8679836186

Projekty AVT

Projekty AVT

Cl5, Cl6 i zmodyfikowałem nieco obwody zasilania (m.in. dodając rezystor R18).

Parametry okazały się zupełnie przyzwoite i w zasadzie nie pozostało nic innego, jak zamknąć wzmacniacz w obudowie i podłączyć do komputera. Ze wspomnianego zasilacza AC I2V/I,5A uzyskałem na obciążeniu 812 moc 2xlOW (sinus), pasmo sięgnęło ponad 40kHz, szybkość wynosiła około 4V/gs.

Postawione zadanie zrealizowałem z po

wiedziony ciekawością postanowiłem jednak zadać sobie dodatkowy (pozornie niepotrzebny) trud i sprawdzić działanie z innymi wzmacniaczami operacyjnymi. Dodałem też na wejściu blok odwracania fazy i zbudowałem wzmacniacz mostkowy, by sprawdzić, jaką moc maksymalną można „wydusić" z układu.

Zgodnie z oczekiwaniami wzmacniacz mostkowy pozwolił uzyskać moc rzędu kilkudziesięciu watów, przy czym układ był zasilany z transformatora toroidalnego 2xl2V/200W. Moc szczytowa wyniosła 65W na 8£2, a ciągła sinusoidalna - 50W. W pierwszej chwili nie wydało się to osiągnięciem godnym uwagi, bo

niacz mono, nie mający żadnych rzucających na kolana parametrów.

Niezależnie od tego sprawdziłem działa-układami OP27, OP37 oraz z bardzo popularną kostką NE5532. Wzmacniacze OP27, OP37 nie dały radykalnie lepszych efektów. Kostka NE5532 na pierwszy rzut oka wydawała się lepsza od TL071, bo jest przeznaczona specjalnie do zastosowań audio i ma większą wydajność prądową wyjścia. Specjalnie przerobiłem układ, przecinając ścieżki i dodając elementy i połączenia. Jeden ze wzmacniaczy tej podwójnej kostki pracował jako bufor, drugi pełnił swą główną rolę w opisywanym urządzeniu. Okazało się jednak, że przy zastosowaniu układu NES532 trzeba w istotny sposób modyfikować obwód sprzężenia zwrotnego, bo układ miał silną skłonność do sa-mowzbudzenia. a po dodaniu obwodu kompensacji w charakterystyce w zakresie najwyższych częstotliwości pojawiły się nierówności. Oznaczało to spore utrudnienia, a przy tym ani pasmo, ani szybkość wyjściowa nie polepszyły się w znaczącym stopniu.

Sprawdziłem też dzia z popularnymi kostkami LI

Fot. 1...3 Przebiegi

• LF357. Zwłaszcza ten ostatni budził pewne nadzieje. Wersja LM257 ma bowiem dopuszczalne napięcie zasilania wynoszące ±22V. W układzie mostkowym po drobnych modyfikacjach udałoby się więc uzyskać na głośniku napięcie szczytowe około ±40V, co przy obciążeniu 811 oznacza moc ciągłą 100W, a na 411 - 200W!

Okazało się jednak, że opracowana bardzo dawno kostka LF357 ma niesymetryczne charakterystyki wyjścia i niezbyt dobrze sprawdza się w takim zastosowaniu. Wprawdzie

Kluczem do sukcesu jest tu dobranie właściwych proporcji, co osiąga się głównie przez ustalenie właściwej wartości R9 i RIO oraz prądu źródeł prądowych.

Prąd źródeł prądowych jest dość duży -około lOmA. Możliwie duża wartość prądu, a także duża wydajność wyjścia wzmacniacza operacyjnego, są tu korzystne ze względu na dużą pojemność wejściową tranzystorów, wynoszącą w sumie około 2nF. Co prawda pojemności tej nie trzeba całkowicie przeładowywać, bo tranzystory pracują na liniowym odcinku charakterystyki, jednak dla dobrego przenoszenia impulsów wydajność ptądowa całego stopnia sterującego bramkami MOSFET-ów powinna być jak największa.

Ważną funkcję pełnią też kondensatoiy Cl5,06 włączone równolegle do R9 i RIO - one też znacznie polepszają właściwości impulsowe wzmacniacza.

