ハイファイアンプ QUAD-405。スキーム、説明

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Hi-Fiアンプ QUAD-405。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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「QUAD-405」は数十年にわたり、最高品質のアンプとして最も有名な製品のXNUMXつです。テクノロジーから生まれたイノベーションにより、そのパラメーターは改良を重ねてきました。パワーの向上に重点を置いた改良版を見てみましょう。

修正の目的は、「メインバージョン」「QUAD」のパワーを200倍にすることでした。すべての出力パラメータを維持しながら、最大 200 W まで出力できます。この作業は、まず電源電圧の増加を必要とするため、簡単な作業ではありません。 4 オームの負荷に 80 W の正弦波電力を生成するには、50 V のピークツーピーク信号が必要です。この信号レベルには約 ±55 の電源電圧が必要です。 .8 V。115 オームのスピーカーシステムの場合、状況はさらに複雑になります。出力信号の振幅を 60 V に増加する必要がある場合、それに必要な電源電圧は ±65 ～ XNUMX V に増加します。

与えられた例から、電力を増加させるには、回路と技術的な問題の両方を解決するためにかなりの注意が必要であることは明らかです。トランジスタを正しく選択することは、この問題を正しく解決するための必要条件ではありますが、十分条件ではありません。

スキーム「QUAD-405/200」を図1に示します。

（クリックして拡大）

交流電圧のゲインは、1C オペアンプ内で抵抗 R6 と R3 の比によって決まります。コンデンサ C3 の存在により、負のフィードバックが 1 Hz の周波数を超えると動作し始めます。回路 R5 ～ R3 を通じて、アンプ出力から 100% の負の DC フィードバックが提供されます。アンプは直流に対してユニティゲインを持っているため、出力に現れるオフセットはオペアンプのオフセット電圧と一致します。

交流電圧の増幅と、高周波でのトランジスタ T2 のクラス「A」アンプの動作は、主にブリッジ素子によって決まります。コンデンサ C9 はこのアンプとともに高速積分器を形成し、同時にブリッジ要素の 37 つとして機能します。次のブリッジ要素は R2 です。出力段の電流（ダンパー）は、ブリッジの 16 番目の要素であるインダクタンス L17 によって制御されます。ブリッジの 15 番目の要素は、抵抗器 R2 ～ RXNUMX の並列チェーンの等価抵抗で、RXNUMX の助けを借りて TXNUMX カスケードの電圧ゲインを設定し、特性の非常に良好な直線性に貢献します。

同様に、電圧が T2 に供給され、出力電流による L2 両端の電圧降下によって発生する誤差が補償されます。このエラー信号はアンプを通過し、同じ振幅で出力に現れますが、12 で発生する信号と比較すると位相が逆になります。 5534 つのエラー信号がスピーカーで相互に減算された後、ブリッジのわずかな不一致により、歪みのない優れた出力信号。システムのパフォーマンスは、クラス A アンプの歪み、ブリッジの不整合、および NEXNUMX オペアンプの歪みの影響を受けます。

T2 に供給される信号の周波数範囲の制限は、積分チェーン R11 ～ C6 によって保証されます。これは、増幅される周波数の帯域幅に上限を設定し、相互変調歪みから保護する最も簡単な方法の 2 つです。 T9のアンプの適切な位相シフトについて。 C8 に加えて、チェーン C14-R10、およびコンデンサ C3 も「処理」されます。出力段がオンになったときに発生する過剰な位相シフトは、チェーン L33-R1 および L36-RXNUMX によって補償されます。

「QUA0-405/200」アンプは片面プリント基板上に配置されており、その図面を図2に、各素子の配置を図に示します。 3.

Hi-FiアンプQUAD-405

基板上の部品の取り付けは抵抗から始まります（部品は高さの低い順に取り付けられます）。基板を裏返した際のはんだ付け部分のズレを防ぎます。抵抗器の抵抗値は抵抗計で測定し、色コードで識別しないことをお勧めします。強力な抵抗器は、より良く冷却されるように、基板から数ミリメートル上の高さに取り付ける必要があります。インダクタ L1...L3 には、マンドレル 22 mm (L01、L013) および 1 mm (L3) に巻かれた 016 mm の巻線が 2 回巻かれています。

次に、特にアンプの信頼性に影響を与える作業、つまり終端トランジスタの設置を行います。次のことを考えてみましょう。効率 70% で正弦波の場合、半導体の瞬間温度が臨界値に近づかないように、約 90 W の熱電力を除去する必要があります。カタログでは通常、この温度は120～140℃の範囲で表示されます。これは、非常に良好な熱伝達（熱伝導性ペーストを使用）を備えたラジエーターにトランジスタ T7...T10 を取り付けることによってのみ実現できます。

