高品質トランジスタ UMZCH。スキーム、説明

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高品質トランジスタUMZCH。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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トランジスタの特徴的なサウンド（乾いた、耳障りな、不透明な）は、必ずしもトランジスタアンプに固有のものではありません。実際、高調波係数が 0,05% 未満で周波数帯域が 20 ～ 20000 Hz のトランジスタ UMZCH の工業開発のほとんどは、最高とは程遠いサウンドであり、高周波の大幅な増加が必要です。

開発の成功例として、トランスレス UMZCH 回路開発の黎明期に開発されたアンプ [1] を挙げることができます。このアンプにはエミッタ接地 (CE) 電圧増幅段が 2 つだけ含まれており、出力電力 2 W での歪みは約 XNUMX% です。ただし、より高い周波数では非常にクリアに聞こえ、透明な詳細は立ち上がりを必要としません。

逆説的ですが、歪みが 2% の真空管アンプは、高調波が 0,002% のトランジスタアンプよりも主観的に優れています。これは、真空管アンプの高調波のスペクトルがはるかに狭く、XNUMX 次以下の低次のみであるのに対し、トランジスタアンプでは XNUMX 次までであるという事実によって説明されます。

高出力ランプの非常に重要な利点は、制御電圧が印加されたときのキャリア消散時間とターンオン遅延がゼロに等しいことです。さらに、三極管の出力特性は、ご存知のとおり、複雑な負荷（インピーダンスごと）で動作する出力段にとって理想的です。静電誘導電界効果トランジスタ (SIT) は、ゲートに負の電圧が印加されると三極管に近い特性を示します。しかし、アマチュア無線家にとってバイポーラトランジスタは依然として最も入手しやすいものです。

トランジスタアンプの歪みの主な原因を簡単に考えてみましょう。

出力段で歪みが発生します。第 XNUMX 種の過渡歪み (ステップ型) は、エミッタフォロワの伝送特性の顕著な S 字型によるものです。この種の歪みを軽減する方法は、静止電流を増やし、OOS の深さを増やすことです。

第 5 種類のクロストーク歪みは、スイッチングプロセスによって引き起こされる信号の時間遅延によって発生し、ゼロクロス領域での歪みを引き起こします。これらの歪みは、ベースの主キャリアの吸収時間がかなり長いために発生します。この間、実質的にフィードバックはなく、準備段階で完全な増幅が発生し、電源電圧までのインパルスサージが発生します。このタイプの歪みは、ユニティゲインカットオフ周波数が XNUMX MHz 以上の高出力出力トランジスタを使用することで軽減できます。この場合、OOS を増やしても役に立ちません。

アンプの主な特徴:

感度、V ....... 0,7
入力インピーダンス、kΩ........5,6
4オームの負荷での定格出力電力、W.......60
非線形歪み係数、%......0,02
効果的に増幅される周波数の帯域幅、0 ～ 0,5 dB のレベルでの Hz....3...80 000
レベル別 0 - 3 dB.......1...120 000
チェーンなし R1.C2.......1...550 000
R1.C2 チェーンおよび OOS チェーンなし.......最大 85
OOS 深度、dB.......32
信号対雑音比、dB.......96

動的相互変調歪み (TIM) は、スルーレートがアンプ出力で許容される最大値を超える信号エッジで発生します。これらの歪みの主な原因は、入力段の過負荷です。特定の位相歪みを除去するには、アンプの帯域幅が少なくとも 250 kHz である必要があります。これは、約 50 V/μs の出力信号スルーレートに相当します。この種の歪みを軽減するには、フィードバックなしで最大 25 kHz 以上の動作周波数範囲を持つアンプが必要です。 OOS の深さは 20 ～ 30 dB を超えてはなりません。パワーアンプに供給される信号のスペクトルは、たとえばカットオフ周波数が約 100 kHz のパッシブフィルターを使用することによって制限する必要があります。

