Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001

Rozwi¹zania uk³adowe

firmy NAD zawsze

charakteryzowa³y siê

solidnym podejœciem

konstruktorów

do problemu.

Œwiadectwem tego jest

równie¿ wzmacniacz

C-370.

Zastosowanie

dok³adnych elementów,

o tolerancji rzêdu 1%,

wyznacza kierunek

dalszego doskonalenia

sprzêtu audio

powszechnego u¿ytku.

W

zmacniacz NAD C-370 jest

wzmacniaczem zintegrowanym

o siedmiu wejœciach. Schemat

blokowy wzmacniacza przed-

stawiono na rys.1.

Selektor wejœciowy oraz selektor do nagrañ

magnetofonowych wykonano przy zastoso-

waniu wysokiej jakoœci miniaturowych przeka-

Ÿników. Za selektorem wejœciowym umieszczo-

no wzmacniacz liniowy wykonany

z elementów dyskretnych z wyjœciem przeciw-

sobnym. Zastosowanie elementów dyskret-

nych umo¿liwi³o zwiêkszenie wartoœci napiêcia

zasilaj¹cego do

±

34 V, a to z kolei zwiêksza za-

kres przesterowalnoœci. Istotne dla sta³oœci

WZMACNIACZ MOCY

NAD C-370

(1)

wzmocnienia elementy maj¹ tolerancjê 1%.

Za wzmacniaczem liniowym znajduje siê regu-

lator barwy dŸwiêku, którego wyjœcie do³¹czo-

ne jest do odczepu potencjometru regulacji

wzmocnienia. Dzia³anie regulatora jest tym

samym uzale¿nione od po³o¿enia œlizgacza

potencjometru wzmocnienia i pe³ni w zasa-

dzie funkcjê korekcji fizjologicznej. Elementy re-

gulatora barwy dŸwiêku przyjêto równie¿ z se-

rii dok³adnych i tak rezystory maj¹ tolerancjê

1% a kondensatory 2%. Wp³yw regulatora

barwy dŸwiêku mo¿e zostaæ wyeliminowany

przez wciœniêcie prze³¹cznika DEFEET. Nastê-

puje wówczas prze³¹czenie odczepu potencjo-

metru wzmocnienia z wyjœcia regulatora na

wyjœcie niezale¿nego od czêstotliwoœci dziel-

nika rezystancyjnego, równie¿ zbudowanego

z elementów o tolerancji 1%. Œlizgacz regula-

tora wzmocnienia do³¹czony jest do poten-

cjometru balansu, za którym znajduje siê dru-

gi wzmacniacz liniowy o konstrukcji takiej, jak

omówiony wczeœniej.

Sygna³ z wyjœcia drugiego wzmacniacza linio-

wego, przez uk³ady RC oraz zestyki przekaŸni-

ka wyprowadzony jest na p³ytê tyln¹ bezpoœre-

dnio oraz przez potencjometr P5 umo¿liwiaj¹-

cy regulacjê jego poziomu. Uzwojenie przeka-

Ÿnika znajduje siê w obwodzie uk³adu zabez-

pieczaj¹cego wzmacniacza (PK5 na rys. 2).

W sytuacjach awaryjnych po³¹czenie

z gniazdami wyjœciowymi zostaje przerwane.

Wzmacniacz mocy, który ma oddzielne wejœcie

na p³ycie tylnej, mo¿e pracowaæ jako typowy

wzmacniacz stereofoniczny lub jako wzmac-

niacz monofoniczny w po³¹czeniu mostko-

wym. Odwrócenie fazy zrealizowano przez

doprowadzenie sygna³u wyjœciowego z kana-

³u lewego do wejœcia odwracaj¹cego fazê ka-

na³u prawego. Obci¹¿enie do³¹czone jest do

wyjœæ obu wzmacniaczy z pominiêciem masy.

Wszystkimi funkcjami wzmacniacza steruje

kontroler mikroprocesorowy.

Wzmacniacz mocy

Wzmacniacz mocy zrealizowano jako uk³ad

w pe³ni symetryczny dla obu po³ówek przebie-

gu wejœciowego, przy wykorzystaniu elemen-

tów komplementarnych _ rys. 2 zarówno

w stopniach mocy jak i w stopniach napiêcio-

wych .

Rozwi¹zanie to stanowi rozbudowan¹ wersjê

uk³adu zastosowanego w tañszym modelu

NAD C-340. Tradycyjnie wzmacniacze firmy

NAD wyposa¿one s¹ w rozbudowane uk³ady

zasilaj¹ce, zdolne zwiêkszyæ wartoœæ napiêcia

zasilaj¹cego przy sygna³ach o wiêkszej ampli-

tudzie (power envelope) oraz w uk³ady tzw.

miêkkiego obcinania (soft clipping).

