A legjobb minőségű hangerősítő. Az Unch MOSFET tranzisztorokat használó audio teljesítményerősítő működésének leírása a tranzisztorokról szóló bolgár magazinból

Egy egyszerű tranzisztoros erősítő jó eszköz lehet az eszközök tulajdonságainak tanulmányozására. Az áramkörök és a kialakítások meglehetősen egyszerűek, az eszközt saját maga is elkészítheti, és ellenőrizheti a működését, megmérheti az összes paramétert. A modern térhatású tranzisztoroknak köszönhetően szó szerint három elemből lehet miniatűr mikrofonerősítőt készíteni. A hangrögzítési paraméterek javítása érdekében csatlakoztassa egy személyi számítógéphez. És a beszélgetőpartnerek a beszélgetések során sokkal jobban és tisztábban hallják a beszédet.

Frekvencia jellemzők

Az alacsony frekvenciájú (audio) erősítők szinte minden háztartási készülékben megtalálhatók - sztereó rendszerekben, televíziókban, rádiókban, magnókban és még személyi számítógépekben is. De vannak tranzisztorokon, lámpákon és mikroáramkörökön alapuló RF erősítők is. A különbség köztük az, hogy az ULF csak az emberi fül által érzékelt hangfrekvencián teszi lehetővé a jel erősítését. A tranzisztoros hangerősítők lehetővé teszik a 20 Hz és 20 000 Hz közötti frekvenciájú jelek reprodukálását.

Következésképpen a legegyszerűbb készülék is képes felerősíteni a jelet ebben a tartományban. És ezt a lehető legegyenletesebben teszi. Az erősítés közvetlenül függ a bemeneti jel frekvenciájától. Ezen mennyiségek grafikonja szinte egyenes. Ha az erősítő bemenetére tartományon kívüli frekvenciájú jel kerül, az eszköz működési minősége és hatékonysága gyorsan csökken. Az ULF-kaszkádokat általában alacsony és középfrekvenciás tartományban működő tranzisztorokkal szerelik össze.

Az audioerősítők működési osztályai

Az összes erősítő eszköz több osztályba van osztva, attól függően, hogy a kaszkádon áthaladó áram milyen mértékben megy át a működési időszak alatt:

1. „A” osztály - az áram megállás nélkül folyik az erősítő fokozatának teljes működési ideje alatt.
2. A "B" munkaosztályban az áram fél ideig folyik.
3. Az „AB” osztály azt jelzi, hogy az áram az erősítő fokozatán az időtartam 50-100%-ának megfelelő ideig folyik át.
4. „C” üzemmódban az elektromos áram a működési idő felénél kevesebb ideig folyik.
5. A „D” ULF módot a rádióamatőr gyakorlatban a közelmúltban használták - valamivel több mint 50 éve. A legtöbb esetben ezeket az eszközöket digitális elemek alapján valósítják meg, és nagyon magas hatásfokkal rendelkeznek - több mint 90%.

A torzítás jelenléte az alacsony frekvenciájú erősítők különböző osztályaiban

Az „A” osztályú tranzisztoros erősítő munkaterületét meglehetősen kicsi nemlineáris torzítások jellemzik. Ha a bejövő jel magasabb feszültségű impulzusokat lövell ki, ez a tranzisztorok telítődését okozza. A kimeneti jelben minden harmonikus közelében magasabbak kezdenek megjelenni (10 vagy 11-ig). Emiatt fémes hang jelenik meg, amely csak a tranzisztoros erősítőkre jellemző.

Ha a tápellátás instabil, a kimeneti jelet a hálózati frekvencia közelében amplitúdó szerint modellezi. A hang durvább lesz a frekvenciaválasz bal oldalán. De minél jobban stabilizálódik az erősítő tápegysége, annál bonyolultabbá válik az egész készülék kialakítása. Az „A” osztályban működő ULF-ek hatékonysága viszonylag alacsony - kevesebb, mint 20%. Ennek az az oka, hogy a tranzisztor folyamatosan nyitva van, és folyamatosan áram folyik rajta.

A hatékonyság növelése érdekében (bár kissé) push-pull áramköröket használhat. Egyik hátránya, hogy a kimenő jel félhullámai aszimmetrikussá válnak. Ha „A” osztályból „AB” osztályba lép, a nemlineáris torzítások 3-4-szeresére nőnek. De a teljes eszközáramkör hatékonysága továbbra is növekedni fog. Az „AB” és „B” ULF osztályok jellemzik a torzítás növekedését a bemeneti jelszint csökkenésével. De még ha fel is állítja a hangerőt, ez nem segít teljesen megszabadulni a hiányosságoktól.

Munka középfokú osztályokban

Minden osztálynak több fajtája van. Például van egy „A+” osztályú erősítők. Ebben a bemeneti tranzisztorok (alacsony feszültség) „A” módban működnek. A végfokozatba szerelt nagyfeszültségűek azonban „B” vagy „AB” állásban működnek. Az ilyen erősítők sokkal gazdaságosabbak, mint az „A” osztályúak. A nemlineáris torzítások száma észrevehetően alacsonyabb - nem haladja meg a 0,003%-ot. Bipoláris tranzisztorok használatával jobb eredmények érhetők el. Az alábbiakban az ezeken az elemeken alapuló erősítők működési elvét tárgyaljuk.

De a kimenő jelben még mindig nagyszámú magasabb harmonikus található, amitől a hang jellegzetesen fémessé válik. Vannak „AA” osztályú erősítő áramkörök is. Ezekben a nemlineáris torzítások még kisebbek - akár 0,0005%. De a tranzisztoros erősítők fő hátránya továbbra is fennáll - a jellegzetes fémes hang.

"Alternatív" minták

Ez nem jelenti azt, hogy alternatívák, de egyes szakemberek, akik a kiváló minőségű hangvisszaadást szolgáló erősítők tervezésében és összeszerelésében vesznek részt, egyre inkább a csöves kialakításokat részesítik előnyben. A csöves erősítők a következő előnyökkel rendelkeznek:

1. Nagyon alacsony szintű nemlineáris torzítás a kimeneti jelben.
2. Kevesebb magasabb harmonikus van, mint a tranzisztoros kivitelben.

