K174UN7チップ上の増幅器のパラメータを改善します。スキーム、説明

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K174UN7チップ上のアンプのパラメータを改善します。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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特殊なマイクロ回路の範囲が拡大し続けると、アマチュア無線家の創造性が制限されるように思われます。実際、そのようなマイクロ回路は通常、開発者によって、電子機器のXNUMXつの特定のタスク、またはせいぜい狭い範囲のタスクを解決するように方向付けられています。そのため、アマチュア無線家や無線設計者は、典型的なスイッチング方式に従って組み立てられたマイクロ回路上のノードを組み合わせるという、創造的な「キューブを使ったゲーム」だけを残されているようです。

しかし、私たちの雑誌のページに多かれ少なかれ定期的に登場していた「アマチュア無線家が実験をする」というルーブリックの精神は、読者の心の中で死ぬことはありません。これの証拠は、V。GromovとA. Radomskyによってここに公開された記事であり、私たちの意見では、アマチュア無線家だけでなく、ハードウェア開発者とマイクロ回路作成者の両方の専門家も注意を払う必要があります。その出版物に対する彼らの回答を待っています-結局のところ、K174UN7チップは家庭用無線機器で非常に広く使用されています。

さて、私たちはすべての読者に提案を呼びかけます-特殊なICの典型的なスイッチング回路の改善と非標準のスイッチング回路での使用（新機能の実装など）の両方で実験を行うことです。ただし、興味深いプラスの効果が得られたので、急いでエディターに書き込んではいけません。マイクロ回路のいくつかのコピーでその再現性を確認してください。

現在、小型無線機器の可聴周波数パワーアンプ（UMZCH）は、特殊な集積回路（IC）K174UN7[1]に基づいて構築されていることがよくあります。ただし、そのアプリケーションは、大きな非線形歪みがなければ、間違いなくさらに広くなります（通常の接続では、10kHzの周波数で4,5Wの出力電力で最大1％、供給電圧は15 V）であり、場合によっては入力インピーダンス（50 kOhm）が十分に高くありません。したがって、アマチュア無線家が非線形歪みを低減する方法を模索していることは驚くべきことではありません。たとえば、電圧ブースト回路を電界効果トランジスタに基づく電流安定器に置き換えることを提案しています[2]。残念ながら、[2]で提案された推奨事項の検証では、それらの実装は、負荷に供給される最大電力の減少ほど歪みの減少にはつながらないことが示されました。

IS K 174UN7のいくつかのコピーをテストしたところ、その出力電圧の最も特徴的な歪みは、信号の負の半サイクルの「丸め」または明示的な制限に現れていることがわかりました。この点で、一部の産業用デバイスで使用される直流のICモードの調整などの対策の有効性は、調整可能なものから出力7に（抵抗3〜6,8 kOhmの抵抗を介して）電圧を印加することによって行われます。分周器がテストされました。テストは、この測定が実際には高調波係数を減少させず、歪みのない出力電圧を増加させないが、対称的に制限することを可能にするだけであることを示しました。

図のスキームに従って組み立てられたUMZCHバリアント。 1は、示されたICの一般的な特性よりも大幅に優れた特性を備えています。通常のものとの違いの6つは、抵抗RXNUMXを介した追加のOOSです。

K174UN7のアンプのパラメータを改善する

後者をスピーカーヘッドに直接接続すると、コンデンサC9の存在による不均一な周波数応答と非線形歪みが減少します。図に示されている抵抗R6の抵抗では、供給電圧は15 V、出力電力は4 W（4オームの抵抗の負荷で）であり、デバイスの公称入力電圧は120mVです。

さらに、定格数を減らすために、OOS 回路の酸化物コンデンサ C3 の静電容量は 100 μF に低減されています (40 ～ 20 Hz の周波数範囲における不均一な周波数応答は 000 dB を超えません)。

このUMZCHの主な違いは、抵抗R2の抵抗にあります（通常のIC接続では47 kOhmです）。実験中、この抵抗は歪みに非常に大きな影響を与えることに気づきました。これを選択することで、UMZCHの出力電圧を大幅に上げることができます。（テストされた2個のICのうち、抵抗R0,1を選択する必要がなかったのは1個だけでした。つまり、通常のICと比較して抵抗を変更しました。残りのICの抵抗の抵抗はXNUMX〜XNUMXMΩの範囲で変化しました）。

図に図2は、最大出力電力Pmaxと高調波係数Kgの供給電圧Upitへの依存性を示しています（歪みは、与えられた電圧Upitに対応するPmaxで測定されました）。パラメータは、抵抗R1の抵抗の2つの値（標準（47 kOhm）と最大電力（750 kOhm）に最適化）を使用してXNUMXkHzの周波数で評価されました。電力Pmaxは、歪みがまだ目に見えていないオシログラムの最大出力電圧によって決定されました（これらの歪みが実際に何であったかはKr曲線で示されています）。

