Korekční články zesilovače

Nízkofrekvenční zesilovač se může podobně jako řada jiných elektronických obvodů chovat neočekávaně a může kmitat. Jeho stabilita je daná především vnitřní strukturou a zavedenými zpětnými vazbami. Pro zlepšení stability se již delší dobu používá ustálené zapojení korekčních článků na vstupu a výstupu.

Na vstupu se často používá jednoduchý RC filtr pro omezení pronikání nadzvukových signálů do vstupu zesilovače. Mezní kmitočet filtru pro pokles o 3 dB vypočítáte podle vztahu:

f = 1 / (2 π * Ri * Ci)

Kmitočet vstupní dolní propusti je vhodné nastavit kolem 100 kHz. To je kmitočet který by měl s dostatečnou rezervou obsáhnout nízkofrekvenční pásmo a přitom již potlačuje kmity na vyšších frekvencích. V našem zesilovači je vstupní filtr zakomponován pomocí kondenzátoru C9 a vstupního odporu. V doporučeném zapojení v technické dokumentaci vstupní dolní propust není zakreslena. Při stavbě zkušebního vzorku zesilovače však měl jeden kanál tendenci kmitat na frekvenci asi 1 MHz. Nepomáhalo ani upravení vstupních cest (upravení rozložení plošného spoje). Proto byl kondenzátor C9 zařazen do zapojení zesilovače. Po úpravě byl zesilovač již stabilní ve všech testech.

Také výstupní články (sériový Rs,Cs a paralelní Rp,Lp) slouží ke zvětšení stability zesilovače. Při konstrukci z integrovaných obvodů doporučuji použít hodnoty uvedené v technickém listu. Pokud byste měli článek navrhnout, můžete použít následující postup:

  1. Velikost Rp a Rs bývá obvykle srovnatelná s hodnotou Rz. Např. pro Rz = 4 Ohmy může být Rp = Rs = 4R7.
  2. Mezní kmitočty článku f zvolíme také kolem 100 kHz.
  3. Zbývající hodnoty dopočítáme podle:

    f = 1 / (2 π * Rs * Cs)

    f = Rp / (2 π * Lp)

Reproduktor je obvykle cívka, jejíž impedance roste s kmitočtem. Pro vysoké kmitočty se pak zesilovač může chovat jako téměř nezatížený a může mít tendence kmitat. Tzv. "Boucherotův člen" Rs,Cs (obr. nahoře) je kombinace malého odporu v sérii s kondenzátorem s kapacitou obvykle stovek nF. Pro nízké kmitočty se neuplatňuje, při kmitočtu nad akustickým pásmem klesne reaktance kondenzátoru a výstup začne být zatěžován sériovým rezistorem. Kmitočet, od kterého článek R7, C7 ve schéma našeho zesilovače začíná ovlivňovat zátěž si teď dokážete spočítat sami. Doporučuji pokud možno držet se předepsaných hodnot v doporučeném zapojení.

Poslední článek z obrázku nahoře - Rp,Lp není v našem zesilovači využit. Používá se především u výkonnějších zesilovačů a má chránit výstup zesilovače proti přetížení při zatížení zátěží s kapacitním charakterem. U malých a středních zesilovačů (stejně jako v našem případě) nebývá využit. Pokud byste však věděli, že zesilovač bude pracovat s výraznou kapacitní zátěží, snadno si již potřebný článek navrhnete :-)