ULF vezja na tranzistorjih. Dva ULF vezja na tranzistorjih. Opis nizkofrekvenčnega ojačevalnika

Na Habréju so bile že objavljene objave o DIY cevnih ojačevalnikih, ki so bile zelo zanimive za branje. Brez dvoma zvenijo čudovito, a za vsakodnevna uporaba lažje uporabljati napravo na tranzistorjih. Tranzistorji so bolj priročni, ker ne potrebujejo segrevanja pred delovanjem in so bolj trpežni. In vsi si ne upajo začeti sage o svetilkah z anodnimi potenciali pod 400 V, tranzistorski transformatorji za nekaj deset voltov pa so veliko varnejši in preprosto bolj dostopni.

Kot vezje za reprodukcijo sem izbral vezje Johna Linsleyja Hooda iz leta 1969, pri čemer sem vzel avtorjeve parametre na podlagi impedance mojih zvočnikov 8 ohmov.

Klasično vezje britanskega inženirja, objavljeno pred skoraj 50 leti, je še vedno eno najbolj ponovljivih in o sebi zbira izjemno pozitivne ocene. Za to obstaja veliko razlag:
- najmanjše število elementov poenostavi namestitev. Verjame se tudi, da preprostejša ko je zasnova, tem boljši zvok;
- kljub dejstvu, da sta izhodna tranzistorja dva, ju ni treba razvrščati v komplementarne pare;
- izhodna moč 10 vatov z rezervo je dovolj za običajna človeška stanovanja, vhodna občutljivost 0,5-1 volta pa je zelo skladna z izhodom večine zvočnih kartic ali predvajalnikov;
- razred A - je tudi v Afriki razred A, če govorimo o dobrem zvoku. O primerjavi z drugimi razredi bo malo nižje.

Notranji dizajn

Ojačevalnik se začne z močjo. Ločitev dveh kanalov za stereo je najbolje narediti iz dveh različnih transformatorjev, vendar sem se omejil na en transformator z dvema sekundarnima navitjema. Po teh navitjih vsak kanal obstaja zase, zato ne smemo pozabiti vsega, kar je spodaj omenjeno, pomnožiti z dva. Na matični plošči naredimo mostove na Schottky diodah za usmernik.

Možno je na navadnih diodah ali celo na že pripravljenih mostovih, potem pa jih je treba ranizirati s kondenzatorji, padec napetosti na njih pa je večji. Za mostoma sta CRC filtra dveh kondenzatorjev 33.000 mikrofarad in med njima 0,75 ohmskega upora. Če vzamete tako kapacitivnost kot upor manj, bo CRC filter cenejši in se manj segreval, vendar se bo valovanje povečalo, kar ni comme il faut. Ti parametri, IMHO, so razumni v smislu cene in učinka. V filtru je potreben močan cementni upor, pri mirujočem toku do 2 A bo oddajal 3 W toplote, zato ga je bolje vzeti z rezervo 5-10 W. Za preostale upore v napajalnem vezju bo dovolj 2 W.

Nato preidemo na samo ploščo ojačevalnika. V spletnih trgovinah se prodaja veliko že pripravljenih kompletov, vendar ni nič manj pritožb glede kakovosti kitajskih komponent ali nepismenih postavitev na ploščah. Zato je bolje, da to storite sami, pod lastnim "ohlapnim". Oba kanala sem naredil na eni sami plošči, da jo lahko kasneje pritrdim na dno ohišja. Zaženite s testnimi elementi:

Vse razen izhodnih tranzistorjev Tr1/Tr2 se nahaja na sami plošči. Izhodni tranzistorji so nameščeni na radiatorjih, več o tem spodaj. K avtorjevi shemi iz izvirnega članka morate narediti naslednje pripombe:

Ni treba vsega takoj spajkati. Bolje je, da najprej postavite upore R1, R2 in R6 s trimerji, po vseh nastavitvah jih odspojite, izmerite njihov upor in spajkate končne fiksne upore z enakim uporom. Nastavitev se zmanjša na naslednje operacije. Najprej se s pomočjo R6 nastavi tako, da je napetost med X in nič natanko polovica napetosti + V in nič. V enem od kanalov mi je manjkalo 100 kOhm, zato je bolje vzeti te trimerje z rezervo. Nato se s pomočjo R1 in R2 (ohrani njihovo približno razmerje!) nastavi tok miru - tester postavimo za merjenje enosmernega toka in izmerimo prav ta tok na vhodni točki plus napajanja. Moral sem bistveno zmanjšati upor obeh uporov, da sem dobil želeni mirni tok. Mirni tok ojačevalnika v razredu A je maksimalen in v resnici, če ni vhodnega signala, vse gre v toplotno energijo. Za 8 ohmske zvočnike naj bi ta tok po avtorjevem priporočilu znašal 1,2 A pri 27 voltov, kar pomeni 32,4 vata toplote na kanal. Ker lahko traja nekaj minut, da se tok uporabi, morajo izhodni tranzistorji že biti na hladilnih hladilnikih, sicer se bodo hitro pregreli in umrli. Ker se večino časa segrejejo.

