Две схемы усилителей из журнала "Приборы и техника эксперимента" 1984г.

ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С ПОВЫШЕННЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

МОСЯГИН В. В., ТКАЧЕНКОЮ. П.
Описан усилитель мощности со скоростью нарастания
выходного напряжения > 100 В/мкс.
Мощность усилителя > 100 Вт.
Диапазон рабочих частот 3 Гц -1 МГц
при неравномерности амплитудно-частотной характеристики < 1 дБ.
Коэффициент гармоник <0,1%.





Развитие элементной базы современной цифровой техники предъявляет высокие требования к аналоговым импульсным устройствам, в частности к импульсным усилителям. Так, например, в установках для исследования цилиндрических магнитных доменов возникает необходимость получения на низкоомной нагрузке значительных токов различной формы на частоте до 500 кГц, что требует создания" мощных импульсных усилителей с повышенными динамическими характеристиками: скоростью нарастания выходного напряжения v до 100 В/мкс и с частотной полосой до, 1 МГц.
Тррадиционно данная задача решалась использованием усилителя, построенного по двух-каскадной схеме, содержащей дифференциальный каскад (д.к.), усилитель напряжения (у.н.)и выходной эмиттерный повторитель (э.п.). Для получения необходимых динамических характеристик проводились соответствующие корректировки. Например, в [1] для получения высокой скорости нарастания выходного напряжения применены транзисторы с граничной частотой /гр !> 45 -ч- 50 МГц, все каскады охвачены местной отрицательной обратной связью, выходной каскад собран1 на коулплемен-тарных составных транзисторах. Эти меры позволили получить v ^> 30 В/мкс.
Дальнейшее улучшение динамических свойств двухкаскадного усилителя, в первую очередь максимальной скорости нарастания выходного напряжения, возможно путем увеличения частоты единичного усиления /т усилителя либо путем уменьшения крутизны усиления 8г д.к. [2].

Первый из указанных способов предпочтительнее, поскольку уменьшение S1 предполагает введение резисторов в эмиттерные цепи или применение полевых транзисторов, имеющих меньшее значение крутизны по сравнению с биполярными транзисторами, что, как праило, приводит к увеличению напряжения смещения нуля усилителя и уменьшению коэффициента усиления без обратной связи. Поэтому целесообразно повышение Fт, которая определяется в основном частотной характеристикой У.Н.
В описываемом импульсном усилителе частота единичного усиления Ft повышена благодаря применению транзисторов с граничной частотой усиления более 50 МГц
и построению у.н. по каскодной схеме. Такое
включение позволило получить скорость нарастания > 100 В/мкс
и повысить устойчивость усилителя.
Принципиальная схема усилителя представлена на рисунке. Он содержит входной диф.каскад . (Т2 Т4) с источником тока (Т5) и коллекторной нагрузкой на транзисторах Tl T3, образующих токовое зеркало. Каскад усилителя напряжения выполнен по каскодной схеме на транзисторах Т6 и Т7 и охвачен местной отрицательной обратной связью (R8, C5, R9). Цепь С5, R8 формирует частотную характеристику усилителя для малого сигнала. Нагрузкой у.н. служит источник тока Т8.
Время установления экспериментально минимизировано выбором величины емкости корректирующего конденсатора С4. С помощью элементов Т9, R10 - R12 задается

начальное смещение на базах составных транзисторов Т10 Т12 Т11 Т13 выходного каскада и осуществляется температурная стабилизация их тока покоя. Величина тока покоя выбрана равной 40 мА.
Резистором R2 осуществляется балансировка нуля усилителя, R11 — установка тока покоя. Предварительные каскады питаются от стабилизированного источника ±40 В. Питание оконечного каскада нестабилизированное (двухполярный источник питания с выпрямителем и конденсаторами фильтра 10 000 мкФ).
Усилитель, собранный по приведенной принципиальной схеме, имеет следующие параметры:
диапазон рабочих частот 3 Гц ~ 1 МГц при неравномерности +1 дБ;
выходная мощность > 100 Вт;
сопротивление нагрузки 2-4 Ом;
скорость нарастания выходного напряжения 100 В/мкс;
полоса пропускания >700 кГц;
коэффициент гармоник <0,1% (измерен прибором С6-8)
в диапазоне частот до 30 кГц.

