Nízkofrekvenční tranzistorové obvody. Dva nízkofrekvenční obvody na tranzistorech. Popis obvodu nízkofrekvenčního zesilovače

Na Habré už byly publikace o elektronkových zesilovačích pro kutily, které byly velmi zajímavé na čtení. Nepochybně znějí báječně, ale pro každodenní použití je jednodušší použít zařízení s tranzistory. Tranzistory jsou pohodlnější, protože nevyžadují zahřívání před provozem a jsou odolnější. A ne každý si troufne rozjet lampovou ságu s anodovými potenciály pod 400 V a transformátory pro tranzistorové na pár desítek voltů jsou mnohem bezpečnější a jednoduše dostupnější.

Jako obvod pro reprodukci jsem zvolil obvod od Johna Linsleyho Hooda v roce 1969, přičemž parametry autora vycházely z impedance mých reproduktorů 8 ohmů.

Klasický diagram od britského inženýra, publikovaný před téměř 50 lety, je stále jedním z nejlépe reprodukovatelných a dostává o sobě mimořádně pozitivní recenze. Existuje pro to mnoho vysvětlení:
- minimální počet prvků zjednodušuje instalaci. Také se věří, že čím jednodušší design, tím lepší zvuk;
- přestože jsou výstupní tranzistory dva, není třeba je třídit do komplementárních párů;
- 10 wattový výstup s rezervou stačí do běžných lidských obydlí a vstupní citlivost 0,5-1 voltu velmi dobře odpovídá výstupu většiny zvukových karet nebo gramofonů;
- třída A - je to i třída A v Africe, pokud se bavíme o dobrém zvuku. Srovnání s ostatními třídami bude o něco nižší.

Vzhled interiéru

Zesilovač začíná s napájením. Oddělení dvou kanálů pro stereo je nejsprávnější provést již ze dvou různých transformátorů, ale omezil jsem se na jeden transformátor se dvěma sekundárními vinutími. Po těchto vinutích každý kanál existuje sám o sobě, takže nesmíme zapomenout vynásobit dvěma vše, co je uvedeno níže. Na prkénku vyrábíme můstky na Schottkyho diodách pro usměrňovač.

Na obyčejných diodách nebo i hotových můstcích to jde, ale pak se musí šuntovat kondenzátory a úbytek napětí na nich je větší. Po můstcích jsou CRC filtry ze dvou kondenzátorů 33000 uF a mezi nimi rezistor 0,75 Ohm. Pokud vezmete menší kapacitu a odpor, pak se CRC filtr zlevní a méně se zahřeje, ale zvlnění se zvýší, což není nic špatného. Tyto parametry jsou IMHO rozumné z hlediska poměru cena/výkon. Rezistor ve filtru potřebuje výkonný cementový, při klidovém proudu do 2A odvede 3W tepla, takže je lepší to brát s rezervou 5-10W. Pro zbytek rezistorů v obvodu stačí 2 W.

Dále se přesuneme k samotné desce zesilovače. V internetových obchodech se prodává spousta hotových velryb, ale o nic méně stížností na kvalitu čínských komponent nebo negramotné rozložení na deskách. Proto je lepší to udělat sami, pod vlastním "sypkým práškem". Udělal jsem oba kanály na jednom prkénku, takže ho později připevním ke spodní části pouzdra. Spustit s testovacími položkami:

Vše kromě výstupních tranzistorů Tr1 / Tr2 je na samotné desce. Výstupní tranzistory jsou namontovány na radiátorech, více níže. Ke schématu autora z původního článku je třeba uvést následující poznámky:

Ne vše je potřeba hned napevno připájet. Odpory R1, R2 a R6 je lepší dát nejprve trimry, po všech úpravách odpařit, změřit jejich odpor a připájet koncové konstantní odpory se stejným odporem. Nastavení je omezeno na následující operace. Nejprve se pomocí R6 nastaví tak, aby napětí mezi X a nulou bylo přesně poloviční než napětí + V a nula. V jednom z kanálů mi 100 kOhm nestačilo, takže je lepší brát tyto trimry s rezervou. Poté pomocí R1 a R2 (dodržení jejich přibližného poměru!) se nastaví klidový proud - tester dáme k měření stejnosměrného proudu a právě tento proud změříme v místě vstupu napájecího zdroje plus. Musel jsem výrazně snížit odpor obou rezistorů, abych získal požadovaný klidový proud. Klidový proud zesilovače ve třídě A je maximální a v podstatě při absenci vstupního signálu jde vše do tepelné energie. U 8ohmových reproduktorů by tento proud podle doporučení autora měl být 1,2 A při napětí 27 Voltů, což znamená 32,4 wattů tepla na kanál. Protože nastavení proudu může trvat několik minut, výstupní tranzistory již musí být na chladicích chladičích, jinak se rychle přehřejí a zemřou. Protože jsou hlavně vyhřívané.