De van egy hatalmas hátránya, amely meghaladja az összes előnyt - feltétlenül telepítenie kell egy eszközt a koordinációhoz. Az a tény, hogy a csőfokozat nagyon nagy ellenállással rendelkezik - több ezer Ohm. De a hangszóró tekercsellenállása 8 vagy 4 Ohm. Ezek összehangolásához transzformátort kell telepítenie.

Ez persze nem túl nagy hátrány - vannak olyan tranzisztoros eszközök is, amelyek transzformátorokat használnak a végfokozat és a hangszórórendszer összehangolására. Egyes szakértők azzal érvelnek, hogy a leghatékonyabb áramkör a hibrid áramkör, amely egyvégű erősítőket használ, amelyeket nem érint a negatív visszacsatolás. Ráadásul mindezek a kaszkádok ULF „A” osztályú üzemmódban működnek. Más szavakkal, a tranzisztoron lévő teljesítményerősítőt ismétlőként használják.

Ezenkívül az ilyen eszközök hatékonysága meglehetősen magas - körülbelül 50%. De nem szabad csak a hatékonyság- és teljesítménymutatókra összpontosítania - ezek nem jelzik az erősítő hangvisszaadásának kiváló minőségét. Sokkal fontosabb a jellemzők linearitása és minősége. Ezért elsősorban rájuk kell figyelni, nem pedig a hatalomra.

Egyvégű ULF áramkör egy tranzisztoron

A legegyszerűbb erősítő, amely egy közös emitteráramkör szerint épül fel, „A” osztályban működik. Az áramkör n-p-n szerkezetű félvezető elemet használ. A kollektorkörbe egy R3 ellenállás van beépítve, amely korlátozza az áram áramlását. A kollektor áramkör a pozitív tápvezetékhez, az emitter áramkör pedig a negatív vezetékhez csatlakozik. Ha p-n-p szerkezetű félvezető tranzisztorokat használ, akkor az áramkör pontosan ugyanaz lesz, csak a polaritást kell megváltoztatnia.

A C1 leválasztó kondenzátor segítségével a váltakozó bemeneti jel leválasztható az egyenáramforrásról. Ebben az esetben a kondenzátor nem akadályozza a váltakozó áram áramlását az alap-emitter út mentén. Az emitter-bázis átmenet belső ellenállása az R1 és R2 ellenállásokkal együtt a legegyszerűbb tápfeszültségosztó. Az R2 ellenállás ellenállása általában 1-1,5 kOhm - a legjellemzőbb értékek az ilyen áramkörökre. Ebben az esetben a tápfeszültség pontosan a felére oszlik. És ha az áramkört 20 voltos feszültséggel táplálja, akkor láthatja, hogy a h21 áramerősítés értéke 150 lesz. Meg kell jegyezni, hogy a tranzisztorokon lévő HF erősítők hasonló áramkörök szerint készülnek, csak működnek kicsit másképp.

Ebben az esetben az emitter feszültsége 9 V, és az áramkör „E-B” szakaszában a csökkenés 0,7 V (ami jellemző a szilíciumkristályokon lévő tranzisztorokra). Ha figyelembe vesszük a germánium tranzisztorokon alapuló erősítőt, akkor ebben az esetben az „E-B” szakasz feszültségesése 0,3 V lesz. A kollektor áramkörében az áramerősség megegyezik az emitterben folyó árammal. Kiszámíthatja úgy, hogy az emitter feszültségét elosztja az R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA ellenállással. Az alapáram értékének kiszámításához 9 mA-t el kell osztani a h21 - 9 mA/150 = 60 μA erősítéssel. Az ULF-konstrukciók általában bipoláris tranzisztorokat használnak. Működési elve eltér a terepitől.

Az R1 ellenálláson most kiszámíthatja a csökkenési értéket - ez a különbség az alap és a tápfeszültség között. Ebben az esetben az alapfeszültséget a képlet segítségével találhatja meg - az emitter jellemzőinek és az „E-B” átmenet összege. 20 V-os tápellátás esetén: 20 - 9,7 = 10,3. Innen számítható ki az R1 = 10,3 V/60 μA = 172 kOhm ellenállásérték. Az áramkör C2 kapacitást tartalmaz, amely szükséges egy olyan áramkör megvalósításához, amelyen az emitteráram váltakozó komponense áthaladhat.

Ha nem telepíti a C2 kondenzátort, a változó komponens nagyon korlátozott lesz. Emiatt egy ilyen tranzisztor alapú hangerősítő nagyon alacsony h21 áramerősítéssel rendelkezik. Figyelni kell arra, hogy a fenti számításokban a bázis- és a kollektoráramokat egyenlőnek feltételeztük. Sőt, az alapáramnak azt vettük, amely az emitterből az áramkörbe áramlik. Csak akkor fordul elő, ha a tranzisztor alapkimenetére előfeszítő feszültséget kapcsolunk.

De figyelembe kell venni, hogy a kollektor szivárgási árama abszolút mindig átfolyik az alapáramkörön, függetlenül az előfeszítés jelenlététől. A közös emitter áramkörökben a szivárgó áramot legalább 150-szeresére erősítik. De általában ezt az értéket csak a germánium tranzisztorokon alapuló erősítők kiszámításakor veszik figyelembe. Szilícium használata esetén, ahol a „K-B” áramkör árama nagyon kicsi, ezt az értéket egyszerűen figyelmen kívül hagyjuk.

MOS tranzisztor alapú erősítők

Az ábrán látható térhatású tranzisztoros erősítőnek sok analógja van. Beleértve a bipoláris tranzisztorok használatát. Ezért hasonló példának tekinthetjük egy közös emitteres áramkör szerint összeállított hangerősítő kialakítását. A képen egy közös forrásáramkör szerint készült áramkör látható. Az R-C csatlakozások a bemeneti és kimeneti áramkörökön vannak felszerelve, így a készülék „A” osztályú erősítő üzemmódban működik.