Možno je, da boste kot poskus želeli primerjati zvok različnih tranzistorjev, tako da lahko pustite tudi možnost njihove priročne zamenjave. Preizkusil sem na vhodu 2N3906, KT361 in BC557C, je bila majhna razlika v korist slednjega. Pred vikendom smo preizkusili KT630, BD139 in KT801, se odločili za uvožene. Čeprav so vsi zgornji tranzistorji zelo dobri, razlika pa je lahko precej subjektivna. Na izhodu sem takoj dal 2N3055 (ST Microelectronics), saj so marsikomu všeč.

Pri prilagajanju in zniževanju upora ojačevalnika se lahko mejna frekvenca nizkih frekvenc poveča, zato je za kondenzator na vhodu bolje uporabiti ne 0,5 mikrofarada, ampak 1 ali celo 2 mikrofarada v polimernem filmu. Ruska slikovna shema "Ultralinearni ojačevalnik razreda A" še vedno kroži po spletu, kjer je ta kondenzator na splošno predlagan kot 0,1 mikrofarada, kar je polno izklopa vseh nizkih tonov pri 90 Hz:

Pišejo, da to vezje ni nagnjeno k samovzbujanju, vendar je za vsak slučaj med točko X in zemljo postavljeno Zobelovo vezje: R 10 Ohm + C 0,1 mikrofarada.
- varovalke, jih je mogoče in jih je treba namestiti tako na transformator kot na napajalni vhod vezja.
- zelo primerno bi bilo uporabiti termično pasto za največji stik med tranzistorjem in hladilnikom.

Ključavničar in mizarstvo

Zdaj o tradicionalno najtežjem delu v DIY - primeru. Dimenzije ohišja določajo radiatorji, v razredu A pa morajo biti veliki, ne pozabite na približno 30 vatov toplote na vsaki strani. Sprva sem podcenil to moč in naredil ohišje s povprečnimi radiatorji 800 cm² na kanal. Vendar so se z nastavljenim mirnim tokom 1,2 A segreli na 100 ° C že v 5 minutah in postalo je jasno, da je potrebno nekaj močnejšega. To pomeni, da morate bodisi namestiti večje radiatorje bodisi uporabiti hladilnike. Nisem hotel narediti kvadrokopterja, zato sem kupil velikanske čedne HS 135-250s s površino 2500 cm² za vsak tranzistor. Kot je pokazala praksa, se je tak ukrep izkazal za nekoliko odveč, zdaj pa se lahko ojačevalnika varno dotikate z rokami - temperatura je le 40 ° C tudi v načinu mirovanja. Vrtanje lukenj v radiatorje za pritrdilne elemente in tranzistorje je postalo težava – prvotno kupljene kitajske kovinske svedre so vrtali izjemno počasi, za vsako luknjo bi trajalo vsaj pol ure. Na pomoč so priskočili kobaltovi svedri s kotom ostrenja 135 ° iz znanih nemški proizvajalec- vsaka luknja je prehodna v nekaj sekundah!

Telo sem naredil iz pleksi stekla. Pri steklarjih takoj naročimo izrezane pravokotnike, v njih naredimo potrebne luknje za pritrditve in pobarvamo hrbtno stran s črno barvo.

Pleksi steklo, poslikano na zadnji strani, izgleda zelo lepo. Zdaj ostane le še vse sestaviti in uživati ​​v glasbi ... o ja, med končno montažo je pomembno tudi pravilno razredčiti tla, da čim bolj zmanjšate ozadje. Kot smo ugotovili desetletja pred nami, je treba C3 priključiti na signalno ozemljitev, t.j. na minus vhoda-vhoda, vse ostale minuse pa lahko pošljete na "zvezdo" v bližini filtrirnih kondenzatorjev. Če je vse opravljeno pravilno, ozadja ni mogoče slišati, tudi če je vklopljeno največja glasnost približajte uho zvočniku. Druga "zemeljska" značilnost, ki je značilna za zvočne kartice, ki niso galvansko ločene od računalnika, so motnje iz matične plošče, ki lahko lezijo skozi USB in RCA. Sodeč po internetu je težava pogosta: v zvočnikih lahko slišite zvoke trdega diska, tiskalnika, miške in ozadja napajanja sistemske enote. V tem primeru je najlažji način prekiniti ozemljitveno zanko tako, da z električnim trakom zalepite ozemljitev na vtiču ojačevalnika. Tu se ni treba bati, ker. skozi računalnik bo prišlo do druge ozemljitvene zanke.

