高保真放大器 QUAD-405。方案、说明

高保真放大器 QUAD-405。无线电电子电气工程百科全书

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几十年来，“QUAD-405”一直是最著名、最高品质的放大器之一。随着技术创新的运用，其参数得到了反复的改进。我们将看看它的修改版本，其重点是增加功率。

修改的目的是让“QUAD”“基础版”的威力加倍，即高达 200 W，同时保持其所有输出参数。这项任务并不容易，因为它首先需要增加电源电压。要将 200W 正弦功率输入 4 欧姆负载，您需要 80V 峰峰值信号。该信号电平需要大约 ±50 的电源电压。 .55 V。对于 8 欧姆扬声器，情况更加复杂。当输出信号摆幅需要增加到 115 V 时。所需的电源电压增加到 ± 60 ... 65 V。

从给出的例子可以明显看出，增加功率需要在解决电路和技术问题时非常小心。晶体管的正确选择是正确解决该问题的必要条件，但不是充分条件。

“QUAD-405/200”方案如图1所示。

（点击放大）

1C 运算放大器中的交流电压增益由电阻 R6 和 R3 的比率决定。由于电容器 C3 的存在，负反馈在频率高于 1 Hz 时开始起作用。通过R5-R3电路，从放大器的输出进行100%直流负反馈。由于放大器相对于直流具有单位增益，因此产生的偏移（offset）与运算放大器的偏置电压相同。

交流电压的放大以及晶体管 T2 上的“A”类放大器在高频下的操作主要由电桥元件决定。电容器C9与该放大器一起构成高速积分器，同时作为桥元件之一。桥的下一个元件是 R37。输出级电流（降压器）由电桥的第三个元件 - 电感 L2 控制。电桥的第四个元件是并联电阻器 R16-R17 链的等效电阻，它在 R15 的帮助下设置 T2 级联的电压增益，从而实现非常好的线性特性。

同样，向 T2 提供电压，以补偿因输出电流导致 L2 上的压降而产生的误差。该误差信号通过放大器并以相同的幅度出现在输出端，但与 12 处出现的信号相比具有相反的相位。两个误差信号在扬声器处抵消后，电桥的轻微不匹配会产生一个输出信号优良，不失真。系统性能受 A 类失真、电桥失配和 NE5534 运算放大器失真的影响。

积分链 R2-C11 限制到达 T6 的信号的频率范围。这对放大频率的带宽设置了上限，并且是防止互调失真的最简单方法之一。关于 T2 上放大器的适当相移。除了C9之外，链条C8-R14以及电容器C10也“照顾”。输出级导通期间发生的过度相移由链 L3-R33 和 L1-R36 补偿。

“QUA0-405/200”放大器放置在单面印刷电路板上，其图纸如图2所示，元件位置如图3所示。 XNUMX.

高保真放大器 QUAD-405

电路板上零件的安装从电阻器开始（零件按照其高度的升序安装）。这可以防止焊接部件在翻转电路板时移出位置。建议使用欧姆表测量电阻器的电阻，而不是通过应用于电阻器的颜色代码来识别它们。大功率电阻应安装在电路板上方几毫米的高度，以便更好地冷却。电感器 L1...L3 包含 22 匝 01 毫米的绕组线，缠绕在 013 毫米（L1、L3）和 016 毫米（L2）的心轴上。

接下来，进行特别影响放大器的可靠性的操作：终端晶体管的安装。让我们考虑一下：在效率为 70% 和正弦波的情况下，必须去除大约 90 W 的热功率，以使半导体的瞬时温度不接近临界值！在产品目录中，该温度通常表示在 120...140°C 范围内。这只能通过将晶体管 T7...T10 安装在具有良好传热性的散热器上（使用导热膏）来实现。

组装完成后，我们再次仔细检查整个电路。我们使用欧姆表检查晶体管和散热器之间的绝缘情况。如果一切正常，您就可以进行第一次包含。您不应该着急，因为对于功能强大的放大器来说，在还不知道工作点设置的情况下，不可能明确地确定它的行为方式。通过谨慎工作，可以避免所谓的“烟雾效应”。为此，我们在正负电源电路中加入了电流表。有必要以一种或另一种方式限制电源的最大电流，以便在发生短路时不会出现问题。

基本上，有两种情况可能。在第一个例子中，末级运行正常，在第二个例子中，它由于某种故障而“冒烟”。第一种情况，电流消耗约为100 mA。在第二种情况下，存在某种异常，电流要大得多（仅受我们电源内阻的限制）。鉴于此，希望有一种保护装置，其特性是在低电流时阻抗可以忽略不计，而在高电流时阻抗会突然增加。传统白炽灯具有这一特性。

让我们将正负电源支路连接到一个灯（灯串联链）上，该灯的电压不低于电源电压。白炽灯的防护能力是基于其冷态和热态电阻值相差一个以上数量级的特性。如果放大器工作良好，静态电流约为100 mA。在这个电流下，白炽灯由于“冷”电阻小，相当于短路了，就像不存在一样。换句话说，当它不打开时，一切都很好。否则，如果泵打开，则表明存在高电流并且系统中存在某种故障。然而，并没有发生灾难，任何部件出现故障的可能性也很小。经验表明，高电流通常是由于电阻安装不正确、电路板上的缺陷、焊接不良、高频自激以及更少的部件不良造成的。

如果有灯，故障排除就会简化，因为电路可以保持更长的时间。在此期间，有缺陷的部分会很好地升温，通过触摸并不难发现。如果这没有帮助，则需要使用仪器进行测量。这种使用白炽灯的保护方法可以成功应用于任何放大器。

因此，我们将电源电压连接到适当的触点。它的值并不重要：±45 ... 55 V。如果它们关闭，我们使用电流表控制电源电压两个分支中的电流，然后控制放大器输出端的电压。该值应在 0V 左右。电流低于 100mA 并且中点为零表明直流工作点设置正确，可以进行动态控制。作为预防措施，可以保留信号较小的白炽灯。应该记住，它们限制输出功率，并且根据信号的大小，它们会闪烁并“降低”功率，就像在发生故障时一样，因此，它们不与大功率一起使用。信号。

我们使用音频发生器和示波器来控制空载信号传输。如果在没有信号和负载的情况下打开放大器后，任何指示灯亮起，请立即关闭电源并系统地搜索错误。不幸的是，这里无法给出确切的食谱，因为任何错误都会影响营养。我们再次检查放大器，更加注意电路板走线（是否存在断路、短路等）、焊接（相邻点短路，“未焊接”）。安装的二极管、电容器等的极性

建议为此类放大器补充适当的保护电路 - “爆震消声器”。首先，这可以保护扬声器系统免受放大器关闭和打开时发生的电压浪涌的影响，以及在可能发生故障时输出端出现恒定电压的影响。最终确定时，需要在输出放大器之前打开某种前置放大器和音调控制，以调整声音的电平和音色。

建议通过结构简单的电源单元（高容量滤波器的变压器-桥-电容器）为放大器供电。为了以良好的近似值实现 200 W 的输出功率，需要至少 300 W 的电源变压器。放大器可以使用触点连接连接到电源。板上的信号输入采用焊片的形式，因为直接将前置放大器的屏蔽线焊接到这里更为方便。

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