VUвых— максимальная скорость нарастания выходного напряжения (уменьшается с увеличением корректирующей емкости и возрастает при увеличении коэффициента усиления);
Kос.сф — коэффициент ослабления синфазных входных напряжений;
Kвл.и.п — коэффициент влияния нестабильности источника питания;
K"вл.и.п — коэффициент влияния нестабильности источника питания на напряжение смещения; Uщ.эф — эффективное значение напряжения шума; Uu.n — нормированное напряжение шума; Rвх — входное сопротивление; tуст — время установления выходного напряжения; Лют — ток потребления; РПОт — потребляемая мощность;
fi — частота единичного усиления.
Параметры приведены при температуре +25 °С. Следует отме-7ить, что скорость нарастания выходного напряжения дается при Ку=1; шумовое напряжение Um.a — для частоты измерения 1 кГц, для SG107, SG207, SG307 — на 100 кГц, для SG1250, SG2250, SG3250 — на 10 Гц; время установления — для уровня точности 0,1 %.
2.2. МОЩНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ
Мощные усилители в интегральном исполнении начинают эффективно заменять усилители на дискретных компонентах. К числу основных параметров и характеристик усилителей относятся коэффициенты усиления; диапазон рабочих частот; динамическая, частотная, фазовая и амплитудная характеристики; уровень нелинейных искажений; коэффициент полезного действия; входные сопротивление, напряжение, ток и мощность; сопротивление источника сигнала;
выходные мощность, ток, напряжение; сопротивление нагрузки; динамический диапазон; уровень шумов.
Коэффициент усиления по мощности, току или напряжению зависит от параметров внешних элементов.
Рабочий диапазон частот — это интервал частот от нижней граничной частоты fн до верхней fв, внутри которого коэффициент усиления остается неизменным в пределах заданной точности. Например, усилитель звуковой частоты с отличным качеством воспроизведения речи и музыки имеет неизменным усиление в диапазоне от fн = 16 Гц до fв=20 кГц; усилитель с хорошим качеством в диапазоне от 50 Гц доЮ кГц должен иметь допустимую неравномерность усиления не более 5 дБ (обычно 1 — 2 дБ),
Динамическая характеристика определяет зависимость выходного напряжения от входного; в идеальном случае эта зависимость линейная.
Нелинейные искажения в усилителях обусловлены нелинейностью динамической характеристики; их полное отсутствие принципиально невозможно вследствие нелинейности реальных характеристик активных элементов (обычно из-за нелинейной входной характеристики и зависимости коэффициента усиления транзисторов от тока). Количественно степень нелинейных искажений оценивается коэффициентом гармоник Kг, который определяет относительную интенсивность гармоник.
На нелинейные искажения оказывает влияние режим работы усилителя. Допустимое значение Кг для измерительных усилителей — десятые доли процента и менее; для акустических — единицы процентов (нелинейные искажения почти не ощущаются на слух, если Kг<2-т-3 % для широкого диапазона частот); для работы на двигатели — десятки процентов.
При повышении уровня входного сигнала увеличиваются выходные мощность, ток и напряжение, но возрастает и уровень нелинейных искажений. Поэтому искажения уменьшают путем снижения снимаемой выходной мощности по сравнению с той, которую можно было бы получить от данной ИМС. Требования по линейности, т. е. уменьшение нелинейных и частотных искажений, эффективно достигаются с помощью местной (в пределах одного каскада) или общей отрицательной обратной связи, охватывающей весь усилитель.
Номинальное входное напряжение усилителя — напряжение, при котором на выходе получается номинальная выходная мощность (напряжение или ток). Следует отметить, что для получения большой Рвых и высокого КПД сопротивление нагрузки Raдолжно иметь определенное (оптимальное) значение.