Nisem naredil regulatorja glasnosti na ojačevalniku, ker nisem mogel dobiti kakovostnih ALPS in mi ni bilo všeč šumenje kitajskih potenciometrov. Namesto tega je bil med "ozemljitvijo" in "signalom" vhoda nameščen običajni upor 47 kΩ. Poleg tega regulator zunanjega zvočna kartica vedno pri roki, vsak program pa ima tudi drsnik. Samo predvajalnik vinila nima regulatorja glasnosti, zato sem za poslušanje na povezovalni kabel pritrdil zunanji potenciometer.

To posodo lahko uganem v 5 sekundah...

Končno lahko začnete poslušati. Vir zvoka je Foobar2000 → ASIO → zunanji Asus Xonar U7. Zvočniki Microlab Pro3. Glavna prednost teh zvočnikov je ločen blok lastnega ojačevalnika na čipu LM4766, ki ga je mogoče takoj odstraniti nekje daleč. Veliko bolj zanimivo s to akustiko je zvenel ojačevalnik iz Panasonicovega mini sistema s ponosnim napisom Hi-Fi ali ojačevalnik sovjetskega predvajalnika Vega-109. Obe zgornji napravi delujeta v razredu AB. JLH, predstavljen v članku, je glede na rezultate slepega testa za 3 osebe v enem vratcu nadigral vse zgornje tovariše. Čeprav je bila razlika slišna s prostim ušesom in brez kakršnih koli testov, je zvok očitno bolj podroben in pregleden. Precej enostavno je na primer slišati razliko med 256 kbps MP3 in FLAC. Včasih sem mislil, da je učinek brez izgub bolj podoben placebu, zdaj pa se je mnenje spremenilo. Podobno je postalo veliko bolj prijetno poslušati datoteke, ki niso stisnjene iz vojne glasnosti - dinamični razpon, manjši od 5 dB, sploh ni led. Linsley Hood je vreden naložbe časa in denarja, saj bo ojačevalnik podobne blagovne znamke stal veliko več.

Materialni stroški

Transformator 2200 rubljev.
Izhodni tranzistorji (6 kosov z maržo) 900 rubljev.
Filtrirni kondenzatorji (4 kosi) 2700 r.
"Rose" (upori, majhni kondenzatorji in tranzistorji, diode) ~ 2000 rubljev.
Radiatorji 1800 r.
Pleksi steklo 650 rubljev.
Barva 250 rubljev.
Konektorji 600 rubljev.
Plošče, žice, srebrna spajka itd. ~1000 r.
SKUPAJ ~12100 rubljev.

Tranzistorski ojačevalnik kljub že dolgoletni zgodovini ostaja priljubljen predmet študija tako začetnikov kot častitljivih radioamaterjev. In to je razumljivo. Je nepogrešljiva komponenta najbolj masivnih in nizko (zvočnih) ojačevalnikov. Pogledali bomo, kako so zgrajeni najpreprostejši tranzistorski ojačevalniki.

Frekvenčni odziv ojačevalnika

V vsakem televizijskem ali radijskem sprejemniku, v vsakem glasbenem centru ali ojačevalniku zvoka lahko najdete tranzistorske ojačevalce zvoka (nizkofrekvenčne - LF). Razlika med avdio tranzistorskimi ojačevalniki in drugimi vrstami je v njihovem frekvenčnem odzivu.

Tranzistorski avdio ojačevalnik ima enoten frekvenčni odziv v frekvenčnem pasu od 15 Hz do 20 kHz. To pomeni, da vse vhodne signale s frekvenco v tem območju pretvori (ojači) ojačevalnik na približno enak način. Spodnja slika prikazuje idealno krivuljo frekvenčnega odziva za avdio ojačevalnik v smislu "ojačanja ojačevalnika Ku - frekvenca vhodnega signala".

Ta krivulja je skoraj ravna od 15 Hz do 20 kHz. To pomeni, da je treba tak ojačevalnik uporabljati posebej za vhodne signale s frekvencami med 15 Hz in 20 kHz. Pri vhodnih signalih nad 20 kHz ali pod 15 Hz se učinkovitost in kakovost njegovega delovanja hitro zmanjšata.

