Circuiti a transistor a bassa frequenza. Due circuiti a bassa frequenza su transistor. Descrizione del circuito dell'amplificatore a bassa frequenza

Su Habré c'erano già pubblicazioni sugli amplificatori a valvole fai-da-te, che erano molto interessanti da leggere. Senza dubbio, suonano benissimo, ma per l'uso quotidiano è più facile usare un dispositivo con transistor. I transistor sono più convenienti, poiché non richiedono il riscaldamento prima del funzionamento e sono più durevoli. E non tutti osano iniziare una saga di lampade con potenziali anodici inferiori a 400 V, e i trasformatori per transistor di un paio di decine di volt sono molto più sicuri e semplicemente più convenienti.

Come circuito per la riproduzione, ho scelto un circuito di John Linsley Hood nel 1969, prendendo i parametri dell'autore basati sull'impedenza dei miei altoparlanti di 8 ohm.

Il classico diagramma di un ingegnere britannico, pubblicato quasi 50 anni fa, è ancora uno dei più riproducibili e riceve recensioni estremamente positive su se stesso. Ci sono molte spiegazioni per questo:
- il numero minimo di elementi semplifica l'installazione. Si ritiene inoltre che più semplice è il design, migliore è il suono;
- nonostante il fatto che ci siano due transistor di uscita, non è necessario che siano ordinati in coppie complementari;
- 10 watt di uscita con un margine sono sufficienti per le normali abitazioni umane e la sensibilità di ingresso di 0,5-1 volt è molto ben abbinata all'uscita della maggior parte delle schede audio o dei giradischi;
- classe A - è anche classe A in Africa, se parliamo di buon suono. Il confronto con le altre classi sarà leggermente inferiore.

Interior design

L'amplificatore si avvia con la potenza. La separazione di due canali per stereo è più corretta da eseguire già da due diversi trasformatori, ma mi sono limitato a un trasformatore con due avvolgimenti secondari. Dopo questi avvolgimenti, ogni canale esiste da solo, quindi non dobbiamo dimenticare di moltiplicare per due tutto ciò che è menzionato di seguito. Sulla breadboard realizziamo ponti su diodi Schottky per il raddrizzatore.

È possibile su diodi ordinari o anche su ponti già pronti, ma poi devono essere deviati con condensatori e la caduta di tensione su di essi è maggiore. Dopo i ponti, ci sono filtri CRC da due condensatori da 33000 uF e un resistore da 0,75 Ohm tra di loro. Se prendi meno capacità e un resistore, il filtro CRC diventerà più economico e meno riscaldato, ma l'ondulazione aumenterà, il che non è comme il faut. Questi parametri, IMHO, sono ragionevoli in termini di effetto prezzo. Il resistore nel filtro ha bisogno di un potente cemento, con una corrente di riposo fino a 2A dissiperà 3W di calore, quindi è meglio prenderlo con un margine di 5-10W. Per il resto dei resistori nel circuito, 2 W sono sufficienti.

Successivamente, passiamo alla scheda dell'amplificatore stessa. Un sacco di balene già pronte vengono vendute nei negozi online, ma non ci sono meno lamentele sulla qualità dei componenti cinesi o sui layout analfabeti sulle schede. Pertanto, è meglio farlo da soli, sotto la tua "polvere in polvere". Ho realizzato entrambi i canali su un'unica breadboard, in modo che in seguito lo avrei attaccato al fondo del case. Esegui con elementi di prova:

Tutto tranne i transistor di uscita Tr1 / Tr2 è sulla scheda stessa. I transistor di uscita sono montati sui radiatori, più su quello sotto. Per lo schema dell'autore dall'articolo originale, è necessario fare le seguenti osservazioni:

Non tutto deve essere saldato saldamente subito. È meglio mettere prima i resistori R1, R2 e R6 con i trimmer, dopo tutte le regolazioni, evaporare, misurare la loro resistenza e saldare i resistori costanti finali con la stessa resistenza. L'impostazione è ridotta alle seguenti operazioni. Innanzitutto, con l'aiuto di R6, è impostato in modo che la tensione tra X e zero sia esattamente la metà della tensione + V e zero. In uno dei canali, 100 kOhm non sono stati sufficienti per me, quindi è meglio prendere questi trimmer con un margine. Quindi, con l'aiuto di R1 e R2 (mantenendo il loro rapporto approssimativo!), Viene impostata la corrente di riposo: mettiamo il tester per misurare la corrente continua e misuriamo proprio questa corrente nel punto di ingresso dell'alimentatore plus. Ho dovuto ridurre significativamente la resistenza di entrambi i resistori per ottenere la corrente di riposo desiderata. La corrente di riposo dell'amplificatore in classe A è massima e, infatti, in assenza di segnale in ingresso, tutto va in energia termica. Per altoparlanti da 8 ohm, questa corrente, secondo la raccomandazione dell'autore, dovrebbe essere di 1,2 A a una tensione di 27 Volt, il che significa 32,4 watt di calore per canale. Poiché l'impostazione della corrente può richiedere diversi minuti, i transistor di uscita devono essere già sui dissipatori di raffreddamento, altrimenti si surriscalderanno rapidamente e moriranno. Perché sono principalmente riscaldati.