A jelforrásból származó váltakozó áramot a C1 kondenzátor választja el a közvetlen tápfeszültségtől. A térhatású tranzisztoros erősítőnek szükségszerűen olyan kapupotenciállal kell rendelkeznie, amely alacsonyabb lesz, mint ugyanaz a forrásjellemző. Az ábrán a kapu az R1 ellenálláson keresztül csatlakozik a közös vezetékhez. Ellenállása nagyon magas - általában 100-1000 kOhm ellenállásokat használnak a tervekben. Ekkora ellenállást úgy választanak meg, hogy a bemeneti jel ne legyen söntölve.

Ez az ellenállás szinte nem engedi át az elektromos áramot, aminek következtében a kapupotenciál (jel hiányában a bemeneten) megegyezik a talajéval. A forrásnál a potenciál nagyobb, mint a talajé, csak az R2 ellenálláson bekövetkezett feszültségesés miatt. Ebből világosan látszik, hogy a kapunak kisebb a potenciálja, mint a forrásnak. És pontosan ez szükséges a tranzisztor normál működéséhez. Figyelni kell arra a tényre, hogy a C2 és R3 ebben az erősítő áramkörben ugyanazt a célt szolgálja, mint a fent tárgyalt kialakításnál. A bemeneti jel pedig 180 fokkal eltolódik a kimeneti jelhez képest.

ULF transzformátorral a kimeneten

Egy ilyen erősítőt saját kezével készíthet otthoni használatra. Az „A” osztályban működő séma szerint hajtják végre. A kialakítás megegyezik a fentebb tárgyaltakkal - közös emitterrel. Az egyik jellemző, hogy transzformátort kell használnia az illesztéshez. Ez egy ilyen tranzisztoros hangerősítő hátránya.

A tranzisztor kollektoráramkörét a primer tekercs terheli, amely kimenő jelet fejleszt a szekunderen keresztül a hangszórókhoz. Az R1 és R3 ellenállásokon feszültségosztó van összeszerelve, amely lehetővé teszi a tranzisztor működési pontjának kiválasztását. Ez az áramkör előfeszítő feszültséget ad az alapra. Az összes többi alkatrésznek ugyanaz a célja, mint a fent tárgyalt áramköröknek.

Push-pull audio erősítő

Nem mondható, hogy ez egy egyszerű tranzisztoros erősítő, mivel a működése kicsit bonyolultabb, mint a korábban tárgyaltak. A push-pull ULF-ekben a bemeneti jel két különböző fázisú félhullámra van felosztva. És ezeket a félhullámokat mindegyik saját kaszkádja erősíti fel, amely tranzisztoron készül. Minden félhullám felerősítése után mindkét jelet egyesítik és elküldik a hangszóróknak. Az ilyen összetett transzformációk jeltorzulást okozhatnak, mivel két, még azonos típusú tranzisztor dinamikus és frekvenciatulajdonságai is eltérőek lesznek.

Ennek eredményeként jelentősen romlik a hangminőség az erősítő kimenetén. Ha egy push-pull erősítő az „A” osztályban működik, nem lehet összetett jelet jó minőségben reprodukálni. Ennek oka, hogy az erősítő vállán folyamatosan megnövekedett áram folyik át, a félhullámok aszimmetrikusak, fázistorzulások lépnek fel. A hang kevésbé érthetővé válik, melegítéskor a jeltorzítás még jobban megnő, különösen alacsony és ultra-alacsony frekvenciákon.

Transzformátor nélküli ULF

A tranzisztoros mélyhangerősítő, amely transzformátorral készült, annak ellenére, hogy a kialakítás kis méretű lehet, még mindig tökéletlen. A transzformátorok még mindig nehezek és terjedelmesek, ezért jobb, ha megszabadulunk tőlük. Sokkal hatékonyabbnak bizonyul a különböző típusú vezetőképességű komplementer félvezető elemekre készült áramkör. A legtöbb modern ULF pontosan ilyen sémák szerint készül, és a „B” osztályban működik.

A tervezésben használt két nagy teljesítményű tranzisztor emitter követő áramkör (közös kollektor) szerint működik. Ebben az esetben a bemeneti feszültség veszteség és erősítés nélkül kerül a kimenetre. Ha nincs jel a bemeneten, akkor a tranzisztorok a bekapcsolás határán vannak, de még mindig ki vannak kapcsolva. Ha harmonikus jelet adunk a bemenetre, az első tranzisztor pozitív félhullámmal nyit, a második pedig levágási módban van.

Következésképpen csak pozitív félhullámok haladhatnak át a terhelésen. De a negatívak kinyitják a második tranzisztort, és teljesen kikapcsolják az elsőt. Ebben az esetben csak negatív félhullámok jelennek meg a terhelésben. Ennek eredményeként a teljesítményben felerősített jel megjelenik a készülék kimenetén. Az ilyen tranzisztorokat használó erősítő áramkör meglehetősen hatékony, és stabil működést és kiváló minőségű hangvisszaadást biztosít.

ULF áramkör egy tranzisztoron

A fent leírt összes funkció tanulmányozása után az erősítőt saját kezűleg összeállíthatja egy egyszerű elemalap segítségével. A tranzisztor használható hazai KT315 vagy bármely külföldi analógja - például BC107. Terhelésként 2000-3000 Ohm ellenállású fejhallgatót kell használni. A tranzisztor alapjára előfeszítő feszültséget kell vezetni egy 1 MΩ-os ellenálláson és egy 10 μF-os leválasztó kondenzátoron keresztül. Az áramkör 4,5-9 V feszültségű, 0,3-0,5 A áramerősségű forrásról táplálható.

Ha az R1 ellenállás nincs csatlakoztatva, akkor nem lesz áram az alapban és a kollektorban. De csatlakoztatáskor a feszültség eléri a 0,7 V szintet, és körülbelül 4 μA áramot enged át. Ebben az esetben az áramerősség körülbelül 250 lesz. Innen egyszerű számítást végezhet az erősítő tranzisztorokkal, és megtudhatja a kollektor áramát - kiderül, hogy 1 mA. Miután összeállította ezt a tranzisztoros erősítő áramkört, tesztelheti. Csatlakoztasson egy terhelést a kimenethez - fejhallgató.