Для усилителей мощности КПД характеризует их энергетическую экономичность. С ростом напряжения питания усилителя увеличиваются до определенного предела Рвых, КПД и значение оптимального сопротивления нагрузки, поэтому в таблице приводятся конкретные режимы, при которых измерены эти величины. Схемотехнически повышение КПД обеспечивается применением мощных двухтактных выходных каскадов усилителей в режимах классов АВ и В на основе транзисторов одного типа проводимости, разного типа проводимости или соединенных по схеме Дарлингтона.
Динамический диапазон усилителя устанавливает превышение в децибелах номинального уровня сигнала на выходе над его минимальным уровнем, еще различимым на уровне собственных помех. Верхний предел выходного напряжения ограничивается заданной нормой нелинейных искажений, нижний — уровнем внутренних шумов, ограничивающих чувствительность усилителя. Для акустических усилителей уровень минимального напряжения ивыхна 6 — 10 дБ выше уровня помех, чтобы были слышны слабые звуки.
Таблица 2.2. Мощные усилители
| Тип | Uи.п, В | РВЫХ, ВТ | Rн, Ом | Кг, % | fH, Гц | fв кГц | Kу | Rвх, МОм | Iвых. А; Iвых имп, А | UВЫХ, в | Iнот, мА | Pрас, P*рас, Вт | Тип корпуса | ||
| A205D | 4 — 20 | >4,5 | 4 | 1,58 (4,5 Вт) | > 15 | 37,5 | 0,5 | 2,2* | <15 | <1,3 | |||||
| А205К | 4 — 20 | >4,5 | 4 | <2(2,5Вт) | — | > 15 | 37,5 | 0,5 | 2,2* | — | <15 | <5 | — | ||
| A211D | 4,5 — 15 | 1(9 В) | 8 | 8,1 (1 Вт) | 50 | 15 | 48 | 0,5 | 1* | — | <10 | <1 | — | ||
| ESM222R | 9 — 18 | 10 (14 В) | 2 | 1 | 30 | 20 | 34 | 50 | — | — | — | — | CN22 | ||
| ESM231 | 30 | 18 (24 В) | 2 | 10 | 30 | 20 | 46 | 50 | — | — | — | — | 14ТЗ | ||
| ESM432 | ±15 | 20 (±14 В) | 4 | 1 | 30 | 20 | 46 | 50 | — | — | — | — — | 14ТЗ | ||
| ESM532C | ±18 | 20 (±14 В) | 4 | 1 | 20 | 20 | 60 | — | — — | — | — | — | МТ21 | ||
| ESM632C | ±13 | 14 (±12 В) | 4 | 10 | 20 | 20 | 60 | — | — | — | — | — | МТ21 | ||
| ESM732C | ±9 | 8 (±7 В) | 2 | 10 | 20 | 20 | 60 | — | — | — | — | — | МТ21 | ||
| ESM1231 | 30 | 18 (24 В) | 4 | 10 | 30 | 20 | . — . | — | — | — | — | — | 14ТЗ | ||
| ESM1432 | ±15 | 20 (±14 В) | 4 | 1 | 30 | 20 | — | — | — | — | — | — | 14ТЗ | ||