ЛИТЕРАТУРА

1Скрипочка С. И., Шишкань А./Ч. ПТЭ, 1983, № 6, с. 107.

2Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Сов. радио, 1979.
Новгородский филиал Института
повышения квалификации руководящих
работников и специалистов
Поступила в редакцию 3.V.1984




ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
С ВЫСОКОЙ РЕГУЛИРУЕМОЙ ЛИНЕЙНОСТЬЮ
ВЛАСОВ Б. И., КУСТОВ В.'Ю., ЧАЙКОВСКИЙ А. Н.

Описан усилитель на биполярных и м д п.-транзисторах
мощностью до 100 Вт;
скорость нарастания выходного напряжения 400 В/мкс,
полюса рабочих частот 2 Гц н- 10 МГц.
Нелинейные искажения и поворот фазы на частоте 1 МГц
составляют 0,17% и 1,8° соответственно при отключенной обратной связи





Применение в оконечных каскадах широкополосных ультралинейных усилителей мощных м.д.п.-транзисторов позволяет максимально использовать их основные электрические параметры при относительно слабой, порядка 20 дБ, обратной связи (о.с.) [источники 1 - 5]. Предлагаемый усилитель ( см. рисунок) обладает высокой температурной стабильностью, нечувствительностью к коротким замыканиям выхода, вторичному и тепловому пробою. Стабилизация тока покоя и защита от перегрузок осуществляются дифференциальным усилителем M1 путем преобразования разности опо-рного напряжения на его неинвертирующем входе и напряжения на диоде Д6, зависящего от тока через м.д.п.-транзисторы Т7 - Т8, в ток,, регулирующий положение рабочей точки биполярных транзисторов Т3, Т5, являющихся динамическими нагрузками предоконечных транзисторов Т4, Т6. Входные каскады М1 - М3 выполнены по схеме усилителя тока с взаимными связями. Такое включение обеспечивает стабильность амплитудно-частотной (а.ч.х.) я фазочастотной (ф.ч.х.) характеристик в широкой полосе рабочих частот усилителя [6 -f- 8].


При испытании усилителя в интервале температур —20 +60° С были получены следующие характеристики:
неравномерность а.ч.х. <0>400 В/мкс,
нелинейные искажения 0,001%,
динамический диапазон 87 дБ,
ф.ч.х. постоянна в диапазоне частот до единиц мегагерц.
При входном сигнале амплитудой 0,2 В и с длительностью фронта 0,15 нс, поступающем от генератора перепадов Я4С-20А, выходной сигнал усилителя имел амплитуду 13,2 В и длительность фронта 32 нс

Регулировка усилителя сводится к установке потенциометра R1 в положение, соответствующее минимуму нелинейных искажений на выходе усилителя при отключенной цепи обратной свяэи. Потенциометром Rz устанавливается требуемый коэффициент усиления.

ЛИТЕРАТУРА
1. Куи М В., Регл Л. Электроника, 1976, № 13, с. 37.
2. Бачурин В. В., Дьяконов В. П. ПТЭ, 1979, Л* 5, с. 134.
3. Бачурин В. В., Дьяконов В. П. Электросвязь, 1980, № 8, с. 52.
4. Дьяконов В. Л. ПТЭ, 1981, № 3, с. 130.
5. Бачурин В. В., Бельков А. К., Дьяконов В. П. Обзоры по электронной технике, сер. Полупроводниковые приборы, 1981, вып. 7 (799), с. 60.
6. Gilbert В. IEEE Trans , 1968, v. SC-3, № 4, p 353.
7. Джилъберт Б. Зарубежная радиоэлектроника,
1969, № 11, с. 89.
8. Куркин Ю. Л., Куркина Н. С., Минаев ?. С., Орехова Т. С. Автометрия, 1973, № 6, с. 64.
•л
Воронежский госуниверситет Поступила в редакцию 19.VII.1984

Это две статьи из журнала "Приборы и техника эксперимента" 1984 года.В других изданиях, тем более в инете мне эти схемы не встречались.

Если параметры усилителей и схемы ни для кого не представляют интереса на форуме - тему можно спокойно убрать.

Пусть будет, пригодится кому-нибудь. Надо тему создать куда схемы усилков с краткими описаниями складывать.

