Smart overload protection power amplifier «Zita (Z) ThermalTrak™»

техническое описание
двухкаскадный усилитель мощности низкой частоты (УМЗЧ)
Первый каскад- ФНЧ (фильтр низких частот)
Второй каскад- УМ (усилитель мощности)
технические характеристики:
Р(ном) = 100 Вт ( ограниченная мощность, THD < 0.005%, Rн = 4 Ом )
Р(макс) = 126 Вт ( ограниченная мощность, THD ≈ 1%, Rн = 4 Ом )
Iп = 50 -- 100 мА ( ток покоя оконечного каскада, на плечо )
G = 20 дБ ( усиление напряжения переменного тока УМЗЧ )
Rвх = 10 кОм ( входное сопротивление УМЗЧ )
THD < 0.005% ( рабочая область частот, до 9-й гармоники вкл, Р(ном) = 100 Вт, Rн = 4 Ом )
SINAD 93дБ ( рабочая область частот, P(вых) = 10 мВт, Rн = 4 Ом )
F(w) 20 Гц -- 20 кГц ( рабочая область частот )
F(Р-3дБ) 8 Гц -- 390 кГц ( сильносигнальная область частот УМ, фильтр отсечки реакт. нагр. откл. )
F(-3дБ) 8 Гц -- 440 кГц ( эффективная область частот, фильтр отсечки реакт. нагр. откл. )
F(-1дБ) 15 Гц -- 230 кГц ( область частот с фазовым сдвигом сигнала до ≈ 30*)
Первый каскад- ФНЧ с эффективной полосой пропускания F(-3дБ) до 450 кГц. Каскад усиливает напряжение
переменного тока (G=10 дБ) и обеспечивает первичную защиту от динамических перегрузок. Схемотехнически
реализован на операционном усилителе (ОУ) и работает по инвертирующей схеме включения с однополюсной
частотно-фазовой коррекцией (ЧФК).
Второй каскад- трёхкаскадная архитектура инвертирующего УМ (G=10 дБ) с эффективной малосигнальной
полосой пропускания F(-3дБ) до 2.3 МГц, комбинированным усилителем ошибки в качестве входного каскада
(ВК Iк), источником тока управляемым напряжением (ИТУН IIк) в каскаде усиления напряжения (УН) и
повторителя напряжения (ПН IIIк) для согласования каскада УН с нагрузкой. УМ охвачен цепью общей
отрицательной обратной связи (ОООС) с однополюсной ЧФК.
усилитель мощности
ВК (Iк)
Комбинированный каскад усиления ошибки сложения переменной составляющей напряжений в точке «Р1».
Работает в линейном режиме, как инвертирующий усилитель с усилением > |60| дБ. В режиме защиты,
как аттенюатор с коэффициентом ослабления до -45 дБ и экспоненциальной характеристикой регулирования.
Имеет цепь (А1) местной ООС с элементами защиты от перегрузки по входному напряжению УМ (ограничи-
тель на диодах). Цепь местной ООС работает только при значительных ошибках сложения сигналов в точке
Р1» в случае нелинейного режима работы каскадов УМ, в линейном режиме влияния на усиление каскада не
оказывает. Дифференциальный вход ИТУН в режиме линейного усиления или слабого уровня перегрузки
работает асимметрично (в точке «Р1» доля переменной составляющей напряжения невелика).
Значительное увеличение переменной составляющей в точке «Р1» свидетельствует о потере эффективности
ослабления аттенюатором входного сигнала перегрузки, в этом случае ИТУН перейдёт в дифференциальный
режим работы, а УМ на архитектуру двухкаскадного инвертирующего усилителя с частичным (полным)
выключением аттенюатора из тракта усиления. (Другими словами, в режиме полного отсутствия
контроля в петле ОООС усиление УМ с разомкнутой цепью ОООС (AOL) снижается с ≈65 дБ до ≈20 дБ,
при частичном контроле, петлевое усиление (LG) изменяется от ≈10 дБ до ≈55 дБ, в зависимости от ве-
личины переменной составляющей напряжения в точке «Р1», что обеспечивает режим контролируемой
перегрузки УМ.) При усилении импульсного сигнала (меандр) аттенюатор и ИТУН в дифференциальном режи-
ме будут работать совместно, не допуская перехода каскадов УМ в нелинейный режим на сложных участках
сигнала (П\Х, спад импульса). Оптимальная переходная характеристика (П\Х) прямоугольного импульса в этом
случае формируется автоматически. В любых практических случаях перегрузок по напряжению выходная мощ-
ность УМ в нагрузке (4 Ом) ограничивается Р(вых) ≈200 Вт (ограничитель на диодах).
ИТУН (IIк)
Каскад усиления напряжения.
Имеет симметричный дифференциальный вход и нагружен на входной импеданс Z(c) ≈800 кОм повторителя
напряжения. Используется мостовая схема включения с виртуальной точкой напряжения в измерительной
диагонали и стабилизацией источником тока питания в силовой диагонали моста. Питание моста стабилизи-
рованным током улучшает ослабление синфазной и дифференциальной помехи (PSRR,CMRR) по силовым 35V
шинам питания УМ. Схемотехнически ИТУН реализован на симметричном дифференциальном входном
каскаде и токовом зеркале с тремя выходами по току, имеющими коэффициент отражения тока ≈1.
ПН (IIIк)
Повторитель напряжения.
Трёхкаскадный усилитель тока с высоким входным импедансом (Z ≈3 МОм на плечо), по схеме параллельного
повторителя и симметричных повторителей предоконечного и оконечного каскадов. Оконечный каскад на
эмиттерных повторителях, один из транзисторов в плече работает в классе В, другой в классе АВ
(транзистор «ThermalTrak™»). В предоконечном каскаде установлен источник напряжения предварительного
смещения для пары транзисторов оконечного каскада, работающих без тока покоя в классе В
(мощность активного транзистора Р(вых) ≥ 1Вт, Rн= 4 Ом).
Техническое описание.
https://disk.yandex.ru/d/UqMTXXI2_NC7XQ