เครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำ แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์: ชนิด วงจร แบบง่ายและซับซ้อน แอมพลิฟายเออร์พร้อมเอาต์พุตหม้อแปลง

เวลาในการอ่าน ≈ 6 นาที

แอมพลิฟายเออร์อาจเป็นหนึ่งในอุปกรณ์แรกที่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่เริ่มออกแบบ การรวบรวมทรานซิสเตอร์ ULF ด้วยมือของพวกเขาเองโดยใช้วงจรสำเร็จรูปหลายคนใช้ไมโครเซอร์กิต

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ถึงแม้จะแตกต่างกันเป็นจำนวนมาก แต่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ทุกคนพยายามทำสิ่งใหม่ ๆ ที่ทรงพลังกว่า ซับซ้อนกว่า และน่าสนใจอย่างต่อเนื่อง

ยิ่งไปกว่านั้น หากคุณต้องการแอมพลิฟายเออร์คุณภาพสูงและเชื่อถือได้ คุณควรมองหารุ่นทรานซิสเตอร์ ท้ายที่สุดแล้วพวกมันมีราคาถูกที่สุดและสามารถสร้างเสียงที่ชัดเจนและผู้เริ่มต้นทุกคนสามารถสร้างมันขึ้นมาได้อย่างง่ายดาย

ดังนั้นเรามาดูวิธีการทำเครื่องขยายเสียงเบส Class B แบบโฮมเมดกัน

บันทึก! ใช่ คลาสแอมพลิฟายเออร์บีก็ดีเหมือนกัน หลายคนบอกว่าอุปกรณ์หลอดเท่านั้นที่สามารถผลิตเสียงคุณภาพสูงได้ นี่เป็นความจริงบางส่วน แต่ลองดูที่ค่าใช้จ่ายของพวกเขา

นอกจากนี้การประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวที่บ้านไม่ใช่เรื่องง่าย ท้ายที่สุดคุณจะต้องมองหาหลอดวิทยุที่จำเป็นเป็นเวลานานแล้วซื้อในราคาค่อนข้างสูง และกระบวนการประกอบและบัดกรีนั้นต้องการประสบการณ์

ดังนั้นเราจะพิจารณาวงจรของแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำที่เรียบง่ายและในขณะเดียวกันก็ให้กำลังเสียง 50 วัตต์

แบบแผนเก่าแต่ผ่านการทดสอบเวลาจากยุค 90

วงจร ULF ซึ่งเราจะรวบรวมได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในนิตยสาร "วิทยุ" ในปี 2534 นักวิทยุสมัครเล่นนับแสนคนรวบรวมได้สำเร็จ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เพียงแต่สำหรับการพัฒนาทักษะเท่านั้น แต่ยังสำหรับใช้ในระบบเสียงของพวกเขาด้วย

ดังนั้นเครื่องขยายเสียงความถี่ต่ำที่มีชื่อเสียงของ Dorofeev:

เอกลักษณ์และความเป็นอัจฉริยะของโครงการนี้อยู่ที่ความเรียบง่าย ULF นี้ใช้องค์ประกอบวิทยุจำนวนน้อยที่สุดและแหล่งพลังงานที่ง่ายมาก แต่อุปกรณ์สามารถ "รับ" โหลดได้ 4 โอห์ม และให้กำลังขับ 50 วัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับระบบลำโพงในบ้านหรือในรถยนต์

วิศวกรไฟฟ้าหลายคนได้ปรับปรุงและขัดเกลาโครงร่างนี้ I. เพื่อความสะดวก เราได้นำเวอร์ชันที่ทันสมัยที่สุดมาแทนที่ส่วนประกอบเก่าด้วยส่วนประกอบใหม่ เพื่อให้คุณออกแบบ ULF ได้ง่ายขึ้น:

คำอธิบายของวงจรขยายความถี่ต่ำ

ใน Doroveevsky ULF ที่ "แก้ไข" นี้ ใช้โซลูชันแผนผังที่ไม่ซ้ำใครและมีประสิทธิภาพมากที่สุด ตัวอย่างเช่น แนวต้าน R12 ตัวต้านทานนี้จำกัดกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต ซึ่งจะเป็นการจำกัดกำลังสูงสุดของแอมพลิฟายเออร์

สำคัญ! อย่าเปลี่ยนนิกายR12 เพื่อเพิ่มกำลังขับเนื่องจากจับคู่กับส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรพอดี ตัวต้านทานนี้ป้องกันวงจรทั้งหมดจากการลัดวงจร.

