Стереотелефони та підсилювач вибираємо та проектуємо правильно

Як правило, схеми класу А споживають струм не менше 100 мА при напрузі живлення не нижче 15 – 20 В. Чому «як правило»? В інтернеті та технічній літературі можуть запропонувати й інші «дуже ефективні» схеми з напругою живлення 3 типу представленої на Малюнку 5.

а)
вибираємо
б)
правильно
Малюнок 7.Характеристики підсилювача, зображеного на Малюнку 6. а) - АЧХ; б) - перехідна характеристика.

У схему введено операційний підсилювач типу OPA132, що характеризується високою лінійністю, надмалими власними нелінійними спотвореннями та здатністю працювати, але з деякою компенсацією, на ємнісне навантаження, яким, власне, є затвор транзистора типу MOSFET. Як підсилювач потужності обраний транзистор IRF635 (український аналог КП737В), що добре зарекомендував себе для цих цілей. На відміну від поширених ключових MOSFET, він має (заявлено у специфікації) лінійну передавальну характеристику та відносно невелику ємність затвора (типова, за специфікацією – 600 пФ). Як вихідний транзистор можна використовувати і більш доступні IRF610B (суфікс В кращий). Їх ємність затвора всього 140 пФ (типова для IRF610) та 225 пФ (максимум) для IRF610B. При використанні цих транзисторів коефіцієнт нелінійних спотворень буде вищим, але не суттєво. Використовувати транзистори з великими затворними ємностями неприпустимо. Як і в схемі Giovanni Militano, як навантаження витоку використаний генератор струму, що втікає, на основі ІМС стабілізатора напруги LM317. Хоча деякі розробники і відмовляються від регулювання робочої точки, вона у запропонованій схемі збережена. Якщо немає під рукою вимірника нелінійних спотворень, тоналаштування, яке краще виконувати на частоті 10 кГц, ведеться досягнення симетричного обмеження сигналу на виході. Таке налаштування мінімізує нелінійні спотворення та збільшує динамічний діапазон підсилювача до максимуму. Базовий коефіцієнт передачі встановлюється резистором у ланцюзі зворотний зв'язок, далі регулювання здійснюється вже регулятором гучності. Моделювання показало, що така схема перевершує класичну як за рівнем спотворень, так і гнучкістю у використанні. Очікувані параметри підсилювача під час роботи на навантаження 32 Ом: рівень вихідного сигналу при нелінійних спотвореннях 1% – 4 У; рівень нелінійних спотворень на частоті 10 кГц при вихідній напрузі 3.75 не більше 0.01% (2-я гармоніка мінус 85 дБ, третя - мінус 90 дБ); вихідний опір на частоті 10 кГц трохи більше 0.01 Ом; смуга робочих частот 5 Гц - 120 кГц (за рівнем мінус 3 дБ); Струм споживання 250 мА. Підсилювач практично без спотворень пропускає імпульси тривалістю 10 мкс у великому діапазоні амплітуд. Що стосується спотворень, то як і слід очікувати, коефіцієнт нелінійних спотворень не збільшується при зменшенні рівня сигналу і, що особливо важливо для даного застосування, практично не залежить від частоти.

Введення в схему на Рисунку 8 операційного підсилювача не можна вважати істотним ускладненням, так як у будь-якому випадку буферний підсилювач буде все одно необхідний. Напруга живлення при його зменшенні до 15 В призводить до зменшення максимального рівня вихідного сигналу до 2.25 В. Кілька зменшити залежність установки робочої точки від напруги живлення можна заміною дільника, що задає зсув, на малопотужне джерело опорного напруги (наприклад, на базі LM2931ACD в корпусі SOIC -8). Вихідний транзистор та стабілізатор струмуповинні бути встановлена ​​на радіатори, так як потужність, що розсіюється ними, при живленні 20 В складе приблизно по 2.5 Вт. Стереоканали краще не поєднувати, а їх ланцюги живлення і землі розділити і підключити тільки в джерелі живлення, хоча, враховуючи малу змінну складову в загальному споживанні струму, це скоріше данина класиці, ніж сувора необхідність. Джерело живлення необхідно використовувати стабілізований з малим рівнем власних шумів та пульсацій. Тимчасова діаграма, що показує реакцію підсилювача на імпульсний вплив, та спектральна характеристика спотворень зображені на малюнку 9.

а)
підсилювач
б)
стереотелефони
Малюнок 9.Характеристики підсилювача, зображеного на Малюнку 8. а) - перехідна характеристика; б) - спектральна характеристика спотворень.

Як довідка на Малюнку 10 показано вплив вхідного фільтра на АЧХ на прикладі підсилювача, зображеного на Малюнку 8, з вхідним фільтром і без нього.

проектуємо
Малюнок 10.Приклад усунення вхідним фільтром впливу паразитного резонансу на частоті 4.751 МГц.