Elememnty zwiazane z uk³adem soft clipping

umieszczono na wej-

œciu wzmacniacza

mocy. Dzia³anie te-

go uk³adu, w porów-

naniu z zastosowa-

nym w modelu NAD

C-340, jest bardziej

precyzyjne, dziêki

czemu nie ma straty

amplitudy sygna³ów

na wyjœciu wskutek

zbyt wczesnego w³¹-

czenia siê ogranicz-

nika. W sk³ad uk³a-

du ”miêkkiego obci-

nania” wchodz¹ dwa

klucze zbudowane

na tranzystorach T1

i T2, które pracuj¹

równie¿ w przypadku

wybrania funkcji wy-

ciszania (mute) oraz

precyzyjne dzielniki

rezystancyjne (rezy-

story R3

÷

R8 ), z³o-

¿one z elementów

o tolerancji 1%. Gdy

funkcja soft clipping

r

SCHEMATY i

SERWIS

22

Rys. 1.
Schemat blokowy wzmacniacza NAD C-370

23

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001

gna³u jeszcze przed rozpoczêciem

ograniczania przez sam stopieñ koñ-

cowy wzmacniacza. Uk³ad ”miêkkie

obcinanie” zmniejsza wra¿enie ”szor-

stkoœci” dŸwiêku przy bardzo silnych

sygna³ach oraz zabezpiecza g³oœni-

ki wysokotonowe przed nadmiern¹

zawartoœci¹ sk³adowych harmonicz-

nych o wielkiej czêstotliwoœci.

Stopnie wzmacniacza napiêciowe-

go, jak wspomniano wczeœniej, s¹

w pe³ni symetryczne. Na wyjœciu za-

stosowano uk³ad dwóch wtórników

komplementarnych (tranzystory T3

i T4) o po³¹czonych bazach. Emite-

ry tych wtórników zasilane s¹ napiê-

ciem dodatkowo stabilizowanym, po-

bieranym z dwóch diod Zenera 18 V.

Tranzystory T5 i T10 w po³¹czeniu

diodowym pracuj¹ w uk³adzie kom-

pensacji termicznej stopnia wyjœcio-

wego wzmacniacza napiêciowego.

Stopniem nastêpnym jest uk³ad kom-

plementarnej kaskody zbudowany

na tranzystorach T6

÷

T9, którego ob-

ci¹¿eniem jest stopieñ wyjœciowy

wzmacniacza napiêciowego równie¿

w uk³adzie komplementarnej kasko-

dy. Tranzystory T12 i T13 pracuj¹

w uk³adzie OB. Bazy tych elementów

polaryzowane s¹ napiêciem pocho-

dz¹cym z szeregowo po³¹czonych

diod D5 i D6 oraz D7 i D8. Rezysto-

ry R29 i R30 wprowadzaj¹ lokalne

ujemne sprzê¿enie zwrotne o nie-

wielkiej wartoœci. Wzmacniacz napiê-

ciowy objêty jest w³asn¹ ogóln¹ pêtl¹

ujemnego sprzê¿enia zwrotnego,

któr¹ zamyka rezystor R26 ustalaj¹c

wzmocnienie napiêciowe na 314 V/V.

Wzmacniacz napiêciowy zasilany

jest ze stabilizowanych Ÿróde³ na-

piêcia o wartoœci

±

68 V. Napiêcie to

jest wy¿sze ni¿ napiêcie zasilaj¹ce

wyjœciowy stopieñ mocy, co pozwala

na jego pe³niejsze wysterowanie.

Miêdzy stopniem napiêciowym, astop-

niem mocy zastosowano separuj¹ce

wtórniki emiterowe zbudowane na

tranzystorach T15 i T16. Zwarte bazy

tych tranzystorów chronione s¹ przed

przebiciem za pomoc¹ dwóch diod

D9 i D10 spolaryzowanych zaporo-

wo. Sytuacja taka mo¿e wystêpowaæ

w warunkach silnego wysterowania

z uwagi na wy¿sze napiêcie zasilaj¹-

ce wzmacniacz napiêciowy, szczegól-

nie, ¿e napiêcie zasilaj¹ce stopieñ koñ-

cowy mo¿e byæ obni¿one do

±

45 V.

W emiterach tranzystorów T15 i T16 umie-

szczono elementy dynamicznego Ÿród³a pr¹-

dowego ze sprzê¿eniem typu ”bootstrap”, które

po okresie bezwzglêdnej dominacji Ÿróde³ sta-

tycznych ponownie zaczê³o siê pojawiaæ.

