Усилитель мощности низких частот: методика расчета

[geezer]

Всем доброго времени суток. Мне необходимо спроектировать усилитель мощности низких частот. Как я себе представляю, в оптимальном случае это как минимум 3-х каскадная структура: входной каскад,усилитель напряжения и оконечный.

Входной каскад - как я понял, здесь часто применяют дифференциальный усилитель с токовым зеркалом или операционный усилитель. Так как этот каскад оказывает наибольшее влияние на нелинейные искажения, то становится понятным значение этого каскада - уменьшать нелинейные искажения.

В усилителе напряжения происходит основное усиление, а оконечный используется для согласования с нагрузкой. Все верно?

В интернете очень много схем таких усилителей. Проблема в том, к ним я не нахожу никакого пояснения, каким образом были получены значения величин элементов. Со схемотехникой дружу не очень сильно, поэтому нуждаюсь хотя бы в небольшой инструкции по расчету - с нуля или преобразовать какую-нибудь схему под свои требования.

[Xey]

Может достаточно операционного усилителя с комплементарной парой транзисторов на выходе , составных , если очень мощный выход. И отрицательной обратной связи с выхода транзисторов на вход операционного?

[geezer]

Xey в сообщении #929079 писал(а):

Может достаточно операционного усилителя с комплементарной парой транзисторов на выходе , составных , если очень мощный выход. И отрицательной обратной связи с выхода транзисторов на вход операционного?

Как я уже говорил,со схемотехникой я не сильно в ладах,поэтому не знаю,достаточно или нет.

Требования такие:
- полоса пропускания 20 Гц - 20 кГц;
- коэффициент усиления 40 дБ на 1 кГц;
- выходное сопротивление не более 100 Ом;
- входное сопротивление не менее 200 кОм.

Что скажите?

[Xey]

geezer в сообщении #929082 писал(а):

Что скажите?

Думаю, что стократное усиление при входном сопротивлении 200 кОм на одном операционном усилителе не получится. Обычно нет смысла ставить более 2-3 мОм в обратной связи.

[geezer]

Xey в сообщении #929139 писал(а):

Думаю, что стократное усиление при входном сопротивлении 200 кОм на одном операционном усилителе не получится

То есть, надо делать на дифференциальном усилителе?

[Xey]

На двух . Первый усилил бы раз в пять и выдал сигнал на нагрузке в 10 кОм.
А второй, объединеннный с комплементарной парой, вытянул бы остальное.
Эти соображения из практики, подождем теоретика.

Вы не пишете о допустимых искажениях.

[geezer]

Xey в сообщении #929147 писал(а):

Вы не пишете о допустимых искажениях.

О них в задании ничего не сказано. Все,что там написано,я уже привел.

Думаю,что в этом вопросе надо отталкиваться от типичных значений звуковых усилителей,ведь по сути это он и есть.

[Xey]

geezer в сообщении #929150 писал(а):

Думаю,что в этом вопросе надо отталкиваться от типичных значений звуковых усилителей,ведь по сути это он и есть.

Обычно под этим понимают спад амплитуды, но и фазовые искажения усилителя очень сильно меняют звук (какой-нибудь удар тарелок), поэтому полосу расширяют до 200 кГц , а тут операционный усилитель уже на пределе.
Короче нужен специалист.

[мат-ламер]

geezer
Вы узнайте от преподавателя, какие компоненты можно использовать. Поскольку, усилитель можно делать чисто на транзисторах. Можно в первом каскаде поставить опер. Можно мощным опером раскачивать выходной каскад. Можно сделать целиком на мощном ОУ. И узнайте планируемое максимальное напряжение сигнала на выходе и максимальную мощность (слабые требования на выходное сопротивление как-бы намекают, что большая мощность усилителю не нужна).

[geezer]

мат-ламер в сообщении #929361 писал(а):

Вы узнайте от преподавателя, какие компоненты можно использовать

И транзисторами, и операционниками можно пользоваться, если вы об этом.

мат-ламер в сообщении #929361 писал(а):

И узнайте планируемое максимальное напряжение сигнала на выходе и максимальную мощность (слабые требования на выходное сопротивление как-бы намекают, что большая мощность усилителю не нужна).

Боюсь,что не получится, потому что преподаватель, выдавший задание, не тот, что его придумал ( создатель уже не работает у нас ).
Тема работы называется "Усилитель электропроигрывателя". Я предполагал отталкиваться от этого, ну то есть взять значение сопротивления нагрузки и мощности на ней из паспорта каких-нибудь колонок.

[мат-ламер]

geezer в сообщении #929366 писал(а):

Боюсь,что не получится, потому что преподаватель, выдавший задание, не тот,

В принципе, усилитель можно сделать на одном мощном опере, например, на LM3886. Это будет проще всего. Но зачтёт ли это преподаватель (если вы перед этим изучали теорию исключительно транзисторных усилителей)?

-- Пн ноя 10, 2014 22:20:07 --

Вообщем, вы бы сами определились сначала глобально.

[geezer]

мат-ламер в сообщении #929369 писал(а):

Но зачтёт ли это преподавтель

Разумеется.

мат-ламер в сообщении #929369 писал(а):

если вы перед этим изучали теорию исключительно транзисторных усилителей

Операционники тоже были. Я и в первом посте написал, что , как я понимаю, два самых распространенных варианта это на дифференциальном усилителе и на операционном усилителе.

[мат-ламер]

Ну, если так, закачивайте (через поиск Гуглом) даташит на LM3886. И срисовывайте оттуда схему. Расчитывать придётся только резистор обратной связи, влияющий на коэффициент усиления.

[geezer]

Спасибо огромное, очень выручили.

(Оффтоп)

Я даже и не знал, что в документации можно найти сразу готовое решение

[geezer]

Проблема: LM3886 нет в Мультисиме,а как добавить, если есть такая возможность,я не понял.

Но имеется его аналог, который дает меньше мощности LM1875

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1875.pdf

Как думаете, подойдет?

-- 11.11.2014, 02:05 --

Есть еще такой, правда сильно устаревший, вариант
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm343.pdf