ขั้นตอนการส่งออกของทรานซิสเตอร์:

R12 เดียวกัน "สด":

ตัวต้านทาน R12 ควรมีกำลัง 1 W หากไม่อยู่ในมือ ให้ใช้ครึ่งวัตต์ มีพารามิเตอร์ที่ให้ค่าความเพี้ยนของฮาร์มอนิกสูงถึง 0.1% ที่ความถี่ 1 kHz และไม่เกิน 0.2% ที่ 20 kHz นั่นคือคุณจะไม่สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ด้วยหู แม้ในขณะทำงานด้วยกำลังสูงสุด

หน่วยจ่ายไฟของแอมพลิฟายเออร์ต้องเป็นไบโพลาร์ โดยมีแรงดันเอาต์พุตภายใน 15-25 V (+ - 1%):

หากต้องการ "เพิ่ม" พลังเสียง คุณสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้ แต่จากนั้นจำเป็นต้องเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ในขั้นตอนสุดท้ายของวงจรแบบขนาน คุณต้องแทนที่พวกมันด้วยอันที่ทรงพลังกว่า แล้วคำนวณแนวต้านหลายๆ อันใหม่

ส่วนประกอบ R9 และ R10 ต้องได้รับการจัดอันดับตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้:

ด้วยความช่วยเหลือของซีเนอร์ไดโอด จำกัด กระแสที่ไหลผ่าน ในส่วนเดียวกันของวงจรจะมีการประกอบพาราเมทริกโคลงซึ่งจำเป็นต่อการรักษาเสถียรภาพของแรงดันและกระแสที่ด้านหน้าของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน:

คำสองสามคำเกี่ยวกับไมโครเซอร์กิต TL071 - "หัวใจ" ของ ULF ของเรา ถือว่าเป็นแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานที่ยอดเยี่ยมซึ่งพบได้ทั้งในงานอดิเรกและอุปกรณ์เครื่องเสียงระดับมืออาชีพ หากไม่มี opamp ที่เหมาะสม สามารถแทนที่ด้วย TL081:

ดู "ในความเป็นจริง" บนกระดาน:

สำคัญ! หากคุณตัดสินใจที่จะใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานอื่น ๆ ในวงจรนี้ ให้ศึกษาพินเอาต์อย่างระมัดระวังเพราะ "ขา" อาจมีความหมายต่างกัน.

เพื่อความสะดวก ควรติดตั้งชิป TL071 บนซ็อกเก็ตพลาสติกที่บัดกรีไว้ล่วงหน้าในบอร์ด ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนส่วนประกอบได้อย่างรวดเร็วหากจำเป็น

ดีแล้วที่รู้! เพื่อความคุ้นเคยเราจะนำเสนอวงจรอื่นของ ULF นี้แก่คุณ แต่ไม่มีไมโครวงจรขยาย อุปกรณ์ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์เท่านั้น แต่ประกอบไม่ค่อยมากเนื่องจากล้าสมัยและไม่เกี่ยวข้อง

เพื่อให้สะดวกยิ่งขึ้น เราได้พยายามทำให้แผงวงจรพิมพ์มีขนาดเล็กที่สุด - เพื่อความกะทัดรัดและความสะดวกในการติดตั้งในระบบเสียง:

จัมเปอร์ทั้งหมดบนกระดานต้องบัดกรีทันทีหลังจากการแกะสลัก

ต้องติดตั้งบล็อกทรานซิสเตอร์ (ระยะอินพุตและเอาต์พุต) บนหม้อน้ำทั่วไป แน่นอนว่ามันถูกหุ้มฉนวนอย่างดีจากแผ่นระบายความร้อน

ในไดอะแกรม พวกเขาอยู่ที่นี่:

และที่นี่บนแผงวงจรพิมพ์:

หากไม่มีแบบสำเร็จรูปหม้อน้ำสามารถทำจากแผ่นอลูมิเนียมหรือทองแดงได้:

ทรานซิสเตอร์ของสเตจเอาท์พุตต้องมีการกระจายพลังงานอย่างน้อย 55 W และดียิ่งขึ้น - 70 หรือมากถึง 100 W แต่พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับบอร์ด

จากวงจรจะเห็นได้ชัดเจนว่ามีการใช้ทรานซิสเตอร์เสริม 2 ตัวที่สเตจอินพุตและเอาต์พุต มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราที่จะเลือกพวกมันตามปัจจัยขยาย ในการพิจารณาพารามิเตอร์นี้ คุณสามารถใช้มัลติมิเตอร์ที่มีฟังก์ชันทดสอบทรานซิสเตอร์:

หากคุณไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว คุณจะต้องยืมตัวทดสอบทรานซิสเตอร์จากผู้เชี่ยวชาญบางคน:

ควรเลือกซีเนอร์ไดโอดตามกำลังไฟฟ้าต่อครึ่งวัตต์ แรงดันเสถียรภาพควรเป็น 15-20 V:

