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无线电电子与电气工程百科全书 改进K174UN7芯片上放大器的参数。 无线电电子电气工程百科全书
看起来，不断扩大的专用微电路范围应该会限制无线电爱好者的创造力。 实际上，此类微电路通常由其开发人员定位，以解决电子设备中的一项特定任务，或者充其量是一小部分任务。 这就是为什么无线电爱好者和无线电设计师似乎只剩下创造性的“立方体游戏”——在根据典型开关方案组装的微电路上组合节点。 然而，过去或多或少经常出现在我们杂志页面上的“业余无线电爱好者进行实验”的主题精神并没有在我们的读者心中消失。 这方面的证据是 V. Gromov 和 A. Radomsky 在此发表的文章，在我们看来，不仅应该受到无线电爱好者的关注，而且应该受到专业人士的关注 - 硬件开发人员和微电路创造者。 我们正在等待他们对该出版物的回应——毕竟，K174UN7 芯片在家用无线电设备中的应用非常广泛。 好吧，我们向所有读者提出一个建议——对改进专用 IC 的典型开关电路以及它们在非标准开关电路中的使用（新功能的实现等）进行实验。 然而，在收到一个有趣的积极影响后，不要急于给编辑写信：检查它在多个微电路副本上的重现性。 目前，小型无线电设备的音频功率放大器（UMZCH）通常建立在专用集成电路（IC）K174UN7[1]的基础上。 然而，毫无疑问，如果不是因为大的非线性失真（在典型的连接中 - 高达 10%，输出功率为 4,5 W，频率为 1 kHz，电源电压为15 V）并且在某些情况下输入阻抗（50 kOhm）不够高。 因此，无线电爱好者正在寻找减少非线性失真的方法也就不足为奇了，例如，建议用基于场效应晶体管的电流稳定器代替升压电路 [2]。 不幸的是，对 [2] 中提出的建议的验证表明，它们的实施与其说是减少失真，不如说是减少了传递给负载的最大功率。 在测试 IS K 174UN7 的多个副本时，发现其输出电压的最典型失真表现在信号负半周期的“舍入”或明确限制。 在这方面，通过将电压施加到其输出 7（通过电阻为 3 ... 6,8 kOhm 的电阻器）从可调分频器进行了测试。 测试表明，该措施实际上也没有降低谐波系数，也没有增加未失真的输出电压，而只是使其受到对称限制。 UMZCH 变体，根据图 1 中的方案组装。 6 的特性明显优于所示 IC 上的典型特性。 它与典型的区别之一是通过电阻器 RXNUMX 增加了一个 OOS。
将后者直接连接到扬声器头可减少由于电容器 C9 的存在而导致的不均匀频率响应和非线性失真。 图中所示电阻器 R6 的电阻值，电源电压为 15 V，输出功率为 4 W（在电阻为 4 欧姆的负载下），器件的标称输入电压为 120 mV。 另外，为了减少额定值数量，OOS电路中氧化物电容器C3的电容值减小到100μF（40…20Hz频率范围内的不均匀频率响应不超过000dB）。 此 UMZCH 之间的主要区别在于电阻器 R2 的电阻（在典型的 IC 连接中，它是 47 kOhm）。 在实验过程中，注意到这个电阻对失真有非常显着的影响，通过选择它可以显着提高UMZCH的输出电压。 （在十个测试的 IC 中，只有两个不需要选择电阻器 R2，即相对于典型的电阻器改变其电阻；其余 IC 的电阻器的电阻在 0,1 ... 1 MΩ 范围内变化） . 图上。 图 2 显示了最大输出功率 Pmax 和谐波系数 Kg 对电源电压 Upit 的依赖性（失真在 Pmax 处测量，对应于给定电压 Upit）。 参数在 1 kHz 的频率下使用电阻器 R2 的两个电阻值进行评估：典型值 (47 kOhm) 和针对最大功率 (750 kOhm) 进行了优化。 功率 Pmax 由最大输出电压决定，在波形图上，人眼还看不到失真（这些失真实际上是由 Kr 曲线显示的）。
从图中可以看出。 如图 2 所示，在 Upit = 15 V 时，通过选择电阻器 R2，可以将 Pmax 增加 1,5 W，同时将谐波系数降低近 3,5 倍，在 Upit = 18 V - 约 3 W 时，K 减小， . 几乎是三倍。 （显然，在相同的失真情况下，功率 Pmax 的增益会更大）。 得到的结果不言自明，因为测试的 IC 条件非常好：在 Upit = 15 V、R2 = 47 kOhm 和输出功率 Pout = 4,5 W 时，其谐波系数不超过 7,2%（选择电阻器 R2 后，它降低了到 1,1%。 UMZCH 与电阻器 R2 (750 kOhm) 的优化电阻的相关性也在 60 Hz 和 5 kHz 频率下获取（图 3）。 较低频率下 Pmax 的降低是由于电容器 C9 (1000 μF) 电容的影响。 当负载电阻 Rn≥4 欧姆时，希望将其电容增加到至少 2000 微法。
曲线描绘在图。 图 4 说明了对于电阻器 R2 的相同两个电阻，效率和静态电流 I® 对电源电压 Upit 的依赖性。 很容易看出，当 R2 = 750 kOhm 时，效率也提高了，并且在 Upit> 10 V 时获得了明显的增益。
为了揭示谐波系数 Kg 对输出功率电平 Pout 的真实依赖性，在 Upit=15 V、Rn=4 Ohm、C9=4000 μF 和 R2=R2opt=510 kΩ 条件下测试了具有平均参数的 IC 副本（图 5）。 4）。 可以看出，在 Рout=1 W 时，组装在该 IC 副本上的 UMZCH 的谐波系数如图 60 所示。 10、在000～3Hz频率范围内不超过XNUMX%。
K174UN7 IC 本身的输入阻抗是根据测量 UMZCH 的输入阻抗（音量控制关闭）的结果计算的，在 R2opt = 750 kOhm 的情况下执行。 事实证明，在 50 ... 15 Hz 的频率范围内，IC 的输入电阻超过 000 MΩ。 换言之，UMZCH 的输入电阻实际上等于电阻器 R30 的电阻，如有必要，可以远大于 2 kOhm。 在设计立体声 UMZCH 时，可能会出现左右声道中电阻器 R2 的最佳阻值不同的情况。 为了获得相同的频率响应，这种情况下前级的输出电阻应该小于电阻R2的电阻，并且隔离电容C2的电容应该使得在电阻较低的通道中存在在较低频率下的频率响应没有明显下降（在大多数情况下，C2 == 0,47 ... 1 uF 就足够了）。 UMZCH 在由不稳定电源供电时工作良好，但是，如果主要是获得最大输出功率，因此平均失真最小，则需要使用输出电压为 17 ... 18 V 的稳定器. 应该注意的是，当输出功率增加（高达 5 ... 6 W）时，有必要确保从 IC 中很好地散热，在这种情况下采取必要的措施来降低其极板之间的热阻和散热器。 非常有价值的是，由于 IC 板的电位（相对于公共线）接近于 0，因此可以使用金属底盘或结构的其他金属部件连接到公共（负）线并提供有效散热作为没有绝缘垫圈的普通散热器。 文学
作者：V.格罗莫夫、A.拉多姆斯金、利沃夫； 出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru
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