Érintse meg az erősítő bemenetét az ujjával - jellegzetes zajnak kell megjelennie. Ha nincs ott, akkor valószínűleg a szerkezetet rosszul szerelték össze. Ellenőrizze még egyszer az összes csatlakozást és elem minősítést. A bemutató világosabbá tétele érdekében csatlakoztasson egy hangforrást az ULF bemenethez – a lejátszó vagy a telefon kimenetéhez. Hallgasson zenét és értékelje a hangminőséget.

Az alacsony frekvenciájú erősítőket (LF) arra használják, hogy a gyenge jeleket, elsősorban a hangtartományban, erősebb jelekké alakítsák, amelyek elfogadhatók az elektrodinamikus vagy más hangsugárzókon keresztüli közvetlen érzékeléshez.

Vegye figyelembe, hogy a 10...100 MHz-ig terjedő nagyfrekvenciás erősítők hasonló áramkörök szerint épülnek fel, a különbség leggyakrabban abból adódik, hogy az ilyen erősítők kondenzátorainak kapacitásértékei annyiszor csökkennek, ahányszor a a nagyfrekvenciás jel frekvenciája meghaladja az alacsony frekvenciájúét.

Egyszerű erősítő egy tranzisztorral

A legegyszerűbb ULF, amely egy közös emitterrel rendelkező áramkör szerint készült, az ábrán látható. 1. Rakományként telefonkapszulát használnak. Ennél az erősítőnél a megengedett tápfeszültség 3...12 V.

Az R1 előfeszítő ellenállás értékét (tíz kOhm) célszerű kísérletileg meghatározni, mivel annak optimális értéke függ az erősítő tápfeszültségétől, a telefonkapszula ellenállásától és az adott tranzisztor átviteli együtthatójától.

Rizs. 1. Egyszerű ULF áramköre egy tranzisztoron + kondenzátor és ellenállás.

Az R1 ellenállás kezdeti értékének kiválasztásához figyelembe kell venni, hogy értékének legalább százszor nagyobbnak kell lennie, mint a terhelési áramkörben lévő ellenállás. Az előfeszítő ellenállás kiválasztásához ajánlott egy 20...30 kOhm ellenállású állandó ellenállást és egy 100...1000 kOhm ellenállású változó ellenállást sorba kötni, majd kis amplitúdójú hangot alkalmazva jelet az erősítő bemenetére, például magnóról vagy lejátszóról, forgassa el a változtatható ellenállás gombját, hogy a legjobb jelminőséget érje el a legnagyobb hangerőn.

A C1 átmeneti kondenzátor kapacitásértéke (1. ábra) 1 és 100 μF között változhat: minél nagyobb ez a kapacitás, annál alacsonyabb frekvenciákat tud az ULF felerősíteni. Az alacsony frekvenciák erősítésének technikájának elsajátításához ajánlott kísérletezni az elemértékek és az erősítők üzemmódjainak kiválasztásával (1-4. ábra).

Továbbfejlesztett egytranzisztoros erősítő opciók

ábra ábrájához képest bonyolultabb és továbbfejlesztett. ábrán 1 erősítő áramkör látható. ábra diagramján. A 2. ábrán az erősítőfokozat emellett tartalmaz egy frekvenciafüggő negatív visszacsatolási láncot (R2 ellenállás és C2 kondenzátor), amely javítja a jel minőségét.

Rizs. 2. Egy tranzisztoros ULF diagramja frekvenciafüggő negatív visszacsatolási lánccal.

Rizs. 3. Egytranzisztoros erősítő osztóval, amely előfeszítő feszültséget szolgáltat a tranzisztor alapjához.

Rizs. 4. Egytranzisztoros erősítő automatikus előfeszítéssel a tranzisztorbázishoz.

ábra diagramján. A 3. ábrán a tranzisztor alapjának előfeszítése „merevebben” van beállítva egy osztó segítségével, ami javítja az erősítő működési minőségét, ha működési feltételei megváltoznak. ábra szerinti áramkörben erősítőtranzisztoron alapuló „automatikus” előfeszítés-beállítást alkalmazunk. 4.

Kétfokozatú tranzisztoros erősítő

Két egyszerű erősítő fokozat sorba kapcsolásával (1. ábra) kétfokozatú ULF-et kaphatunk (5. ábra). Egy ilyen erősítő erősítése megegyezik az egyes fokozatok erősítési tényezőinek szorzatával. Nem könnyű azonban nagy stabil erősítést elérni a fokozatok számának ezt követő növelésével: az erősítő nagy valószínűséggel öngerjeszti.

Rizs. 5. Egyszerű kétfokozatú kisfrekvenciás erősítő áramköre.

A kisfrekvenciás erősítők új fejlesztései, amelyek kapcsolási rajzait az elmúlt években gyakran bemutatják a folyóiratok oldalain, a nemlineáris torzítás minimális együtthatójának elérését, a kimeneti teljesítmény növelését, az erősített frekvenciák sávszélességének bővítését célozzák, stb.

Ugyanakkor a különféle eszközök beállításánál és kísérletezésnél gyakran szükség van egy egyszerű ULF-re, amely néhány perc alatt összeállítható. Az ilyen erősítőnek minimális számú szűkös elemet kell tartalmaznia, és a tápfeszültség és a terhelési ellenállás széles tartományában kell működnie.

Térhatású és szilícium tranzisztorokon alapuló ULF áramkör

Egy egyszerű kisfrekvenciás teljesítményerősítő áramköre közvetlen kapcsolással a fokozatok között az ábrán látható. 6 [Rl 3/00-14]. Az erősítő bemeneti impedanciáját az R1 potenciométer névleges értéke határozza meg, és több száz ohmtól több tíz megohmig változhat. Az erősítő kimenetére 2...4 és 64 Ohm vagy annál nagyobb ellenállású terhelést csatlakoztathat.

