Ενισχυτής τρανζίστορ: τύποι, κυκλώματα, απλοί και σύνθετοι

Χάρη στις αλυσίδες λιανικής και τα ηλεκτρονικά καταστήματα, η ποικιλία του εξοπλισμού ήχου που προσφέρεται προς πώληση υπερβαίνει κάθε λογικό όριο. Πώς να επιλέξετε μια συσκευή που ανταποκρίνεται στις ποιοτικές σας ανάγκες χωρίς να πληρώνετε σημαντικά;

Εάν δεν είστε ακουστικόφιλος και η επιλογή εξοπλισμού δεν είναι το νόημα της ζωής για εσάς, τότε ο ευκολότερος τρόπος είναι να περιηγηθείτε με σιγουριά στα τεχνικά χαρακτηριστικά του εξοπλισμού ενίσχυσης ήχου και να μάθετε να εξάγετε χρήσιμες πληροφορίες μεταξύ των γραμμών των διαβατηρίων και των οδηγιών. γενναιόδωρες υποσχέσεις. Εάν δεν αισθάνεστε διαφορά μεταξύ dB και dBm, ονομαστική ισχύςΕάν δεν διαφέρετε από το PMPO και θέλετε να μάθετε επιτέλους τι είναι το THD, μπορείτε επίσης να βρείτε κάτι ενδιαφέρον κάτω από το κόψιμο.

Ελπίζω ότι τα υλικά σε αυτό το άρθρο θα είναι χρήσιμα για την κατανόηση του επόμενου, το οποίο έχει ένα πολύ πιο περίπλοκο θέμα - «Διασταυρούμενη παραμόρφωση και ανατροφοδότηση, ως μία από τις πηγές τους».

Κέρδος. Γιατί χρειαζόμαστε λογάριθμους και τι είναι τα ντεσιμπέλ;

Μία από τις κύριες παραμέτρους ενός ενισχυτή είναι το κέρδος - ο λόγος της παραμέτρου εξόδου του ενισχυτή προς την παράμετρο εισόδου. Ανάλογα με τον λειτουργικό σκοπό του ενισχυτή, οι συντελεστές ενίσχυσης διακρίνονται ανά τάση, ρεύμα ή ισχύ:

Κέρδος τάσης

Τρέχον κέρδος

Κέρδος ισχύος

Το κέρδος ULF μπορεί να είναι πολύ μεγάλο· το κέρδος των λειτουργικών ενισχυτών και των διαδρομών ραδιοφώνου διαφόρων εξοπλισμών εκφράζεται σε ακόμη μεγαλύτερες τιμές. Οι αριθμοί με μεγάλο αριθμό μηδενικών δεν είναι πολύ βολικοί στη λειτουργία· είναι ακόμη πιο δύσκολο να εμφανιστούν σε ένα γράφημα διάφοροι τύποι εξαρτήσεων που έχουν τιμές που διαφέρουν μεταξύ τους κατά χίλιες ή περισσότερες φορές. Μια βολική διέξοδος είναι η παρουσίαση ποσοτήτων σε λογαριθμική κλίμακα. Στην ακουστική, αυτό είναι διπλά βολικό, αφού το αυτί έχει ευαισθησία κοντά στη λογαριθμική.

Επομένως, το κέρδος εκφράζεται συχνά σε λογαριθμικές μονάδες - ντεσιμπέλ (ρωσική ονομασία: dB, διεθνής: dB)

Τα dB χρησιμοποιήθηκαν αρχικά για την εκτίμηση του λόγου ισχύος, επομένως η τιμή που εκφράζεται σε dB υποθέτει τον λογάριθμο του λόγου των δύο δυνάμεων και το κέρδος ισχύος υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Η κατάσταση είναι ελαφρώς διαφορετική με τις «μη ενεργειακές» ποσότητες. Για παράδειγμα, ας πάρουμε ρεύμα και ας εκφράσουμε ισχύ μέσω αυτού, χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm:

Τότε η τιμή που εκφράζεται σε ντεσιμπέλ μέσω του ρεύματος θα είναι ίση με την ακόλουθη έκφραση:

Το ίδιο ισχύει και για την τάση. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνουμε τους ακόλουθους τύπους για τον υπολογισμό των συντελεστών κέρδους:

Τρέχον κέρδος σε dB:

Κέρδος τάσης σε dB:

Ενταση ήχου. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ dB και dBm;

Στην ακουστική, «επίπεδο έντασης» ή απλά η ένταση του ήχου μεγάλομετρώνται επίσης σε ντεσιμπέλ, και αυτή η παράμετρος δεν είναι απόλυτη, αλλά σχετική! Αυτό συμβαίνει γιατί η σύγκριση γίνεται με το ελάχιστο όριο ακρόασης του ήχου μιας αρμονικής δόνησης από το ανθρώπινο αυτί - πλάτος ηχητικής πίεσης 20 μPa. Εφόσον η ένταση του ήχου είναι ανάλογη του τετραγώνου της ηχητικής πίεσης, μπορούμε να γράψουμε:

όπου δεν είναι το ρεύμα, αλλά η ένταση της ηχητικής πίεσης του ήχου με συχνότητα 1 kHz, η οποία αντιστοιχεί περίπου στο κατώφλι της ανθρώπινης ακουστότητας.

Έτσι, όταν λέμε ότι η ένταση ενός ήχου είναι 20 dB, σημαίνει ότι η ένταση του ηχητικού κύματος είναι 100 φορές μεγαλύτερη από το κατώφλι της ανθρώπινης ακοής.

Επιπλέον, η απόλυτη τιμή της μέτρησης ισχύος είναι εξαιρετικά κοινή στη ραδιομηχανική dBm(Ρωσικά dBm), η οποία μετράται σε σχέση με ισχύ 1 mW. Η ισχύς προσδιορίζεται στο ονομαστικό φορτίο (για επαγγελματικό εξοπλισμό - συνήθως 10 kOhm για συχνότητες μικρότερες από 10 MHz, για εξοπλισμό ραδιοσυχνοτήτων - 50 Ohm ή 75 Ohm). Για παράδειγμα, "η ισχύς εξόδου του σταδίου του ενισχυτή είναι 13 dBm" (δηλαδή, η ισχύς που απελευθερώνεται στο ονομαστικό φορτίο για αυτό το στάδιο του ενισχυτή είναι περίπου 20 mW).

Διαίρει και βασίλευε - αποσυνθέτουμε το σήμα σε ένα φάσμα.

Ήρθε η ώρα να προχωρήσουμε σε ένα πιο περίπλοκο θέμα - την αξιολόγηση της παραμόρφωσης σήματος. Αρχικά, πρέπει να κάνουμε μια σύντομη εισαγωγή και να μιλήσουμε για τα φάσματα. Γεγονός είναι ότι στη μηχανική ήχου και όχι μόνο, συνηθίζεται να λειτουργεί με ημιτονοειδή σήματα. Συχνά βρίσκονται στον περιβάλλοντα κόσμο, καθώς ένας τεράστιος αριθμός ήχων δημιουργείται από δονήσεις ορισμένων αντικειμένων. Επιπλέον, η δομή του ανθρώπινου ακουστικού συστήματος είναι τέλεια προσαρμοσμένη ώστε να αντιλαμβάνεται τις ημιτονοειδείς ταλαντώσεις.

Οποιαδήποτε ημιτονοειδής ταλάντωση μπορεί να περιγραφεί με τον τύπο:

όπου το μήκος του διανύσματος, το πλάτος των ταλαντώσεων, είναι η αρχική γωνία (φάση) του διανύσματος σε χρόνο μηδέν, είναι η γωνιακή ταχύτητα, η οποία είναι ίση με:

Είναι σημαντικό ότι χρησιμοποιώντας το άθροισμα ημιτονοειδών σημάτων με διαφορετικά πλάτη, συχνότητες και φάσεις, είναι δυνατό να περιγραφούν περιοδικά επαναλαμβανόμενα σήματα οποιουδήποτε σχήματος. Τα σήματα των οποίων οι συχνότητες διαφέρουν από τη θεμελιώδη κατά ακέραιο αριθμό φορών ονομάζονται αρμονικές της αρχικής συχνότητας. Για ένα σήμα με συχνότητα βάσης f, σήματα με συχνότητες

θα είναι ακόμη αρμονικές, και τα σήματα
περίεργες αρμονικές

Ας σχεδιάσουμε ένα γράφημα ενός σήματος πριονωτή για σαφήνεια.