Je možné, že jako experiment budete chtít porovnat zvuk různých tranzistorů, takže můžete ponechat i možnost jejich pohodlné náhrady. Zkoušel jsem vstupy 2N3906, KT361 a BC557C, tam byl nepatrný rozdíl ve prospěch druhého. V předvíkendu jsme vyzkoušeli KT630, BD139 a KT801, zastavili jsme se u importovaných. I když všechny výše uvedené tranzistory jsou velmi dobré a rozdíl může být spíše subjektivní. Na výstupu jsem hned dal 2N3055 (ST Microelectronics), protože je má mnoho lidí rádo.

Při nastavování a podhodnocování odporu zesilovače se může zvýšit mezní frekvence nízké frekvence, proto je pro kondenzátor na vstupu lepší použít ne 0,5 mikrofaradů, ale 1 nebo dokonce 2 mikrofarady v polymerovém filmu. Ruský obrázkový diagram „Ultra-lineární zesilovač třídy A“ stále chodí po síti, kde je tento kondenzátor obecně navržen jako 0,1 mikrofarad, který je plný všech basů při 90 Hz:

Píší, že tento obvod není náchylný k samobuzení, ale pro každý případ je mezi bod X a zem umístěn Zobelův obvod: R 10 Ohm + C 0,1 mikrofarad.
- pojistky, mohou a měly by být instalovány jak na transformátoru, tak na napájecím vstupu obvodu.
- pro maximální kontakt mezi tranzistorem a radiátorem by bylo velmi vhodné použít teplovodivou pastu.

Zámečnictví a truhlářství

Nyní o tradičně nejobtížnější části kutilství - případu. Rozměry skříně jsou určeny radiátory a měly by být velké ve třídě A, pamatujte na asi 30 wattů tepla na každé straně. Nejprve jsem tento výkon podcenil a vyrobil jsem skříň s průměrnými radiátory 800 cm² na kanál. Při nastaveném klidovém proudu 1,2A se však za 5 minut zahřály na 100 °C a bylo jasné, že je potřeba něco výkonnějšího. To znamená, že musíte buď nainstalovat větší radiátory, nebo použít chladiče. Nechtěl jsem vyrábět kvadrokoptéru, tak jsem si koupil obří krasavice HS 135-250 s plochou 2500 cm² pro každý tranzistor. Jak ukázala praxe, takové opatření se ukázalo jako trochu nadbytečné, ale nyní se můžete bezpečně dotknout zesilovače rukama - teplota je pouze 40 ° C i v klidovém režimu. Jistým problémem se stalo vrtání děr do chladičů pro spojovací materiál a tranzistory - původně zakoupené čínské vrtáky do kovu se vrtaly extrémně pomalu, každá díra by trvala minimálně půl hodiny. Na pomoc přišly kobaltové vrtáky s úhlem ostření 135° od známého německého výrobce - každý otvor je vyvrtán za pár sekund!

Samotné tělo jsem vyrobil z plexiskla. Okamžitě objednáme u sklenářů nařezané obdélníky, uděláme do nich potřebné otvory pro spojovací materiál a zezadu je natřeme černou barvou.

Velmi pěkně vypadá nalakované plexisklo na zadní straně. Teď už jen zbývá vše posbírat a užít si múzy ... ach ano, při finální montáži je ještě důležité pořádně naředit zeminu, aby se minimalizovalo pozadí. Jak bylo zjištěno desítky let před námi, C3 je potřeba propojit se signálovou zemí, tzn. na minusový vstup-vstup a všechny ostatní minusy lze poslat do "hvězdy" poblíž filtračních kondenzátorů. Pokud je vše provedeno správně, není slyšet žádné pozadí, i když přiblížíte ucho k reproduktoru na maximální hlasitost. Další „zemní“ vlastnost, která je charakteristická pro zvukové karty, které nejsou galvanicky odděleny od počítače, je rušení od základní desky, která může prolézat USB a RCA. Soudě podle internetu se problém vyskytuje často: v reproduktorech můžete slyšet zvuky HDD, tiskárny, myši a pozadí napájecí jednotky systémové jednotky. V tomto případě je nejjednodušší způsob, jak přerušit zemnící smyčku, přilepit zem na zástrčku zesilovače elektrickou páskou. Zde se není čeho bát, tk. přes počítač bude procházet druhá zemní smyčka.