Nagy ellenállású terheléseknél a KT315 tranzisztor VT2-ként használható. Az erősítő 3-15 V tápfeszültség tartományban működik, bár elfogadható teljesítménye akkor is megmarad, ha a tápfeszültség 0,6 V-ra csökken.

A C1 kondenzátor kapacitása 1 és 100 μF között választható. Ez utóbbi esetben (C1 = 100 μF) az ULF az 50 Hz-től 200 kHz-ig terjedő és magasabb frekvenciasávban működhet.

Rizs. 6. Egyszerű kisfrekvenciás erősítő áramköre két tranzisztorral.

Az ULF bemeneti jel amplitúdója nem haladhatja meg a 0,5...0,7 V-ot. Az erősítő kimenő teljesítménye a terhelési ellenállástól és a tápfeszültség nagyságától függően több tíz mW-tól W egységig változhat.

Az erősítő beállítása az R2 és R3 ellenállások kiválasztásából áll. Segítségükkel a VT1 tranzisztor lefolyásánál a feszültséget az áramforrás feszültségének 50...60% -ára állítják be. A VT2 tranzisztort hűtőborda lemezre (radiátorra) kell felszerelni.

Sín-kaszkád ULF közvetlen csatlakozással

ábrán. A 7. ábra egy másik, látszólag egyszerű ULF diagramját mutatja, közvetlen kapcsolatokkal a kaszkádok között. Ez a fajta csatlakozás javítja az erősítő frekvenciakarakterisztikáját az alacsony frekvenciájú tartományban, és az áramkör egésze leegyszerűsödik.

Rizs. 7. Egy háromfokozatú ULF sematikus diagramja a fokozatok közötti közvetlen kapcsolattal.

Ugyanakkor az erősítő hangolását bonyolítja, hogy minden erősítő ellenállást külön kell kiválasztani. Az R2 és R3, R3 és R4, R4 és R BF ellenállások arányának hozzávetőlegesen a (30...50) és 1 közötti tartományban kell lennie. Az R1 ellenállásnak 0,1...2 kOhm-nak kell lennie. ábrán látható erősítő számítása. 7 megtalálható a szakirodalomban, például [R 9/70-60].

Kaszkád ULF áramkörök bipoláris tranzisztorokkal

ábrán. A 8. és 9. ábrán a kaszkód ULF-ek bipoláris tranzisztorokat használó áramkörei láthatók. Az ilyen erősítőknek meglehetősen nagy Ku-erősítése van. Erősítő az ábrán. A 8-as 30 Hz-től 120 kHz-ig terjedő frekvenciasávban Ku=5 [MK 2/86-15]. ULF az ábrán látható diagram szerint. 9 1%-nál kisebb harmonikus együtthatóval 100-as erősítést kap [RL 3/99-10].

Rizs. 8. ULF kaszkád két tranzisztoron, erősítés = 5.

Rizs. 9. Kaszkád ULF két tranzisztoron, erősítés = 100.

Gazdaságos ULF három tranzisztorral

A hordozható elektronikus berendezéseknél fontos paraméter az ULF hatékonysága. Egy ilyen ULF diagramja az ábrán látható. 10 [RL 3/00-14]. Itt a VT1 térhatású tranzisztor és a VT3 bipoláris tranzisztor kaszkádcsatlakozását használják, és a VT2 tranzisztort úgy csatlakoztatják, hogy stabilizálja a VT1 és VT3 működési pontját.

A bemeneti feszültség növekedésével ez a tranzisztor söntöli a VT3 emitter-bázis csomópontját, és csökkenti a VT1 és VT3 tranzisztoron átfolyó áram értékét.

Rizs. 10. Egyszerű gazdaságos kisfrekvenciás erősítő áramköre három tranzisztorral.

A fenti áramkörhöz hasonlóan (lásd a 6. ábrát) ennek az ULF-nek a bemeneti ellenállása több tíz ohmtól tíz megohmig állítható be. Telefonkapszulát, például TK-67-et vagy TM-2V-t használtak teherként. A dugóval csatlakoztatott telefonkapszula egyidejűleg az áramkör tápkapcsolójaként is szolgálhat.

Az ULF tápfeszültség 1,5 és 15 V között mozog, bár a készülék működőképessége akkor is megmarad, ha a tápfeszültséget 0,6 V-ra csökkentik. A 2...15 V tápfeszültség tartományban az erősítő által felvett áram a következő kifejezéssel írják le:

1(μA) = 52 + 13*(Fel)*(Upit),

ahol az Upit a tápfeszültség voltban (V).

Ha kikapcsolja a VT2 tranzisztort, az eszköz által fogyasztott áram egy nagyságrenddel megnő.

Kétfokozatú ULF a fokozatok közötti közvetlen csatolással

Példák az ULF-ekre közvetlen csatlakozással és az üzemmódok minimális megválasztásával az ábrán látható áramkörök. 11 - 14. Nagy nyereséggel és jó stabilitással rendelkeznek.

Rizs. 11. Egyszerű kétfokozatú ULF mikrofonhoz (alacsony zajszint, nagy nyereség).

Rizs. 12. Kétfokozatú alacsony frekvenciájú erősítő KT315 tranzisztorokkal.

Rizs. 13. Kétfokozatú alacsony frekvenciájú erősítő KT315 tranzisztorokkal - 2. opció.

A mikrofonerősítőt (11. ábra) alacsony önzajszint és nagy erősítés jellemzi [MK 5/83-XIV]. VM1 mikrofonként elektrodinamikus típusú mikrofont használtak.

A telefonkapszula mikrofonként is funkcionálhat. ábra szerinti erősítők működési pontjának stabilizálása (kezdeti előfeszítés a bemeneti tranzisztor alján). A 11-13. ábrán látható feszültségesés a második erősítő fokozat emitterellenállásán keresztül történik.

Rizs. 14. Kétfokozatú ULF térhatású tranzisztorral.