พาวเวอร์ซัพพลาย. หากคุณวางแผนที่จะติดตั้งหน่วยจ่ายไฟของหม้อแปลงไฟฟ้าบน ULF ของคุณ ให้เลือกตัวเก็บประจุตัวกรองที่มีความจุอย่างน้อย 5,000 uF ที่นี่ยิ่งดี

เครื่องขยายเสียงเบสที่เราประกอบเป็นคลาส B ทำงานได้อย่างเสถียร ให้เสียงที่เกือบใสดุจคริสตัล แต่ BN ถูกเลือกอย่างดีที่สุดเพื่อไม่ให้ทำงานเต็มประสิทธิภาพ ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังโดยรวมอย่างน้อย 80 W

นั่นคือทั้งหมดที่ เราค้นพบวิธีประกอบ ULF บนทรานซิสเตอร์ด้วยมือของเราเองโดยใช้วงจรง่ายๆ และวิธีที่จะสามารถปรับปรุงได้ในอนาคต จะพบส่วนประกอบทั้งหมดของอุปกรณ์และหากไม่มีอยู่ก็ควรถอดเครื่องบันทึกเทปเก่าสองสามเครื่องหรือสั่งซื้อชิ้นส่วนวิทยุบนอินเทอร์เน็ต (มีค่าใช้จ่ายเกือบหนึ่งเพนนี)

บรรณาธิการของไซต์ "Two Schemes" นำเสนอแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำที่เรียบง่าย แต่มีคุณภาพสูงโดยใช้ทรานซิสเตอร์ MOSFET วงจรของมันควรจะเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นและออดิโอไฟล์เนื่องจากมันมีอายุ 20 ปีแล้ว วงจรนี้คือการพัฒนาของ Anthony Holton ที่มีชื่อเสียงดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่า ULF Holton ระบบขยายเสียงมีความเพี้ยนฮาร์มอนิกต่ำไม่เกิน 0.1% โดยมีกำลังต่อโหลดประมาณ 100 วัตต์

แอมพลิฟายเออร์นี้เป็นทางเลือกสำหรับแอมพลิฟายเออร์ซีรีย์ TDA ยอดนิยมและแอมพลิฟายเออร์ป๊อปที่คล้ายกัน เพราะด้วยราคาที่สูงกว่าเล็กน้อย คุณจะได้แอมพลิฟายเออร์ที่มีลักษณะที่ดีกว่าอย่างชัดเจน

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบนี้คือการออกแบบที่เรียบง่ายและสเตจเอาต์พุตที่ประกอบด้วย MOSFET ราคาไม่แพง 2 ตัว เครื่องขยายเสียงสามารถทำงานร่วมกับลำโพงที่มีความต้านทานทั้ง 4 และ 8 โอห์ม การปรับอย่างเดียวที่ต้องทำระหว่างการเริ่มต้นคือการตั้งค่ากระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต

แผนผังของ UMZCH Holton

Holton MOSFET แอมพลิฟายเออร์ - วงจร

วงจรนี้เป็นแอมพลิฟายเออร์สองขั้นตอนแบบคลาสสิก ประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์อินพุตดิฟเฟอเรนเชียลและพาวเวอร์แอมพลิฟายเออร์แบบบาลานซ์ ซึ่งทรานซิสเตอร์กำลังหนึ่งคู่ทำงาน แผนภาพระบบแสดงไว้ด้านบน

แผงวงจรพิมพ์

แผงวงจรพิมพ์ ULF - ดูเสร็จแล้ว

นี่คือไฟล์เก็บถาวรที่มีไฟล์ PDF ของ PCB -

หลักการของเครื่องขยายเสียง

ทรานซิสเตอร์ T4 (BC546) และ T5 (BC546) ทำงานในการกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลและได้รับการออกแบบให้ใช้พลังงานจากแหล่งกระแสที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ T7 (BC546), T10 (BC546) และตัวต้านทาน R18 (22 kΩ), R20 (680 โอห์ม) และ R12 (22 ห้อง) สัญญาณอินพุตถูกป้อนไปยังฟิลเตอร์สองตัว: ฟิลเตอร์โลว์พาสที่สร้างจากองค์ประกอบ R6 (470 โอห์ม) และ C6 (1 nF) - มันจำกัดส่วนประกอบความถี่สูงของสัญญาณและฟิลเตอร์แบนด์พาสที่ประกอบด้วย C5 ( 1 μF), R6 และ R10 (47 kOhm) จำกัดส่วนประกอบสัญญาณที่ความถี่อินฟาเรด

แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลมีตัวต้านทาน R2 (4.7 kΩ) และ R3 (4.7 kΩ) ทรานซิสเตอร์ T1 (MJE350) และ T2 (MJE350) เป็นอีกระยะการขยายสัญญาณ และโหลดของมันคือทรานซิสเตอร์ T8 (MJE340), T9 (MJE340) และ T6 (BD139)