È possibile che, come esperimento, tu voglia confrontare il suono di diversi transistor, quindi puoi anche lasciare la possibilità di una comoda sostituzione per loro. Ho provato gli ingressi 2N3906, KT361 e BC557C, c'era una leggera differenza a favore di quest'ultimo. Nel pre-weekend abbiamo provato KT630, BD139 e KT801, fermati a quelli importati. Sebbene tutti i transistor di cui sopra siano molto buoni e la differenza può essere piuttosto soggettiva. All'uscita, ho messo subito 2N3055 (ST Microelectronics), poiché piacciono a molte persone.

Quando si regola e si sottovaluta la resistenza dell'amplificatore, la frequenza di taglio della bassa frequenza può aumentare, quindi, per un condensatore all'ingresso, è meglio utilizzare non 0,5 microfarad, ma 1 o anche 2 microfarad in un film polimerico. Un diagramma di immagine russo "Amplificatore di classe A ultra lineare" sta ancora camminando sulla Rete, dove questo condensatore è generalmente proposto come 0,1 microfarad, che è irto di un taglio di tutti i bassi a 90 Hz:

Scrivono che questo circuito non è incline all'autoeccitazione, ma per ogni evenienza, un circuito Zobel è posizionato tra il punto X e la terra: R 10 Ohm + C 0,1 microfarad.
- fusibili, possono e devono essere installati sia sul trasformatore che sull'ingresso di alimentazione del circuito.
- sarebbe molto opportuno utilizzare pasta termica per il massimo contatto tra il transistor e il radiatore.

Fabbro e falegnameria

Ora sulla parte tradizionalmente più difficile nel fai-da-te: il caso. Le dimensioni del case sono stabilite dai radiatori e dovrebbero essere grandi in classe A, ricordati circa 30 watt di calore su ciascun lato. All'inizio ho sottovalutato questa potenza e ho realizzato un case con radiatori medi di 800 cm² per canale. Tuttavia, con una corrente di riposo impostata di 1,2 A, si sono riscaldati fino a 100 ° C in 5 minuti ed è diventato chiaro che era necessario qualcosa di più potente. Cioè, è necessario installare radiatori più grandi o utilizzare dispositivi di raffreddamento. Non volevo realizzare un quadricottero, quindi ho comprato bellezze giganti HS 135-250 con un'area di 2500 cm² per ogni transistor. Come ha dimostrato la pratica, una tale misura si è rivelata un po 'ridondante, ma ora l'amplificatore può essere facilmente toccato con le mani: la temperatura è di soli 40 ° C anche in modalità di riposo. Praticare fori nei radiatori per elementi di fissaggio e transistor è diventato un certo problema: i trapani cinesi per metallo originariamente acquistati venivano praticati molto lentamente, ogni foro richiedeva almeno mezz'ora. Le punte al cobalto con un angolo di affilatura di 135 ° di un noto produttore tedesco sono venute in soccorso: ogni foro viene praticato in pochi secondi!

Ho realizzato il corpo stesso in plexiglass. Ordiniamo immediatamente rettangoli tagliati dai vetrai, facciamo i fori necessari per gli elementi di fissaggio e li dipingiamo sul retro con vernice nera.

Il plexiglas dipinto sul retro è molto bello. Adesso non resta che raccogliere il tutto e godersi le muse... eh si, durante il montaggio finale è comunque importante diluire adeguatamente il terreno per ridurre al minimo lo sfondo. Come è stato scoperto decenni prima di noi, C3 deve essere collegato alla massa del segnale, ad es. all'ingresso-ingresso meno e tutti gli altri negativi possono essere inviati alla "stella" vicino ai condensatori del filtro. Se tutto è stato eseguito correttamente, non si sente lo sfondo, anche se si avvicina l'orecchio all'altoparlante al massimo volume. Un'altra caratteristica di "terra" caratteristica delle schede audio che non sono galvanicamente isolate dal computer è l'interferenza della scheda madre, che può strisciare attraverso USB e RCA. A giudicare da Internet, il problema si riscontra spesso: negli altoparlanti è possibile ascoltare i suoni dell'HDD, della stampante, del mouse e dello sfondo dell'alimentatore dell'unità di sistema. In questo caso, il modo più semplice per interrompere il circuito di terra è fissare la terra sulla spina dell'amplificatore con nastro isolante. Non c'è niente da temere qui, tk. ci sarà un secondo loop di massa attraverso il computer.