組み立てが完了したら、もう一度回路全体を注意深く検査してください。抵抗計を使用して、トランジスタとラジエーターの間の絶縁をチェックします。すべてが順調であれば、初めて開始できます。強力なアンプの場合、動作点の設定がまだわかっていない場合、アンプがどのように動作するかを明確に判断することは不可能であるため、急いではいけません。十分な注意を払って作業することにより、いわゆる「煙の影響」を回避できます。これを行うには、正と負の電源回路に電流計を接続します。短絡災害が発生しないように、何らかの方法で電源の最大電流を制限する必要があります。

原則的には 100 つのケースが考えられます。前者では、最終ステージは正常に機能しますが、後者では、何らかの誤動作により「発煙」します。最初のケースでは、消費電流は約 XNUMX mA です。 XNUMX番目のケースでは、何らかの異常があり、電流がはるかに大きくなります（電源の内部抵抗によってのみ制限されます）。これを考慮すると、低電流ではインピーダンスが無視できる一方、高電流ではインピーダンスが急激に増加する特性を備えた保護を備えていることが望ましい。通常の白熱灯にはこの特性があります。

正と負の電源分岐を、電圧が電源電圧以上のランプ (ランプの直列チェーン) に接続しましょう。白熱灯の保護能力は、低温状態と高温状態での抵抗値に 100 桁以上の差があるという特性に基づいています。アンプが正常に動作している場合、静止電流は約 XNUMX mA です。この電流では、白熱灯は「冷」抵抗が小さいため、あたかも存在しないかのように短絡と同等になります。言い換えれば、電源が入っていないときは、すべて問題ありません。それ以外の場合、ポンプがオンになっている場合、これは高電流が発生し、システムに何らかの異常が存在することを示します。しかし、災害は発生しておらず、部品が故障した可能性はほとんどありません。経験によれば、大電流は通常、抵抗器の誤った取り付け、基板上の欠陥、不十分な半田付け、高周波の自励励起によって発生しますが、部品の不良によって発生することははるかにまれです。

ランプが存在すると、回路が長時間オンのままにできるため、トラブルシューティングが簡素化されます。この間、欠陥部分は十分に温まり、触っても検出するのは難しくありません。これでも問題が解決しない場合は、機器を使用した測定が必要になります。白熱灯を使用したこの保護方法は、どのようなアンプにもうまく適用できます。

したがって、電源電圧を適切な接点に接続します。その値は重要ではありません: ±45...55 V。ランプに注目します。点灯しない場合は、電流計を使用して電源電圧の両方の分岐の電流を制御し、次にアンプの出力の電圧を制御します。これは約 0 V である必要があります。電流が 100 mA 未満で、中間点にゼロが存在する場合は、DC 動作点が正しく設定されており、動的制御を実行できることを示します。予防措置として、信号レベルが低いときは白熱灯を点灯したままにすることができます。これらは出力電力を制限し、信号の大きさに応じて、故障の場合のように点滅して電力を「消費」するため、信号が大きい場合には使用されないことに留意する必要があります。。

オーディオ周波数発生器とオシロスコープを使用して、負荷のない信号伝送を制御します。無信号および負荷なしでアンプの電源を入れた後、いずれかのランプが点灯した場合は、すぐに電源を切り、系統的にエラーを検索してください。残念ながら、間違いがあると栄養に影響を与える可能性があるため、ここで正確なレシピを提供することは不可能です。基板のトレース（断線、短絡の有無など）、はんだ（隣接する点の短絡、「はんだの欠落」）に特に注意を払い、アンプを再度検査します。取り付けられているダイオード、コンデンサなどの極性。

このようなアンプには、適切な保護回路、つまり「ノックマフラー」を追加することをお勧めします。まず第一に、これはアンプの電源をオフにしたりオンにしたりするときに発生する電圧サージからスピーカーシステムを保護し、誤動作の可能性がある場合に出力に一定の電圧が現れるのを防ぎます。ファイナライズ時には、出力アンプの前に何らかのプリアンプやトーンコントロールをオンにして、音のレベルや音色を調整する必要があります。

アンプへの電源供給には、構造的にシンプルな電源ユニット（トランス-ブリッジ-コンデンサー大容量フィルター）を使用することをお勧めします。適切な近似値で 200 W の出力電力を達成するには、最低 300 W の主電源変圧器が必要です。アンプは接点接続を使用して電源に接続できます。基板上の信号入力は、プリアンプからのシールドケーブルを直接はんだ付けする方が都合が良いため、はんだ付けパッチの形で行われます。

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