухтактного усилителя необходим радиатор 62 см^2. У меня получается так, что для расчета двухтактного усилителя нужно принимать значения напряжений коллектор-эмиттер в два раза меньше, чем в на самом деле. Преподаватель мне сказал, что это делается с целью уменьшения нелинейных искажений. Получается, что для КТ819БМ напряжение коллектор-эмиттер 20 В. В добавок по методичке советуют уменьшит напряжение питание каскада в два раза меньше, чем напряжение коллектор эмиттер - т.е. получается 10 В. В добавок еще нужно стандартное значение питание - т.е. 9 В.

 

Обратная связь на ОУ заводится как то странно, я бы резистор ОС R11 75к завел на R5. В ОС бы ещё неплохо ввести частотную коррекцию - добавить конденсатор

 

Конденсатор C9 удалить это внесет местную отрицательную обратную связь и повысит линейность. Назначение этого каскада получение двух фаз дла раскачки оконечника и большое усиление на нем не требуется.

В эмитеры выходных транзисторов VТ2 и VТ3 включить резисторы по 0,5 -1,0 Ом это введет дополнительную обратную связь в оконечный каскад и поднимет линейность.

Общая отрицательная обратная связь (R11) конечно необходима но с ней нужно быть очень аккуратным. Во первых не предсказуема фаза сигнала, Во вторых неопределенна фазо частотная характеристика (Очень вероятно самовозбуждение)

 

Вообще обратную связь от опера я бы убрал - непредсказуемо. ОС можно завести в эмиттер VT1 и удалить кондюк C9. Т е R11 соединить с R9.

 

В техникуме ранее проходили, но я до сих пор не совсем хорошо понимаю обратные связи. В интернете очень много литературы по ОС. Т.е. мне я сам могу разобраться. Но все же что-то отдельное посоветуете?

 

R4 выкинуть совсем. С движка R2 сигнал подавать на вход In+.

 

Почему? Ведь он же вроде задает входной ток. Или нет?

 

Блок питания -15в?

 

Еще я ошибся с полярностью диодного моста и электролитических конденсаторов.

 

Емкость C5 маловата Это фильтр по питанию чем больне тем лучше. При малой эмкости самовозбуждение.

 

Керамика до и после стабилизаторов.

 

С конденсаторами тут интересно получается. На канале +9 В двухтактный усилитель - у него самая высокая нагрузка. Но при этом в расчете как-то наобум пишут строкой, что ставим конденсатор такой-то емкостью.

С5 рассчитывается по формуле исходя из сопротивления R10 и частоты входного сигнала. Но рассчитывается его минимальное значение.

Как-то раз, нужно было пойти на рынок и купить конденсатор для блока питания. Почитал - для моих условий тогда нужно было около 1000 мкФ. Продавец предложил купить 15000 мкФ - сказал, что напряжение "ровное-ровное" будет. Потом уже узнал, что это слишком много для того случая было. Уже прошло 4 года - до сих пор не знаю, где бы его поставить - везде жалко. Когда-то слышал правило для конденсаторов на вход блока питания (220 В)- 1 мкФ на 1 Ватт выходной мощности. А есть ли правила, по которым производится подбор номинала емкости конденсатора в зависимости от нагрузки? Или их значения принимаются "на глаз"?

 

Кренкам на выход керамические конденсаторы.

 

Керамика до и после стабилизаторов.

Как я понимаю - от выскочастотных помех - понял.

[MaslovVG 0]

У меня получается так, что для расчета двухтактного усилителя нужно принимать значения напряжений коллектор-эмиттер в два раза меньше, чем в на самом деле.

Здесь вы что то не поняли. Напряжение на колекторе двухтактного усилителя может достигать двойного напряжения питания.

Это происходит во время работы другого плеча усилителяюи транзистор в это время заперт.

То есть нпряжение питания должно быть вдвое меньше допустимого напряжения колетор- эмитер транзистора, для КТ819БМ питание должно быть менее 45/2=22,5вольт. Выбираем 15 или 12 вольт. От такого же источника лучше питать и предварительные каскады.