Nedělal jsem ovládání hlasitosti na zesilovači, protože jsem nemohl dostat žádné kvalitní ALPS a neměl jsem rád šustění čínských potenciometrů. Místo toho byl mezi zem a vstupní signál instalován normální odpor 47K. Regulátor externí zvukové karty je navíc vždy po ruce a každý program má také posuvník. Pouze gramofon nemá ovládání hlasitosti, takže jsem k propojovacímu kabelu připojil externí potenciometr, abych to mohl poslouchat.

Uhodnu tento kontejner za 5 sekund...

Konečně můžete začít poslouchat. Jako zdroj zvuku je použit Foobar2000 → ASIO → externí Asus Xonar U7. Sloupce Microlab Pro3. Hlavní předností těchto reprosoustav je samostatný blok vlastního zesilovače na mikroobvodu LM4766, který lze okamžitě vyjmout někam dál. Mnohem zajímavější s touto akustikou byl zesilovač z minisystému Panasonic s hrdým nápisem Hi-Fi nebo zesilovač sovětského gramofonu Vega-109. Obě výše uvedená zařízení pracují ve třídě AB. JLH, prezentovaný v článku, přehrál všechny výše uvedené soudruhy v jedné brance na základě výsledků slepého testu pro 3 osoby. I když byl rozdíl slyšet pouhým uchem a bez jakýchkoliv testů, zvuk je jednoznačně detailnější a transparentnější. Je docela snadné například slyšet rozdíl mezi MP3 256 kbps a FLAC. Dříve jsem si myslel, že bezztrátový efekt připomíná spíše placebo, ale nyní se názor změnil. Stejně tak se stalo mnohem příjemnějším poslouchat soubory, které nejsou komprimované z loudness war – dynamický rozsah pod 5 dB není vůbec led. Linsley Hood stojí za investici času a peněz, protože podobný značkový zesilovač bude stát mnohem více.

Materiálové náklady

Transformátor 2200 r.
Výstupní tranzistory (6 ks. S rezervou) 900 r.
Filtrační kondenzátory (4 ks) 2700 rub.
"Uvolněné" (odpory, malé kondenzátory a tranzistory, diody) ~ 2000 r.
Radiátory 1800 r.
Plexisklo 650 r.
Barva 250 rub.
Konektory 600 rub.
Desky, dráty, stříbrná pájka atd. ~ 1000 r.
CELKEM ~ 12100 p.

Tranzistorový zesilovač i přes svou již dlouhou historii zůstává oblíbeným předmětem výzkumu jak začátečníků, tak ctihodných radioamatérů. A to je pochopitelné. Je nepostradatelnou součástí nejoblíbenějších a nízkofrekvenčních (audio) frekvenčních zesilovačů. Podíváme se, jak se staví nejjednodušší tranzistorové zesilovače.

Frekvenční odezva zesilovače

V každém televizním nebo rozhlasovém přijímači, v každém hudebním centru nebo zesilovači zvuku můžete najít tranzistorové zesilovače zvuku (nízkofrekvenční - LF). Rozdíl mezi tranzistorovými audio zesilovači a ostatními typy spočívá v jejich frekvenčních charakteristikách.

Tranzistorový audio zesilovač má jednotnou frekvenční charakteristiku ve frekvenčním rozsahu od 15 Hz do 20 kHz. To znamená, že zesilovač převádí (zesiluje) všechny vstupní signály s frekvencí v tomto rozsahu přibližně stejným způsobem. Obrázek níže ukazuje ideální křivku frekvenční odezvy pro audio zesilovač z hlediska zesílení zesilovače Ku - vstupní frekvence.

Tato křivka je prakticky plochá od 15 Hz do 20 kHz. To znamená, že takový zesilovač by měl být použit speciálně pro vstupní signály s frekvencemi mezi 15 Hz a 20 kHz. U vstupních signálů s frekvencemi nad 20 kHz nebo pod 15 Hz rapidně klesá účinnost a kvalita jeho provozu.

