Транзистор – усилитель. Ч16. Модифицированный усилитель Лина

Первоначальная схема усилителя Хун-Чан Лина (1956 год) была такой:

Постепенно в начале 1970-х годов конструкторы развили базовую схему Лина до так называемого модифицированного усилителя Лина — трёхкаскадного усилителя с дифференциальным входным каскадом и комплементарным двухтактным выходным каскадом.
Модифицированный усилитель Лина (простейший вариант, 1972 год):

Модифицированный усилитель Лина, фактически являющийся высоколинейным операционным усилителем (ОУ), абсолютно доминировал в схемотехнике дискретных и интегральных УМЗЧ последней четверти XX века и начала XXI века.

Применение входных дифференциальных каскадов в транзисторных усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ) началось в середине 1960-х годов. Новинка быстро вошла в практику конструкторов, и на рубеже 1972 года сложилась, ставшая стандартом, трёхкаскадная конфигурация. В неё объединились достоинства дифференциального каскада и усилителя Лина.

В последующие десятилетия схема «обросла» активными источниками тока, каскодами, токовыми зеркалами, сохранив исходную конфигурацию: дифференциальная пара — каскад усиления напряжения — мощный двухтактный эмиттерный повторитель.
В 1980-е конструкторы УМЗЧ, считавшие симметрию принципиальной схемы залогом низких искажений, предложили альтернативную конструкцию с двумя входными ДК на комплементарных биполярных транзисторах:


ДК на транзисторах NPN-типа управлял каскадом усиления напряжения (КУН) на PNP-транзисторе в режиме ОЭ, ДК на транзисторах PNP-типа — каскадом на NPN-транзисторе. Выходные сигналы двух КУН совместно управляли общим выходным каскадом. В теории подобная конфигурация уменьшает искажения и шумы входного каскада; на практике она создаёт практически неразрешимые задачи одновременной частотной коррекции и одновременной линеаризации двух комплементарных, но неизбежно разных усилителей, охваченных общей петлёй ООС.

В конце XX — начале XXI века она абсолютно доминировала в схемотехнике универсальных операционных усилителей, изготовленных по комплементарной биполярной технологии, и в схемотехнике дискретных и интегральных УМЗЧ. По оценкам Дугласа Селфа, к 2002 году ей следовало не менее 99% выпущенных транзисторных УМЗЧ.

Пример №1: легендарный   Радио №6, 1972 г., с. 52-54

Для поддержания нулевого потенциала на выходе, усилитель охвачен глубокой ООС, напряжение которой через R7 подаётся на базу Т2, работающего в ДК. База Т1 соединена с общим проводом через R1. Таким образом в ДК сравнивается нулевой потенциал на выходе усилителя с нулевым потенциалом общего провода. Если постоянное напряжение на выходе становится отличным от нуля, на выходе ДК появляется сигнал, который усиливается последующими каскадами и подаётся в противофазе на выход усилителя. Одновременно ДК позволил значительно снизить влияние температурного дрейфа входных характеристик Т1 и Т2 на стабильность потенциала на выходе усилителя. Конденсатор С4 в коллекторной цепи Т3 и шунтирующая нагрузку цепочка R19С6 препятствуют возбуждению усилителя на ВЧ. Подстроечный R9 служит для установки начального тока оконечного каскада.

Пример №2:  Радио №1, 1980 г., с. 44-45

…переход от симметричного каскада на Т1,Т2 к несимметричному Т3 (см. предыдущую схему) создаёт условия для возникновения, особенно при больших амплитудах сигнала, заметных нелинейных искажений. Проявляются они в асимметрии формы выходного сигнала.
Избавиться от этого недостатка можно, включив на вход усилителя ещё один ДК, но на транзисторах другой структуры: V1, V2 – PNP, V3, V4 – NPN. В отличие от обычного ДК  в таком ДВОЙНОМ ДК сопротивление R1 может значительно отличаться от сопротивления R7 в цепи ООС, что позволяет в широких пределах регулировать её глубину, не нарушая балансировки усилителя.
Двойной ДК обладает ещё и тем преимуществом, что позволяет собрать усилитель с повышенным входным сопротивлением.
V5, V6 – источники стабильного тока для ДК.
V7, V8 – каскады усиления напряжения.
V9 – транзисторный датчик.
V10 – V15 – квазикомплементарный выходной каскад.
Для питания данного усилителя весьма желательно использовать двухполярный стабилизатор.

Как Вы поняли, я использую примеры только отечественных УМЗЧ. Импортных имён итак хватает.

©SEkorp 12_октябрь_2020

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 или на РАДИОзвук