Non ho fatto il controllo del volume sull'amplificatore, perché non riuscivo a ottenere ALPS di alta qualità e non mi piaceva il fruscio dei potenziometri cinesi. Invece, è stato installato un normale resistore da 47K tra la terra e il segnale di ingresso. Inoltre, il regolatore della scheda audio esterna è sempre a portata di mano, e ogni programma ha anche uno slider. Solo il giradischi non ha il controllo del volume, quindi ho attaccato un potenziometro esterno al cavo di collegamento per ascoltarlo.

Indovinerò questo contenitore in 5 secondi ...

Finalmente puoi iniziare ad ascoltare. Foobar2000 → ASIO → esterno Asus Xonar U7 viene utilizzato come sorgente sonora. Colonne Microlab Pro3. Il vantaggio principale di questi altoparlanti è un blocco separato del proprio amplificatore sul microcircuito LM4766, che può essere immediatamente rimosso da qualche parte più lontano. Molto più interessante con questa acustica era l'amplificatore del mini-sistema Panasonic con l'orgogliosa scritta Hi-Fi o l'amplificatore del giradischi sovietico Vega-109. Entrambi i suddetti dispositivi operano in classe AB. JLH, presentato nell'articolo, ha superato tutti i compagni di cui sopra in un wicket, sulla base dei risultati di un test alla cieca per 3 persone. Sebbene la differenza si possa sentire a orecchio nudo e senza alcun test, il suono è chiaramente più dettagliato e trasparente. È abbastanza facile, ad esempio, sentire la differenza tra MP3 256kbps e FLAC. Pensavo che l'effetto senza perdita fosse più simile a un placebo, ma ora l'opinione è cambiata. Allo stesso modo, è diventato molto più piacevole ascoltare file che non sono compressi dalla guerra del volume - una gamma dinamica inferiore a 5 dB non è affatto ghiaccio. Linsley Hood vale l'investimento di tempo e denaro, poiché un amplificatore di marca simile costerà molto di più.

Costi del materiale

Trasformatore 2200 r.
Transistor di uscita (6 pezzi Con un margine) 900 r.
Condensatori di filtro (4 pezzi) 2700 sfregamenti.
"Loose" (resistenze, piccoli condensatori e transistor, diodi) ~ 2000 r.
Radiatori 1800 r.
Plexiglas 650 r.
Dipingi 250 sfregamenti.
Connettori 600 sfregamenti.
Schede, fili, saldatura all'argento, ecc. ~ 1000 r.
TOTALE ~ 12100 p.

L'amplificatore a transistor, nonostante la sua già lunga storia, rimane un argomento di ricerca preferito sia dai principianti che dai venerabili radioamatori. E questo è comprensibile. È una parte indispensabile degli amplificatori di frequenza (audio) più popolari e a bassa frequenza. Vedremo come sono costruiti gli amplificatori a transistor più semplici.

Risposta in frequenza dell'amplificatore

In qualsiasi ricevitore TV o radio, in ogni centro musicale o amplificatore audio, puoi trovare amplificatori audio a transistor (bassa frequenza - LF). La differenza tra amplificatori audio a transistor e altri tipi risiede nelle loro caratteristiche di frequenza.

L'amplificatore audio transistorizzato ha una risposta in frequenza uniforme nella gamma di frequenza da 15 Hz a 20 kHz. Ciò significa che l'amplificatore converte (amplifica) tutti i segnali di ingresso con una frequenza all'interno di questo intervallo all'incirca nello stesso modo. La figura seguente mostra la curva di risposta in frequenza ideale per un amplificatore audio in termini di guadagno dell'amplificatore Ku - frequenza di ingresso.

Questa curva è praticamente piatta da 15 Hz a 20 kHz. Ciò significa che un tale amplificatore dovrebbe essere utilizzato specificamente per segnali di ingresso con frequenze comprese tra 15 Hz e 20 kHz. Per segnali in ingresso con frequenze superiori a 20 kHz o inferiori a 15 Hz, l'efficienza e la qualità del suo funzionamento diminuiscono rapidamente.