Tip frekvenčnega odziva ojačevalnika določajo električni radijski elementi (ERE) njegovega vezja, predvsem pa sami tranzistorji. Zvočni ojačevalnik na osnovi tranzistorjev je običajno sestavljen na tako imenovanih nizko- in srednjefrekvenčnih tranzistorjih s skupno pasovno širino vhodnih signalov od deset in sto Hz do 30 kHz.

Razred ojačevalnika

Kot veste, je odvisno od stopnje neprekinjenosti toka v času njegovega poteka skozi tranzistorski ojačevalnik ny kaskada (ojačevalnik) razlikuje naslednje razrede svojega dela: "A", "B", "AB", "C", "D".

V razredu delovanja tok "A" teče skozi stopnjo za 100 % obdobja vhodnega signala. Delovanje kaskade v tem razredu je prikazano na naslednji sliki.

V razredu delovanja stopnje ojačevalnika "AB" tok teče skozi njo več kot 50%, vendar manj kot 100% obdobja vhodnega signala (glej spodnjo sliko).

V razredu delovanja stopnje "B" tok teče skozi to natanko 50% obdobja vhodnega signala, kot je prikazano na sliki.

In končno, v razredu delovanja stopnje "C", tok skozi njo teče manj kot 50% obdobja vhodnega signala.

Nizkofrekvenčni ojačevalnik na tranzistorjih: izkrivljanje v glavnih razredih dela

V delovno območje Tranzistorski ojačevalnik razreda "A" ima nizko stopnjo nelinearnega popačenja. Če pa ima signal impulzne napetosti, ki vodijo do nasičenosti tranzistorjev, se okoli vsake "standardne" harmonike izhodnega signala pojavijo višje harmonike (do 11.). To povzroča pojav tako imenovanega tranzistoriziranega ali kovinskega zvoka.

Če imajo nizkofrekvenčni ojačevalniki moči na tranzistorjih nestabilizirano napajanje, potem so njihovi izhodni signali modulirani v amplitudi blizu omrežne frekvence. To vodi do ostrega zvoka na levem robu frekvenčnega odziva. Različne metode stabilizacije napetosti naredijo zasnovo ojačevalnika bolj zapleteno.

Tipična učinkovitost enosmernega ojačevalnika razreda A ne presega 20 % zaradi vedno vklopljenega tranzistorja in neprekinjenega toka enosmerne komponente. Lahko naredite push-pull ojačevalnik razreda A, učinkovitost se bo nekoliko povečala, vendar bodo polovični valovi signala postali bolj asimetrični. Prenos kaskade iz delovnega razreda "A" v delovni razred "AB" štirikrat poveča nelinearno popačenje, čeprav se učinkovitost njegovega vezja poveča.

V ojačevalnikih razredov "AB" in "B" se popačenje poveča, ko se nivo signala zmanjša. Takšen ojačevalnik nehote želite povečati glasneje, da dopolnite občutke moči in dinamike glasbe, vendar pogosto to ne pomaga veliko.

Vmesni razredi dela

Razred dela "A" je raznolik - razred "A +". V tem primeru nizkonapetostni vhodni tranzistorji ojačevalnika tega razreda delujejo v razredu "A", visokonapetostni izhodni tranzistorji ojačevalnika pa, ko njihovi vhodni signali presežejo določeno raven, preidejo v razred "B" oz. "AB". Učinkovitost takih kaskad je boljša kot v čistem razredu "A", nelinearno popačenje pa je manjše (do 0,003%). Je pa tudi njihov zvok "kovinski" zaradi prisotnosti višjih harmonikov v izhodnem signalu.

Pri ojačevalnikih drugega razreda - "AA" je stopnja nelinearnega popačenja še nižja - približno 0,0005%, vendar so prisotni tudi višji harmoniki.

Vrnitev k tranzistorskemu ojačevalniku razreda "A"?

Danes mnogi strokovnjaki na področju kakovostne reprodukcije zvoka zagovarjajo vrnitev k cevnim ojačevalnikom, saj je raven nelinearnega popačenja in višjih harmonikov, ki jih vnesejo v izhodni signal, očitno nižja kot pri tranzistorjih. Vendar pa so te prednosti v veliki meri izravnane s potrebo po ujemajočem se transformatorju med cevno izhodno stopnjo z visokim uporom in izhodno stopnjo z nizkim uporom. zvočniki. Vendar pa s izhod transformatorja lahko izdelamo tudi preprost tranzistorski ojačevalnik, kot bo prikazano spodaj.

