ГЛАВА 7 УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Еще один пример построения усили­теля с высоким питающим напряжением показан на рис.9. Его коэффи­циент усиления — 10, амплитуда вы­ходного напряжения — 29,5 В, макси­мальная выходная мощность — 30 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом, коэффициент гармоник — 0,4 %, полоса пропускания по мощности — 30 кГц. Величину напряжения питания ОУ за­дают делители R1-R2 и R5-R6. Частотную коррекцию усилителя осуществляют конденсаторы Cl, C2. Высокая линей­ность усилителя гарантируется при равенстве сопротивлений резисторов R7 и R8 и подборе транзисторов VT3, VT4 с. близкими параметрами (параметры транзисторов VT1, VT2 на величину не­линейных искажений существенного влияния не оказывают). Недостаток усилителя — зависимость напряжения питания ОУ от стабильности общего питающего напряжения. Поэтому, если используется нестабилизированный источник, резисторы R2, R5 лучше заме­нить стабилитронами.

В усилителе использован принцип тем­пературной стабилизации тока покоя выходных транзисторов при помощи об­ратной связи по току. Элементы R6, R10, R12—R15, С2—С4 предотвращают самовозбужде­ние.

Усилители на ОУ, содержащие вы­ходные каскады усиления по напря­жению, имеют одну примечательную особенность. Известно, что скорость на­растания выходного напряжения прямопропорциональна его амплитуде, а поскольку последняя в К раз (К — коэффициент усиления выходного кас­када) больше амплитуды напряжения на выходе ОУ, то и скорость его на­растания в К раз превышает ско­рость нарастания напряжения па выходе ОУ. Казалось бы, что повышения скорости нарастания выходного напря­жения можно достигнуть, увеличивая коэффициент усиления каскада, однако делать это можно только до вполне определенной величины, пока сохра­няется устойчивость усилителя.

Рис. 9

По заданию требуется рассчитать резистивные цепи усилителя, задающие режим работы и смещение на транзисторах для питающего однополярного напряжения 70В.

Преобразуем схему, используя следующие методы.

- Сопротивления R2, R5 на рис. 9, присоединенные к общему выводу, соединим вместе R6,R7 рис. 10

- Добавим блокирующую емкость к резистору R12

- Добавим и рассчитаем разделительные емкости на входе и выходе усилителя.

- Вывод схемы, который при двухполярном питании подключался к отрицательному выводу источника питания, подадим на отрицательный вывод однополярного источника питания.

- Поднимем вдвое, по сравнению с двухполярным питанием, напряжение источника.

- Добавим делитель напряжения и подключим к нему вывод 3 ОУ.

                                            Рис. 10

Рассчитаем ток делителя R5-R6-R7-R8

После изменения питающего напряжения до значения 70В, ток делителя должен оставаться неизменным, поэтому пересчитаем сопротивления делителя.

 примем по ГОСТ 33 кОм.

Сопротивление каждого из резисторов будет равно R_д/4=7кОм. Примем R2 = R3 = R5 = R6 = 6,8 кОм по ГОСТ.

Разделительные емкости рассчитаем по формуле:

 примем по ГОСТ 4,7 мкФ

 примем по ГОСТ 1000 мкФ

Примем С4=10 мкФ

Ток делителя примем 10мА. Рассчитаем делитель напряжения R1,R2

, следовательно, R1=R2=7кОм/2=3,5 кОм. Примем по ГОСТ R1=R2=3,3 кОм.