ตัวเก็บประจุ C3 (33pF) และ C4 (33pF) ตอบโต้การกระตุ้นของแอมพลิฟายเออร์ ตัวเก็บประจุ C8 (10 nF) แบบขนานกับ R13 (10 kΩ / 1 V) ปรับปรุงการตอบสนองชั่วคราวของ ULF ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสัญญาณอินพุตที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ทรานซิสเตอร์ T6 ร่วมกับองค์ประกอบ R9 (4.7 โอห์ม), R15 (680 โอห์ม), R16 (82 โอห์ม) และ PR1 (5 โอห์ม) ช่วยให้คุณตั้งค่าขั้วที่ถูกต้องของสเตจเอาท์พุตแอมพลิฟายเออร์ที่เหลือได้ การใช้โพเทนชิออมิเตอร์จำเป็นต้องตั้งค่ากระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตภายใน 90-110 mA ซึ่งสอดคล้องกับแรงดันตกคร่อม R8 (0.22 โอห์ม / 5 W) และ R17 (0.22 โอห์ม / 5 W) ภายใน 20-25 เอ็มวี ปริมาณการใช้กระแสไฟที่นิ่งรวมของแอมพลิฟายเออร์ควรอยู่ที่ 130 mA

องค์ประกอบเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงคือทรานซิสเตอร์ MOS T3 (IRFP240) และ T11 (IRFP9240) ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ได้รับการติดตั้งเป็นตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าที่มีกระแสไฟขาออกสูงสุดมาก ดังนั้น 2 ขั้นตอนแรกจะต้องแกว่งแอมพลิจูดที่ใหญ่เพียงพอสำหรับสัญญาณเอาท์พุต

ตัวต้านทาน R8 และ R17 ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อวัดกระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เพาเวอร์แอมป์อย่างรวดเร็วโดยไม่รบกวนวงจร นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในกรณีของการขยายระบบไปยังทรานซิสเตอร์กำลังเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งคู่ เนื่องจากความแตกต่างในความต้านทานของช่องสัญญาณเปิดของทรานซิสเตอร์

ตัวต้านทาน R5 (470 โอห์ม) และ R19 (470 โอห์ม) จะจำกัดอัตราการชาร์จของความจุของทรานซิสเตอร์แบบพาส-ทรู ดังนั้นจึงจำกัดช่วงความถี่ของเครื่องขยายเสียง ไดโอด D1-D2 (BZX85-C12V) ปกป้องทรานซิสเตอร์กำลัง กับพวกเขา แรงดันไฟฟ้าเมื่อเริ่มต้นที่สัมพันธ์กับแหล่งจ่ายไฟสำหรับทรานซิสเตอร์ไม่ควรเกิน 12 V.

บอร์ดเครื่องขยายเสียงมีที่สำหรับตัวเก็บประจุกรองพลังงาน C2 (4700 μF / 50 V) และ C13 (4700 μF / 50 V)

ทรานซิสเตอร์โฮมเมด ULF บน MOSFET

การควบคุมนั้นขับเคลื่อนผ่านตัวกรอง RC เพิ่มเติมที่สร้างขึ้นจากองค์ประกอบ R1 (100 โอห์ม / 1 V), C1 (220 μF / 50 V) และ R23 (100 โอห์ม / 1 V) และ C12 (220 μF / 50 V)

แหล่งจ่ายไฟสำหรับ UMZCH

วงจรเครื่องขยายเสียงให้กำลังที่สูงถึง 100 วัตต์จริง (ไซน์ที่มีประสิทธิภาพ) โดยมีแรงดันไฟฟ้าอินพุตอยู่ที่ 600 mV และความต้านทานโหลด 4 โอห์ม

เครื่องขยายเสียง Holton พร้อมรายละเอียด

หม้อแปลงที่แนะนำคือ toroid 200 W ที่มีแรงดันไฟฟ้า 2x24 V หลังจากการแก้ไขและการปรับให้เรียบ แหล่งจ่ายไฟสองขั้วของเพาเวอร์แอมป์ควรได้รับในพื้นที่ +/- 33 โวลต์ การออกแบบที่นำเสนอนี้เป็นโมดูลโมโนแอมพลิฟายเออร์ที่มีประสิทธิภาพดีมากซึ่งสร้างขึ้นจาก MOSFET ซึ่งสามารถใช้เป็นยูนิตแบบแยกเดี่ยวหรือเป็นชุดได้