Για να αναπαρασταθεί με ακρίβεια μέσω αρμονικών θα απαιτούσε άπειρο αριθμό όρων. Στην πράξη, ένας περιορισμένος αριθμός αρμονικών με το μεγαλύτερο πλάτος χρησιμοποιείται για την ανάλυση σημάτων. Μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα τη διαδικασία κατασκευής ενός σήματος πριονωτή από αρμονικές στο παρακάτω σχήμα.

Και να πώς σχηματίζεται ένας μαίανδρος, με ακρίβεια στην πενήντα αρμονική...

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τις αρμονικές σε αυτό το υπέροχο άρθρο αυτού του χρήστη, αλλά ήρθε η ώρα να προχωρήσουμε επιτέλους στις παραμορφώσεις.

Η απλούστερη μέθοδος για την εκτίμηση της παραμόρφωσης του σήματος είναι η εφαρμογή ενός ή ενός αθροίσματος πολλών αρμονικών σημάτων στην είσοδο του ενισχυτή και η ανάλυση των παρατηρούμενων αρμονικών σημάτων στην έξοδο.

Εάν η έξοδος του ενισχυτή περιέχει σήματα των ίδιων αρμονικών με την είσοδο, η παραμόρφωση θεωρείται γραμμική, επειδή καταλήγει σε μια αλλαγή στο πλάτος και τη φάση του σήματος εισόδου.

Η μη γραμμική παραμόρφωση προσθέτει νέες αρμονικές στο σήμα, γεγονός που οδηγεί σε παραμόρφωση του σχήματος του σήματος εισόδου.

Γραμμική παραμόρφωση και εύρος ζώνης.

Κέρδος ΠΡΟΣ ΤΗΝΟ ιδανικός ενισχυτής δεν εξαρτάται από τη συχνότητα, αλλά στην πραγματική ζωή αυτό απέχει πολύ από την περίπτωση. Η εξάρτηση του πλάτους από τη συχνότητα ονομάζεται απόκριση πλάτους-συχνότητας - απόκριση συχνότηταςκαι συχνά απεικονίζεται με τη μορφή γραφήματος, όπου το κέρδος τάσης απεικονίζεται κατακόρυφα και η συχνότητα οριζόντια. Ας σχεδιάσουμε την απόκριση συχνότητας ενός τυπικού ενισχυτή.

Η απόκριση συχνότητας μετράται με τη διαδοχική εφαρμογή σημάτων διαφορετικών συχνοτήτων ενός συγκεκριμένου επιπέδου στην είσοδο του ενισχυτή και μέτρηση του επιπέδου σήματος στην έξοδο.

Εύρος συχνοτήτων ΔF, εντός του οποίου η ισχύς του ενισχυτή μειώνεται όχι περισσότερο από δύο φορές από τη μέγιστη τιμή ονομάζεται εύρος ζώνης ενισχυτή.

Ωστόσο, το γράφημα συνήθως απεικονίζει το κέρδος με βάση την τάση και όχι με την ισχύ. Αν υποδηλώσουμε το μέγιστο κέρδος τάσης ως , τότε εντός του εύρους ζώνης ο συντελεστής δεν πρέπει να πέσει κάτω από:

Οι τιμές της συχνότητας και του επιπέδου των σημάτων με τα οποία λειτουργεί το ULF μπορούν να αλλάξουν πολύ σημαντικά, επομένως η απόκριση συχνότητας συνήθως απεικονίζεται σε λογαριθμικές συντεταγμένες, που μερικές φορές ονομάζεται LFC.

Το κέρδος του ενισχυτή εκφράζεται σε ντεσιμπέλ και οι συχνότητες απεικονίζονται στον άξονα της τετμημένης μέσω δεκαετία(διάστημα συχνότητας που διαφέρει δέκα φορές). Δεν είναι αλήθεια ότι με αυτόν τον τρόπο το γράφημα φαίνεται όχι μόνο πιο όμορφο, αλλά και πιο ενημερωτικό;

Ο ενισχυτής όχι μόνο ενισχύει άνισα τα σήματα διαφορετικών συχνοτήτων, αλλά μετατοπίζει επίσης τη φάση του σήματος κατά διαφορετικές τιμές, ανάλογα με τη συχνότητά του. Αυτή η εξάρτηση αντανακλάται από το χαρακτηριστικό συχνότητας φάσης του ενισχυτή.

Όταν ενισχύονται ταλαντώσεις μιας μόνο συχνότητας, αυτό δεν φαίνεται να είναι τρομακτικό, αλλά για πιο σύνθετα σήματα οδηγεί σε σημαντική παραμόρφωση του σχήματος, αν και δεν δημιουργεί νέες αρμονικές. Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς παραμορφώνεται ένα σήμα διπλής συχνότητας.

Μη γραμμικές παραμορφώσεις. KNI, KGI, THD.

Η μη γραμμική παραμόρφωση προσθέτει αρμονικές που δεν υπήρχαν προηγουμένως στο σήμα και, ως αποτέλεσμα, αλλάζει την αρχική κυματομορφή. Ίσως το πιο προφανές παράδειγμα τέτοιων παραμορφώσεων είναι ο περιορισμός του πλάτους ενός ημιτονοειδούς σήματος, που φαίνεται παρακάτω.

Το αριστερό γράφημα δείχνει παραμορφώσεις που προκαλούνται από την παρουσία μιας πρόσθετης άρτιας αρμονικής του σήματος - περιορίζοντας το πλάτος ενός από τα μισά κύματα του σήματος. Το αρχικό ημιτονοειδές σήμα έχει τον αριθμό 1, η δεύτερη αρμονική ταλάντωση είναι 2 και το προκύπτον παραμορφωμένο σήμα είναι 3. Η δεξιά εικόνα δείχνει το αποτέλεσμα της τρίτης αρμονικής - το σήμα "κόβεται" και στις δύο πλευρές.

Στη σοβιετική εποχή, ήταν συνηθισμένο να εκφράζεται η μη γραμμική παραμόρφωση ενός ενισχυτή χρησιμοποιώντας τον παράγοντα αρμονικής παραμόρφωσης THD. Καθορίστηκε ως εξής: ένα σήμα ορισμένης συχνότητας, συνήθως 1000 Hz, τροφοδοτήθηκε στην είσοδο του ενισχυτή. Στη συνέχεια υπολογίστηκε το επίπεδο όλων των αρμονικών του σήματος εξόδου. Το THD λήφθηκε ως ο λόγος της τάσης rms του αθροίσματος των υψηλότερων αρμονικών του σήματος, εκτός από την πρώτη, προς την τάση της πρώτης αρμονικής - εκείνης της οποίας η συχνότητα είναι ίση με τη συχνότητα του ημιτονοειδούς σήματος εισόδου.

Μια παρόμοια ξένη παράμετρος ονομάζεται ολική αρμονική παραμόρφωση για θεμελιώδη συχνότητα.

Συντελεστής Αρμονικής Παραμόρφωσης (THD ή )

Αυτή η τεχνική θα λειτουργήσει μόνο εάν το σήμα εισόδου είναι ιδανικό και περιέχει μόνο τη θεμελιώδη αρμονική. Αυτή η προϋπόθεση δεν μπορεί πάντα να πληρούται, επομένως, στη σύγχρονη διεθνή πρακτική, μια άλλη παράμετρος για την εκτίμηση του βαθμού μη γραμμικής παραμόρφωσης - SOI - έχει γίνει πολύ πιο διαδεδομένη.

Το ξένο ανάλογο είναι η ολική αρμονική παραμόρφωση για το μέσο τετράγωνο της ρίζας.

Ολική αρμονική παραμόρφωση (THD ή )

Το SOI είναι μια τιμή ίση με τον λόγο του αθροίσματος ριζικού μέσου τετραγώνου των φασματικών συνιστωσών του σήματος εξόδου που απουσιάζουν στο φάσμα του σήματος εισόδου προς το άθροισμα ριζικού μέσου τετραγώνου όλων των φασματικών συνιστωσών του σήματος εισόδου .