Typ frekvenční charakteristiky zesilovače je dán elektrickými radioelementy (ERE) jeho obvodu a především samotnými tranzistory. Audio zesilovač na bázi tranzistorů je obvykle sestavován na tzv. nízko- a středofrekvenčních tranzistorech s celkovou šířkou pásma vstupních signálů od desítek a stovek Hz do 30 kHz.

Třída zesilovače

Jak víte, v závislosti na stupni kontinuity toku proudu během jeho periody přes stupeň tranzistorového zesilovače (zesilovač) se rozlišují následující třídy jeho práce: "A", "B", "AB", "C", "D".

V provozní třídě proud "A" protéká stupněm po 100 % periody vstupního signálu. Činnost kaskády v této třídě je znázorněna na následujícím obrázku.

Ve třídě provozu zesilovacího stupně "AB" jím protéká proud více než 50 %, ale méně než 100 % periody vstupního signálu (viz obrázek níže).

V provozní třídě stupně „B“ jím protéká proud přesně 50 % periody vstupního signálu, jak je znázorněno na obrázku.

A konečně v provozní třídě stupně „C“ jím protéká proud méně než 50 % periody vstupního signálu.

NF zesilovač na tranzistorech: zkreslení v hlavních třídách práce

V pracovní oblasti má tranzistorový zesilovač třídy "A" nízkou úroveň nelineárního zkreslení. Ale pokud má signál pulzní napěťové rázy, které vedou k saturaci tranzistorů, pak se kolem každé "standardní" harmonické výstupního signálu objeví vyšší harmonické (až 11). To způsobuje jev tzv. tranzistorového neboli kovového zvuku.

Pokud mají nízkofrekvenční výkonové zesilovače na tranzistorech nestabilizované napájení, pak jsou jejich výstupní signály modulovány amplitudou blízko síťové frekvence. To vede k drsnému zvuku na levém konci frekvenční odezvy. Různé metody stabilizace napětí dělají konstrukci zesilovače složitější.

Typická účinnost jednopólového zesilovače třídy A je menší než 20 % díky neustále otevřenému tranzistoru a nepřetržitému toku stejnosměrné složky. Zesilovač třídy A můžete vyrobit push-pull, účinnost se mírně zvýší, ale půlvlny signálu se stanou více asymetrickými. Převedení stejného stupně z třídy práce "A" do třídy práce "AB" zvyšuje nelineární zkreslení čtyřnásobně, ačkoli se zvyšuje účinnost jeho obvodu.

U zesilovačů tříd "AB" a "B" se zkreslení zvyšuje se snižující se úrovní signálu. Chtě nechtě chcete takový zesilovač zapnout hlasitěji pro plný pocit síly a dynamiky hudby, ale často to moc nepomůže.

Střední pracovní třídy

Třída práce "A" má obměnu - třída "A +". V tomto případě nízkonapěťové vstupní tranzistory zesilovače této třídy pracují ve třídě "A" a vysokonapěťové výstupní tranzistory zesilovače, pokud jejich vstupní signály překročí určitou úroveň, přejdou do tříd "B" resp. "AB". Účinnost takových stupňů je lepší než v čisté třídě "A" a harmonické zkreslení je menší (až 0,003%). Jejich zvuk je však také „kovový“ díky přítomnosti vyšších harmonických ve výstupním signálu.

Zesilovače jiné třídy - "AA", míra nelineárního zkreslení je ještě nižší - asi 0,0005%, ale jsou přítomny i vyšší harmonické.

Návrat k tranzistorovému zesilovači třídy A?

Mnoho odborníků v oblasti vysoce kvalitní reprodukce zvuku dnes prosazuje návrat k elektronkovým zesilovačům, protože úroveň nelineárního zkreslení a vyšších harmonických, jimi vnášené do výstupního signálu, je zjevně nižší než u tranzistorů. Tyto výhody jsou však do značné míry kompenzovány potřebou přizpůsobovacího transformátoru mezi vysokoimpedančním elektronkovým koncovým stupněm a nízkoimpedančními reproduktory. Jednoduchý tranzistorový zesilovač však lze vyrobit s transformátorovým výstupem, který bude ukázán níže.

Existuje také názor, že ultimátní kvalitu zvuku může poskytnout pouze hybridní lampový tranzistorový zesilovač, jehož všechny stupně jsou jednostranné, nejsou kryty a pracují ve třídě „A“. To znamená, že takový výkonový sledovač je jednotranzistorový zesilovač. Jeho obvod může mít maximální dosažitelnou účinnost (ve třídě "A") maximálně 50%. Ale ani výkon, ani účinnost zesilovače nejsou ukazateli kvality reprodukce zvuku. V tomto případě je zvláště důležitá kvalita a linearita charakteristik všech ERE v obvodu.

