Zosilňovač 2x120W s integrovaným obvodom STK4241

Ing. Anton Kosmel

V zosilňovači 2 x 120W je použitý integrovaný obvod firmy SANYO STK4241 V, ktorý obsahuje oba koncové stupne v jednom púzdre. Tým, že sú oba koncové stupne na jednej doske je možné realizovať zosilňovač za prijateľnejšiu cenu ako v prípade oddelených koncových obvodov. Doska obsahuje okrem koncových stupňov zdroj napájacieho napätia +60, -60V, +15V, -15V, ochranu reproduktorových sústav

doska je bez integrovaného obvodu STK 4241

JPG_DPS/STK4241_DPS.jpg

JPG_DPS/STK4241_ROZMIESTNENIE_NA_DPS_1.jpg

JPG_DPS/STK4241_ROZMIESTNENIE_NA_DPS_3.jpg

PDF_NF/STK4241V.pdf

Technické parametre:

Hybridný integrovaný obvod fy SANYO STK 4241 V - nízkofrekvenčný zosilňovač 120 W+ 120W s THD = 0,08%
Doporučené pracovné hodnoty
Parameter Symbol Podmienky Hodnota Jednotka
min. typ max 
Doporučené napájacie napätie Ucc +54 / -54 V
Zaťažovacia impedancia RL 8 Ohm
Kľudový prúd Icco Ucc = +66V / -66V 20 40 100 
Výkon na výstupe Po THD = 0,08%, f = 20Hz.....20kHz 120 - - %
Celkové harmonické skreslenie THD Po = 1W, f = 1kHz - - 0,08 %
Frekvenčný rozsah fL, fH Po = 1W +0...-3dB - 20..50kHz - Hz
Vstupná impedancia rj Po = 1W, f = 1kHz - 55 - kOhm
Maximálne napájacie napätie Uccmax +78 / - 78 V

Popis zapojenia

Celková schéma zapojenia nf zosilňovača je na obr.:1 pri jeho konštrukcii bol použitý jeden hybridný integrovný obvod STK4241 V firmy SANYO, ktorý obsahuje dva výkonové koncové stupne v jednom púzdre. Obvod je dodávaný v púzdre s 22 vývodmi. V uvedenej konštrukcii je použitý typ označený rímskou "V" na konci. Obvod s týmto označením má celkové harmonické skreslenie /THD/ menšie ako 0,08%. Použitie obvodu s oboma koncovými stupňami v jednom púzdre výrazne zlacňuje konštrukciu celého nf zosilňovača.

Na doske sa okrem koncových stupňov nachádza zdroj napájacieho napätia +60V, -60V, ktorý je tvorený usmerňovacími 8 A diódovými mostíkmi D1, D2 a filtračnými kondenzátormi C7, C8, C9, C10. Kondenzátory C1, C2, C3, C4, C5, C6, C11, C12, C13, C14 zabezpečujú odrušenie zdroja. Prívodné vodiče od transformátora je dobre skrútiť, pripájajú sa na svorkovnice CON3, CON4. Istenie zdroja zabezpečujú poistky 4A osadené v poistkových púzdrach. Poistky 4A je dobré pri oživovaní nahradiť hodnotami cca 200mA.

Zdroj +15V, -15V je určený pre napájanie korekčného zosilňovača cez konektor PFL14 CON 6, ktorý sa nachádza na doske plošného spoja koncových stupňov a s korekčným predzosilňovačom ho spája plochý 14 párový vodič. Na stabilizáciu napájacieho napätia sú použité stabilizátory IO2 7815 na kladné napájacie napätie a IO3 7915 na záporné napájacie napätie.

Oddelený nbapájací zdroj pre korekčný zosilňovač zlepšuje odstup S/N celého zosilňovača.

Okrem toho je tu zdroj 20V tvorený diódami D7, D8, filtračným kondenzátorom C39 určený pre napájanie relé RE1 v ochrane reproduktorových sústav a pomocných obvodov cez J1 až J7. Na tieto konektory je možné pripojiť signalizáciu LED diódami J1 až J4, chladenie ventilátorom J5, spínač ventilátora J6, signalizáciu zopnutia ventilátora J7. Hodnoty odporov R51 až R56 je nutné prisôsobiť použitým zariadeniam pripojeným na tieto konektory. Hodnotami odporov R54 a R55 je možné meniť rýchlosť otáčok chladiaceho ventilátora.

Nízkofrekvenčný signál prichádza cez konektor CON6 /PFL14/ na pásmovú priepusť R21, R22, C51, C52. Kapacita C51 určuje hornú medznú frekvenciu zosilňovača, potlačuje frekvencie nad horným akustickým pásmom a zabraňuje prieniku vf signálov na vstupy hybridného integrovaného obvodu. Pásmová priepusť zlepšuje ostup S/N. RC člen C50, R20 je zapojený na vstupný diferenciálny stupeň, zabezpečuje jeho frekvenčnú stabilitu.

Napájanie vstupných budiacich stupňov v IO1 je realizované cez odpory R36, R37 /+U/ na vývod 14 a R30 na vývod 6 /-U/. Napájanie koncových stupňov je privedené na vývody IO1 číslo 13 /+U/ a vývod 11, 16 /-U/ - je rozdelené pre každý koncový stupeň. Kondenzátory C68, C69 filtrujú napájacie napätie. napäťový zisk zosilňovača je nastavený rezistormi R24, R25, ktoré tvoria zápornú spätnú väzbu. Súčasťou spätnej väzby je aj kondenzátor C53, ktorý zmenšuje zosilnenie pre jednosmernú zložku. Napäťový zisk je daný pomerom odporov R25/R24. Na vývode 8 IO1 je vyvedený umlčovač - muting, ktorý sa uvedie do činnosti privedením -U cez odpor cca 10K, v uvedenom zapojení nie je využitý.

Na výstupe IO1 je použitý RLC filter R47, R48, L1, C66. Filter zabezpečuje stabilitu voči rozkmitaniu pri akejkoľveik záťaži. Cievky L1 a L sú 18 závitové z CuL priemeru 1,2mm navinuté na 10mm

Na doske sa nachádza obvod ochrany, ktorý už bol popisovaný v AR6/99.

Dôraz pri konštrukcii bol kladený na minimálne rozmery a vhodné vedenie zemniacich a signálových spojov tak aby si konštrukcia udražala dobrý odstup S/N

Oživenie a nastavenie

Doska plošného spoja je na obr.: 2, rozmiestnenie súčiastok na doske plošného spoja je na obr.: 3.

Ak na zhotovenie použijeme kvalitné súčiastky a ich montáž bude vykonaná čisto, bude pracovať na prvé zapojenie. Keďže nemá žiadne nastavovacie prvky zaobídeme sa bez meracích prístrojov a postačí nám jednoduchý merací prístroj, ktorý len použijeme na overenie napájacích napätí, prípadne na zmeranie odberov prúdu. Pri návrhu dosky bolo veľmi prísne rešpektované jednobodové uzemnenie, ktoré maximálne eliminuje vznik "brumov"

Záver:

 Kompletnú stavebnicu vrátane chladičov a toroidného sieťového transformátora je možné

objednať u firmy:A.M.I.S., spol. s r. o.

Použitá literatúra:

[1] Thick Film Hybrid IC STK 4241 AF Power Amplifier /Split Power Supply/.....katalógový list SANYO Electric Co., Ltd