Il tipo di risposta in frequenza dell'amplificatore è determinato dai radioelementi elettrici (ERE) del suo circuito, e soprattutto dai transistor stessi. Un amplificatore audio basato su transistor viene solitamente assemblato sui cosiddetti transistor a bassa e media frequenza con una larghezza di banda totale dei segnali di ingresso da decine e centinaia di Hz a 30 kHz.

Classe dell'amplificatore

Come sapete, a seconda del grado di continuità del flusso di corrente durante il suo periodo attraverso lo stadio amplificatore a transistor (amplificatore), si distinguono le seguenti classi del suo lavoro: "A", "B", "AB", "C", "D".

Nella classe di funzionamento, la corrente "A" scorre attraverso lo stadio per il 100% del periodo del segnale di ingresso. Il funzionamento della cascata in questa classe è illustrato nella figura seguente.

Nella classe di funzionamento dello stadio amplificatore "AB", la corrente scorre attraverso di esso più del 50%, ma meno del 100% del periodo del segnale di ingresso (vedi figura sotto).

Nella classe di funzionamento dello stadio "B", la corrente lo attraversa esattamente il 50% del periodo del segnale di ingresso, come illustrato in figura.

E infine, nella classe di funzionamento dello stadio "C", la corrente scorre attraverso di esso meno del 50% del periodo del segnale di ingresso.

Amplificatore LF su transistor: distorsione nelle principali classi di lavoro

Nell'area di lavoro, l'amplificatore a transistor di classe "A" ha un basso livello di distorsione non lineare. Ma se il segnale ha picchi di tensione impulsivi, che portano alla saturazione dei transistor, allora le armoniche più alte (fino all'undicesima) appaiono attorno a ciascuna armonica "standard" del segnale di uscita. Ciò provoca il fenomeno del cosiddetto transistor o suono metallico.

Se gli amplificatori di potenza LF sui transistor hanno un'alimentazione non stabilizzata, i loro segnali di uscita vengono modulati in ampiezza vicino alla frequenza di rete. Questo porta a un suono aspro all'estremità sinistra della risposta in frequenza. Vari metodi di stabilizzazione della tensione rendono la progettazione dell'amplificatore più complessa.

L'efficienza tipica di un amplificatore di classe A single-ended è inferiore al 20% a causa del transistor costantemente aperto e del flusso continuo del componente DC. Puoi realizzare un amplificatore di classe A con un push-pull, l'efficienza aumenterà leggermente, ma le semionde del segnale diventeranno più asimmetriche. Il trasferimento dello stesso stadio dalla classe di lavoro "A" alla classe di lavoro "AB" aumenta le distorsioni non lineari di quattro volte, sebbene aumenti l'efficienza del suo circuito.

Negli amplificatori delle classi "AB" e "B", la distorsione aumenta al diminuire del livello del segnale. Vuoi involontariamente accendere un tale amplificatore più forte per la piena sensazione di potenza e dinamica della musica, ma spesso non aiuta molto.

Classi di lavoro intermedi

La classe di lavoro "A" ha una variazione - classe "A +". In questo caso, i transistor di ingresso a bassa tensione di un amplificatore di questa classe funzionano nella classe "A" e i transistor di uscita ad alta tensione dell'amplificatore, quando i loro segnali di ingresso superano un certo livello, entrano nelle classi "B" o "AB". L'efficienza di tali stadi è migliore rispetto alla pura classe "A" e la distorsione armonica è inferiore (fino allo 0,003%). Tuttavia, il loro suono è anche "metallico" per la presenza di armoniche più elevate nel segnale in uscita.

Amplificatori di un'altra classe - "AA", il grado di distorsione non lineare è ancora più basso - circa lo 0,0005%, ma sono presenti anche armoniche più elevate.

Ritorno all'amplificatore a transistor di classe A?

Oggi molti specialisti nel campo della riproduzione del suono di alta qualità sostengono un ritorno agli amplificatori a valvole, poiché il livello di distorsioni non lineari e armoniche più elevate introdotte da loro nel segnale di uscita è ovviamente inferiore a quello dei transistor. Tuttavia, questi vantaggi sono ampiamente compensati dalla necessità di un trasformatore di adattamento tra lo stadio di uscita del tubo ad alta impedenza e gli altoparlanti a bassa impedenza. Tuttavia, un semplice amplificatore a transistor può essere realizzato con un'uscita a trasformatore, che verrà mostrato di seguito.