Obstaja tudi stališče, da lahko samo hibridni cevno-tranzistorski ojačevalnik zagotovi vrhunsko kakovost zvoka, katerega vse stopnje so enosmerne, niso pokrite in delujejo v razredu "A". To pomeni, da je takšen sledilnik moči ojačevalnik na enem tranzistorju. Njegova shema ima lahko največjo dosegljivo učinkovitost (v razredu "A") največ 50%. Toda niti moč niti učinkovitost ojačevalnika nista indikatorja kakovosti reprodukcije zvoka. V tem primeru sta kakovost in linearnost značilnosti vseh ERE v vezju še posebej pomembni.

Ker enosmerna vezja pridobivajo to perspektivo, si bomo spodaj ogledali njihove možnosti.

enojni ojačevalnik z enim tranzistorjem

Njegovo vezje, izdelano s skupnim oddajnikom in RC priključki za vhodne in izhodne signale za delovanje v razredu "A", je prikazano na spodnji sliki.

Prikazuje npn tranzistor Q1. Njegov kolektor je preko tokovnega omejevalnega upora R3 povezan s pozitivnim priključkom +Vcc, njegov oddajnik pa na -Vcc. tranzistorski ojačevalnik p-n-p strukture bo imel enako vezje, vendar bodo napajalni kabli obrnjeni.

C1 je ločilni kondenzator, s katerim je vhodni vir AC ločen od vira enosmerne napetosti Vcc. Hkrati C1 ne preprečuje prehoda izmeničnega vhodnega toka skozi bazo-emiterski stik tranzistorja Q1. Upora R1 in R2 skupaj z uporom stičišča "E - B" tvorita Vcc za izbiro delovne točke tranzistorja Q1 v statičnem načinu. Za to vezje je značilna vrednost R2 = 1 kOhm, položaj delovne točke pa je Vcc / 2. R3 je obremenitveni upor kolektorskega vezja in se uporablja za ustvarjanje spremenljivega napetostnega izhodnega signala na kolektorju.

Predpostavimo, da je Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ in tokovni dobiček h = 150. Izberemo napetost oddajnika Ve = 9 V, padec napetosti na E-B stičišču pa je Vbe = 0,7 V. Ta vrednost ustreza t. -imenovani silicijev tranzistor. Če bi razmišljali o ojačevalniku na osnovi germanijevih tranzistorjev, bi bil padec napetosti na odprtem E-B stiku Vbe = 0,3 V.

Emiterski tok, približno enak toku kolektorja

Ie = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Osnovni tok Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Padec napetosti na uporu R1

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

R1 \u003d V (R1) / Ib \u003d 10,3 V / 60 μA \u003d 172 kOhm.

C2 je potreben za ustvarjanje vezja za prehod spremenljive komponente toka oddajnika (pravzaprav kolektorskega toka). Če ga ne bi bilo, bi upor R2 močno omejil spremenljivo komponento, tako da bi imel obravnavani bipolarni tranzistorski ojačevalnik nizko tokovno ojačenje.

V naših izračunih smo predpostavili, da je Ic = Ib h, kjer je Ib osnovni tok, ki teče vanj iz oddajnika in nastane, ko se na bazo uporabi pristranska napetost. Vendar pa skozi bazo vedno (tako s prednapetostjo kot brez) teče tudi tok uhajanja iz kolektorja Icb0. Zato je pravi kolektorski tok Ic = Ib h + Icb0 h, t.j. tok uhajanja v vezju z OE se ojača za 150-krat. Če bi razmišljali o ojačevalniku na osnovi germanijevih tranzistorjev, bi bilo treba to okoliščino upoštevati pri izračunih. Dejstvo je, da imajo pomemben Icb0 reda nekaj μA. V siliciju je za tri rede velikosti manjši (približno nekaj nA), zato ga pri izračunih običajno zanemarimo.

Enokončni ojačevalnik z MIS tranzistorjem

Kot vsak tranzistorski ojačevalnik s polnim učinkom ima obravnavano vezje svoj analog med ojačevalniki, zato bomo obravnavali analog prejšnjega vezja s skupnim oddajnikom. Izdelan je s skupnim virom in RC priključki za vhodne in izhodne signale za delovanje v razredu "A" in je prikazan na spodnji sliki.