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図からわかるように。 2、Upit = 15 Vでは、抵抗R2を選択することにより、高調波係数をほぼ1,5倍に減らしながらPmaxを3,5 W増やすことができ、Upit =18VではKを減らすと約3W増やすことができました。ほぼ15回。（明らかに、同じ歪みで、パワーPmaxのゲインはさらに大きくなります）。テストされたICが完全に調整されていることを考えると、得られた結果はそれ自体を物語っています：Upit = 2 V、R47 = 4,5 kOhm、出力電力Pout = 7,2 Wで、その高調波係数は2％を超えませんでした（抵抗R1,1を選択した後、減少しました） XNUMX％まで。

抵抗器 R2 (750 kOhm) の抵抗値が最適化された UMZCH の依存性 Pmax (Upit) と Kg (Upit) も、周波数 60 Hz と 5 kHz で測定されました (図 3)。低い周波数での Pmax の減少は、コンデンサ C9 (1000 μF) の静電容量の影響によるものです。負荷抵抗Rn \u4d 2000オームの場合、静電容量を少なくともXNUMXマイクロファラッドに増やすことが望ましいです。

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図4および2に示されている曲線。図４は、抵抗器Ｒ２の同じ２つの抵抗についての供給電圧Ｕｐｉｔに対する効率および静止電流Ｉ（登録商標）の依存性を示している。 R2 = 750 kOhmの場合、効率も向上し、Upit>10Vで具体的なゲインが得られることは容易に理解できます。

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高調波係数Kgの出力電力レベルPoutへの実際の依存性を特定するために、平均パラメータを使用したICコピーをUpit = 15 V、Rn = 4オーム、C9 =4000μF、R2 = R2opt =510kΩでテストしました（図。 5）。見てわかるように、Рout= 4 Wで、図の図に従って、このICコピーに組み立てられたUMZCHの高調波係数。 1、60〜10 Hzの周波数範囲で000％を超えません。

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K174UN7 IC自体の入力インピーダンスは、R2opt = 750 kOhmのインスタンスで実行されたUMZCHの入力インピーダンス（ボリュームコントロールをオフにした状態）の測定結果に基づいて計算されました。 50〜15 Hzの周波数範囲で、ICの入力抵抗が000MΩを超えることが判明しました。言い換えると、UMZCHの入力抵抗は、抵抗R30の抵抗と実質的に等しく、必要に応じて、2kOhmをはるかに超える可能性があります。

ステレオUMZCHを設計する場合、左右のチャネルの抵抗R2の最適な抵抗が異なることが判明する場合があります。同一の周波数応答を得るには、この場合の前段の出力抵抗は抵抗R2の抵抗よりも小さく、絶縁コンデンサC2の静電容量は、抵抗の抵抗が低いチャネルで抵抗が低くなるようなものにする必要があります。低周波数での周波数応答の顕著な低下はありません（ほとんどの場合、C2 == 0,47 ... 1 uFを取るだけで十分です）。

UMZCHは、安定化されていない電源から電力を供給されている場合はうまく機能しますが、最大の出力電力を取得し、したがって平均して最小の歪みを得ることが主な場合は、出力電圧が17〜18Vのスタビライザーを使用する必要があります。。

増加した（最大5 ... 6 W）出力で作業する場合、ICからの良好な熱除去を確保する必要があり、そのような場合には、プレート間の熱抵抗を低減するために必要な対策を講じる必要があります。ヒートシンク。 ICプレートの電位（共通線に対して）が0に近いため、共通（負）線に接続され、効果的な放熱を提供する構造の金属シャーシまたはその他の金属部分を使用できることは非常に価値があります。絶縁ガスケットのない一般的なヒートシンクとして。

文学

集積回路：B。V. Tarabrin、L。F. Lunin、Yu。I. Smirnov、その他によるハンドブック。 ed。 B.V. Tarabrina.- M .:ラジオとコミュニケーション、1983年。
Filin S. ICに基づくパワーアンプの歪み低減-Radio、1981、No. 12、p。 40。

著者: V. グロモフ、A. ラドムスキン、リヴォフ; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

他の記事も見る セクショントランジスタパワーアンプ.

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ペトロフ・アレクサンダー・アファナシエビッチ
記事は間違いなく役に立ちます。ただし、OOS のパフォーマンスを向上させる (信号遅延時間を短縮する) ために補正を最適化するための IS の予備は十分に活用されていません。そのような作業は、ベラルーシの 310C テープレコーダーに対して行われ、良い結果をもたらしました。適切な PCB レイアウトを使用すると、フルパワー帯域幅を 45 kHz から XNUMX 桁拡張できます。

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