Vzhledem k tomu, že obvody s jedním koncem mají takovou perspektivu, zvážíme jejich možné možnosti níže.

Jednokoncový jednotranzistorový zesilovač

Jeho obvod, vyrobený se společným emitorem a R-C-vazbami na vstupních a výstupních signálech pro provoz ve třídě "A", je znázorněn na obrázku níže.

Ukazuje n-p-n tranzistor Q1. Jeho kolektor je připojen ke kladné svorce + Vcc přes odpor omezující proud R3 a emitor k -Vcc. Tranzistorový zesilovač pnp bude mít stejný obvod, ale napájecí piny jsou prohozené.

C1 je blokovací kondenzátor, kterým je střídavý vstupní zdroj oddělen od zdroje stejnosměrného napětí Vcc. V tomto případě C1 neinterferuje s průchodem střídavého vstupního proudu přes přechod báze-emitor tranzistoru Q1. Rezistory R1 a R2 spolu s odporem přechodu "E - B" tvoří Vcc pro volbu pracovního bodu tranzistoru Q1 ve statickém režimu. Typický pro tento obvod je R2 = 1 kΩ a pracovní bod je Vcc / 2. R3 je pull-up rezistor kolektorového obvodu a používá se k vytvoření výstupního signálu na kolektoru střídavého napětí.

Předpokládejme, že Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ a proudový zisk je h = 150. Napětí na emitoru je Ve = 9 V a úbytek napětí na přechodu "E - B" se rovná Vbe = 0,7 V. Tato hodnota odpovídá tzv. křemíkovému tranzistoru. Pokud bychom uvažovali o zesilovači na bázi germaniových tranzistorů, pak by se úbytek napětí na otevřeném přechodu "E - B" rovnal Vbe = 0,3 V.

Proud emitoru se přibližně rovná proudu kolektoru

Ie = 9 V / 1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Základní proud Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 μA.

Pokles napětí na rezistoru R1

V (R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 V - 9,7 V = 10,3 V,

R1 = V (R1) / Ib = 10,3 V / 60 μA = 172 kΩ.

C2 je potřeba k vytvoření obvodu pro průchod střídavé složky emitorového proudu (ve skutečnosti kolektorového proudu). Pokud by nebylo, pak by rezistor R2 silně omezoval střídavou složku, takže uvažovaný zesilovač na bipolárním tranzistoru by měl malé proudové zesílení.

V našich výpočtech jsme předpokládali, že Ic = Ib h, kde Ib je proud báze, který do něj teče z emitoru a vzniká při přivedení předpětí na bázi. Avšak kolektorový svodový proud Icb0 vždy protéká základnou (jak s předpětím, tak bez předpětí). Proto je skutečný kolektorový proud Ic = Ib h + Icb0 h, tzn. svodový proud v obvodu OE se zvýší 150krát. Pokud bychom uvažovali o zesilovači na bázi germaniových tranzistorů, pak by tato okolnost musela být ve výpočtech zohledněna. Jde o to, že mají významné Icb0 v řádu několika μA. U křemíku je o tři řády nižší (asi několik nA), takže se při výpočtech obvykle zanedbává.

Jednopólový zesilovač s MIS tranzistorem

Jako každý zesilovač založený na tranzistorech s efektem pole má i uvažovaný obvod mezi zapnutými zesilovači svůj vlastní analog. Uvažujme proto analog předchozího obvodu se společným emitorem. Vyrábí se se společným zdrojem a R-C připojením pro vstupní a výstupní signály pro provoz ve třídě "A" a je znázorněn na obrázku níže.

Zde je C1 stejný blokovací kondenzátor, pomocí kterého je zdroj proměnného vstupního signálu oddělen od zdroje konstantního napětí Vdd. Jak víte, každý zesilovač založený na tranzistorech s efektem pole musí mít hradlový potenciál svých tranzistorů MOS pod potenciály jejich zdrojů. V tomto zapojení je hradlo uzemněno rezistorem R1, který má zpravidla velký odpor (od 100 kΩ do 1 MΩ), aby neobcházel vstupní signál. Přes R1 neprotéká prakticky žádný proud, takže potenciál hradla při absenci vstupního signálu se rovná potenciálu země. Potenciál zdroje je vyšší než potenciál země v důsledku poklesu napětí na rezistoru R2. Potenciál hradla se tedy ukazuje nižší než potenciál zdroje, který je nezbytný pro normální provoz Q1. Kondenzátor C2 a rezistor R3 mají stejnou funkci jako v předchozím zapojení. Protože se jedná o společný zdrojový obvod, jsou vstupní a výstupní signály fázově posunuty o 180°.