Tu je C1 isti ločilni kondenzator, s pomočjo katerega je vir izmeničnega vhodnega signala ločen od vira konstantne napetosti Vdd. Kot veste, mora imeti vsak poljski tranzistorski ojačevalnik potencial vrat svojih MIS tranzistorjev pod potenciali njihovih virov. V tem vezju so vrata ozemljena z R1, ki je tipično visok upor (100 kΩ do 1 MΩ), tako da ne premika vhodnega signala. Skozi R1 praktično ni toka, zato je potencial vrat v odsotnosti vhodnega signala enak potencialu zemlje. Izvorni potencial je višji od potenciala zemlje zaradi padca napetosti na uporu R2. Tako je potencial vrat nižji od potenciala vira, ki je potreben za normalno delovanje Q1. Kondenzator C2 in upor R3 imata enak namen kot v prejšnjem vezju. Ker je to vezje s skupnim virom, sta vhodni in izhodni signali v fazi nefazne za 180°.

Ojačevalnik s transformatorskim izhodom

Tretji enostopenjski preprosti tranzistorski ojačevalnik, prikazan na spodnji sliki, je prav tako izdelan po vezju skupnega emitorja za delovanje v razredu "A", vendar je preko ujemajočega transformatorja povezan z zvočnikom z nizko impedanco.

Primarno navitje transformatorja T1 je obremenitev kolektorskega vezja tranzistorja Q1 in razvija izhodni signal. T1 pošlje izhodni signal zvočniku in zagotovi, da se izhodna impedanca tranzistorja ujema z nizko (reda nekaj ohmov) impedanco zvočnika.

Napetostni delilnik kolektorskega napajalnika Vcc, sestavljen na uporih R1 in R3, omogoča izbiro delovne točke tranzistorja Q1 (dobavlja pristransko napetost na njegovo bazo). Namen preostalih elementov ojačevalnika je enak kot v prejšnjih vezjih.

Push-Pull avdio ojačevalnik

Dvotranzistorski potisni-pull nizkofrekvenčni ojačevalnik razdeli vhodno frekvenco na dva protifazna polovična vala, od katerih je vsak ojačan s svojo tranzistorsko stopnjo. Po izvedbi takega ojačanja se polovični valovi združijo v integralni harmonski signal, ki se prenese na akustični sistem. Takšna pretvorba nizkofrekvenčnega signala (razcepitev in ponovno združevanje) seveda povzroči nepopravljivo popačenje v njem zaradi razlike v frekvenčnih in dinamičnih lastnostih dveh tranzistorjev vezja. Ta popačenja zmanjšajo kakovost zvoka na izhodu ojačevalnika.

Push-pull ojačevalniki, ki delujejo v razredu "A", ne reproducirajo kompleksnih zvočni signali, saj v njihovih ramenih neprekinjeno teče stalen tok povečane velikosti. To vodi do asimetrije polovičnih valov signala, faznih popačenj in na koncu do izgube razumljivosti zvoka. Ogrevanje, dva močni tranzistorji podvojitev popačenja signala v nizkih in infra-nizkih frekvencah. Še vedno pa je glavna prednost potisno-povlečnega vezja njegova sprejemljiva učinkovitost in povečana izhodna moč.

Na sliki je prikazano vezje potisnega tranzistorskega ojačevalnika moči.

To je ojačevalnik za razred "A", lahko pa se uporablja tudi razred "AB" in celo "B".

Tranzistorski ojačevalnik moči brez transformatorja

Transformatorji so kljub uspehu pri miniaturizaciji še vedno najbolj zajetni, težki in dragi ERE. Zato je bil najden način za odstranitev transformatorja iz potisno-povlečnega vezja tako, da se izvede na dveh močnih komplementarnih tranzistorjih. različni tipi(n-p-n in p-n-p). Večina sodobnih ojačevalnikov moči uporablja to načelo in je zasnovana za delovanje v razredu "B". Diagram takega ojačevalnika moči je prikazan na spodnji sliki.

Oba njegova tranzistorja sta povezana s skupnim kolektorskim (emiterskim sledilcem) vezjem. Zato vezje prenaša vhodno napetost na izhodno brez ojačanja. Če vhodnega signala ni, sta oba tranzistorja na meji vklopljenega stanja, vendar sta izklopljena.

Ko je vhod harmonični signal, njegov pozitivni polovični val odpre TR1, vendar se prevede pnp tranzistor TR2 je popolnoma v načinu izklopa. Tako skozi obremenitev teče le pozitivni polovični val ojačenega toka. Negativni polovični val vhodnega signala odpre samo TR2 in izklopi TR1, tako da se negativni polovični val ojačenega toka dovede do bremena. Posledično se pri obremenitvi odda sinusoidni signal s polno močjo (zaradi tokovnega ojačanja).

Enotranzistorski ojačevalnik

Za asimilacijo zgornjega bomo z lastnimi rokami sestavili preprost tranzistorski ojačevalnik in ugotovili, kako deluje.