| ESM1532C | ±16 | 20 (±14 В) | 4 | 1 | 20 | 20 | — | — | — | — | — | — | МТ21 | ||
| ESM1632C | ±13 | 14 (±12 В) | 4 | 10 | 20 | 20 | — | — | — | — | — | — | МТ21 | ||
| ESM1732C | ±9 | 8 (±7 В) | 2 | 10 | 20 | 20 | — | — | — | — . | — - | — | МТ21 | ||
| НА 1306 | 18 | >3(13В) | 4 | <0,6(0,5 Вт) | 80 | 15 | 44 | > 0,011 | 2,25* | — | — | 6 | ютз | ||
| НА 1308 | 28 | >4(22В) | 8 | <0,6(0,5 Вт) | — | — | — | >0,1 | 1,88* | — | — | 6 | — | ||
| НА 1309 | 33 | >5(24В) | 8 | <0,6(0,5 Вт) | — | — | — | >-0,1 | 1,88* | — | — | 6 | — | ||
| НА1310 | 9 | >0,4(6В) | 8 | <0,6(50 мВт) | — | — | — | >0,013 | 0,6 | — | <5 | 0,8 | — | ||
| НА1311 | 9 | >0,8(6В) | 4 | <1(50 мВт) | — | — | — | >0,013 | 1 | — | <18 | 1,2 | — | ||
| НА1312 | 7,5 | >0,85 (6В) | 8 | <0,6(0,25 Вт) | — | — | — | > 0,004 | 0,7 | — | <30 | 1,2 | — | ||
| НА1313 | 20 | >1,6(12В) | 8 | <1(50 мВт) | — | — | — | 0,012 | 1,4* | — | — | 2,5 | — | ||
| НА1314 | 12 | > 0,75 (9 В) | 8 | <0,6(50 мВт) | — | — | — | >0,013 | 0,75* | — | — | 0,9 | — | ||
| НА1316 | 10 | > 0,5(7,5 В) | 8 | <0,6(50 мВт) | >0,013 | 0,65 | 0,65 | ||||||||
| НА 1322 | 18 | >4,5(13В) | 4 | <1,5(0, 5 Вт) | 40 | 30 | >52 | 0,036 | 2,25* | — | <100 | 6 | 10Т2 | ||
| НА 1324 | 18 | >4(13В) | 4 | <0,6(0,5 Вт) | — | — — | — | > 0,011 | 2,25* | — | — | 6 | — | ||
| НА 1325 | 20 | 1,8(13, 5В) | 8 | <2(0,2 Вт) | 40 | 20 | 45 | 0,1 | 1,25* | — | — | 2,5 | 12ТЮ | ||
| LM380N | 8 — 22 | >2,5(18В) | 8 | 3 | — | 100 | >40 | 0,15 | 1,3* | >8 | <25 | 5 | 14-4 | ||
| LM380N-8 | 8 — 22 | 2,5 | 8 | 0,2 | - — | 100 | 92 | 0,15 | — | 0,66 | 8-16 | ||||
| LM383 | 8 — 18 | 5(14 В) | 4 | 1 | — | 40 | 83 | - — | — — | — — | — | ||||
| M5102AY | 18 | 3(13, 2 В) | 4 | <10 | 50 | 20 | 37 | 0,007 | 1,5 | — | 40 | 2 | — | ||
| M5102Y | 18 | 3(13, 2 В) | 4 | <10 | 50 | 20 | 37 | 0,007 | 1,5 | — | 40 | 2 | CN24 | ||
| M5112Y | 18 | 4(14 В) | 4 | <10 | 70 | 30 | 37 | — | 1,5 | — . | 12 | 2 | 16-16 | ||
| МВА810 | 5 — 20 | 5(14, 4 В) | 4 | <2(2, 5 Вт) | 50 | 120 | — | >0,08 | 2,2(3*) | — | <50 | 1(5*) | 12Т4 | ||
| МВА810А | 5 — 20 | 5(14,4 В) | 4 | <2(2, 5 Вт) | 50 | 120 | — | >0,08 | 2,2 | — | <50 | 1(5*) | 12ТЗ | ||