C'è anche il punto di vista che la massima qualità del suono può essere fornita solo da un amplificatore ibrido tubo-transistor, tutti i cui stadi sono single-ended, non sono coperti e funzionano in classe "A". Cioè, un tale inseguitore di potenza è un amplificatore a transistor singolo. Il suo circuito può avere la massima efficienza ottenibile (in classe "A") non superiore al 50%. Ma né la potenza né l'efficienza dell'amplificatore sono indicatori della qualità della riproduzione del suono. In questo caso sono di particolare importanza la qualità e la linearità delle caratteristiche di tutti gli ERE del circuito.

Poiché i circuiti single-ended ottengono una tale prospettiva, considereremo le loro possibili opzioni di seguito.

Amplificatore single-ended single-transistor

Il suo circuito, realizzato con un emettitore comune e giunti R-C sui segnali di ingresso e di uscita per il funzionamento in classe "A", è mostrato nella figura sottostante.

Mostra un transistor n-p-n Q1. Il suo collettore è collegato al terminale positivo + Vcc attraverso il resistore di limitazione di corrente R3 e l'emettitore a -Vcc. L'amplificatore a transistor pnp avrà lo stesso circuito, ma i pin di alimentazione sono invertiti.

C1 è un condensatore di blocco mediante il quale la sorgente di ingresso CA è separata dalla sorgente di tensione CC Vcc. In questo caso C1 non interferisce con il passaggio della corrente alternata di ingresso attraverso la giunzione base-emettitore del transistor Q1. I resistori R1 e R2 insieme alla resistenza della transizione "E - B" formano Vcc per selezionare il punto di lavoro del transistor Q1 nella modalità statica. Tipico per questo circuito è R2 = 1 kΩ e il punto di lavoro è Vcc / 2. R3 è il resistore di pull-up del circuito del collettore e viene utilizzato per creare un segnale di uscita sul collettore di una tensione alternata.

Supponiamo che Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ e il guadagno di corrente sia h = 150. La tensione all'emettitore è Ve = 9 V e la caduta di tensione attraverso la giunzione "E - B" è considerata uguale a Vbe = 0,7 V. Questo valore corrisponde al cosiddetto transistor al silicio. Se stessimo considerando un amplificatore basato su transistor al germanio, la caduta di tensione sulla giunzione aperta "E - B" sarebbe pari a Vbe = 0,3 V.

Corrente dell'emettitore approssimativamente uguale alla corrente del collettore

Ie = 9 V / 1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Corrente di base Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 μA.

Caduta di tensione attraverso il resistore 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 serve per creare un circuito per il passaggio della componente alternata della corrente di emettitore (infatti la corrente di collettore). Se non fosse per questo, il resistore R2 limiterebbe fortemente il componente CA, in modo che l'amplificatore considerato su un transistor bipolare avrebbe un basso guadagno di corrente.

Nei nostri calcoli, abbiamo ipotizzato che Ic = Ib h, dove Ib è la corrente di base che scorre in esso dall'emettitore e che si verifica quando la tensione di polarizzazione viene applicata alla base. Tuttavia, la corrente di dispersione del collettore Icb0 scorre sempre attraverso la base (sia con che senza polarizzazione). Pertanto, la vera corrente di collettore è Ic = Ib h + Icb0 h, cioè la corrente di dispersione nel circuito OE viene aumentata di 150 volte. Se stessimo considerando un amplificatore basato su transistor al germanio, allora questa circostanza dovrebbe essere presa in considerazione nei calcoli. Il punto è che hanno un Icb0 significativo dell'ordine di diversi μA. Nel silicio è inferiore di tre ordini di grandezza (circa diversi nA), quindi di solito viene trascurato nei calcoli.

Amplificatore single-ended con transistor MIS

Come qualsiasi amplificatore basato su transistor ad effetto di campo, il circuito considerato ha il suo analogo tra gli amplificatori accesi.Pertanto, considera un analogo del circuito precedente con un emettitore comune. È realizzato con una sorgente comune e collegamenti R-C per i segnali di ingresso e uscita per il funzionamento in classe "A" ed è mostrato nella figura sottostante.