Τόσο το THD όσο και το THI είναι σχετικές τιμές που μετρώνται ως ποσοστό.

Οι τιμές αυτών των παραμέτρων σχετίζονται με τη σχέση:

Για απλές κυματομορφές, το μέγεθος της παραμόρφωσης μπορεί να υπολογιστεί αναλυτικά. Ακολουθούν οι τιμές THD για τα πιο κοινά σήματα στην τεχνολογία ήχου (οι τιμές THD υποδεικνύονται σε παρενθέσεις).

0% (0%) - η κυματομορφή είναι ένα ιδανικό ημιτονοειδές κύμα.
3% (3%) - το σχήμα του σήματος είναι διαφορετικό από το ημιτονοειδές, αλλά η παραμόρφωση είναι αόρατη στο μάτι.
5% (5%) - απόκλιση του σχήματος του σήματος από το ημιτονοειδές, αισθητή στο μάτι στο παλμογράφημα.
10% (10%) - το τυπικό επίπεδο παραμόρφωσης στο οποίο λαμβάνεται υπόψη η πραγματική ισχύς (RMS) του UMZCH, γίνεται αντιληπτό από το αυτί.
Το 12% (12%) είναι ένα απόλυτα συμμετρικό τριγωνικό σήμα.
Το 21% (22%) είναι ένα «τυπικό» τραπεζοειδές ή κλιμακωτό σήμα.
43% (48%) - ένα απόλυτα συμμετρικό ορθογώνιο σήμα (μαίανδρος).
Το 63% (80%) είναι ένα ιδανικό σήμα πριονωτή.

Ακόμη και πριν από είκοσι χρόνια, πολύπλοκα, ακριβά όργανα χρησιμοποιήθηκαν για τη μέτρηση της αρμονικής παραμόρφωσης της διαδρομής χαμηλής συχνότητας. Ένα από αυτά SK6-13 φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Σήμερα, αυτή η εργασία αντιμετωπίζεται πολύ καλύτερα από μια εξωτερική κάρτα ήχου υπολογιστή με ένα σετ εξειδικευμένου λογισμικού, το συνολικό κόστος του οποίου δεν υπερβαίνει τα 500 USD.

Φάσμα του σήματος στην είσοδο της κάρτας ήχου κατά τη δοκιμή ενός ενισχυτή χαμηλής συχνότητας.

Χαρακτηριστικό πλάτους. Πολύ σύντομα για το θόρυβο και τις παρεμβολές.

Η εξάρτηση της τάσης εξόδου του ενισχυτή από την είσοδό του, σε μια σταθερή συχνότητα σήματος (συνήθως 1000 Hz), ονομάζεται χαρακτηριστικό πλάτους.

Χαρακτηριστικό πλάτουςενός ιδανικού ενισχυτή είναι μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από την αρχή των συντεταγμένων, αφού το κέρδος της είναι μια σταθερή τιμή σε οποιαδήποτε τάση εισόδου.

Υπάρχουν τουλάχιστον τρία διαφορετικά τμήματα στην απόκριση πλάτους ενός πραγματικού ενισχυτή. Στο κάτω μέρος δεν φτάνει στο μηδέν, αφού ο ενισχυτής έχει τον δικό του θόρυβο, ο οποίος σε χαμηλά επίπεδα έντασης γίνεται ανάλογος με το πλάτος του χρήσιμου σήματος.

Στο μεσαίο τμήμα (AB) το χαρακτηριστικό πλάτους είναι κοντά στο γραμμικό. Αυτή είναι η περιοχή εργασίας, εντός των ορίων της η παραμόρφωση του σχήματος του σήματος θα είναι ελάχιστη.

Στο επάνω μέρος του γραφήματος, το χαρακτηριστικό πλάτους έχει επίσης μια κάμψη, η οποία οφείλεται στον περιορισμό της ισχύος εξόδου του ενισχυτή.

Εάν το πλάτος του σήματος εισόδου είναι τέτοιο ώστε ο ενισχυτής να λειτουργεί σε καμπύλες τομές, τότε εμφανίζονται μη γραμμικές παραμορφώσεις στο σήμα εξόδου. Όσο μεγαλύτερη είναι η μη γραμμικότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση της ημιτονοειδούς τάσης του σήματος, δηλ. Στην έξοδο του ενισχυτή εμφανίζονται νέες ταλαντώσεις (υψηλότερες αρμονικές).

Ο θόρυβος στους ενισχυτές έρχεται σε διαφορετικούς τύπους και προκαλείται από διαφορετικούς λόγους.

λευκός θόρυβος

Ο λευκός θόρυβος είναι ένα σήμα με ομοιόμορφη φασματική πυκνότητα σε όλες τις συχνότητες. Εντός του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας των ενισχυτών χαμηλής συχνότητας, ένα παράδειγμα τέτοιου θορύβου μπορεί να θεωρηθεί ο θερμικός θόρυβος, που προκαλείται από τη χαοτική κίνηση των ηλεκτρονίων. Το φάσμα αυτού του θορύβου είναι ομοιόμορφο σε ένα πολύ μεγάλο εύρος συχνοτήτων.

Ροζ θόρυβος

Ο ροζ θόρυβος είναι επίσης γνωστός ως θόρυβος τρεμοπαίζει. Η φασματική πυκνότητα ισχύος του ροζ θορύβου είναι ανάλογη με την αναλογία 1/f (η πυκνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη της συχνότητας), δηλαδή μειώνεται ομοιόμορφα σε μια λογαριθμική κλίμακα συχνότητας. Ο ροζ θόρυβος δημιουργείται τόσο από παθητικά όσο και από ενεργά ηλεκτρονικά εξαρτήματα και οι επιστήμονες εξακολουθούν να διαφωνούν για τη φύση της προέλευσής του.

Ιστορικό από εξωτερικές πηγές

Μία από τις κύριες αιτίες του θορύβου είναι το φόντο που προκαλείται από εξωτερικές πηγές, για παράδειγμα από τροφοδοτικό AC 50 Hz. Έχει θεμελιώδη αρμονική 50 Hz και τα πολλαπλάσια της.

Αυτοδιέγερση

Η αυτοδιέγερση μεμονωμένων σταδίων του ενισχυτή μπορεί να δημιουργήσει θόρυβο, συνήθως συγκεκριμένης συχνότητας.

Πρότυπα ισχύος εξόδου ULF και ακουστικής

Ονομαστική ισχύς

Δυτικό ανάλογο RMS(Root Mean Squared - ρίζα μέση τετραγωνική τιμή) Στην ΕΣΣΔ, ορίστηκε από το GOST 23262-88 ως η μέση τιμή της παρεχόμενης ηλεκτρικής ισχύος ενός ημιτονοειδούς σήματος με συχνότητα 1000 Hz, η οποία προκαλεί μη γραμμική παραμόρφωση του σήματος όχι υπερβαίνει μια καθορισμένη τιμή της ολικής αρμονικής παραμόρφωσης (THD). Ενδείκνυται τόσο για ηχεία όσο και για ενισχυτές. Συνήθως, η υποδεικνυόμενη ισχύς προσαρμόστηκε στις απαιτήσεις GOST για την κατηγορία πολυπλοκότητας του σχεδιασμού, με τον καλύτερο συνδυασμό μετρούμενων χαρακτηριστικών. Για διαφορετικές κατηγορίες συσκευών, το SOI μπορεί να ποικίλλει πολύ σημαντικά, από 1 έως 10 τοις εκατό. Μπορεί να αποδειχθεί ότι το σύστημα αναφέρεται στα 20 watt ανά κανάλι, αλλά οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο 10% SOI. Ως αποτέλεσμα, είναι αδύνατο να ακούσετε ακουστική σε αυτή την ισχύ. Τα συστήματα ηχείων είναι ικανά να αναπαράγουν ένα σήμα σε ισχύ RMS για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αξιολόγηση ισχύος θορύβου

Μερικές φορές ονομάζεται επίσης ημιτονοειδές. Πλησιέστερο δυτικό ανάλογο ΦΑΣΑΡΙΑ- η ηλεκτρική ισχύς περιορίζεται αποκλειστικά από θερμικές και μηχανικές βλάβες (για παράδειγμα: ολίσθηση του πηνίου φωνής από υπερθέρμανση, καύση αγωγών στα σημεία κάμψης ή συγκόλλησης, θραύση εύκαμπτων καλωδίων κ.λπ.) όταν τροφοδοτείται ροζ θόρυβος μέσω του κυκλώματος διόρθωσης 100 ώρες. Συνήθως το DIN είναι 2-3 φορές υψηλότερο από το RMS.