| MBA810AS | 5 — 20 | 5 | 4 | <2 | 50 | 15 | — | >0,08 | 2,5 | — — | <50 | — — | 12ТЗ | ||
| MBA810S | 5 — 20 | 5 | 4 | <2 | 50 | 15 | — . | >0,08 | 2,5 | — | <50 | — — | 12Т4 | ||
| MC1454G | 18 | >1 | 16 | 0,4 | 40 | 600 | 31 | > 0,003 | 10 | <20 | — | CN8 | |||
| MC1554G | 18 | >1 | 16 | 0,4 | 40 | 600 | 31 | > 0,007 | <15 | CN8 | |||||
| MDA2010 | ±(5- | > 10(14 В) | 4 | <1 | 30 | 100 | >29,5 | >0,08 | 3,5 | — | <140 | 18* | 14Т6 | ||
| 18) | |||||||||||||||
| MDA2020 | ±(5- | > 15(17 В) | 4 | <1 | 30 | 100 | >29,5 | >0,08 | 3,5 | — | <140 | 25* | 14Т6 | ||
| 20) | |||||||||||||||
| SL402D | 13 | >1,5(14В) | 7,5 | 0,3(1 Вт) | 20 | 30 | >23 | 100 | 1,4 | — | — | — | 16-14 | ||
| SL403D | 20 | >2,5(18В) | 7,5 | 0,3(1 Вт) | 20 | 30 | >23 | 100 | 1,4 | — | — | — | 16-14 | ||
| ТААЗОО | 9 | 1 | 8 | 10 | 100 | 25 | — | 0,015 | 0,6 | — | 8 | — — | ТО- 74 | ||
| ТАА435 | 10 — 18 | >Л | — | <1(1 Вт) | — | 10 | 80 | >0,07 | . — | — | — | — | ТО- 74 | ||
| ТАА611А | 6 — 10 | 0,65(6 В) | 4 | 1 | 50 | 12 | 68 | 0,75 | 1 | — | — | — | ТО- 100 | ||
| ТАА611В | 6 — 15 | 1,15 (9 В) | 8 | 1 | 50 | 12 | 70 | 0.75 | 1 | — | — | — | 14-14 | ||
| ТАА611С | 6 — 16 | 2, 1(12 В) | 8 | 1 | 50 | 12 | 72 | 0,75 | 1 | — | — | — | 14Т6 | ||
| TAA611ES5 | 12 | 1,8(9 В) | 8 | 10 | — | — | 67 | 0,75 | 1* | 4,8 | <3 | 0,58 | ТО- 100 | ||
| ТАА611Е12 | 12 | 0,6(6 В) | 8 | 10 | 67 | 0,75 | 1* | 4,8 | <з | 1,35 | 14-14 | ||||
| TAA611F12 | 15 | 1 , 15(9 В) | 8 | 10 | 50 | 12 | 68 | 0,75 | 1* | 4,8 | <3,5 | 1,35 | 14-14 | ||
| ТВА641А12 | 6 — 12 | > 1,8(9 В) | 4 | 0,6(1 Вт) | 40 | 20 | 46 | 3 | 2* | >4 | <18 | 1,5 | 14-23 | ||
| ТВА641В11 | 6 — 16 | >4(14В) | 4 | 0,8(2 Вт) | 40 | 20 | 46 | 3 | 2,5* | >6,5 | <32 | 2,3(6*) | 14Т4 | ||
| ТВА800 | 5 — 30 | > 4, 4(24 В) | 16 | 0,5(2, 5 Вт) | 40 | 20 | 80 | >1 | — | 11 | <20 | 1(5*) | 12ТН | ||
| ТВА800А | 5 — 30 | > 4, 4(24 В) | 16 | 0,5(2, 5 Вт) | 40 | 20 | 80 | 5 | — | — | — | 12ТЗ | |||
| TBA810AS | 4 — 20 | 7(16 В) | 4 | 0,3(50 мВт) | 40 | 20 | 80 | 5 | 2,5* | >6,4 | <20 | 1(5*) | 12ТЗ | ||
| ТВА810АТ | 4 — 25 | 10(20 В) | 4 | 0,3(3 Вт) | 40 | 20 | — | 5 | 3* | — | — | — | 12Т4 | ||