Лишние источники плохой тон проэктирования.

В правильно расчитанном каскаде на транзисторе выделяется мощность незначительно превышающая 1/2 выходной. Причем нужно ращитывать радиатор исходя не из пиковой а средней мощности. А для синусоиды она вдвое меньше.

 

По обратным связям Читайте литературу по автоматическому управлению и теории устойчивости.

Зря игнорируюте "Степанеко" там целая глава посвящена вашему усилителю.

[Andbiz 0]

Здесь вы чтото не поняли. Напряжение на колекторе двухтактного усилителя может достигать двойного напряжения питания.

Это происходит во время работы другого плеча усилителяюи транзистор в это время заперт.

Тоесть нпряжение питания должно быть вдвое меньше допустимого напряжения колетор= эмитер транзистора, для КТ819БМ питание должно быть менее 45/2=22,5вольт. Выбираем 15 или 12 вольт. От такого же источника лучше питать и предварительные каскады.

Лишние источники плохой тон проэктирования.

В правильно расчитанном каскаде на транзисторе выделяется мощность незначительно превышающая 1/2 выходной. Причем нужно ращитывать радиатор исходя не из пиковой а средней мощности. А для синусоиды она вдвое меньше.

 

По обратным связям Читайте литературу по автоматическому управлению и теории устойчивости.

Зря игнорируюте "Степанеко" там целая глава посвящена вашему усилителю.

 

Я за это. Скорее всего я в самом деле что-то понял не так. Да, у меня можно будет запитать оба и двухтактный и однотактный усилитель от одного напряжения. И тогда многое в расчетах будет понятней и ток коллекторах в двухтактном усилителя уменьшится и мощность уменьшится.

Я взглянул книгу Степаненко, когда скачал книгу, полностью соответствующей схемы своей не увидел, поэтому отложил временно в сторону. По Степенанеко Вы имеете ввиду главу "Усилители с трансформаторной связью"?

[MaslovVG 0]

Я взглянул книгу Степаненко, когда скачал книгу, полностью соответствующей схемы своей не увидел, поэтому отложил временно в сторону. По Степенанеко Вы имеете ввиду главу "Усилители с трансформаторной связью"?

Нет по изданию 1977 года стр.420. "12-3 ДВУХТАКТНЫЕ КАСКАДА КЛАССА В" Там для схемы с общей базой но и для случая сОбщим эмитером все справедливо. Там правда опечатка на рис 12-8 перепутаны колектор эмитер транзисторов.

[learning_avr32 0]

...Как я понимаю - от выскочастотных помех - понял.

Не только. Иногда стабилизаторы генерят.

[Слесарь 9]

Я учился в школе очень плохо, по этому, универа мне не видать, но помнится усилитель 8 Ватт с подобными характеристиками я расчитывал еще в школе. Помнится транзисторы КТ819 я применял в усилителях более 50 Ватт.

А для 8 Ватт - КТ817

 

С выходными трансформаторами я делал только ламповые усилители, думаю, трансформаторы излишне для транзисторной схемы

 

Еще, выходные трансформаторы я применял для автомобильных усилителей. Когда две микросхемы с мостовым выходом раскачивали две первички выходного трансформатора, а со вторички трансформатора повышенная амплитуда раскачивала уже авто динамики. Так я получал в авто до 100 Ватт выходной мощности усилителя на канал, без применения импульсных преобразователей напряжения питания.

[Andbiz 0]

Курсовой выполнен, сдан и защищен.

Спасибо MaslovVG за совет по поводу книги Степаненко, а также всем, кто принимал участие в данной теме.

Тема закрыта.

[FFusion 0]

Курсовой выполнен, сдан и защищен.

Спасибо MaslovVG за совет по поводу книги Степаненко, а также всем, кто принимал участие в данной теме.

Тема закрыта.

Дорогой Andbiz, не могли бы Вы выложить ссылку на вашу курсовую работу либо сюда, либо в личку. Тоже проектирую усилитель звуковой частоты на двухтактном трансформаторном в режиме В. Очень нужна помощь... Буду очень признателен;)