Μέγιστη βραχυπρόθεσμη ισχύς

Δυτικό ανάλογο PMPO(Peak Music Power Output - μέγιστη ισχύς εξόδου μουσικής). - ηλεκτρική ισχύς που τα ηχεία μπορούν να αντέξουν χωρίς ζημιά (ελέγχεται από την απουσία κροταλισμού) για μικρό χρονικό διάστημα. Ο ροζ θόρυβος χρησιμοποιείται ως δοκιμαστικό σήμα. Το σήμα αποστέλλεται στο ηχείο για 2 δευτερόλεπτα. Οι δοκιμές πραγματοποιούνται 60 φορές σε διαστήματα 1 λεπτού. Αυτός ο τύπος ισχύος καθιστά δυνατή την εκτίμηση των βραχυπρόθεσμων υπερφορτώσεων που μπορεί να αντέξει ένα μεγάφωνο σε καταστάσεις που προκύπτουν κατά τη λειτουργία. Συνήθως 10-20 φορές υψηλότερο από το DIN. Ποιο είναι το όφελος ενός ατόμου που γνωρίζει ότι το σύστημά του μπορεί ενδεχομένως να αντέξει ένα σύντομο, λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, ημιτονοειδές κύμα χαμηλής συχνότητας με υψηλή ισχύ; Ωστόσο, οι κατασκευαστές αγαπούν πολύ να εμφανίζουν αυτή τη συγκεκριμένη παράμετρο στις συσκευασίες και τα αυτοκόλλητα των προϊόντων τους... Τεράστια νούμερα για αυτήν την παράμετρο βασίζονται συχνά αποκλειστικά στην άγρια ​​φαντασία του τμήματος μάρκετινγκ των κατασκευαστών, και εδώ οι Κινέζοι αναμφίβολα προηγούνται. το υπόλοιπο.

Μέγιστη μακροπρόθεσμη ισχύς

Αυτή είναι η ηλεκτρική ισχύς που μπορούν να αντέξουν τα ηχεία χωρίς ζημιά για 1 λεπτό. Οι δοκιμές επαναλαμβάνονται 10 φορές με μεσοδιάστημα 2 λεπτών. Το σήμα δοκιμής είναι το ίδιο.
Η μέγιστη μακροπρόθεσμη ισχύς καθορίζεται από παραβίαση της θερμικής αντοχής των ηχείων (ολίσθηση των στροφών του πηνίου φωνής κ.λπ.).

Η πρακτική είναι το καλύτερο κριτήριο αλήθειας. Αποσυναρμολόγηση με το κέντρο ήχου

Ας προσπαθήσουμε να εφαρμόσουμε τις γνώσεις μας στην πράξη. Ας ρίξουμε μια ματιά σε ένα πολύ διάσημο ηλεκτρονικό κατάστημα και ας αναζητήσουμε ένα προϊόν από μια ακόμη πιο διάσημη εταιρεία από τη Χώρα του Ανατέλλοντος Ηλίου.

Ναι - ένα μουσικό κέντρο με φουτουριστικό σχεδιασμό πωλείται μόνο για 10.000 ρούβλια. για την επόμενη προσφορά:

Από την περιγραφή μαθαίνουμε ότι η συσκευή είναι εξοπλισμένη όχι μόνο με ισχυρά ηχεία, αλλά και με υπογούφερ.

«Παρέχει ανώτερη καθαρότητα ήχου σε οποιοδήποτε επίπεδο έντασης. Επιπλέον, αυτή η διαμόρφωση βοηθά να γίνει ο ήχος πλούσιος και ευρύχωρος.»

Συναρπαστικό, ίσως αξίζει να δούμε τις παραμέτρους. «Το κέντρο περιέχει δύο μπροστινά ηχεία, το καθένα με ισχύ 235 Watts και ένα ενεργό subwoofer με ισχύ 230 Watts». Επιπλέον, οι διαστάσεις των πρώτων είναι μόνο 31*23*21 cm.

Ναι, αυτό είναι ένα είδος Αηδόνι ο Ληστής, τόσο στη δύναμη της φωνής του όσο και σε μέγεθος. Πίσω στο 1996, θα είχα σταματήσει την έρευνά μου σε αυτό το σημείο και αργότερα, κοιτάζοντας το S90 μου και ακούγοντας έναν αυτοσχέδιο ενισχυτή Ageev, θα είχα συζητήσει έντονα με φίλους πόσο πίσω από τους Ιάπωνες ήταν η σοβιετική μας βιομηχανία - κατά 50 χρόνια ή ακόμα για πάντα. Αλλά σήμερα, με τη διαθεσιμότητα της ιαπωνικής τεχνολογίας, η κατάσταση είναι πολύ καλύτερη και πολλοί μύθοι που σχετίζονται με αυτήν έχουν καταρρεύσει, επομένως πριν από την αγορά θα προσπαθήσουμε να βρούμε πιο αντικειμενικά δεδομένα σχετικά με την ποιότητα του ήχου. Δεν υπάρχει λέξη για αυτό στην ιστοσελίδα. Ποιος θα το αμφισβητούσε αυτό! Αλλά υπάρχει ένα εγχειρίδιο οδηγιών σε μορφή pdf.

Κατεβάστε και συνεχίστε την αναζήτηση. Μεταξύ των εξαιρετικά πολύτιμων πληροφοριών ότι «η άδεια για την τεχνολογία κωδικοποίησης ήχου λήφθηκε από την Thompson» και η οποία καταλήγει να εισάγει τις μπαταρίες με δυσκολία, αλλά είναι δυνατόν να βρεθεί κάτι που μοιάζει με τεχνικές παραμέτρους. Πολύ λίγες πληροφορίες κρύβονται στα βάθη του εγγράφου, προς το τέλος.

Το παραθέτω αυτολεξεί, με τη μορφή στιγμιότυπου οθόνης, γιατί από εκείνη τη στιγμή άρχισα να έχω σοβαρές ερωτήσεις, τόσο για τα δεδομένα, παρά το γεγονός ότι επιβεβαιώθηκαν από πιστοποιητικό συμμόρφωσης, όσο και για την ερμηνεία τους.

Γεγονός είναι ότι ακριβώς από κάτω έγραφε ότι η ισχύς που καταναλώνεται από το δίκτυο AC του πρώτου συστήματος είναι 90 watt, και το δεύτερο είναι γενικά 75. Χμμ.

Έχει εφευρεθεί μια μηχανή αέναης κίνησης τρίτου είδους; Ή μήπως υπάρχουν μπαταρίες κρυμμένες στο σώμα του μουσικού κέντρου; Δεν μοιάζει με αυτό - το δηλωμένο βάρος της συσκευής χωρίς ακουστική είναι μόνο τρία κιλά. Τότε, πώς καταναλώνοντας 90 watt από το δίκτυο, μπορείτε να πάρετε μια ισχύ 700 μυστηριωδών βατ (για αναφορά) ή τουλάχιστον ένα θλιβερό, αλλά αρκετά απτό ονομαστικό 120. Άλλωστε, ο ενισχυτής πρέπει να έχει απόδοση περίπου 150 τοις εκατό, ακόμη και με απενεργοποιημένο το υπογούφερ! Αλλά στην πράξη, αυτή η παράμετρος σπάνια υπερβαίνει τον πήχη των 75.

Ας προσπαθήσουμε να εφαρμόσουμε τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το άρθρο στην πράξη.