n

Maciej Feszczuk

Rys. 2. Schemat wzmacniacza mocy

nie jest w³¹czona, na bazach tranzystorów

T1 i T2 utrzymywane jest napiêcie o wartoœci

oko³o 3 V. Aby ogranicznik zadzia³a³, wymaga-

na wartoœæ amplitudy sygna³u wejœciowego

musia³aby wynosiæ oko³o 3,6 V, wczeœniej jed-

nak nast¹pi³oby ograniczenie przez sam sto-

pieñ wyjœciowy wzmacniacza. Po w³¹czeniu

prze³¹cznika soft clipping amplituda napiêcia

niezbêdnego do zadzia³ania ogranicznika wy-

nosi oko³o 2,2 V, czyli w pobli¿u maksymalnej

amplitudy napiêcia wejœciowego. Takie rozwi¹-

zanie powoduje pocz¹tek ograniczania sy-

r

SCHEMATY i

SERWIS

24

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001

Pe³nokomplementarny stopieñ wyjœciowy

zrealizowany jako odwrócony uk³ad Dar-

lingtona ze 100% sprzê¿eniem zwrotnym

zawiera po trzy po³¹czone równolegle tran-

zystory mocy. W uk³adzie zastosowano ele-

menty mocy wysokiej jakoœci. Pary kom-

plementarne 2SA1943/2SC5200 maj¹ na-

stêpuj¹ce wartoœci parametrów:

P

C

= 150 W, U

ECO

= 230 V, I

C

= 15 A,

I

Cmax

= 30 A, f

T

= 30 MHz.

Ca³oœæ wzmacniacza objêta jest ogóln¹

pêtl¹ sprzê¿enia zwrotnego ustalaj¹-

cego wzmocnienie napiêciowe na oko-

³o 30 V/V. W g³ównej pêtli sprzê¿enia

zwrotnego zastosowano elementy o to-

lerancji 1% (rezystory R25, R33 i R34).

Zastosowanie dwóch pêtli sprzê¿enia

zwrotnego, jednej dla samego wzmac-

niacza napiêciowego, a drugiej dla ca³o-

œci wzmacniacza powoduje mniejsz¹

podatnoœæ na zniekszta³cenia typu TIM.

Na wyjœciu wzmacniacza znajduje siê

klasyczny uk³ad RLC zabezpieczaj¹cy

przed obci¹¿eniami o charakterze re-

aktancyjnym (elementy R67, R119, C21

i L3).

Do³¹czanie wzmacniacza do zestawów

g³oœnikowych A i B zrealizowano za po-

moc¹ wysokiej jakoœci przekaŸników

PK1

÷

PK4. PrzekaŸniki w³¹czane s¹ pa-

rami za pomoc¹ kluczy zbudowanych na

tranzystorach T32 i T33, których bazy

do³¹czone s¹ do masy za pomoc¹

zestyków S2 i S3. W³¹czenie obu zesty-

ków powoduje do³¹czenie do wyjœæ

wzmacniaczy obu zestawów A i B.

Zwarte kolektory tranzystorów T32 i T33

do³¹czone s¹ do masy za pomoc¹

zestyku umieszczonego w gnieŸdzie

s³uchawkowym typu ”jack”. Przy korzy-

staniu ze s³uchawek zestyk zostaje rozwar-

ty, co powoduje roz³¹czenie zestyków prze-

kaŸników PK1

÷

PK4 a tym samym od³¹cze-

nie zestawów g³oœnikowych od wyjœæ

wzmacniaczy.

Uk³ad zabezpieczaj¹cy

Wzmacniacz wyposa¿ono w wiele uk³adów

maj¹cych za zadanie ochronê stopni wyj-

œciowych przed skutkami przeci¹¿enia. Do

tego celu wykorzystano specjalizowany

uk³ad scalony US1. Sygna³ o przeci¹¿eniu

pr¹dowym z obu kana³ów doprowadzony

jest do wyprowadzenia 1 uk³adu US1. Ja-

ko czujnik przeci¹¿enia pr¹dowego pracu-

je tranzystor T27, którego z³¹cze baza-emi-

ter do³¹czone jest do rezystora R63. Umie-

szczony w obwodzie bazy rezystor R69

z diod¹ D13 tworz¹, wraz z rezystorem

R66, uk³ad mostkowy pozwalaj¹cy na

wzrost pr¹du wyjœciowego, je¿eli rów-

noczeœnie narasta sygna³ napiêciowy. Takie

rozwi¹zanie umo¿liwia wykrycie zwarcia

obci¹¿enia nie powoduj¹c jednoczeœnie za-

dzia³ania ogranicznika w obecnoœci silnych

sygna³ów w normalnych warunkach.

