Особенности микросхемных усилителей

Выходная мощность низкочастотных усилителей может составлять десятки ватт. Такие усилители, как правило, выполняются в виде отдельных микросхем и представляют собой многокаскадное устройство, включающее предварительный усилитель ПУ и оконечный каскад ОК (рис. 15). Микросхемы усилителей снабжены средствами тепловой защиты и защиты от перегрузок. Дня стабилизации режима и улучшения показателей используются отрицательные обратные связи (ООС) по постоянному и переменному току. Чтобы исключить возможность самовозбуждения усилителей, предусмотрены средства коррекции их частотных характеристик. Для уменьшения нелинейных искажений в некоторых микросхемах приняты дополнительные меры в виде вольтодобавки.

Использование ООС. При построении многокаскадных усилителей каждый каскад, как правило, охватывается местной ООС. Эта.

мера, приводящая к снижению коэффициента усиления каждого каскада, повышает устойчивость работы всего усилителя. При большом коэффициенте усиления многокаскадного усилителя малейшие изменения положения Рис. 15. Усилитель с ООС рабочей точки входного уси-

лительного каскада за счет влияния различных дестабилизирующих факторов могут привести к нарушению нормальной работы оконечного каскада. Поэтому в микросхемах предусмотрены средства для организации глубокой ООС, которой охватывается весь усилитель.

Обычно цепь обратной связи предусматривает создание ООС как по постоянному, гак и, но переменному току с возможностью регулировки ее глубины. На рис. 15 приведена схема такого технического решения. Предусмотрена внутренняя обратная связь, которая обеспечивается резистором R|, включенным между выходом оконечного каскада ОК и инвертирующим входом предварительного усилителя ПУ.

При подключении к выводу 1 цепи CR₂, как показано на рис. 15, создастся цепь ООС по переменному току, коэффициент передачи которой при достаточно большом значении С равен R₂ / (R + /С) и может изменяться с помощью R₂(обычно R₂" R). Огрицательная обратная связь, но переменному току уменьшает уровень частотных и нелинейных искажений.

Для организации ООС по постоянному току к внешнему выводу 1 подключается только конденсатор С. Обратная связь стабилизирует уровень постоянного напряжения, равный 2, что позволяет получить наибольший динамический диапазон.

Коррекция частотных характеристик [28]. Так как при построении выходных усилителей используются непосредственные связи между каскадами, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) является равномерной практически во всем диапазоне звуковых частот. Поэтому коррекция частотных характеристик производится для устранения самовозбуждения. Она преследует цель:

=> сохранить ООС в области нижних частот, где коэффициент усиления.

К> 1;

=> получить коэффициент усиления К < 1 в области частот (обычно это область верхних частот), где обратная связь становится положительной. Коррекция сводится к уменьшению ширины полосы пропускания усилителя путем введения /?С-цепи, которая обеспечивает спад АЧХ со скоростью -20 дБ/декада. Для этого в микросхемах используются внутренние емкости или предусмагриваются выводы для подключения внешних конденсаторов.

Использование вольтодобавки [28]. С повышением уровня входного сигнала из-за нелинейности вольт-ампериых характеристик транзисторов (в основном прсдоконечного каскада) увеличиваются нелинейные искажения усилителя. Для уменьшения искажений на последние каскады подается выходное напряжение в виде вольтодобавки. Волыодобавка увеличивает уровень выходного напряжения (или мощности) при сохранении нелинейных искажений, что равносильно снижению нелинейных искажений для исходного уровня выходного напряжения (или мощности).