Η αναφερόμενη ισχύς για αναφορά είναι 235+235+230=700 - αυτό είναι ξεκάθαρα PMPO. Υπάρχει πολύ λιγότερη σαφήνεια στην ονομαστική αξία. Εξ ορισμού αυτό είναι ονομαστική ισχύς, αλλά δεν μπορεί να είναι 60+60 μόνο για δύο κύρια κανάλια, εξαιρουμένου του υπογούφερ, με ονομαστική κατανάλωση ισχύος 90 watt. Αυτό όλο και περισσότερο δεν μοιάζει με τέχνασμα μάρκετινγκ, αλλά με καθαρό ψέμα. Κρίνοντας από τις διαστάσεις και τον άρρητο κανόνα, την αναλογία RMS και PMPO, η πραγματική ονομαστική ισχύς αυτού του κέντρου πρέπει να είναι 12-15 watt ανά κανάλι και το σύνολο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 45. Ένα φυσικό ερώτημα προκύπτει - πώς μπορείτε να εμπιστευτείτε το στοιχεία διαβατηρίων Ταϊβανέζων και Κινέζων κατασκευαστών, όταν ακόμη και ο γνωστός Ιάπωνας Το επιτρέπει η εταιρεία;

Το αν θα αγοράσετε μια τέτοια συσκευή ή όχι εξαρτάται από εσάς. Αν είναι να ενοχλήσετε τους γείτονές σας στη χώρα το πρωί, ναι. Διαφορετικά, χωρίς να έχω ακούσει πρώτα πολλά μουσικά κομμάτια σε διαφορετικά είδη, δεν θα το συνιστούσα.

Ο ενισχυτής τρανζίστορ, παρά τη μακρά ιστορία του, παραμένει αγαπημένο αντικείμενο έρευνας τόσο για αρχάριους όσο και για έμπειρους ραδιοερασιτέχνες. Και αυτό είναι κατανοητό. Είναι απαραίτητο συστατικό των πιο δημοφιλών ενισχυτών χαμηλής συχνότητας (ήχου). Θα δούμε πώς κατασκευάζονται απλοί ενισχυτές τρανζίστορ.

Απόκριση συχνότητας ενισχυτή

Σε κάθε δέκτη τηλεόρασης ή ραδιοφώνου, σε κάθε μουσικό κέντρο ή ενισχυτή ήχου μπορείτε να βρείτε ενισχυτές ήχου τρανζίστορ (χαμηλή συχνότητα - LF). Η διαφορά μεταξύ των ενισχυτών ήχου τρανζίστορ και άλλων τύπων έγκειται στα χαρακτηριστικά συχνότητάς τους.

Ένας ενισχυτής ήχου που βασίζεται σε τρανζίστορ έχει ομοιόμορφη απόκριση συχνότητας στη ζώνη συχνοτήτων από 15 Hz έως 20 kHz. Αυτό σημαίνει ότι ο ενισχυτής μετατρέπει (ενισχύει) όλα τα σήματα εισόδου με συχνότητα εντός αυτού του εύρους περίπου εξίσου. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την ιδανική καμπύλη απόκρισης συχνότητας για έναν ενισχυτή ήχου στις συντεταγμένες "ενισχυτής κέρδος Ku - συχνότητα σήματος εισόδου".

Αυτή η καμπύλη είναι σχεδόν επίπεδη από 15 Hz έως 20 kHz. Αυτό σημαίνει ότι ένας τέτοιος ενισχυτής θα πρέπει να χρησιμοποιείται ειδικά για σήματα εισόδου με συχνότητες μεταξύ 15 Hz και 20 kHz. Για σήματα εισόδου με συχνότητες πάνω από 20 kHz ή κάτω από 15 Hz, η απόδοση και η απόδοσή τους υποβαθμίζονται γρήγορα.

Ο τύπος απόκρισης συχνότητας του ενισχυτή καθορίζεται από τα ηλεκτρικά ραδιοστοιχεία (ERE) του κυκλώματος του και κυρίως από τα ίδια τα τρανζίστορ. Ένας ενισχυτής ήχου που βασίζεται σε τρανζίστορ συνήθως συναρμολογείται χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα τρανζίστορ χαμηλής και μέσης συχνότητας με συνολικό εύρος ζώνης σήματος εισόδου από δεκάδες και εκατοντάδες Hz έως 30 kHz.

Κατηγορία λειτουργίας ενισχυτή

Όπως είναι γνωστό, ανάλογα με το βαθμό συνέχειας της ροής του ρεύματος σε όλη την περίοδό του μέσω ενός σταδίου ενίσχυσης τρανζίστορ (ενισχυτή), διακρίνονται οι ακόλουθες κατηγορίες λειτουργίας του: "A", "B", "AB", "C", "ΡΕ".

Στην κατηγορία λειτουργίας, το ρεύμα "A" ρέει μέσω του καταρράκτη για το 100% της περιόδου σήματος εισόδου. Η λειτουργία του καταρράκτη σε αυτήν την κατηγορία απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα.

Στην κατηγορία λειτουργίας του σταδίου ενισχυτή "AB", το ρεύμα ρέει μέσω αυτού για περισσότερο από 50%, αλλά λιγότερο από το 100% της περιόδου σήματος εισόδου (βλ. εικόνα παρακάτω).

Στην κατηγορία λειτουργίας του σταδίου "Β", το ρεύμα ρέει μέσω αυτής για ακριβώς το 50% της περιόδου σήματος εισόδου, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Τέλος, στη λειτουργία σταδίου κατηγορίας C, το ρεύμα ρέει μέσω αυτού για λιγότερο από το 50% της περιόδου σήματος εισόδου.

Ενισχυτής χαμηλής συχνότητας με χρήση τρανζίστορ: παραμόρφωση στις κύριες κατηγορίες λειτουργίας

Στην περιοχή εργασίας, ένας ενισχυτής τρανζίστορ κατηγορίας «Α» έχει χαμηλό επίπεδο μη γραμμικής παραμόρφωσης. Αλλά εάν το σήμα έχει παλμικές υπερτάσεις τάσης, που οδηγούν σε κορεσμό των τρανζίστορ, τότε εμφανίζονται υψηλότερες αρμονικές (μέχρι την 11η) γύρω από κάθε «τυπική» αρμονική του σήματος εξόδου. Αυτό προκαλεί το φαινόμενο του λεγόμενου τρανζίστορ ή μεταλλικού ήχου.

Εάν οι ενισχυτές ισχύος χαμηλής συχνότητας που χρησιμοποιούν τρανζίστορ έχουν μη σταθεροποιημένη τροφοδοσία, τότε τα σήματα εξόδου τους διαμορφώνονται πλάτος κοντά στη συχνότητα του δικτύου. Αυτό οδηγεί σε έναν σκληρό ήχο στο αριστερό άκρο της απόκρισης συχνότητας. Διάφορες μέθοδοι σταθεροποίησης τάσης καθιστούν τον σχεδιασμό του ενισχυτή πιο περίπλοκο.

Η τυπική απόδοση ενός ενισχυτή κλάσης Α μονού άκρου δεν υπερβαίνει το 20% λόγω του συνεχώς ανοιχτού τρανζίστορ και της συνεχούς ροής μιας συνιστώσας σταθερού ρεύματος. Μπορείτε να κάνετε έναν ενισχυτή κατηγορίας Α push-pull, η απόδοση θα αυξηθεί ελαφρώς, αλλά τα μισά κύματα του σήματος θα γίνουν πιο ασύμμετρα. Η μεταφορά ενός καταρράκτη από την κατηγορία λειτουργίας "A" στην κατηγορία λειτουργίας "AB" τετραπλασιάζει τις μη γραμμικές παραμορφώσεις, αν και η απόδοση του κυκλώματος του αυξάνεται.

Στους ενισχυτές κατηγορίας "AB" και "B", η παραμόρφωση αυξάνεται καθώς μειώνεται το επίπεδο σήματος. Κάποιος θέλει ακούσια να ενεργοποιήσει έναν τέτοιο ενισχυτή πιο δυνατά για να βιώσει πλήρως τη δύναμη και τη δυναμική της μουσικής, αλλά συχνά αυτό δεν βοηθάει πολύ.