Kot obremenitev tranzistorja nizke moči T tipa BC107 vklopimo slušalke z uporom 2-3 kOhm, na bazo nanesemo prednapetost iz visoko upornega upora R* 1 MΩ, ki loči elektrolitski kondenzator C z zmogljivostjo od 10 μF do 100 μF, ga vključimo v osnovno vezje T. Krmimo vezje bomo iz baterije 4,5 V / 0,3 A.

Če upor R* ni priključen, potem ni niti osnovnega toka Ib niti kolektorskega toka Ic. Če je upor priključen, se napetost na bazi dvigne na 0,7 V in skozenj teče tok Ib = 4 μA. Trenutni dobiček tranzistorja je 250, kar daje Ic = 250Ib = 1 mA.

Ko smo z lastnimi rokami sestavili preprost tranzistorski ojačevalnik, ga lahko zdaj preizkusimo. Priključite slušalke in položite prst na točko 1 diagrama. Slišali boste hrup. Vaše telo zaznava sevanje električnega omrežja s frekvenco 50 Hz. Hrup, ki ga slišite iz slušalk, je to sevanje, ki ga samo ojača tranzistor. Razložimo ta postopek podrobneje. Na osnovo tranzistorja je preko kondenzatorja C priključena izmenična napetost 50 Hz. Napetost na bazi je zdaj enaka vsoti enosmerne napetosti prednapetosti (približno 0,7 V), ki prihaja iz upora R* in izmenične napetosti prsta. Kot rezultat, kolektorski tok prejme izmenično komponento s frekvenco 50 Hz. Ta izmenični tok se uporablja za premikanje membrane zvočnikov naprej in nazaj pri isti frekvenci, kar pomeni, da lahko na izhodu slišimo ton 50 Hz.

Poslušanje ravni hrupa 50 Hz ni zelo zanimivo, zato lahko na točki 1 in 2 povežete nizkofrekvenčne vire signala (CD predvajalnik ali mikrofon) in slišite ojačan govor ali glasbo.

Vsem, ki težko izberejo prvo vezje za montažo, želim priporočiti ta 1-tranzistorski ojačevalnik. Vezje je zelo preprosto in ga je mogoče izdelati tako s površinskim kot s tiskanim ožičenjem.

Takoj moram reči, da je montaža tega ojačevalnika upravičena le kot eksperiment, saj bo kakovost zvoka v najboljšem primeru na ravni poceni kitajskih sprejemnikov - skenerjev. Če želi nekdo sestaviti ojačevalnik nizke moči z boljšo kakovostjo zvoka, z uporabo mikrovezja TDA 2822 m , lahko greste na naslednjo povezavo:

Prenosni zvočnik za predvajalnik ali telefon na čipu tda2822m Testna slika ojačevalnika:

Na naslednji sliki so navedeni potrebni deli:

V vezju je mogoče uporabiti skoraj kateri koli bipolarni tranzistor srednje in velike moči. n-p-n strukture, na primer KT 817. Zaželeno je, da se na vhod postavi filmski kondenzator z zmogljivostjo 0,22 - 1 μF. Primer filmskih kondenzatorjev na naslednji fotografiji:

Iz programa prinesem risbo tiskanega vezja Sprint postavitev:


Signal se vzame iz izhoda mp3 predvajalnika ali telefona, uporabi se ozemljitev in eden od kanalov. Na naslednji sliki si lahko ogledate shemo ožičenja za vtič Jack 3.5 za priključitev na vir signala:


Po želji lahko ta ojačevalnik, tako kot kateri koli drug, opremite z regulatorjem glasnosti s priključitvijo potenciometra 50 KΩ po standardni shemi, uporablja se 1 kanal:


Vzporedno z napajanjem, če v napajalniku po diodnem mostu ni elektrolitskega kondenzatorja visoke zmogljivosti, morate napajati elektrolit 1000 - 2200 uF z delovno napetostjo, ki je večja od napajalne napetosti vezja.
Primer takega kondenzatorja:

V razdelku Moje datoteke na spletnem mestu lahko prenesete tiskano vezje ojačevalnika na enem tranzistorju za program sprint-layout.

Kakovost zvoka tega ojačevalnika lahko ocenite tako, da si ogledate video o njegovem delu na našem kanalu.

Shema vezja preprostega tranzistorskega avdio ojačevalnika, ki je implementiran na dveh močnih sestavljenih tranzistorjih TIP142-TIP147, nameščenih v izhodni stopnji, dveh BC556B z nizko močjo v diferencialni poti in enem BD241C v vezju za predojačenje signala - le pet tranzistorjev za celotno vezje! Takšen dizajn UMZCH se lahko prosto uporablja, na primer kot del domačega glasbenega centra ali za vožnjo globokotonca, nameščenega v avtomobilu, v diskoteki.