Zesilovač s výstupem na transformátor

Třetí jednostupňový jednoduchý tranzistorový zesilovač, znázorněný na obrázku níže, je také vyroben s obvodem se společným emitorem pro provoz ve třídě "A", ale je připojen k reproduktoru s nízkou impedancí přes přizpůsobovací transformátor.

Primární vinutí transformátoru T1 zatěžuje kolektorový obvod tranzistoru Q1 a vytváří výstupní signál. T1 posílá výstupní signál do reproduktoru a přizpůsobuje výstupní impedanci tranzistoru nízké (řádově několik ohmů) impedanci reproduktoru.

Dělič napětí kolektorového zdroje Vcc, namontovaný na rezistorech R1 a R3, zajišťuje volbu pracovního bodu tranzistoru Q1 (přívod předpětí na jeho bázi). Účel zbývajících prvků zesilovače je stejný jako v předchozích obvodech.

Push-pull audio zesilovač

Nízkofrekvenční zesilovač push-pull na dvou tranzistorech rozděluje vstupní frekvenci na dvě protifázové půlvlny, z nichž každá je zesílena vlastním tranzistorovým stupněm. Po provedení tohoto zesílení se půlvlny spojí do kompletního harmonického signálu, který se přenese do reproduktorové soustavy. Taková transformace nízkofrekvenčního signálu (rozdělení a opětovné sloučení) v něm přirozeně způsobuje nevratná zkreslení, a to v důsledku rozdílu ve frekvenci a dynamických vlastnostech dvou tranzistorů v obvodu. Toto zkreslení zhoršuje kvalitu zvuku na výstupu zesilovače.

Push-pull zesilovače pracující ve třídě "A" nereprodukují složité zvukové signály dostatečně dobře, protože v jejich pažích nepřetržitě protéká konstantní proud zvýšené velikosti. To vede k nevyváženým půlvlnám signálu, fázovému zkreslení a nakonec ke ztrátě srozumitelnosti. Dva výkonné tranzistory při zahřátí zdvojnásobí zkreslení signálu v oblasti nízkých a infranízkých frekvencí. Přesto je hlavní výhodou push-pull obvodu jeho přijatelná účinnost a zvýšený výstupní výkon.

Push-pull obvod tranzistorového výkonového zesilovače je znázorněn na obrázku.

Tento zesilovač je navržen pro práci ve třídě "A", ale lze použít třídu "AB" a dokonce i "B".

Beztransformátorový tranzistorový výkonový zesilovač

Transformátory, navzdory úspěchu v jejich miniaturizaci, jsou stále nejobjemnější, nejtěžší a nejdražší ERE. Proto byl nalezen způsob, jak eliminovat transformátor z push-pull obvodu jeho provedením na dvou výkonných komplementárních tranzistorech různých typů (n-p-n a p-n-p). Většina moderních výkonových zesilovačů využívá tento princip a jsou navrženy pro práci ve třídě "B". Schéma takového výkonového zesilovače je znázorněno na obrázku níže.

Oba jeho tranzistory jsou zapojeny podle schématu se společným kolektorem (emitorovým sledovačem). Proto obvod přenáší vstupní napětí na výstup bez zesílení. Pokud není vstupní signál, tak jsou oba tranzistory na hranici zapnutého stavu, ale zároveň jsou vypnuté.

Když je na vstup přiveden harmonický signál, jeho kladná půlvlna sepne na TR1, ale uvede pnp tranzistor TR2 zcela do režimu cutoff. Zátěží tedy protéká pouze kladná půlvlna zesíleného proudu. Záporná půlvlna vstupního signálu pouze otevře TR2 a uzamkne TR1, takže záporná půlvlna zesíleného proudu je přiváděna do zátěže. V důsledku toho se na zátěži uvolní plně výkonově zesílený (v důsledku zesílení proudu) sinusový signál.

Jednotranzistorový zesilovač

Abychom zvládli výše uvedené, sestavíme jednoduchý tranzistorový zesilovač vlastníma rukama a zjistíme, jak to funguje.