Это не звуковые, а измерительные, т.е. предназначенные для измерительных приборов и средств автоматики. Может, даже стоит перенести тему в "Измерения", что я и делаю.

Это понятно, что они для измерительных девайсов, но почему они не могут быть звуковыми? И ещё такой вопрос: чем снимаются акустические колебания 2Гц-30Гц? Только не предлагайте геологический микрофон-пластинку, которая закапывается в землю.

И совсем ужасный вопрос: чем генерируются колебания таких частот?

Усилители знакомые, вполне могут работать на звуковых частотах. Рекомендую первую схему, с раздельным питание предварительных и оконечных каскадов. Эта фишка и позволяет добиться хороших результатов при простой схемотехнике.

Вообще-то для регистрации сесмических колебаний есть так называемые электродинамические сейсмоприёмники. Это= подвижная катушка, внутри которой- магнитный сердечник. Можете и сами сделать подобное из старонго динамика, утяжелив диффузор дополнительным грузом.
Для генерации таких частот используются обычные низкочастотные генераторы.

А для излучения?

Вопрос не корректен. Что надо излучать- звуковые волны или трясти подставку?
Для сотрясения воздуха используются крайне дорогие устройства, поскольку на таких частотах обычные динамики совершенно не эффективны. Ибо излучатели с механическим приводом, либо модуляторы воздушного потока.

Вопрос абсолютно корректен. Для трясения подставки я применю электродвигатель, нацеплю асимметричный маховик или шатун, и уровнем подводимой мощности задам число оборотов. Поэтому вопрос может быть только про излучение акустических волн.

А на что примерно похожи эти «очень дорогие излучатели»?

например, что-то вроде вентилятора, у которого угол атаки лопастей меняется в соответствии с частотой генерируемого НЧ-сигнала. Ессно, привод для изменения угла атаки зело борзой, да еще передается на вращающиеся части... Или просто механичекский привод на излучающую поверхность- что-то вроде плунжерного (поршневого) насоса.

В какой-то древней советской книге упоминался «пневматический громкоговоритель». ПисАли там, что искажения звука у него весьма большие, КПД маленький, но однако же умеет воспроизводить частоты до 8 кГц. Это они самые?

Нет. Но мы здорово отклонились от начальной темы. Если хотите обсуждать вопросы инфразвукового воспроизведения, заводите новую тему. Перенесу туда все наши дебаты.

Тема создана здесь:
----------
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=88906
----------

Все посты по звуку можно отсюда переносить туда.

Так что же такое пневматический громкоговоритель?

Добрый вечер коты. Собрал усилитель по первой схеме, выходные транзисторы заменил современными аналогами, схема не хочет работать. Ток коллектора в режиме покоя выходного транзистора добегает до 1 А. Может кто-то собирал схему эту и сможет подсказать.

Привет, All!
А вторую схему кто-нибудь пытался изобразить? Такое ощущение, что там чего-то нехватает.

Согласен. Сам смотрел на соединения сборки КТС622 и думал, куда течёт ток эмиттеров второго каскада. Скорее всего где-то точки не хватает.

Кто хочет повеселиться, милости просим! В скрепке журнал Автометрия, 1973, №6, где на стр. 64, в статье, описаны применяемые каскоды. На первый взгляд не хватает точек между коллекторами сборки М1.

Работает. Схема - набор патентов. Требует глубокой доработки.
Собрал всё на дискретах. Сначала заводится дифф. усилитель по схеме Gilberta, затем нужно поменять в схеме некоторые источники тока, температурный "сервопривод" убрал, он на стадии отладки не нужен, сделал регулятор тока покоя. Требуется защита ПТ по U ЗИ. Есть вопросы по реализации предоконечного каскада, чтобы убрать резисторы ЗИ. Необходимо выбрать правильный режим работы оконечного каскада, иначе начинает генерить мегагерцах на 100. Транзисторы другие 2П904А, у них совокупные амплитудно-частототные характеристики похуже, но мощность выше. В параллель по два пока стоят без подбора крутизны характеристики.

Вторая схема. Получились 0.001% ?

2П904А ископаемое , чем можно заменить?

Посмотреть бы, что внутри китайского усилителя FYA20A0S (DC-10MHz, 20W):
http://www.aliexpress.com/item/32838152840.html