Qui C1 è lo stesso condensatore di blocco, mediante il quale si separa la sorgente del segnale variabile di ingresso dalla sorgente di tensione costante Vdd. Come sapete, qualsiasi amplificatore basato su transistor ad effetto di campo deve avere un potenziale di gate dei suoi transistor MOS al di sotto dei potenziali delle loro sorgenti. In questo circuito, il gate è messo a terra dal resistore R1, che, di regola, ha un'elevata resistenza (da 100 kΩ a 1 MΩ) in modo da non bypassare il segnale di ingresso. Non c'è praticamente corrente attraverso R1, quindi il potenziale di gate in assenza di un segnale di ingresso è uguale al potenziale di terra. Il potenziale della sorgente è superiore al potenziale di massa a causa della caduta di tensione ai capi del resistore R2. Pertanto, il potenziale del gate risulta essere inferiore al potenziale della sorgente, necessario per il normale funzionamento di Q1. Il condensatore C2 e il resistore R3 hanno la stessa funzione del circuito precedente. Poiché si tratta di un circuito sorgente comune, i segnali di ingresso e di uscita sono sfasati di 180°.

Amplificatore con uscita a trasformatore

Il terzo amplificatore a transistor semplice a stadio singolo, mostrato nella figura sottostante, è anch'esso realizzato con un circuito di emettitore comune per il funzionamento in classe "A", ma è collegato all'altoparlante a bassa impedenza tramite un trasformatore di adattamento.

L'avvolgimento primario del trasformatore T1 carica il circuito collettore del transistor Q1 e sviluppa un segnale di uscita. T1 invia il segnale di uscita all'altoparlante e abbina l'impedenza di uscita del transistor a un'impedenza di altoparlante bassa (dell'ordine di pochi ohm).

Il partitore di tensione dell'alimentatore del collettore Vcc, montato sui resistori R1 e R3, fornisce la scelta del punto di lavoro del transistor Q1 (alimentazione di una tensione di polarizzazione alla sua base). Lo scopo dei restanti elementi dell'amplificatore è lo stesso dei circuiti precedenti.

Amplificatore audio push-pull

Un amplificatore push-pull a bassa frequenza su due transistor divide la frequenza di ingresso in due semionde antifase, ognuna delle quali è amplificata dal proprio stadio a transistor. Dopo aver eseguito questa amplificazione, le semionde vengono combinate in un segnale armonico completo, che viene trasmesso al sistema di altoparlanti. Tale trasformazione del segnale a bassa frequenza (splitting e re-merging), naturalmente, provoca in esso distorsioni irreversibili, dovute alla differenza di frequenza e proprietà dinamiche dei due transistor nel circuito. Questa distorsione degrada la qualità del suono all'uscita dell'amplificatore.

Gli amplificatori push-pull che operano in classe "A" non riproducono abbastanza bene segnali sonori complessi, poiché una corrente costante di ampiezza maggiore scorre continuamente nelle loro braccia. Ciò porta a semionde del segnale sbilanciate, distorsione di fase e infine perdita di intelligibilità. Quando vengono riscaldati, due potenti transistor raddoppiano la distorsione del segnale nella regione delle frequenze basse e infra-basse. Tuttavia, il principale vantaggio del circuito push-pull è la sua efficienza accettabile e una maggiore potenza di uscita.

Nella figura è mostrato un circuito push-pull di un amplificatore di potenza a transistor.

Questo amplificatore è progettato per funzionare in classe "A", ma è possibile utilizzare la classe "AB" e persino "B".

Amplificatore di potenza a transistor senza trasformatore

I trasformatori, nonostante il successo nella loro miniaturizzazione, sono ancora gli ERE più ingombranti, pesanti e costosi. Si è quindi trovato un modo per eliminare il trasformatore dal circuito push-pull eseguendolo su due potenti transistor complementari di diverso tipo (n-p-n e p-n-p). La maggior parte degli amplificatori di potenza moderni utilizza questo principio e sono progettati per funzionare in classe "B". Lo schema di un tale amplificatore di potenza è mostrato nella figura seguente.

Entrambi i suoi transistor sono collegati secondo lo schema con un collettore comune (emettitore follower). Pertanto, il circuito trasferisce la tensione di ingresso all'uscita senza amplificazione. Se non c'è segnale di ingresso, entrambi i transistor sono al confine dello stato on, ma allo stesso tempo sono spenti.

Quando il segnale armonico viene applicato all'ingresso, la sua semionda positiva accende TR1, ma mette completamente in cutoff il transistor pnp TR2. Pertanto, solo la semionda positiva della corrente amplificata scorre attraverso il carico. La semionda negativa del segnale di ingresso apre solo TR2 e blocca TR1, in modo che la semionda negativa della corrente amplificata venga alimentata al carico. Di conseguenza, al carico viene rilasciato un segnale sinusoidale amplificato a piena potenza (a causa dell'amplificazione della corrente).

Amplificatore a transistor singolo

Per padroneggiare quanto sopra, assembleremo un semplice amplificatore a transistor con le nostre mani e scopriremo come funziona.