| TBA810DAS | 20 | 2, 5(6 В) | 4 | 0,3(3 Вт) | 40 | 20 | 80 | 5 | 2,5* | >6,4 | <20 | — | 12ТЗ | ||
| TBA810DS | 20 | 6(14, 4 В) | 4 | 0,3(3 Вт) | 40 | 20 | 80 | 5 | 2,5* | >6,4 | <20 | — | 12Т4 | ||
| TBA810S | 4 — 20 | 7(16 В) | 4 | 10(7 Вт) | 40 | 20 | 80 | 5 | 2,5* | >6,4 | <20 | 1 | 12Т4 | ||
| ТВА810Т | 4 — 25 | 10(20 В) | 4 | 0,3(3 Вт) | 40 | 20 | — | — | 3* | — | — | — | 12Т4 | ||
| ТВА820 | 3 — 16 | > 0,9(9 В) | 8 | 0,8(0,5 Вт) | 25 | 20 | 75 | 5 | 1,5* | >4 | <12 | 1,25 | 14-14 | ||
| ТВА915 | 18 | 0,5(12 В) | — | <5 | 100 | 25 | — | 0,009 | 0,35 | — | <3,7 | — | ТО- 74 | ||
| ТС А 160 | 5 — 16 | 2, 6(14 В) | 8 | 10 | — | — | 70 | 0,015 | — | — | 8 | — | 16-29 | ||
| ТСА760В | 10 | 2, 1(12 В) | 8 | — | 70 | 18 | 70 | 0,015 | — | — | — | — | 16-29 | ||
| ТСА830А | 3,5 — 20 | 4 | 10 | — | 75 | 5 | 1,5* | — | <20 | 1(5*) | 12ТЗ | ||||
| TCA830S | 4 — 20 | 3,4(12 В) | 4 | 10 | 40 | 10 | 75 | 5 | 2* | — | <20 | 1(5*) | 12Т4 | ||
| ТСА940 | 6 — 24 | 10(20 В) | 4 | 0,3(5 Вт) | 40 | 20 | 75 | 5 | 3* | — | — | — | 12ТЗ | ||
| ТСА940Е | 6 — 24 | 6, 5(20 В) | 8 | 0,2 | 40 | 20 | 75 | 5 | — | — | — | — | 12Т4 | ||
| TDA1010 | 18 | 6(14 В) | 4 | 0,3 | 80 | 15 | 51 | 0,090 | — | — | 25 | — | МТ17 | ||
| TDA1037 | 4 — 28 | 4, 5(12 В) | 4 | 10 | 40 | 20 | 80 | 5 | 3,5* | 6 | 12 | — | МТП | ||
| TDA2002 | 8 — 18 | >4, 8(14,4 В) | 4 | 0,2(3, 5 Вт) | 40 | 15 | 80 | >0,07 | 4,5* | >6,4 | <80 | 15* | МТ11 | ||
| TDA2002A | 8 — 18 | >7(14,4В) | 2 | 0,2(5 Вт) | 40 | 15 | 80 | >0,07 | 4,5* | >6,4 | <80 | 15* | МТП | ||
| TDA2010 | ±(5-18) | 12(14 В) | 4 | 1(10 Вт) | 10 | 160 | i 100 | 5 | 3,5* | — | — | — | 14Т6 | ||
| TDA2020 | ±(5-22) | 20(18 В) | 4 | 1(15 Вт) | 10 | 160 | 100 | 5 | 3,5* | — | — | — | 14Т6 | ||
| TDA2030 | ±18 | 14(14 В) | 4 | 0,5 | 10 | 140 | 90 | 5 | 3,5* | ЛЛТ1 1 | |||||
| TDA2611A | — | 6(20 В) | 8 | 1 | — | 15 | 0,045 | 25 | JVV 1 1 1 МТ1 7 | ||||||
| TDA2870 TDA3000 | 5 — 18 9 — 32 | >5,5(14,4В) > 12(24 В) | 4 4 | <0,5(3 Вт) 10 | 50 50 | 20 20 | 80 80 | >0,07 >0,07 | 3,5* 3,5* | >6,5 >11,3 | <60 <60 | — | MT-17 | ||
| UL1401L | 16 | 1(1 1В) | 8 | 0,5(0, 5 Вт) | — | >100 | 30 | 0,008 | 1 | TO-3 | |||||
| UL1401P | 16 | 1(11 В) | 8 | 0,5(0, 5 Вт) | — | >100 | 30 | 0,008 | 1 | — | |||||