A nagy bemeneti ellenállású (körülbelül 1 MOhm) erősítő (14. ábra) VT1 térhatású tranzisztoron (forráskövető) és bipoláris tranzisztoron - VT2 (egy közösen) készül.

ábrán látható egy térhatású tranzisztorokat használó kaszkád alacsony frekvenciájú erősítő, amely szintén nagy bemeneti impedanciával rendelkezik. 15.

Rizs. 15. egyszerű kétfokozatú ULF áramköre két térhatású tranzisztor segítségével.

ULF áramkörök alacsony ohmos terhelésekkel való munkához

Az ábrán láthatók a tipikus ULF-ek, amelyeket alacsony impedanciájú terhelésekre terveztek, és több tíz mW-os vagy nagyobb kimeneti teljesítménnyel rendelkeznek. 16, 17.

Rizs. 16. Egyszerű ULF kis ellenállású terhelés melletti munkához.

A BA1 elektrodinamikus fej csatlakoztatható az erősítő kimenetére, ahogy az ábra mutatja. 16. ábra, vagy átlósan a hídra (17. ábra). Ha az áramforrás két sorba kapcsolt elemből (akkumulátorból) készül, a BA1 fej jobb kimenete a diagram szerint közvetlenül, SZ, C4 kondenzátorok nélkül csatlakoztatható a középpontjukhoz.

Rizs. 17. Kisfrekvenciás erősítő áramköre kis ellenállású terhelés beépítésével a híd átlójában.

Ha egy egyszerű csöves ULF áramkörre van szüksége, akkor egy ilyen erősítő akár egyetlen cső felhasználásával is összeszerelhető, nézze meg elektronikai weboldalunkat a megfelelő részben.

Irodalom: Shustov M.A. Gyakorlati áramkör-tervezés (1. könyv), 2003.

Helyesbítések a kiadványban:ábrán. A 16. és 17. ábrákon a D9 dióda helyett diódalánc van felszerelve.

A tranzisztoros erősítők a modernebb mikroáramköri erősítők megjelenése ellenére sem veszítették el relevanciájukat. A mikroáramkör beszerzése néha nem olyan egyszerű, de a tranzisztorok szinte minden elektronikus eszközből eltávolíthatók, ezért a lelkes rádióamatőrök néha hegyeket halmoznak fel ezekből az alkatrészekből. Annak érdekében, hogy megtaláljuk a felhasználásukat, egy egyszerű tranzisztoros teljesítményerősítő összeállítását javaslom, amelynek összeszerelését még egy kezdő is el tudja sajátítani.

Rendszer

Az áramkör 6 tranzisztorból áll, és 12 voltos feszültség mellett akár 3 wattot is képes kifejteni. Ez az erő elegendő egy kis helyiség vagy munkahely megszólaltatásához. Az áramkörben lévő T5 és T6 tranzisztorok képezik a végfokozatot, helyükre a széles körben használt hazai analógok, a KT814 és KT815 telepíthetők. A kimeneti tranzisztorok kollektoraira csatlakoztatott C4 kondenzátor leválasztja a kimeneti jel egyenáramú komponensét, ezért ez az erősítő hangszóróvédő kártya nélkül is használható. Még ha az erősítő meghibásodik működés közben, és állandó feszültség jelenik meg a kimeneten, akkor sem megy túl ezen a kondenzátoron, és a hangszórórendszer hangszórói sértetlenek maradnak. Jobb, ha a bemeneten C1 filmleválasztó kondenzátort használunk, de ha nincs kéznél, akkor egy kerámia is megteszi. A D1 és D2 diódák analógjai ebben az áramkörben 1N4007 vagy hazai KD522. A hangszóró 4-16 Ohm ellenállással használható, minél kisebb az ellenállása, annál nagyobb teljesítményt fejleszt az áramkör.

(letöltések száma: 686)

Erősítő összeállítás

Az áramkör 50x40 mm-es nyomtatott áramköri lapra van összeállítva, a cikkhez egy Sprint-Layout formátumú rajzot csatolunk. Nyomtatáskor az adott nyomtatott áramköri lapot tükrözni kell. A maratás és a toner tábláról való eltávolítása után lyukakat fúrunk, a legjobb egy 0,8-1 mm-es fúró, a kimeneti tranzisztorok és a sorkapocs furataihoz pedig 1,2 mm.

A lyukak kifúrása után célszerű az összes pályát bádogozni, ezzel csökkentve az ellenállásukat és megóvva a rezet az oxidációtól. Ezután a kis alkatrészeket beforrasztják - ellenállások, diódák, majd kimeneti tranzisztorok, sorkapocs, kondenzátorok. A diagram szerint a kimeneti tranzisztorok kollektorait össze kell kötni, ezen a kártyán ez a bekötés a tranzisztorok „hátsó”-jának rövidre zárásával történik vezetékkel vagy radiátorral, ha van ilyen. Radiátort kell felszerelni, ha az áramkör 4 Ohm ellenállású hangszóróra van terhelve, vagy ha nagy hangerős jel érkezik a bemenetre. Más esetekben a kimeneti tranzisztorok alig melegszenek fel, és nem igényelnek további hűtést.

Az összeszerelés után feltétlenül mossa le a fennmaradó fluxust a sínekről, és ellenőrizze a kártyát összeszerelési hibák vagy rövidzárlatok szempontjából a szomszédos sínek között.