Come carico del transistor a bassa potenza T del tipo BC107, accendiamo le cuffie con una resistenza di 2-3 kΩ, forniamo la tensione di polarizzazione alla base da un resistore ad alta resistenza R * di 1 MΩ, disaccoppiando l'elettrolitico condensatore C con una capacità da 10 μF a 100 μF, lo includeremo nel circuito di base T. Alimentare il circuito Saremo alimentati da una batteria da 4,5 V / 0,3 A.

Se R * non è connesso, allora non c'è né corrente di base Ib né corrente di collettore Ic. Se il resistore è collegato, la tensione alla base sale a 0,7 V e una corrente Ib = 4 μA scorre attraverso di essa. Il guadagno di corrente del transistor è 250, che dà Ic = 250Ib = 1 mA.

Dopo aver assemblato un semplice amplificatore a transistor con le nostre mani, ora possiamo testarlo. Collega le cuffie e appoggia il dito sul punto 1 del circuito. Sentirai rumore. Il tuo corpo riceve radiazioni dalla rete elettrica a una frequenza di 50 Hz. Il rumore che senti dalle cuffie è questa radiazione, amplificata solo dal transistor. Spieghiamo questo processo in modo più dettagliato. Una tensione CA di 50 Hz è collegata alla base del transistor tramite un condensatore C. La tensione di base è ora la somma della tensione di polarizzazione CC (circa 0,7 V) dal resistore R * più la tensione CA del dito. Di conseguenza, la corrente del collettore riceve una componente alternata con una frequenza di 50 Hz. Questa corrente alternata viene utilizzata per spostare avanti e indietro la membrana dell'altoparlante alla stessa frequenza, il che significa che possiamo sentire un tono a 50 Hz in uscita.

Ascoltare il livello di rumore di 50 Hz non è molto interessante, quindi è possibile collegare sorgenti di segnale a bassa frequenza (lettore CD o microfono) ai punti 1 e 2 e ascoltare il parlato o la musica amplificati.

A tutti coloro che hanno difficoltà a scegliere il primo circuito per il montaggio, voglio consigliare questo amplificatore con 1 transistor. Il circuito è molto semplice e può essere realizzato sia montando che cablando stampato.

Devo dire subito che l'assemblaggio di questo amplificatore è giustificato solo come esperimento, poiché la qualità del suono sarà, nella migliore delle ipotesi, al livello dei ricevitori cinesi economici: gli scanner. Se qualcuno vuole costruirsi un amplificatore a bassa potenza con un suono migliore, usando un microcircuito TDA 2822 m , può andare al seguente link:

Altoparlante portatile per lettore o telefono su chip tda2822m Foto di controllo dell'amplificatore:

La figura seguente fornisce un elenco delle parti richieste:

Quasi tutti i transistor bipolari di media e alta potenza possono essere utilizzati nel circuito. n - p - n strutture, ad esempio KT 817. È preferibile inserire un condensatore a film all'ingresso con una capacità di 0,22 - 1 MkF. Un esempio di condensatori a film nella foto seguente:

Do un disegno di un circuito stampato dal programma Sprint-Layout:


Il segnale viene prelevato dall'uscita di un lettore mp3 o telefono, viene utilizzata la massa e uno dei canali. Nella figura seguente è possibile vedere lo schema elettrico della presa Jack 3.5 per il collegamento ad una sorgente di segnale:


Se lo si desidera, questo amplificatore, come qualsiasi altro, può essere dotato di un controllo del volume collegando un potenziometro da 50K ohm secondo lo schema standard, viene utilizzato 1 canale:


In parallelo con l'alimentazione, se non è presente un grande condensatore elettrolitico nell'alimentatore dopo il ponte di diodi, è necessario fornire l'elettrolita per 1000-2200 MkF, con una tensione di esercizio maggiore della tensione di alimentazione del circuito.
Un esempio di un tale condensatore:

È possibile scaricare un circuito stampato di un singolo amplificatore a transistor per il programma sprint - layout nella sezione I miei file del sito.

Puoi valutare la qualità del suono di questo amplificatore guardando il video del suo lavoro sul nostro canale.

Circuito di un semplice amplificatore audio a transistor, che è implementato su due potenti transistor compositi TIP142-TIP147 installati nello stadio di uscita, due BC556B a bassa potenza nel percorso differenziale e un BD241C nel circuito di preamplificazione del segnale: solo cinque transistor per l'intero circuito! Un tale design UMZCH può essere utilizzato liberamente, ad esempio, come parte di un centro musicale domestico o per far oscillare un subwoofer installato in un'auto, in discoteca.