| UL1402L | 18 | >2(13,2В) | 4 | 0,5(0, 5 Вт) | — | >100 | 30 | 0,008 | 1,5 | TO-3 | |||||
| UL1402P | 18 | >2(13,2В) | 4 | 0,5(0, 5 Вт) | — | >100 | 30 | 0,008 | 1,5 | — | |||||
| UL1403L | 25 | 3(18 В) | 8 | 0,5(0, 5 Вт) | — | 34 | 0,01 | 1,5 | TOO | ||||||
| UL1403P | 25 | 3(18 В) | 8 | 0,5(0, 5 Вт) | — | — | 34 | 0,01 | 1,5 | — | — | — | — | ||
| UL1405L | 27 | 5(22 В) | 8 | 0,5(0, 5 Вт) | — — — | — — | 34 | 0,01 | 1,5 | ||||||
| UL1461L UL1480P | 18 30 | >3(13,2В) 5(24 В) | 4 16 | 1,3(1 Вт) 10 | 35 | 20 | 59 74 | 0,01 0,008 5 | 2 | — | — | 4* 1 | TO-3 TO-3 | ||
| UL1481P | 20 | 6(14, 4 В) | 4 | 10 | 40 | 20 | 80 | 5 | 2,5 | 1 1 | |||||
| UL1490N | 12 | 0,65(9 В) | 15 | 10 | >100 | 46 | 1 | 0,5 | 1 | ||||||
| UL1491R | 6 — 12 | 0,65(9 В) | 8 | 10 | — | 50 | i | — | — | <1 | — | ||||
| UL1492R UL1439R UL1495N | 6 — 15 6 — 12 12 | 2,1(12В) 2, Ц9 В) 0,65 (9 В) | 8 4 15 | 0,3(1 Вт) 0,3(1 Вт) 10 | — | >100 | 46 | 50 50 1 | 1 1,5 0,5 | — | — | <1 <1 | — | ||
| UL1496R UL1497R UL1498R | 12 15 12 | 1,2(9 В) 2,1(12В) 2, 1(9 В) | 8 8 4 | 10 0,3(1 Вт) 0,3(1 Вт) | — | 50 50 50 | 1 1 1,5 | — | — | <1 <1 <1 | — | ||||
| цА706АРС цА706ВРС ЦА783РЗС цА783Р4С IHA7307 | 6 — 16 6 — 16 30 30 3 — 16 | >4,5 4,5 > 8(24 В) 5, 2(14, 4 В) >0,9(9В) | 4 4 8 4 8 | 3 3 0,3(5 Вт) 0,3(5 Вт) 0,8(0, 55 Вт) | 20 20 25 | 30 30 20 | >43 >43 70 70 75 | 3 3 5 5 5 | 0,51(2,5*) 2,5* 3,5* 3,5* 1* | <6,5 <6,5 <11,2 <11,2 <4 | <30 <30 <30 <30 <9 | 1,7 2,3 1(6*) 1,05 | 14-23 14Т4 12Т14 12Т15 8-15 | ||
Большое значение для усилителей мощности имеет проблема рассеяния тепла. Для надежной работы максимально допустимая температура кристаллов не должна превышать 175°С. Усилители характеризуются тепловыми сопротивлениями между кристаллом (переходами) и корпусом Rпер-кор и между корпусом и окружающей средой Rкор-окр(Rпер-окр — Rпер-кор+Rкор-окр), которые зависят от размеров кристалла и его расположения, типа корпуса и его размеров, температуры окружающей среды. Значения тепловых сопротивлений определяются экспериментально и приводятся в справочных данных. При повышении температуры окружающей среды допустимая мощность усилителя уменьшается линейно.