ผู้อ่าน! จำชื่อเล่นของผู้เขียนคนนี้และอย่าใช้อุบายของเขาซ้ำ
โมเดอเรเตอร์! ก่อนที่คุณจะแบนฉันสำหรับการดูหมิ่น ให้คิดว่าคุณมี "ให้ gopnik ธรรมดาอยู่ใกล้ไมโครโฟน" ซึ่งไม่ควรแม้แต่จะอยู่ใกล้อุปกรณ์วิทยุและยิ่งกว่านั้นเพื่อสอนผู้เริ่มต้น

ประการแรก ด้วยรูปแบบการสลับดังกล่าว กระแสตรงขนาดใหญ่จะไหลผ่านทรานซิสเตอร์และลำโพง แม้ว่าตัวต้านทานปรับค่าจะอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง นั่นคือจะได้ยินเสียงเพลง และด้วยกระแสไฟขนาดใหญ่ลำโพงก็เสียหายไม่ช้าก็เร็วมันจะไหม้

ประการที่สอง ในวงจรนี้ จะต้องมีตัวจำกัดกระแส นั่นคือ ตัวต้านทานคงที่ อย่างน้อย 1 KOhm เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวแปร ผลิตภัณฑ์โฮมเมดใด ๆ จะเปลี่ยนตัวควบคุมตัวต้านทานผันแปรไปตลอดทางจะมีความต้านทานเป็นศูนย์และกระแสขนาดใหญ่จะไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ ส่งผลให้ทรานซิสเตอร์หรือลำโพงไหม้หมด

จำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุแบบแปรผันที่อินพุตเพื่อป้องกันแหล่งกำเนิดเสียง (ผู้เขียนควรอธิบายสิ่งนี้เพราะในทันทีมีผู้อ่านที่ลบออกเช่นนั้นโดยพิจารณาว่าตัวเองฉลาดกว่าผู้เขียน) หากไม่มีมัน เฉพาะผู้เล่นที่ติดตั้งการป้องกันดังกล่าวในเอาต์พุตเท่านั้นที่จะทำงานได้ตามปกติ และหากไม่มีอยู่ เอาต์พุตของเครื่องเล่นอาจเสียหาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งดังที่ฉันได้กล่าวไว้ข้างต้น หากคุณคลายเกลียวตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ "เป็นศูนย์" ในกรณีนี้ เอาต์พุตของแล็ปท็อปราคาแพงจะได้รับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานของเหรียญเงินเล็กๆ น้อยๆ นี้ และอาจเกิดการไหม้ได้ สร้างขึ้นเอง ชอบถอดตัวต้านทานป้องกันและตัวเก็บประจุออกมากเพราะ "ใช้งานได้เหมือนกัน!" เป็นผลให้วงจรสามารถทำงานกับแหล่งกำเนิดเสียงหนึ่ง แต่ไม่ใช่กับแหล่งอื่น และแม้แต่โทรศัพท์หรือแล็ปท็อปราคาแพงก็อาจเสียหายได้

ในวงจรนี้ ตัวต้านทานปรับค่าได้ควรเป็นแบบทริมเมอร์เท่านั้น กล่าวคือ ควรปรับเพียงครั้งเดียวแล้วปิดในกล่อง และไม่ควรดึงออกมาด้วยที่จับที่สะดวก นี่ไม่ใช่ตัวควบคุมระดับเสียง แต่เป็นตัวควบคุมการบิดเบือน กล่าวคือ จะเลือกโหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์เพื่อให้มีการบิดเบือนน้อยที่สุดและควันจะไม่ออกมาจากลำโพง ดังนั้นไม่ว่าในกรณีใดควรสามารถเข้าถึงได้จากภายนอก คุณไม่สามารถปรับระดับเสียงด้วยการเปลี่ยนโหมด สำหรับสิ่งนี้คุณต้อง "ฆ่า" หากคุณต้องการควบคุมระดับเสียงจริงๆ การเปิดตัวต้านทานผันแปรอื่นในซีรีส์ด้วยตัวเก็บประจุจะง่ายกว่า และตอนนี้สามารถนำตัวต้านทานนี้ออกไปที่กล่องเครื่องขยายเสียงได้

โดยทั่วไปสำหรับวงจรที่ง่ายที่สุด - และเพื่อที่จะทำงานทันทีและเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายใด ๆ คุณต้องซื้อไมโครเซอร์กิตประเภท TDA (เช่น TDA7052, TDA7056 ... มีตัวอย่างมากมายบนอินเทอร์เน็ต) และผู้เขียนได้สุ่มทรานซิสเตอร์ที่วางอยู่บนโต๊ะทำงานของเขา เป็นผลให้มือสมัครเล่นที่ใจง่ายจะมองหาทรานซิสเตอร์ดังกล่าวแม้ว่าอัตราขยายจะเพียง 15 และกระแสที่อนุญาตได้มากถึง 8 แอมแปร์ (มันจะเผาลำโพงใด ๆ โดยไม่ได้สังเกต)

เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์เดียว- นี่คือการออกแบบ ULF แบบง่ายบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียว ด้วยแผนการดังกล่าวที่นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนเริ่มเดินทาง เมื่อเราประกอบแอมพลิฟายเออร์อย่างง่ายแล้ว เราก็พยายามสร้างอุปกรณ์ที่ทรงพลังและมีคุณภาพสูงอยู่เสมอ ดังนั้นทุกอย่างจึงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จึงมีความปรารถนาที่จะสร้างเครื่องขยายเสียงที่ไร้ที่ติเสมอ

วงจรเครื่องขยายเสียงที่ง่ายที่สุดที่แสดงด้านล่างใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์หนึ่งตัวและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ 6 ชิ้น รวมทั้งลำโพง การออกแบบอุปกรณ์สำหรับขยายเสียงความถี่ต่ำนี้สร้างขึ้นสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่เท่านั้น จุดประสงค์หลักของมันคือเพื่อให้ชัดเจนถึงหลักการทำงานของแอมพลิฟายเออร์อย่างง่าย ดังนั้นจึงประกอบขึ้นโดยใช้องค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนน้อยที่สุด

แอมพลิฟายเออร์นี้มีกำลังเล็กน้อยโดยธรรมชาติ สำหรับการเริ่มต้น จะเป็นขนาดใหญ่และไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม หากคุณติดตั้งทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังกว่าและเพิ่มแรงดันไฟจ่ายเล็กน้อย คุณจะได้เอาต์พุตประมาณ 0.5 วัตต์ และนี่ก็ถือเป็นพลังที่ค่อนข้างดีสำหรับแอมพลิฟายเออร์ที่มีการออกแบบเช่นนี้ ในแผนภาพ เพื่อความชัดเจน ใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วที่มีค่าการนำไฟฟ้าแบบ n-p-n แต่คุณสามารถใช้ค่าใดก็ได้และค่าการนำไฟฟ้าใดก็ได้

หากต้องการรับ 0.5 W ที่เอาต์พุต ควรใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วที่ทรงพลัง เช่น KT819 หรือทรานซิสเตอร์ต่างประเทศ เช่น 2N6288, 2N5490 คุณยังสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนเช่น KT805 ซึ่งเป็นคู่ต่างประเทศ - BD148, BD149 ตัวเก็บประจุในวงจรเอาท์พุตสามารถตั้งค่าเป็น 0.1mF แม้ว่าค่าเล็กน้อยของมันจะไม่มีบทบาทสำคัญ อย่างไรก็ตาม มันสร้างความไวของอุปกรณ์ที่สัมพันธ์กับความถี่ของสัญญาณเสียง

หากคุณใส่ตัวเก็บประจุที่มีความจุมาก เอาต์พุตส่วนใหญ่จะเป็นความถี่ต่ำ และความถี่สูงจะถูกตัดออก ในทางกลับกัน หากความจุมีขนาดเล็ก ความถี่ต่ำจะถูกตัด และความถี่สูงจะถูกข้ามไป ดังนั้นตัวเก็บประจุเอาต์พุตนี้จึงถูกเลือกและติดตั้งตามความชอบของคุณสำหรับช่วงเสียง ต้องเลือกแรงดันไฟฟ้าของวงจรในช่วงตั้งแต่ 3v ถึง 12v

ฉันต้องการชี้แจงด้วย - เครื่องขยายเสียงนี้นำเสนอให้คุณเพื่อการสาธิตเท่านั้นเพื่อแสดงหลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าว แน่นอนว่าเสียงของอุปกรณ์นี้จะอยู่ในระดับต่ำและไม่สามารถเปรียบเทียบกับอุปกรณ์คุณภาพสูงได้ เมื่อคุณเพิ่มระดับเสียงในการเล่น ความบิดเบี้ยวในรูปแบบของการหายใจดังเสียงฮืด ๆ จะเกิดขึ้นในลำโพง

โครงการที่ 1

การเลือกคลาสแอมพลิฟายเออร์ ... เราจะเตือนนักวิทยุสมัครเล่นทันที - เราจะไม่สร้างเครื่องขยายเสียงคลาส A โดยใช้ทรานซิสเตอร์ เหตุผลนั้นง่าย - ดังที่กล่าวไว้ในบทนำ ทรานซิสเตอร์ไม่เพียงขยายสัญญาณที่มีประโยชน์ แต่ยังรวมถึงอคติที่ใช้กับทรานซิสเตอร์ด้วย พูดง่ายๆ ก็คือ มันขยายกระแสตรง กระแสนี้พร้อมกับสัญญาณที่มีประโยชน์จะไหลผ่านระบบเสียง (AC) และน่าเสียดายที่ลำโพงสามารถสร้างกระแสคงที่นี้ได้ พวกเขาทำเช่นนี้อย่างชัดเจนที่สุด - โดยการผลักหรือดึงตัวกระจายสัญญาณจากตำแหน่งปกติไปสู่ตำแหน่งที่ไม่เป็นธรรมชาติ