L'attrazione principale di questo amplificatore di potenza sonora risiede nella sua facilità di montaggio anche da parte dei radioamatori alle prime armi, non è necessaria alcuna sintonizzazione speciale, non ci sono problemi nell'acquisto di componenti a un prezzo accessibile. Il circuito PA qui presentato ha caratteristiche elettriche con elevata linearità nella gamma di frequenza da 20Hz a 20000Hz. p>

Nella scelta o nell'autoproduzione di un trasformatore per l'alimentazione si deve tenere conto del seguente fattore: - il trasformatore deve avere una riserva di potenza sufficiente, ad esempio: 300 W per canale, nel caso di versione a due canali, poi naturalmente la potenza raddoppia. È possibile utilizzare un trasformatore separato per ciascuno e, se si utilizza una versione stereo dell'amplificatore, si otterrà generalmente un dispositivo di tipo "doppio mono", che aumenterà naturalmente l'efficienza dell'amplificazione del suono.

La tensione operativa negli avvolgimenti secondari del trasformatore dovrebbe essere ~ 34 v alternati, quindi la tensione costante dopo il raddrizzatore risulterà nella regione di 48 v - 50 v. In ciascun braccio di alimentazione, è necessario installare un fusibile progettato per una corrente operativa di 6A, rispettivamente, per uno stereo quando si opera su un alimentatore - 12A.

L'amplificatore offerto alla vostra preziosa attenzione è semplice da montare, terribilmente facile da montare (in realtà non lo richiede), non contiene componenti particolarmente scarsi e, allo stesso tempo, ha caratteristiche molto buone e tira facilmente chiamato hi-fi, tanto amato dalla maggioranza dei cittadini...L'amplificatore può funzionare su un carico di 4 e 8 ohm, può essere utilizzato in collegamento a ponte su un carico di 8 ohm, mentre darà 200 watt al carico.

Caratteristiche principali:

Tensione di alimentazione, V .............................................. .................. ± 35
Consumo di corrente in modalità silenziosa, mA ................................ 100
Impedenza di ingresso, kOhm .................................................. ........... 24
Sensibilità (100 W, 8 Ohm), V ........................................... ...... 1.2
Potenza in uscita (KG = 0,04%), W ...................................... .. ...... 80
La gamma di frequenze riproducibili, Hz ................................ 10 - 30000
Rapporto segnale/rumore (non ponderato), dB .............................. -73

L'amplificatore è completamente su elementi discreti, senza alcun amplificatore operazionale e altri trucchi. Quando funziona con un carico di 4 Ohm e un'alimentazione di 35 V, l'amplificatore sviluppa una potenza fino a 100 W. Se è necessario collegare un carico di 8 Ohm, l'alimentazione può essere aumentata a +/- 42 V, in questo caso otterremo gli stessi 100 watt.Si sconsiglia vivamente di aumentare la tensione di alimentazione oltre i 42 V, altrimenti si potrebbe rimanere senza transistor di uscita. Quando si opera in modalità bridge, deve essere utilizzato un carico di 8 ohm, altrimenti, ancora una volta, perdiamo ogni speranza sulla sopravvivenza dei transistor di uscita. A proposito, va tenuto presente che non esiste alcuna protezione contro il cortocircuito nel carico, quindi è necessario fare attenzione.Per utilizzare l'amplificatore in modalità bridge, l'ingresso MT deve essere avvitato all'uscita di un altro amplificatore, al cui ingresso viene fornito il segnale. L'ingresso rimanente è cortocircuitato sul filo comune. Il resistore R11 viene utilizzato per impostare la corrente di riposo dei transistor di uscita. Il condensatore C4 determina il limite superiore del guadagno e non deve essere ridotto: ottenere l'autoeccitazione alle alte frequenze.
Tutti i resistori sono da 0,25 W ad eccezione di R18, R12, R13, R16, R17. I primi tre sono 0,5 W, gli ultimi due sono 5 W. Il LED HL1 non è per la bellezza, quindi non è necessario inserire un diodo super luminoso nel circuito e inviarlo al pannello frontale. Il diodo dovrebbe essere il colore verde più comune: questo è importante, poiché i LED di altri colori hanno una caduta di tensione diversa.Se improvvisamente qualcuno è sfortunato e non riesce a ottenere i transistor di uscita MJL4281 e MJL4302, possono essere sostituiti rispettivamente con MJL21193 e MJL21194.Il resistore variabile R11 è meglio prendere con un resistore multigiro, anche se il solito andrà bene. Non c'è nulla di critico qui: è solo più conveniente impostare la corrente di riposo.