Rezystory R1S, RI6 polepszają dodatkowo stałość prądu spoczynkowego, a wraz z tranzystorami T4. T5 tworzą obwód zabezpieczenia przeciwzwarciowego. Wartość R15, R16 wyznacza prąd zwarcia - przy wartości 0,112 prąd zwarcia wynosi około 5...6A. Oporność tych rezystorów można śmiało zwiększyć do 0,2211, bo w układzie podstawowym prąd szczytowy nie przekroczy 2A. Przy niewielkim zasilaczu obwód zabezpieczenia przeciwzwarciowego nie jest konieczny, bo zasilacz nie da tak dużego prądu nawet w stanie zwarcia.

Diody Zenera D9, DIO; cie zasilające do około ±18V, dopuszczalnego dla większości wzmacniaczy operacyjnych. Kondensatory C11, C12 są przewidziane tylko po to, by zmniejszyć rcaktancję obwodu zasilania dla najwyższych częstotliwości, co też poprawia parametry impulsowe wzmacniacza.

Obwód sprzężenia zwrotnego z rezystorami R7, R8 i kondensatorem CIO jest klasyczny. Wzmocnienie ma wartość typową dla wzmacniaczy mocy i wynosi 22x (26dB). Obwód CI7, RI7, wyrównujący przebieg charakterystyki w zakresie częstotliwości ponadakustycz-nych, został dodany po testach modelu.

Sygnał jest podawany na punkt A i przez kondensator C9 przechodzi na wejście nieod-wracające wzmacniacza operacyjnego. Rezystor R5 dodany jest na wszelki wypadek, żeby zwiększyć stabilność układu. Prąd polaryzacji wejścia płynąc przez rezystor R6 wywołuje na nim spadek napięcia. Spadek ten nie powinien być większy od O, IV - trzeba pamiętać, że na głośniku pojawi się takie napię-

jącym wzmacniacza operacyjnego.

Wzmacniacz operacyjny

Podczas projektowania schematu nic zastanawiałem się, jaki wzmacniacz operacyjny będzie pracował w układzie. Po zmontowaniu modelu i ustawieniu prądów spoczynkowych przede wszystkim wypróbowałem działanie jednak przy sygnale prostokątnym dużej częstotliwości dolne połówki przebiegu wyjściowego były zniekształcone przez spore przerzuty. Górne połówki przebiegu były wzmacniane prawidłowo. Wobec trudności z korekcją tak zdeformowanego sygnału, odrzuciłem pomysł wykorzystania dość szybkiej i bardzo taniej kostki LF357(LF257).

Chcąc osiągnąć jak najlepsze wyniki w końcu sięgnąłem po kolejny wzmacniacz operacyjny. Od dłuższego czasu leży u mnie

deo ze wzmacniaczem operacyjnym AD817. Włożyłem więc do układu kostkę AD817 i...

Szybkość zmian na wyjściu wzmacniacza wzrosła do rewelacyjnej wartości 80V/jts. A pasmo przy małych sygnałach sięgnęło niewyobrażalnej dla wzmacniaczy mocy częstotliwości 1MHz! Dzięki starannemu dopracowaniu tej nowoczesnej, a przy tym stosunkowo taniej kostki, nie było kłopotów z przerzutami ani oscylacjami. Żeby całkowicie wyeliminować wpływ pojemności montażowych i innych subtelnych czynników, dodałem obwód korekcyjny C17, R17, dzięki czemu uzyskałem wręcz rewelacyjne wyniki. Na fotografiach 1...3 widać przebiegi prostokątne o częstotliwościach kolejno 2kHz. 20kHz i 200kHz i amplitudzie 11.5Vpp, występujące na wyjściu. Po obciążeniu wyjścia głośnikiem zmiana kształtu przebiegu jest niewiel-

Tak znakomity wynik zachęcił mnie do

mi^AD8l7 w obu gałęziach. Również i tu wyniki były zachwycające, a jedynym kłopotem okazało się wykonanie obwodu odwracania fazy o odpowiedniej szybkości.

Eksperymenty w tym zakresie wykroczyły jednak poza ramy mniejszego projektu i artykułu. Przyznam, że uzyskane wyniki zaskoczyły mnie nad wyraz pozytywnie i roz-

szłości kolejnego wzmacniacza, o większej mocy, zbudowane-. według i

Elektronika dla Wszystkich Marzec 2002 15