Jako zátěž nízkovýkonového tranzistoru T typu BC107 zapneme sluchátka s odporem 2-3 kΩ, předpětí do báze přivedeme z vysokoodporového odporu R * 1 MΩ, odpojíme el. kondenzátor C o kapacitě 10 μF až 100 μF, zařadíme do základního obvodu T. Napájení obvodu Budeme napájeni baterií 4,5 V / 0,3 A.

Pokud R * není připojeno, pak neexistuje ani základní proud Ib, ani kolektorový proud Ic. Pokud je rezistor zapojen, pak napětí na bázi stoupne na 0,7 V a protéká jím proud Ib = 4 μA. Proudové zesílení tranzistoru je 250, což dává Ic = 250Ib = 1 mA.

Po sestavení jednoduchého tranzistorového zesilovače vlastníma rukama jej nyní můžeme vyzkoušet. Zapojte sluchátka a položte prst na bod 1 obvodu. Uslyšíte hluk. Vaše tělo přijímá záření ze sítě o frekvenci 50 Hz. Hluk, který slyšíte ze sluchátek, je toto záření, pouze zesílené tranzistorem. Pojďme si tento proces vysvětlit podrobněji. Střídavé napětí 50 Hz je připojeno k bázi tranzistoru přes kondenzátor C. Napětí báze je nyní součtem stejnosměrného předpětí (přibližně 0,7 V) z rezistoru R * plus prstového střídavého napětí. Výsledkem je, že kolektorový proud přijímá střídavou složku s frekvencí 50 Hz. Tento střídavý proud se používá k pohybu membrány reproduktoru tam a zpět na stejné frekvenci, což znamená, že na výstupu slyšíme tón 50 Hz.

Poslech na úrovni šumu 50 Hz není příliš zajímavý, takže k bodům 1 a 2 můžete připojit zdroje nízkofrekvenčního signálu (CD-přehrávač nebo mikrofon) a slyšet zesílenou řeč nebo hudbu.

Všem, pro které je těžké vybrat první obvod pro sestavení, chci doporučit tento zesilovač s 1 tranzistorem. Obvod je velmi jednoduchý a lze jej provést montáží i tištěným zapojením.

Hned musím říci, že montáž tohoto zesilovače je opodstatněná pouze jako experiment, protože kvalita zvuku bude v nejlepším případě na úrovni levných čínských přijímačů - skenerů. Pokud si někdo chce postavit nízkovýkonový zesilovač s lepším zvukem pomocí mikroobvodu TDA 2822 m , můžete přejít na následující odkaz:

Přenosný reproduktor pro přehrávač nebo telefon na čipu tda2822m Kontrolní foto zesilovače:

Následující obrázek uvádí seznam požadovaných dílů:

V obvodu lze použít téměř kterýkoli z bipolárních tranzistorů středního a vysokého výkonu. n - p - n struktur, například KT 817. Je žádoucí dát na vstup fóliový kondenzátor o kapacitě 0,22 - 1 MkF. Příklad filmových kondenzátorů na následující fotografii:

Dávám nákres plošného spoje z programu Rozložení sprintu:


Signál se odebírá z výstupu mp3 přehrávače nebo telefonu, využívá se zem a jeden z kanálů. Na následujícím obrázku můžete vidět schéma zapojení konektoru Jack 3.5 pro připojení ke zdroji signálu:


V případě potřeby může být tento zesilovač, stejně jako jakýkoli jiný, vybaven ovládáním hlasitosti připojením potenciometru 50 kOhm podle standardního schématu, používá se 1 kanál:


Paralelně s napájením, pokud není v napájecím zdroji za diodovým můstkem velký elektrolytický kondenzátor, je třeba dodávat elektrolyt pro 1000 - 2200 MkF, s provozním napětím větším, než je napájecí napětí obvodu.
Příklad takového kondenzátoru:

Desku plošných spojů jednotranzistorového zesilovače pro program sprint - layout si můžete stáhnout v sekci Moje soubory na webu.

Kvalitu zvuku tohoto zesilovače můžete zhodnotit sledováním videa z jeho práce na našem kanálu.

Obvod jednoduchého tranzistorového audio zesilovače, který je implementován na dvou výkonných kompozitních tranzistorech TIP142-TIP147 instalovaných v koncovém stupni, dvou nízkovýkonových BC556B v diferenciální cestě a jednom BD241C v obvodu předzesilování signálu - pouze pět tranzistorů pro celý obvod! Takové provedení UMZCH lze volně použít např. jako součást domácího hudebního centra nebo pro rozhoupání subwooferu instalovaného v autě, na diskotéce.

