Push-Pull sledovač
Poslední modifikace: 13. 6. 2004
Popis obvodu
Obvod je inspirován známým projektem Jeana Hiragy, který je
upraven do zapojení typu sledovač. V zapojení jsou kritické
hodnoty odporů R3, R4, R5 a R6, které spolu s úbytky napětí
Ube na tranzistorech Q1, Q2, Q3 a Q4 definují klidový proud
obvodu Iq. Odpory R12 a R13 jsou naprosto nutné pro zachování
teplotní stability obvodu i pro definici klidového proudu Iq.
Tranzistory Q3, Q4 nesmí být na chladiči s Q5, Q6. Měly by
být teplotně svázány s Q1, Q2.
S uvedenými hodnotami součástek a při Iq = 900mA (lze ověřit měřením napětí na R12 nebo R13) pracuje obvod do 12W/8 Ohm ve třídě A, od 12W ve třídě AB. Dosažitelný výkon je 25W/8 Ohm. Do 4 Ohm pracuje do 6W ve třídě A a potom ve třídě AB, dosažitelný výkon 50W/4 Ohm. Pro Iq = 900mA je ztrátový výkon v klidu na Q5 a Q6 celkem 40W (na 1 kanál), z čehož plyne dimenzování chladiče. Činitel tlumení obvodu je cca 100/8 Ohm.
Činnost v čisté třídě A pro zátěž 8 Ohm
Pokud snížíme hodnoty R5 a R6 až ke 24 kOhm, zvýší se Iq
na cca 1,3A a obvod bude pracovat v čisté třídě A. Nutný Iq
je alespoň 1,25A (pro 8 Ohm), ztrátový výkon je pak 55W (na 1
kanál) a k tomu je nutné dimenzovat chladič. Činnost v
čisté třídě A doporučuji s ohledem na minimalizaci
zkreslení. Tímto způsobem lze u tohoto obvodu docílit
nejlepších výsledků.
Poznámky ke stavbě
Obvod není určený pro začátečníky bez přístrojového vybavení. Vřele doporučuji ověřit funkci pomocí generátoru sinusového a obdélníkového signálu a osciloskopu. Ověřit stabilitu s kapacitní zátěží od cca 470pF do 2uF. Klidový proud se nastaví pomocí R5/R6 (shodné velikosti) měřením úbytku napětí na R12 nebo R13. Zobelův člen R6/C5 je nutné umístit až na reprosvorky zesilovače.
Spektrální analýza - THD
Byla měřena spektra signálu 1kHz pro různé výkony a
zátěže obvodu. Obrázky platí pro Iq=0,9A.
Měření č.1 zachycuje spektrum signálu 1kHz pro výstupní výkon 1W a zátěž 8 Ohm. Ve spektru je kromě první harmonické viditelná pouze 3. harmonická s odstupem cca -95 dB. To ukazuje na symetrické zkreslení jedinou harmonickou, THD=0,0017%. Čára na 500Hz s odstupem -114dB je chyba metody. Obrázek je typický pro činnost ve třídě A do 8 Ohm.
Měření č.2 znázorňuje spektrum signálu 1kHz pro výstupní výkon 3W a zátěž 8 Ohm. Ve spektru je kromě první harmonické viditelná pouze 3. harmonická s odstupem cca -92 dB a náznak 5. harmonické cca -114 dB. THD=0,0024%. Obrázek je typický pro činnost ve třídě A do 8 Ohm.
Měření č.3 zobrazuje spektrum signálu 1kHz pro výstupní výkon 2W do 4 Ohm. Ve spektru je vidět 2. a 3. harmonická, THD=0,0027%. Přítomnost i druhé harmonické ukazuje na mírnou nesymetrii zkreslení. Čára na 500 Hz je opět chybou metody. Obrázek zachycuje činnost ve třídě A do 4 Ohm.
Měření č.4 ukazuje spektrum signálu 1kHz pro obvod s předřazeným předzesilovačem s OPA134, A = 21 dB. Jde o měření těsně pod limitací OPA134. Výstupní výkon 10W do 8 Ohm. THD=0,0068%. Jde o činnost ve třídě A.
Měření č.5 znázorňuje spektrum signálu 1kHz pro obvod s předřazeným předzesilovačem s OPA134, A = 21 dB. Jde o měření těsně pod limitací OPA134. Výstupní výkon 20W do 4 Ohm. THD=0,059%. Jde o činnost ve třídě AB, která je doprovázena vzrůstem zkreslení a zvýšením počtu harmonických ve spektru.
Ze spekter je vidět, že činnost ve třídě A přináší zkreslení pouze nízkými harmonickými, tj. buď jen třetí (do 8 Ohm), nebo druhou a třetí (do 4 Ohm). Přechod do třídy AB je doprovázen vzrůstem dalších harmonických a celkovým zvýšením THD.
Spektrální analýza - IMD
Měření č.6 ukazuje spektrum signálů 13/14 kHz pro výkon 1W do zátěže 8 Ohm. IMD=0,012%.
Měření č.7 znázorňuje spektrum signálů 13/14 kHz pro výkon 5W do zátěže 8 Ohm. IMD=0,038%.
Měření č.8 zobrazuje spektrum
signálů 13/14 kHz po průchodu pouze předzesilovačem s OPA134,
A=21 dB. IMD=0,0004%.