Ενδιάμεσοι βαθμοί εργασίας

Η τάξη εργασίας "A" έχει μια παραλλαγή - την κατηγορία "A+". Σε αυτή την περίπτωση, τα τρανζίστορ εισόδου χαμηλής τάσης ενός ενισχυτή αυτής της κατηγορίας λειτουργούν στην κατηγορία "A" και τα τρανζίστορ εξόδου υψηλής τάσης του ενισχυτή, όταν τα σήματα εισόδου τους υπερβαίνουν ένα ορισμένο επίπεδο, πηγαίνουν σε κατηγορίες "B" ή «ΑΒ». Η απόδοση τέτοιων καταρρακτών είναι καλύτερη από ό,τι στην καθαρή κατηγορία "A" και οι μη γραμμικές παραμορφώσεις είναι μικρότερες (έως 0,003%). Ωστόσο, έχουν επίσης "μεταλλικό" ήχο λόγω της παρουσίας υψηλότερων αρμονικών στο σήμα εξόδου.

Σε ενισχυτές άλλης κατηγορίας - "AA" ο βαθμός μη γραμμικής παραμόρφωσης είναι ακόμη χαμηλότερος - περίπου 0,0005%, αλλά υπάρχουν και υψηλότερες αρμονικές.

Επιστροφή στον ενισχυτή τρανζίστορ Κλάσης Α;

Σήμερα, πολλοί ειδικοί στον τομέα της αναπαραγωγής ήχου υψηλής ποιότητας υποστηρίζουν την επιστροφή στους ενισχυτές σωλήνων, καθώς το επίπεδο των μη γραμμικών παραμορφώσεων και των υψηλότερων αρμονικών που εισάγουν στο σήμα εξόδου είναι προφανώς χαμηλότερο από αυτό των τρανζίστορ. Ωστόσο, αυτά τα πλεονεκτήματα αντισταθμίζονται σε μεγάλο βαθμό από την ανάγκη για αντίστοιχο μετασχηματιστή μεταξύ της βαθμίδας εξόδου σωλήνα υψηλής αντίστασης και των ηχείων ήχου χαμηλής αντίστασης. Ωστόσο, ένας απλός ενισχυτής τρανζίστορ μπορεί να κατασκευαστεί με έξοδο μετασχηματιστή, όπως θα φαίνεται παρακάτω.

Υπάρχει επίσης η άποψη ότι η απόλυτη ποιότητα ήχου μπορεί να παρέχεται μόνο από έναν υβριδικό ενισχυτή σωλήνα-τρανζίστορ, του οποίου όλα τα στάδια είναι μονού άκρου, δεν καλύπτονται και λειτουργούν στην κατηγορία «Α». Δηλαδή, ένας τέτοιος επαναλήπτης ισχύος είναι ένας ενισχυτής με ένα μόνο τρανζίστορ. Το κύκλωμά του μπορεί να έχει μέγιστη επιτεύξιμη απόδοση (στην κατηγορία «Α») όχι μεγαλύτερη από 50%. Αλλά ούτε η ισχύς ούτε η απόδοση του ενισχυτή είναι δείκτες της ποιότητας της αναπαραγωγής ήχου. Σε αυτή την περίπτωση, η ποιότητα και η γραμμικότητα των χαρακτηριστικών όλων των ERE στο κύκλωμα αποκτούν ιδιαίτερη σημασία.

Δεδομένου ότι τα κυκλώματα ενός άκρου αποκτούν αυτή την προοπτική, θα εξετάσουμε τις πιθανές παραλλαγές τους παρακάτω.

Ενισχυτής μονού άκρου με ένα τρανζίστορ

Το κύκλωμά του, κατασκευασμένο με κοινό πομπό και συνδέσεις R-C για σήματα εισόδου και εξόδου για λειτουργία στην κατηγορία "A", φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Δείχνει το τρανζίστορ Q1 της δομής n-p-n. Ο συλλέκτης του συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη +Vcc μέσω της αντίστασης περιορισμού ρεύματος R3 και ο πομπός συνδέεται στο -Vcc. Ένας ενισχυτής που βασίζεται σε τρανζίστορ δομής pnp θα έχει το ίδιο κύκλωμα, αλλά οι ακροδέκτες τροφοδοσίας ρεύματος θα αλλάξουν θέση.

Το C1 είναι ένας πυκνωτής αποσύνδεσης με τον οποίο η πηγή σήματος εισόδου AC διαχωρίζεται από την πηγή τάσης DC Vcc. Σε αυτήν την περίπτωση, το C1 δεν εμποδίζει τη διέλευση του εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου μέσω της διασταύρωσης βάσης-εκπομπού του τρανζίστορ Q1. Οι αντιστάσεις R1 και R2, μαζί με την αντίσταση της διασταύρωσης E - B, σχηματίζουν Vcc για να επιλέξετε το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ Q1 σε στατική λειτουργία. Μια τυπική τιμή για αυτό το κύκλωμα είναι R2 = 1 kOhm και η θέση του σημείου λειτουργίας είναι Vcc/2. Το R3 είναι μια αντίσταση φορτίου του κυκλώματος συλλέκτη και χρησιμεύει για τη δημιουργία ενός σήματος εξόδου εναλλασσόμενης τάσης στον συλλέκτη.

Ας υποθέσουμε ότι Vcc = 20 V, R2 = 1 kOhm, και το κέρδος ρεύματος h = 150. Επιλέγουμε την τάση στον πομπό Ve = 9 V και η πτώση τάσης στη διασταύρωση "E - B" λαμβάνεται ίση με Vbe = 0,7 V. Αυτή η τιμή αντιστοιχεί στο λεγόμενο τρανζίστορ πυριτίου. Εάν σκεφτόμασταν έναν ενισχυτή που βασίζεται σε τρανζίστορ γερμανίου, τότε η πτώση τάσης στην ανοιχτή διασταύρωση "E - B" θα ήταν ίση με Vbe = 0,3 V.

Ρεύμα εκπομπού περίπου ίσο με το ρεύμα συλλέκτη

Δηλ. = 9 V/1 kOhm = 9 mA ≈ Ic.

Ρεύμα βάσης Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 μΑ.

Πτώση τάσης στην αντίσταση 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 kOhm.

Το C2 απαιτείται για τη δημιουργία ενός κυκλώματος για τη διέλευση της εναλλασσόμενης συνιστώσας του ρεύματος εκπομπού (στην πραγματικότητα του ρεύματος συλλέκτη). Εάν δεν υπήρχε, τότε η αντίσταση R2 θα περιόριζε πολύ τη μεταβλητή συνιστώσα, έτσι ώστε ο εν λόγω ενισχυτής διπολικού τρανζίστορ να έχει χαμηλό κέρδος ρεύματος.

Στους υπολογισμούς μας, υποθέσαμε ότι Ic = Ib h, όπου Ib είναι το ρεύμα βάσης που ρέει σε αυτό από τον πομπό και προκύπτει όταν εφαρμόζεται τάση πόλωσης στη βάση. Ωστόσο, ένα ρεύμα διαρροής από τον συλλέκτη Icb0 ρέει πάντα μέσα από τη βάση (τόσο με όσο και χωρίς προκατάληψη). Επομένως, το πραγματικό ρεύμα συλλέκτη είναι ίσο με Ic = Ib h + Icb0 h, δηλ. Το ρεύμα διαρροής σε ένα κύκλωμα με ΟΕ ενισχύεται κατά 150 φορές. Εάν εξετάζαμε έναν ενισχυτή που βασίζεται σε τρανζίστορ γερμανίου, τότε αυτή η περίσταση θα έπρεπε να ληφθεί υπόψη στους υπολογισμούς. Γεγονός είναι ότι έχουν σημαντικό Icb0 της τάξης πολλών μΑ. Για το πυρίτιο, είναι τρεις τάξεις μεγέθους μικρότερο (περίπου αρκετά nA), επομένως συνήθως παραμελείται στους υπολογισμούς.