ลองใช้นิ้วกดกรวยลำโพง - และคุณจะเห็นว่าเสียงจะกลายเป็นฝันร้าย กระแสตรงในการกระทำนั้นแทนที่นิ้วของคุณได้สำเร็จดังนั้นจึงมีข้อห้ามในหัวไดนามิกอย่างแน่นอน เป็นไปได้ที่จะแยกกระแสตรงออกจากสัญญาณสลับเพียงสองวิธี - หม้อแปลงหรือตัวเก็บประจุ - และทั้งสองตัวเลือกอย่างที่พวกเขาพูดนั้นแย่กว่าอีกทางหนึ่ง

แผนภาพ

แผนภาพของแอมพลิฟายเออร์ตัวแรกที่เราจะประกอบดังแสดงในรูปที่ 11.18.

นี่คือเครื่องขยายเสียงป้อนกลับซึ่งเป็นสเตจเอาต์พุตซึ่งทำงานในโหมด B ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวของวงจรนี้คือความเรียบง่ายและความสม่ำเสมอของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต อย่างไรก็ตาม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอมพลิฟายเออร์กำลังต่ำ ข้อดีอีกอย่างของโครงการคือไม่ต้องมีการกำหนดค่าใดๆ และหากชิ้นส่วนไม่เสียหาย ก็จะใช้งานได้ทันที และนี่เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับเราในตอนนี้

ลองพิจารณาว่าโครงการนี้ทำงานอย่างไร สัญญาณขยายจะถูกป้อนไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 สัญญาณที่ขยายโดยทรานซิสเตอร์นี้จากตัวต้านทาน R4 จะถูกป้อนไปยังฐานของทรานซิสเตอร์คอมโพสิต VT2, VT4 และจากนั้นไปยังตัวต้านทาน R5

เปิดทรานซิสเตอร์ VT3 ในโหมดผู้ติดตามอีซีแอล มันขยายครึ่งคลื่นบวกของสัญญาณผ่านตัวต้านทาน R5 และป้อนผ่านตัวเก็บประจุ C4 ไปยัง AC

ฮาล์ฟเวฟเชิงลบถูกขยายโดยทรานซิสเตอร์คอมโพสิต VT2, VT4 ในกรณีนี้ แรงดันตกคร่อมไดโอด VD1 จะปิดทรานซิสเตอร์ VT3 สัญญาณจากเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะถูกป้อนไปยังตัวแบ่งลูปป้อนกลับ R3, R6 และจากนั้นไปยังอีซีแอลของทรานซิสเตอร์อินพุต VT1 ดังนั้นทรานซิสเตอร์ VT1 ที่เรามีและเล่นบทบาทของอุปกรณ์เปรียบเทียบในวงจรป้อนกลับ

มันขยายกระแสตรงด้วยอัตราขยายเท่ากับความสามัคคี (เพราะความต้านทานของตัวเก็บประจุ C ต่อกระแสตรงนั้นไม่มีที่สิ้นสุดตามหลักวิชา) และสัญญาณที่มีประโยชน์ซึ่งมีตัวประกอบเท่ากับอัตราส่วน R6 / R3

อย่างที่คุณเห็นค่าความต้านทานตัวเก็บประจุของตัวเก็บประจุไม่ได้นำมาพิจารณาในสูตรนี้ ความถี่ซึ่งเริ่มต้นจากการที่ตัวเก็บประจุสามารถละเลยในการคำนวณได้เรียกว่าความถี่ตัดของ RC-chain ความถี่นี้สามารถคำนวณได้โดยสูตร

F = 1 / (R × C).

ตัวอย่างเช่น เราจะอยู่ที่ประมาณ 18 Hz นั่นคือ เครื่องขยายเสียงจะขยายความถี่ที่ต่ำกว่าให้แย่กว่าที่ควรจะเป็น

จ่าย ... เครื่องขยายเสียงประกอบบนแผ่นไฟเบอร์กลาสด้านเดียวที่มีความหนา 1.5 มม. และขนาด 45 × 32.5 มม. เลย์เอาต์และเลย์เอาต์ของ PCB ที่ทำมิเรอร์พร้อมให้ดาวน์โหลด คุณสามารถดาวน์โหลดวิดีโอเกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์ในรูปแบบ MOV เพื่อดูได้ ฉันต้องการเตือนนักวิทยุสมัครเล่นทันที - เสียงที่ทำซ้ำโดยเครื่องขยายเสียงถูกบันทึกในวิดีโอโดยใช้ไมโครโฟนในตัวกล้องดังนั้นการพูดถึงคุณภาพเสียงจะไม่เหมาะสมโดยสิ้นเชิง! มุมมองภายนอกของเครื่องขยายเสียงจะแสดงในรูปที่ 11.19.