Glavna privlačnost tega ojačevalnika moči zvoka je v enostavni montaži tudi za začetnike radioamaterje, ni potrebe po posebnih nastavitvah, ni težav pri nakupu komponent po dostopni ceni. Tukaj predstavljeno vezje UM ima električne lastnosti z visoko linearnostjo dela v frekvenčnem območju od 20 Hz do 20000 Hz. p>

Pri izbiri oz samoproizvodnja transformatorja za napajanje je treba upoštevati naslednji faktor: - transformator mora imeti zadostno rezervo moči, na primer: 300 W na en kanal, v primeru dvokanalne izvedbe, potem se moč seveda podvoji. Za vsakega lahko uporabite svoj ločen transformator, in če uporabljate stereo različico ojačevalnika, boste na splošno dobili napravo tipa "double mono", ki bo seveda povečala učinkovitost ojačanja zvoka.

Učinkovita napetost v sekundarnih navitjih transformatorja mora biti ~ 34V izmenično stalni pritisk po usmerniku se bo izkazalo v območju 48v - 50v. V vsako napajalno roko je potrebno namestiti varovalko za delovni tok 6A oziroma za stereo pri delu na enem napajalniku - 12A.

Vaši dragoceni pozornosti ponujeni ojačevalnik je enostaven za montažo, strašno enostaven za postavitev (pravzaprav tega ne zahteva), ne vsebuje posebej redkih komponent, hkrati pa ima zelo dobre lastnosti in zlahka vleče na t.i. hi-fi, ki ga tako zelo ljubi večina državljanov.Ojačevalnik lahko deluje na obremenitvi 4 in 8 ohmov, lahko se uporablja za premostitev do obremenitve 8 ohmov, medtem ko bo obremenitvi dal 200 vatov.

Glavne značilnosti:

Napajalna napetost, V ................................................ .................±35
Poraba toka v tihem načinu, mA ................................. 100
Vhodna impedanca, kOhm .............................................. ........ 24
Občutljivost (100 W, 8 Ohm), V........................................ ........................ 1.2
Izhodna moč (KG=0,04%), W.................................................. ...... 80
Ponovljivo frekvenčno območje, Hz .............................. 10 - 30000
Razmerje med signalom in šumom (neuteženo), dB.................................. -73

Ojačevalnik je v celoti na diskretnih elementih, brez operacijskih ojačevalcev in ostalih trikov. Pri delovanju na obremenitvi 4 ohma in napajanju 35 V ojačevalnik razvije moč do 100 vatov. Če je treba priključiti 8 ohmsko obremenitev, lahko moč povečamo na +/-42 V, v tem primeru bomo dobili enakih 100 vatov.Močno ni priporočljivo povečati napajalne napetosti za več kot 42 V, sicer lahko ostanete brez izhodnih tranzistorjev. Pri delovanju v premostitvenem načinu je treba uporabiti 8-ohmsko obremenitev, sicer spet izgubimo vsako upanje za preživetje izhodnih tranzistorjev. Mimogrede, treba je upoštevati, da v bremenu ni zaščite pred kratkim stikom, zato morate biti previdni.Za uporabo ojačevalnika v premostitvenem načinu je potrebno vhod MT pritrditi na izhod drugega ojačevalnika, na vhod katerega se signal nanaša. Preostali vhod je zaprt na skupno žico. Upor R11 se uporablja za nastavitev mirujočega toka izhodnih tranzistorjev. Kondenzator C4 določa zgornjo mejo ojačanja in je ne smete zmanjšati - dobite samovzbujanje pri visokih frekvencah.
Vsi upori so 0,25 W razen R18, R12, R13, R16, R17. Prvi trije so 0,5 W, zadnji dve pa 5 W. HL1 LED ni za lepoto, zato vam ni treba vtakniti super svetle diode v vezje in jo oddati na sprednjo ploščo. Dioda mora biti najpogostejša zelena barva - to je pomembno, saj imajo LED diode drugih barv drugačen padec napetosti.Če nenadoma nekdo ni imel sreče in ni mogel dobiti izhodnih tranzistorjev MJL4281 in MJL4302, jih je mogoče zamenjati z MJL21193 oziroma MJL21194.Najbolje je, da vzamete spremenljivi upor R11 z več zavoji, čeprav je primeren tudi navaden. Tukaj ni nič kritičnega - bolj priročno je nastaviti mirni tok.