Erősítő beállítása és tesztelése

Az összeszerelés befejezése után áram alá helyezheti az erősítőkártyát. Az áramfelvétel figyeléséhez ampermérőt kell csatlakoztatni az egyik tápvezeték réséhez. Bekapcsoljuk a tápfeszültséget, és megnézzük az ampermérő leolvasását; anélkül, hogy jelet adnánk a bemenetre, az erősítőnek körülbelül 15-20 mA-t kell fogyasztania. A nyugalmi áramot az R6 ellenállás állítja be; növeléséhez csökkentenie kell ennek az ellenállásnak az ellenállását. A nyugalmi áramot nem szabad túlságosan növelni, mert A kimeneti tranzisztorok hőtermelése megnő. Ha a nyugalmi áram normális, akkor jelet küldhet a bemenetre, például zenét számítógépről, telefonról vagy lejátszóról, csatlakoztathat hangszórót a kimenethez, és elkezdheti a hallgatást. Bár az erősítő egyszerű kialakítású, nagyon elfogadható hangminőséget biztosít. Két csatorna egyidejű, bal és jobb oldali lejátszásához az áramkört kétszer kell összeszerelni. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ha a jelforrás messze van a kártyától, akkor azt árnyékolt vezetékkel kell csatlakoztatni, különben az interferencia és az interferencia nem kerülhető el. Így ez az erősítő teljesen univerzális alacsony áramfelvételének és kompakt lapméretének köszönhetően. Használható számítógépes hangszórók részeként és egy kis helyhez kötött zenei központ létrehozásához is. Boldog szerelést.

Most az interneten rengeteg különféle erősítők áramkörét találja a mikroáramkörökön, főleg a TDA sorozaton. Elég jó tulajdonságokkal, jó hatásfokkal rendelkeznek és nem is olyan drágák, ezért is olyan népszerűek. A hátterükben azonban a tranzisztoros erősítők, amelyek beállítása nehéz, de nem kevésbé érdekesek, méltatlanul feledésbe merültek.

Erősítő áramkör

Ebben a cikkben egy nagyon szokatlan, „A” osztályban működő, mindössze 4 tranzisztort tartalmazó erősítő összeszerelésének folyamatát tekintjük meg. Ezt a sémát John Linsley Hood angol mérnök dolgozta ki még 1969-ben, idős kora ellenére a mai napig aktuális.

A mikroáramkörök erősítőitől eltérően a tranzisztoros erősítők gondos hangolást és a tranzisztorok kiválasztását igénylik. Ez a rendszer sem kivétel, bár rendkívül egyszerűnek tűnik. VT1 tranzisztor – bemenet, PNP szerkezet. Kísérletezhet különféle kis teljesítményű PNP tranzisztorokkal, beleértve a germánium tranzisztorokat, például az MP42-t. Az olyan tranzisztorok, mint a 2N3906, BC212, BC546, KT361 VT1 néven jól beváltak ebben az áramkörben. VT2 tranzisztor - NPN szerkezetek, közepes vagy kis teljesítményű, KT801, KT630, KT602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165 alkalmasak ide. Különös figyelmet kell fordítani a VT3 és VT4 kimeneti tranzisztorokra, vagy inkább azok erősítésére. Ide jól illeszkednek a KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. Ki kell választani két egyforma tranzisztort a lehető legközelebbi erősítéssel, és ennek nagyobbnak kell lennie 120-nál. Ha a kimeneti tranzisztorok erősítése kisebb, mint 120, akkor nagy erősítésű tranzisztort kell behelyezni (300 vagy több). ) a vezetői szakaszban (VT2).

Az erősítők névleges beállításai

Az ábrán néhány névleges érték az áramkör tápfeszültsége és terhelési ellenállása alapján került kiválasztásra; néhány lehetséges opció a táblázatban látható:

Nem ajánlott a tápfeszültséget 40 V fölé emelni, mert a kimeneti tranzisztorok meghibásodhatnak. Az A osztályú erősítők jellemzője a nagy nyugalmi áram, és ennek következtében a tranzisztorok erős felmelegedése. Például 20 voltos tápfeszültség és 1,5 amper nyugalmi áram mellett az erősítő 30 wattot fogyaszt, függetlenül attól, hogy a bemenetére érkezik-e jel vagy sem. Ugyanakkor mindegyik kimeneti tranzisztoron 15 watt hő oszlik el, és ez egy kis forrasztópáka teljesítménye! Ezért a VT3 és VT4 tranzisztorokat hőpaszta segítségével nagy radiátorra kell felszerelni.
Ez az erősítő hajlamos az öngerjesztésre, ezért a kimenetére egy Zobel áramkör van beépítve: egy 10 ohmos ellenállás és egy 100 nF-os kondenzátor sorba kötve a föld és a kimeneti tranzisztorok közös pontja közé (ezt az áramkört szaggatott vonal jelzi az ábrán).
Amikor először kapcsolja be az erősítőt, be kell kapcsolnia egy ampermérőt a nyugalmi áram figyeléséhez. Amíg a kimeneti tranzisztorok fel nem melegednek az üzemi hőmérsékletre, egy kicsit lebeghet, ez teljesen normális. Valamint az első bekapcsoláskor meg kell mérni a feszültséget a kimeneti tranzisztorok (VT4 kollektor és VT3 emitter) közös pontja és a test között, ott a tápfeszültség fele legyen. Ha a feszültség felfelé vagy lefelé eltér, meg kell csavarni az R2 vágóellenállást.

Erősítő kártya:

(letöltések száma: 605)

A tábla LUT módszerrel készül.

Az általam épített erősítő

Néhány szó a kondenzátorokról, a bemenetről és a kimenetről. A diagramon a bemeneti kondenzátor kapacitása 0,1 µF, de ez a kapacitás nem elegendő. Bemenetként 0,68 - 1 µF kapacitású filmkondenzátort kell használni, különben az alacsony frekvenciák nem kívánt levágása lehetséges. A C5 kimeneti kondenzátort a tápfeszültségnél nem kisebb feszültségre kell beállítani, és nem szabad mohónak lenni a kapacitással sem.
Ennek az erősítő áramkörének az az előnye, hogy nem jelent veszélyt az akusztikai rendszer hangszóróira, mivel a hangszóró egy csatolókondenzátoron (C5) keresztül van csatlakoztatva, ez azt jelenti, hogy ha állandó feszültség jelenik meg a kimeneten, pl. Például, ha az erősítő meghibásodik, a hangszóró sértetlen marad, végül is a kondenzátor nem engedi át az egyenfeszültséget.