Ενισχυτής μονού άκρου με τρανζίστορ MOS

Όπως κάθε ενισχυτής τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, το υπό εξέταση κύκλωμα έχει το ανάλογο του μεταξύ των ενισχυτών. Επομένως, ας εξετάσουμε ένα ανάλογο του προηγούμενου κυκλώματος με έναν κοινό πομπό. Κατασκευάζεται με κοινή πηγή και συνδέσεις R-C για σήματα εισόδου και εξόδου για λειτουργία στην κατηγορία "A" και φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Εδώ το C1 είναι ο ίδιος πυκνωτής αποσύνδεσης, μέσω του οποίου η πηγή σήματος εισόδου AC διαχωρίζεται από την πηγή τάσης DC Vdd. Όπως γνωρίζετε, κάθε ενισχυτής που βασίζεται σε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου πρέπει να έχει το δυναμικό πύλης των τρανζίστορ MOS του χαμηλότερο από το δυναμικό των πηγών τους. Σε αυτό το κύκλωμα, η πύλη γειώνεται από την αντίσταση R1, η οποία συνήθως έχει υψηλή αντίσταση (από 100 kOhm έως 1 Mohm) έτσι ώστε να μην διακλαδίζει το σήμα εισόδου. Πρακτικά δεν υπάρχει ρεύμα που διέρχεται από το R1, επομένως το δυναμικό πύλης απουσία σήματος εισόδου είναι ίσο με το δυναμικό γείωσης. Το δυναμικό πηγής είναι υψηλότερο από το δυναμικό γείωσης λόγω της πτώσης τάσης στην αντίσταση R2. Έτσι, το δυναμικό πύλης είναι χαμηλότερο από το δυναμικό πηγής, το οποίο είναι απαραίτητο για την κανονική λειτουργία του Q1. Ο πυκνωτής C2 και η αντίσταση R3 έχουν τον ίδιο σκοπό όπως στο προηγούμενο κύκλωμα. Δεδομένου ότι πρόκειται για ένα κοινό κύκλωμα πηγής, τα σήματα εισόδου και εξόδου είναι 180° εκτός φάσης.

Ενισχυτής με έξοδο μετασχηματιστή

Ο τρίτος μονοβάθμιος απλός ενισχυτής τρανζίστορ, που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, είναι επίσης κατασκευασμένος σύμφωνα με ένα κύκλωμα κοινού εκπομπού για λειτουργία στην κατηγορία "A", αλλά συνδέεται με ένα ηχείο χαμηλής σύνθετης αντίστασης μέσω ενός αντίστοιχου μετασχηματιστή.

Η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή T1 φορτώνει το κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ Q1 και αναπτύσσει το σήμα εξόδου. Το T1 μεταδίδει το σήμα εξόδου στο ηχείο και ταιριάζει με την αντίσταση εξόδου του τρανζίστορ με τη χαμηλή (της τάξης των λίγων ohms) σύνθετη αντίσταση του ηχείου.

Ο διαιρέτης τάσης του τροφοδοτικού συλλέκτη Vcc, συναρμολογημένος στις αντιστάσεις R1 και R3, διασφαλίζει την επιλογή του σημείου λειτουργίας του τρανζίστορ Q1 (παρέχοντας τάση πόλωσης στη βάση του). Ο σκοπός των υπολοίπων στοιχείων του ενισχυτή είναι ο ίδιος όπως και στα προηγούμενα κυκλώματα.

Push-pull ενισχυτής ήχου

Ένας ενισχυτής LF push-pull με δύο τρανζίστορ χωρίζει τη συχνότητα εισόδου σε δύο αντιφασικά μισά κύματα, καθένα από τα οποία ενισχύεται από τη δική του βαθμίδα τρανζίστορ. Μετά την εκτέλεση μιας τέτοιας ενίσχυσης, τα μισά κύματα συνδυάζονται σε ένα πλήρες αρμονικό σήμα, το οποίο μεταδίδεται στο σύστημα ηχείων. Ένας τέτοιος μετασχηματισμός του σήματος χαμηλής συχνότητας (διάσπαση και εκ νέου συγχώνευση), φυσικά, προκαλεί μη αναστρέψιμη παραμόρφωση σε αυτό, λόγω της διαφοράς στη συχνότητα και τις δυναμικές ιδιότητες των δύο τρανζίστορ του κυκλώματος. Αυτές οι παραμορφώσεις μειώνουν την ποιότητα του ήχου στην έξοδο του ενισχυτή.

Οι ενισχυτές push-pull που λειτουργούν στην κατηγορία "A" δεν αναπαράγουν αρκετά σύνθετα σήματα ήχου, καθώς ένα συνεχές ρεύμα αυξημένου μεγέθους ρέει συνεχώς στους βραχίονες τους. Αυτό οδηγεί σε ασυμμετρία ημικυμάτων σήματος, παραμόρφωση φάσης και τελικά απώλεια της ηχητικής ευκρίνειας. Όταν θερμαίνονται, δύο ισχυρά τρανζίστορ διπλασιάζουν την παραμόρφωση του σήματος στις χαμηλές και στις υπέρ-χαμηλές συχνότητες. Ωστόσο, το κύριο πλεονέκτημα του κυκλώματος push-pull είναι η αποδεκτή απόδοση και η αυξημένη ισχύς εξόδου του.

Ένα κύκλωμα ώθησης-έλξης ενός ενισχυτή ισχύος που χρησιμοποιεί τρανζίστορ φαίνεται στο σχήμα.

Αυτός είναι ένας ενισχυτής για λειτουργία στην κατηγορία "A", αλλά η κλάση "AB" και ακόμη και "B" μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Ενισχυτής ισχύος τρανζίστορ χωρίς μετασχηματιστή

Οι μετασχηματιστές, παρά τις επιτυχίες στη σμίκρυνση τους, εξακολουθούν να παραμένουν οι πιο ογκώδεις, βαρύτερες και ακριβότερες ηλεκτρονικές συσκευές. Επομένως, βρέθηκε ένας τρόπος να εξαλειφθεί ο μετασχηματιστής από το κύκλωμα ώθησης-έλξης εκτελώντας τον σε δύο ισχυρά συμπληρωματικά τρανζίστορ διαφορετικών τύπων (n-p-n και p-n-p). Οι περισσότεροι σύγχρονοι ενισχυτές ισχύος χρησιμοποιούν ακριβώς αυτή την αρχή και έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν στην κατηγορία "Β". Το κύκλωμα ενός τέτοιου ενισχυτή ισχύος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Και τα δύο τρανζίστορ του συνδέονται σύμφωνα με ένα κύκλωμα με έναν κοινό συλλέκτη (ακόλουθο εκπομπού). Επομένως, το κύκλωμα μεταφέρει την τάση εισόδου στην έξοδο χωρίς ενίσχυση. Εάν δεν υπάρχει σήμα εισόδου, τότε και τα δύο τρανζίστορ βρίσκονται στο όριο της κατάστασης ενεργοποίησης, αλλά είναι απενεργοποιημένα.

Όταν εφαρμόζεται ένα αρμονικό σήμα στην είσοδο, το θετικό μισό κύμα του ανοίγει το TR1, αλλά θέτει το τρανζίστορ pnp TR2 εντελώς σε λειτουργία αποκοπής. Έτσι, μόνο το θετικό μισό κύμα του ενισχυμένου ρεύματος ρέει μέσω του φορτίου. Το αρνητικό μισό κύμα του σήματος εισόδου ανοίγει μόνο το TR2 και κλείνει το TR1, έτσι ώστε το αρνητικό μισό κύμα του ενισχυμένου ρεύματος να παρέχεται στο φορτίο. Ως αποτέλεσμα, ένα ημιτονοειδές σήμα με πλήρη ενίσχυση ισχύος (λόγω της ενίσχυσης ρεύματος) απελευθερώνεται στο φορτίο.

Ενισχυτής μονού τρανζίστορ

Για να κατανοήσουμε τα παραπάνω, ας συναρμολογήσουμε έναν απλό ενισχυτή χρησιμοποιώντας τρανζίστορ με τα χέρια μας και ας καταλάβουμε πώς λειτουργεί.