ฐานองค์ประกอบ ... ในการผลิตแอมพลิฟายเออร์ ทรานซิสเตอร์ VT3, VT4 สามารถถูกแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์ใด ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อยแรงดันไฟฟ้าของแอมพลิฟายเออร์และด้วยกระแสไฟที่อนุญาตอย่างน้อย 2 A ต้องคำนวณไดโอด VD1 สำหรับกระแสเดียวกัน .

ทรานซิสเตอร์ที่เหลือ - ชนิดใดก็ได้ที่มีแรงดันไฟที่จ่ายได้เป็นอย่างน้อย และกระแสไฟที่อนุญาตได้อย่างน้อย 100 mA ตัวต้านทาน - ใด ๆ ที่มีกำลังงานกระจายที่อนุญาตอย่างน้อย 0.125 W ตัวเก็บประจุ - อิเล็กโทรไลต์ที่มีความจุไม่น้อยกว่าที่ระบุในแผนภาพและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานน้อยกว่าแรงดันไฟของเครื่องขยายเสียง

หม้อน้ำเครื่องขยายเสียง ... ก่อนที่จะพยายามออกแบบครั้งที่สอง มาลองเล่นวิทยุสมัครเล่นกันเถอะ อาศัยหม้อน้ำสำหรับเครื่องขยายเสียงและให้วิธีการคำนวณที่ง่ายกว่านี้มาก

ขั้นแรก เราคำนวณกำลังสูงสุดของเครื่องขยายเสียงโดยใช้สูตร:

P = (U × U) / (8 × R), W,

ที่ไหน ยู- แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียง V; NS- ความต้านทานของลำโพง (โดยปกติคือ 4 หรือ 8 โอห์ม แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น)

ประการที่สอง เราคำนวณพลังงานที่กระจายไปบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์โดยใช้สูตร:

การแข่งขัน P = 0.25 × P, W.

ประการที่สาม เราคำนวณพื้นที่หม้อน้ำเพื่อขจัดความร้อนในปริมาณที่เหมาะสม:

S = 20 × P race, cm2

ประการที่สี่เราเลือกหรือผลิตหม้อน้ำซึ่งพื้นที่ผิวจะไม่น้อยกว่าการคำนวณ

การคำนวณที่ระบุเป็นค่าโดยประมาณ แต่สำหรับการฝึกวิทยุสมัครเล่นก็เพียงพอแล้ว สำหรับเครื่องขยายเสียงของเราที่มีแรงดันไฟฟ้า 12 V และความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับที่ 8 โอห์ม ฮีทซิงค์ที่ "ถูกต้อง" จะเป็นแผ่นอะลูมิเนียมขนาด 2 × 3 ซม. และหนาอย่างน้อย 5 มม. สำหรับทรานซิสเตอร์แต่ละตัว โปรดทราบว่าแผ่นทินเนอร์ไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดีจากทรานซิสเตอร์ไปที่ขอบของเพลท ฉันต้องการเตือนคุณทันที - หม้อน้ำในแอมพลิฟายเออร์อื่น ๆ ทั้งหมดจะต้องมีขนาด "ปกติ" ด้วย อันไหน - นับเพื่อตัวคุณเอง!

คุณภาพเสียง ... เมื่อประกอบวงจรแล้วจะพบว่าเสียงของเครื่องขยายเสียงไม่ชัดเจน

เหตุผลก็คือโหมดคลาส B ที่ "บริสุทธิ์" ในสเตจเอาต์พุต ลักษณะการบิดเบือนซึ่งแม้แต่ผลป้อนกลับก็ไม่สามารถชดเชยได้อย่างเต็มที่ เพื่อการทดลอง ลองเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ VT1 ในวงจรด้วย KT3102EM และทรานซิสเตอร์ VT2 เป็น KT3107L ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีอัตราขยายที่สูงกว่า KT315B และ KT361B อย่างมีนัยสำคัญ และคุณจะพบว่าเสียงของแอมพลิฟายเออร์มีการปรับปรุงอย่างมาก แม้ว่าจะยังเห็นความผิดเพี้ยนอยู่บ้างก็ตาม

เหตุผลของเรื่องนี้ก็ชัดเจนเช่นกัน - อัตราขยายที่เพิ่มขึ้นของแอมพลิฟายเออร์โดยรวมให้ผลป้อนกลับที่แม่นยำยิ่งขึ้น และเอฟเฟกต์การชดเชยที่มากขึ้น

อ่านต่อ