2. számú séma

A második erősítőnk áramköre sokkal bonyolultabb, de jobb hangminőséget tesz lehetővé. Ezt a fejlettebb áramköri kialakításnak, a nagyobb erősítőerősítésnek (és ezáltal a mélyebb visszacsatolásnak), valamint a kimeneti tranzisztorok kezdeti torzításának beállításának köszönhetően sikerült elérni.

Az új erősítőverzió diagramja a ábrán látható. 11.20. Ezt az erősítőt, az elődjétől eltérően, bipoláris feszültségforrás táplálja.

Az erősítő bemeneti fokozata a VT1-VT3 tranzisztorokon az ún. differenciál erősítő. A differenciálerősítőben lévő VT2 tranzisztor áramforrás (a differenciálerősítőkben gyakran egy meglehetősen nagy értékű hagyományos ellenállást használnak áramforrásként). És a VT1 és VT3 tranzisztorok két utat képeznek, amelyek mentén a forrás árama a terheléshez megy.

Ha az egyik tranzisztor áramkörében az áram növekszik, akkor a másik tranzisztor áramkörében lévő áram pontosan ugyanannyival csökken - az áramforrás mindkét tranzisztor áramának összegét állandó szinten tartja.

Ennek eredményeként a differenciálerősítő tranzisztorai szinte „ideális” összehasonlító eszközt alkotnak, ami fontos a jó minőségű visszacsatolásos működéshez. Az egyik tranzisztor bázisára erősített jelet, a másik alapjára pedig visszacsatolójelet táplálunk az R6, R8 ellenállásokon lévő feszültségosztón keresztül.

Az antifázisú „divergencia” jel az R4 és R5 ellenállásokon van leválasztva, és két erősítőáramkörre van ellátva:

• VT7 tranzisztor;
• VT4-VT6 tranzisztorok.

Ha nincs mismatch jel, akkor mindkét lánc, azaz a VT7 és VT6 tranzisztorok árama egyenlő, és a kollektoraik csatlakozási pontján a feszültség (a mi áramkörünkben a VT8 tranzisztor tekinthető ilyen pontnak) pontosan megegyezik. nulla.

Ha nem illesztési jel jelenik meg, a tranzisztoráramok eltérőek lesznek, és a csatlakozási pont feszültsége nullánál többé-kevésbé lesz. Ezt a feszültséget a VT9, VT10 és VT11, VT12 komplementer párokra szerelt kompozit emitterkövető erősíti fel, és a hangszórókat táplálja – ez az erősítő kimeneti jele.

A VT8 tranzisztor szabályozására szolgál az ún. a végfok nyugalmi árama. Amikor az R14 vágóellenállás csúszkája az áramkörnek megfelelő felső helyzetben van, a VT8 tranzisztor teljesen nyitva van. Ebben az esetben a rajta lévő feszültségesés közel nulla. Ha az ellenállás csúszkáját az alsó helyzetbe mozgatja, a VT8 tranzisztor feszültségesése megnő. Ez pedig egyenértékű azzal, mintha előfeszítő jelet vezetnénk be a kimeneti emitter követő tranzisztorainak alapjaiba. Üzemmódjuk C osztályról B osztályra, és elvileg A osztályra változik. Mint már tudjuk, ez a hangminőség javításának egyik módja – nem szabad csak a visszajelzésekre hagyatkozni.

Fizetés . Az erősítő egyoldalas, 1,5 mm vastag, 50x47,5 mm méretű üvegszálból készült táblára van felszerelve. A nyomtatott áramköri lap tükörképes elrendezése és az alkatrészek elrendezése letölthető. Megnézzük az erősítő működését. Az erősítő megjelenése az ábrán látható. 11.21.

Analógok és elembázis . A szükséges alkatrészek hiányában a VT1, VT3 tranzisztorok bármilyen alacsony zajszintűre cserélhetők, legalább 100 mA megengedett áramerősséggel, az erősítő tápfeszültségénél nem alacsonyabb megengedett feszültséggel és a lehető legnagyobb nyereséggel.

Az ipar különösen az ilyen áramkörökhöz gyárt tranzisztor-szerelvényeket, amelyek egy pár tranzisztor egy csomagban a leginkább hasonló jellemzőkkel - ez ideális megoldás lenne.

A VT9 és VT10 tranzisztoroknak kiegészítőnek kell lenniük, valamint a VT11 és VT12 tranzisztoroknak. Ezeket az erősítő tápfeszültségének legalább kétszeresére kell tervezni. Elfelejtetted kedves rádióamatőr, hogy az erősítőt bipoláris feszültségforrás táplálja?

Külföldi analógok esetén a komplementer párokat általában feltüntetik a tranzisztor dokumentációjában, a hazai eszközök esetében - izzadnia kell az interneten! A VT11, VT12 végfok tranzisztorainak ezenkívül legalább egy áramerősséget kell ellenállniuk:

I in = U / R, A,

U- erősítő tápfeszültség,
R- AC ellenállás.

A VT9, VT10 tranzisztoroknál a megengedett áramerősségnek legalább:

I p = I in / B, A,

én be- a kimeneti tranzisztorok maximális árama;
B- a kimeneti tranzisztorok erősítése.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a teljesítménytranzisztorok dokumentációja néha két erősítést ad - az egyik a „kis jelű” erősítési módhoz, a másik az eredeti áramkörhöz. Nem az, amelyre a számításhoz kell, a „kis jelhez”. Kérjük, vegye figyelembe a KT972/KT973 tranzisztorok sajátosságait is - erősítésük több mint 750.

A talált analógnak nem kell kisebb erősítéssel rendelkeznie – ez elengedhetetlen ehhez az áramkörhöz. A fennmaradó tranzisztorok megengedett feszültsége legalább kétszerese az erősítő tápfeszültségének, és a megengedett áramerősség legalább 100 mA. Ellenállások - bármely, amelynek megengedett teljesítményvesztesége legalább 0,125 W. A kondenzátorok elektrolitikusak, kapacitásuk nem kisebb, mint az előírt, üzemi feszültsége pedig nem kisebb, mint az erősítő tápfeszültsége.

olvasson tovább