Do wyprowadzenia 2 uk³adu US1 doprowa-

dzono przez rezystory R75 i R76 sygna³y

z wyjϾ wzmacniaczy mocy z obu kana-

³ów. Uk³ad kontroluje obecnoœæ sta³ego na-

piêcia na wyjœciu wzmacniacza, niebez-

piecznego dla zestawów g³oœnikowych. Do

tego uk³adu, równie¿ do wyprowadzenia 8,

doprowadzono sygna³ z czujnika tempera-

tury radiatorów. Czujnik w postaci pozysto-

ra pracuje w uk³adzie z tranzystorem T29.

Elementy dobrane s¹ tak, ¿e zadzia³anie na-

stêpuje dla temperatury powy¿ej 90

o

C.

Wzmacniacz ma równie¿ drugi czujnik,

którego dzia³anie nastêpuje dla tempera-

tury powy¿ej 80

o

C.

Reakcj¹ na wszystkie sygna³y przeci¹¿enia

jest zablokowanie tranzystora T30 znajdu-

j¹cego siê w obwodzie zasilania uzwojeñ

przekaŸników, w wyniku czego nastêpuje

roz³¹czenie zestyków wszystkich przeka-

Ÿników i tym samym od³¹czenie obci¹¿enia.

Uk³ad US1 realizuje równie¿ funkcjê

opóŸnionego do³¹czania zestawów g³oœni-

kowych i wczeœniejszego od³¹czania w przy-

padku od³¹czenia zasilania sieciowego, co

ma na celu wyeliminowanie ”stuku” w g³oœni-

kach. Sygna³ z transformatora, œwiadcz¹cy

o obecnoœci napiêcia zasilaj¹cego, po wy-

prostowaniu doprowadzony jest do wypro-

wadzenia 4 uk³adu US1.

25

Rys. 3.

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001

DANE TECHNICZNE WZMACNIACZA

Wzmacniacz mocy

Znamionowa moc wyjœciowa

w paœmie 20 Hz

÷

20 kHz,

R

L

= 8

Ω

, 4

Ω

2 x 120 W

Wspó³czynnik zniekszta³ceñ nieliniowych

Dla mocy znamionowej

≤

0,03%

Moc dynamiczna dla R

L

8

Ω

2 x 210 W

4

Ω

2 x 340 W

2

Ω

2 x 450 W

Wspó³czynnik t³umienia

(R

L

= 8

Ω

, f = 50 Hz)

>150

Znamionowe napiêcie wejœciowe

( dla R

L

= 8

Ω

)

1,1 V

Wzmocnienie napiêciowe

29 dB (30 V/V)

Pasmo przenoszenia

20 Hz

÷

20 kHz

±

0,3 dB

3 Hz

÷

70 kHz _ 3 dB

Stosunek S/N (A)

>100 dB przy P

wy

=1 W

>120 dB przy mocy znamionowej

Praca w uk³adzie mostkowym

Znamionowa moc wyjœciowa

R

L

= 8

Ω

,

300 W

Moc dynamiczna dla R

L

8

Ω

600 W

4

Ω

800 W

Wzmacniacz napiêciowy

Impedancja wejœciowa dla wejœæ:

MD, CD, video, Aux, tuner

Magnetofon 1, Magnetofon 2 300 k

Ω

II 320 pF

Znamionowe napiêcie

wejœciowe (U

wy

= 1 V)

290 mV

Stosunek S/N (dla U

wy

= 0,5 V)

>100 dB

Pasmo przenoszenia

20 Hz

÷

20 kHz

±

0,2 dB

Wspó³czynnik zniekszta³ceñ

nieliniowych h (U

wy

= 5 V)

<0,01%

Impedancja wyjœciowa

wzmacniacza napiêciowego

75

Ω

Impedancja wyjœciowa

dla wyjœcia s³uchawkowego

220

Ω

Regulacja barwy dŸwiêku:

basy

+ 6,0 dB 100 Hz

_ 5,0 dB 100 Hz

soprany

+ 5,8 dB 10 kHz

_ 5,0 dB 10 kHz

Wymiary (szer. x wys. x d³.) 435 x 132 x 350 mm

Masa

12,3 kg