Hlavním lákadlem tohoto zesilovače zvuku je snadná montáž i pro začínající radioamatéry, není potřeba žádné speciální ladění, nejsou problémy s nákupem komponentů za přijatelnou cenu. Zde prezentovaný PA obvod má elektrické charakteristiky s vysokou linearitou ve frekvenčním rozsahu od 20Hz do 20000Hz. p>

Při výběru nebo vlastní výrobě transformátoru pro zdroj je třeba vzít v úvahu následující faktor: - transformátor musí mít dostatečnou výkonovou rezervu, např.: 300 W na kanál, v případě dvoukanálové verze, pak se výkon přirozeně také zdvojnásobí. Pro každý můžete použít samostatný transformátor a pokud použijete stereo verzi zesilovače, pak obecně získáte zařízení typu „double mono“, které přirozeně zvýší účinnost zesílení zvuku.

Provozní napětí v sekundárních vinutích transformátoru by mělo být ~ 34 V střídavě, pak konstantní napětí za usměrňovačem bude v oblasti 48 V - 50 V. Do každého ramene zdroje je nutné osadit pojistku určenou pro provozní proud 6A, resp. pro stereo při provozu na jeden zdroj - 12A.

Zesilovač nabízený vaší vzácné pozornosti se jednoduše sestavuje, strašně snadno se nastavuje (vlastně to nevyžaduje), neobsahuje nijak zvlášť vzácné součástky a přitom má velmi dobré vlastnosti a snadno se natahuje. nazývané hi-fi, tak milované většinou občanů...Zesilovač umí pracovat při zátěži 4 a 8 ohmů, v můstkovém zapojení jej lze použít do zátěže 8 ohmů, přičemž do zátěže dá 200 wattů.

Hlavní vlastnosti:

Napájecí napětí, V ................................................... ................... ± 35
Spotřeba proudu v tichém režimu, mA ................................ 100
Vstupní impedance, kOhm ................................................. ........... 24
Citlivost (100 W, 8 Ohm), V ................................... ...... 1.2
Výstupní výkon (KG = 0,04 %), W ...................................... .. ...... 80
Rozsah reprodukovatelných frekvencí, Hz ................................... 10 - 30000
Odstup signálu od šumu (nevážený), dB .................... -73

Zesilovač je kompletně na diskrétních prvcích, bez jakýchkoliv op-amp a dalších triků. Při provozu při zátěži 4 Ohmy a napájení 35 V vyvine zesilovač výkon až 100 W. Pokud je potřeba připojit zátěž 8 Ohm, lze napájení zvýšit na +/- 42 V, v tomto případě dostaneme stejných 100 wattů.Důrazně se nedoporučuje zvyšovat napájecí napětí více než 42 V, jinak můžete zůstat bez výstupních tranzistorů. Při provozu v režimu můstku je třeba použít zátěž 8 ohmů, jinak opět ztrácíme veškerou naději na přežití výstupních tranzistorů. Mimochodem, je třeba vzít v úvahu, že v zátěži není žádná ochrana proti zkratu, takže je třeba být opatrní.Pro použití zesilovače v můstkovém režimu je třeba vstup MT přišroubovat k výstupu dalšího zesilovače, na jehož vstup je přiváděn signál. Zbývající vstup je zkratován na společný vodič. Rezistor R11 slouží k nastavení klidového proudu výstupních tranzistorů. Kondenzátor C4 určuje horní hranici zesílení a neměl by se snižovat - získejte samobuzení na vysokých frekvencích.
Všechny odpory jsou 0,25 W s výjimkou R18, R12, R13, R16, R17. První tři jsou 0,5 W, poslední dva jsou 5 W. HL1 LED není na krásu, takže není potřeba do obvodu strkat supersvítivou diodu a vyvádět ji na přední panel. Dioda by měla mít nejběžnější zelenou barvu - to je důležité, protože LED diody jiných barev mají jiný úbytek napětí.Pokud by měl najednou někdo smůlu a nemohl získat výstupní tranzistory MJL4281 a MJL4302, lze je nahradit MJL21193 a MJL21194, resp.Proměnný rezistor R11 je nejlepší použít s víceotáčkovým rezistorem, i když obvyklý bude stačit. Není zde nic kritického - je jen pohodlnější nastavit klidový proud.