次のタイプの歪みは、出力トランジスタ h21e-f(Ik) の電流伝達係数の非線形性によるものです。また、RBX=h21e-Ki (コレクタ共通カスケードの場合) は、大きな出力インピーダンスを持つ電圧アンプの負荷であるため、そのゲインも出力信号の期間中に数回変化し、最終的には非線形性が発生します。アンプ全体の振幅特性。この種の歪みを低減するには、電圧アンプの出力インピーダンスを下げるか、出力段の入力インピーダンスを上げて6段ダーリントン回路にする必要がありますが、スイッチング時間の増加により好ましくありません。その結果、スイッチング歪みが増加します。他のタイプの歪みの詳細については、[XNUMX] を参照してください。

提案された増幅器 (図 1) の開発は、[2] および [3] で示された概念に基づいています。

（クリックして拡大）

回路ソリューションは [4] および [5] から借用しました。アンプは、中間点が接地されていない整流器によって電力供給され、出力段の定常成分によるスピーカーの故障を排除します。反転アンプの重要な利点は、入力差動段に同相モード成分が完全に存在しないことです。非反転増幅器とは異なり、この段は、トランジスタ VT2 の電流源電圧とトランジスタ VT1、VT3 のコレクタ - エミッタ電圧の寄生変調によって引き起こされる歪みを引き起こしません。また、電源のノイズ耐性にも優れており、電源ON/OFF時に特有のクリック音が発生しません。

差動段からの信号ピックアップは対称的です。 VT3、VT7、VT8 - OE-OK-OB; VT1、VT4、VT8 - OB-OK-OE。これにより、最大のゲインと高いコモンモード除去 (CMRR) が可能になります。エミッタ接続を備えたトランジスタ VT7、VT8 上の電圧増幅器の負荷は、トランジスタ VT11 上の電流発生器です。出力抵抗の安定化は抵抗R17、R18を使用して行われます。出力段へのバイアスは、トランジスタ VT9、VT10 上の電圧発生器から供給されます。出力トランジスタの静止電流は、抵抗 R50 を選択することにより 100 ～ 21 mA の範囲内に設定されます。トランジスタ VT14 (VT15) がエミッタ電流 VT16 (VT17) を検出し、出力トランジスタのオフ (カットオフ) を防ぎ、スイッチング歪の発生を防ぎます。過電流に対する出力トランジスタの保護は、ダイオード VD2.VD3 を使用して実行されます。

アンプの出力にはブッシュ補償器 R29、C6 が接続されており、これにより負荷インピーダンスは純粋にアクティブになります。

インターフェースの歪みの発生を避けるために、ラウドスピーカー (AC) は可能な限り大きな断面積のワイヤでアンプに接続する必要があります。

アンプはプリント基板上に作られています（図2）。詳細をここに投稿します。コイル L1 は PEV-31 2 ワイヤで抵抗 R0,69 に巻かれており、14 回巻かれています。トランジスタ VT12、VT13 は、サイズ 20x15x10 のリブ付きヒートシンクに取り付けられています。トランジスタ VT5 は、直接接続されたダイオード D220 に置き換えることができます。

高品質トランジスタUMZCH

（クリックして拡大）

アンプの調整は、出力トランジスタの静止電流の設定と、接地されていない中間点での電源電圧の半分の設定に簡略化されます。ステレオペアのアンプを使用する場合、各チャンネルは個別の整流器によって電力が供給されます。

このアンプは補正アンプ [7] と一緒にテストされ、良好な結果が得られました。アンプの動作は、忠実度の高い再生において有利に異なり、音のディテールと透明度の向上に現れます。

文学：

V.イワノフ「トランスレスULF」。「ラジオ」No.2/70、pp.29-30。
I.アクリニチェフ。「コモンモードモードスタビライザー付きULF」。『ラジオ』3/80号、p.47。
I. アクリニチェフ「パワーアンプ供給の重要性について」「ラジオ」No. 11/84、p.33-35。
特公昭60-23531、公告24-126-85、73頁。
AS USSR 1259472、公開 01-133-87、p.6
N.スホフ。「線形歪みUMZCHの評価の問題について」。「ラジオ」No.5-7/89。
A.ペトロフ。『現代の増幅器補正器』/『アマチュア無線』No.2/92、p.33-34。

著者: A.ペトロフ

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