Ως φορτίο για ένα τρανζίστορ χαμηλής ισχύος Τ τύπου BC107, θα ενεργοποιήσουμε ακουστικά με αντίσταση 2-3 kOhm, θα εφαρμόσουμε τάση πόλωσης στη βάση από μια αντίσταση υψηλής αντίστασης R* 1 MOhm και θα συνδέσουμε ένα αποσύνδεση ηλεκτρολυτικού πυκνωτή C με χωρητικότητα 10 μF έως 100 μF στο κύκλωμα βάσης Τ. Τροφοδοσία του κυκλώματος Θα χρησιμοποιήσουμε 4,5 V/0,3 A από την μπαταρία.

Εάν η αντίσταση R* δεν είναι συνδεδεμένη, τότε δεν υπάρχει ούτε ρεύμα βάσης Ib ούτε ρεύμα συλλέκτη Ic. Εάν συνδεθεί μια αντίσταση, η τάση στη βάση ανεβαίνει στα 0,7 V και διαρρέει ρεύμα Ib = 4 μA. Το κέρδος ρεύματος του τρανζίστορ είναι 250, το οποίο δίνει Ic = 250Ib = 1 mA.

Έχοντας συναρμολογήσει έναν απλό ενισχυτή τρανζίστορ με τα χέρια μας, μπορούμε τώρα να τον δοκιμάσουμε. Συνδέστε τα ακουστικά και τοποθετήστε το δάχτυλό σας στο σημείο 1 του διαγράμματος. Θα ακούσετε έναν θόρυβο. Το σώμα σας αντιλαμβάνεται ακτινοβολία τροφοδοσίας σε συχνότητα 50 Hz. Ο θόρυβος που ακούτε από τα ακουστικά σας είναι αυτή η ακτινοβολία, που ενισχύεται μόνο από ένα τρανζίστορ. Ας εξηγήσουμε αυτή τη διαδικασία με περισσότερες λεπτομέρειες. Μια τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 50 Hz συνδέεται στη βάση του τρανζίστορ μέσω του πυκνωτή C. Η τάση βάσης είναι τώρα ίση με το άθροισμα της τάσης μετατόπισης DC (περίπου 0,7 V) που προέρχεται από την αντίσταση R* και την τάση δακτύλου AC. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα συλλέκτη λαμβάνει μια εναλλασσόμενη συνιστώσα με συχνότητα 50 Hz. Αυτό το εναλλασσόμενο ρεύμα χρησιμοποιείται για τη μετατόπιση της μεμβράνης των ηχείων εμπρός και πίσω με την ίδια συχνότητα, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούμε να ακούμε έναν τόνο 50 Hz στην έξοδο.

Η ακρόαση σε επίπεδο θορύβου 50 Hz δεν είναι πολύ ενδιαφέρουσα, επομένως μπορείτε να συνδέσετε πηγές σήματος χαμηλής συχνότητας (CD player ή μικρόφωνο) στα σημεία 1 και 2 και να ακούτε ενισχυμένη ομιλία ή μουσική.

Οι ενισχυτές χαμηλής συχνότητας (LF) χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή αδύναμων σημάτων, κυρίως στο εύρος ήχου, σε πιο ισχυρά σήματα αποδεκτά για άμεση αντίληψη μέσω ηλεκτροδυναμικών ή άλλων εκπομπών ήχου.

Σημειώστε ότι οι ενισχυτές υψηλής συχνότητας έως και συχνότητες 10... 100 MHz κατασκευάζονται σύμφωνα με παρόμοια κυκλώματα· η διαφορά συνήθως οφείλεται στο γεγονός ότι οι τιμές χωρητικότητας των πυκνωτών τέτοιων ενισχυτών μειώνονται τόσες φορές όσο το Η συχνότητα του σήματος υψηλής συχνότητας υπερβαίνει τη συχνότητα του σήματος χαμηλής συχνότητας.

Ένας απλός ενισχυτής με ένα τρανζίστορ

Το απλούστερο ULF, κατασκευασμένο σύμφωνα με ένα κύκλωμα με κοινό πομπό, φαίνεται στο Σχ. 1. Μια τηλεφωνική κάψουλα χρησιμοποιείται ως φορτίο. Η επιτρεπόμενη τάση τροφοδοσίας για αυτόν τον ενισχυτή είναι 3...12 V.

Συνιστάται να προσδιοριστεί πειραματικά η τιμή της αντίστασης πόλωσης R1 (δεκάδες kOhms), καθώς η βέλτιστη τιμή της εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας του ενισχυτή, την αντίσταση της τηλεφωνικής κάψουλας και τον συντελεστή μετάδοσης ενός συγκεκριμένου τρανζίστορ.

Ρύζι. 1. Κύκλωμα ενός απλού ULF σε ένα τρανζίστορ + πυκνωτή και αντίσταση.

Για να επιλέξετε την αρχική τιμή της αντίστασης R1, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η τιμή της πρέπει να είναι περίπου εκατό ή περισσότερες φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα φορτίου. Για να επιλέξετε μια αντίσταση πόλωσης, συνιστάται να συνδέσετε μια σταθερή αντίσταση με αντίσταση 20...30 kOhm και μια μεταβλητή αντίσταση με αντίσταση 100...1000 kOhm σε σειρά, μετά την οποία, εφαρμόζοντας έναν ήχο μικρού πλάτους σήμα στην είσοδο του ενισχυτή, για παράδειγμα, από ένα μαγνητόφωνο ή συσκευή αναπαραγωγής, περιστρέψτε το κουμπί μεταβλητής αντίστασης για να επιτύχετε την καλύτερη ποιότητα σήματος στην υψηλότερη ένταση.

Η τιμή χωρητικότητας του μεταβατικού πυκνωτή C1 (Εικ. 1) μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 100 μF: όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή αυτής της χωρητικότητας, τόσο χαμηλότερες συχνότητες μπορεί να ενισχύσει το ULF. Για να κυριαρχήσετε την τεχνική της ενίσχυσης χαμηλών συχνοτήτων, συνιστάται να πειραματιστείτε με την επιλογή των τιμών στοιχείων και των τρόπων λειτουργίας των ενισχυτών (Εικ. 1 - 4).

Βελτιωμένες επιλογές ενισχυτή μονού τρανζίστορ

Πιο περίπλοκο και βελτιωμένο σε σύγκριση με το διάγραμμα στο Σχ. 1 κυκλώματα ενισχυτή φαίνονται στο Σχ. 2 και 3. Στο διάγραμμα στο Σχ. 2, το στάδιο ενίσχυσης περιέχει επιπλέον μια αλυσίδα αρνητικής ανάδρασης που εξαρτάται από τη συχνότητα (αντίσταση R2 και πυκνωτής C2), η οποία βελτιώνει την ποιότητα του σήματος.

Ρύζι. 2. Διάγραμμα ULF ενός τρανζίστορ με αλυσίδα αρνητικής ανάδρασης που εξαρτάται από τη συχνότητα.

Ρύζι. 3. Ενισχυτής μονού τρανζίστορ με διαχωριστικό για την παροχή τάσης πόλωσης στη βάση του τρανζίστορ.

Ρύζι. 4. Ενισχυτής μονού τρανζίστορ με αυτόματη ρύθμιση πόλωσης για τη βάση του τρανζίστορ.

Στο διάγραμμα στο Σχ. 3, η προκατάληψη στη βάση του τρανζίστορ ρυθμίζεται πιο «άκαμπτα» χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστικό, το οποίο βελτιώνει την ποιότητα λειτουργίας του ενισχυτή όταν αλλάζουν οι συνθήκες λειτουργίας του. Η "αυτόματη" ρύθμιση πόλωσης που βασίζεται σε ένα τρανζίστορ ενίσχυσης χρησιμοποιείται στο κύκλωμα στο Σχ. 4.

Ενισχυτής τρανζίστορ δύο σταδίων

Συνδέοντας δύο απλά στάδια ενίσχυσης σε σειρά (Εικ. 1), μπορείτε να αποκτήσετε ένα ULF δύο σταδίων (Εικ. 5). Το κέρδος ενός τέτοιου ενισχυτή είναι ίσο με το γινόμενο των συντελεστών απολαβής μεμονωμένων σταδίων. Ωστόσο, δεν είναι εύκολο να αποκτήσετε ένα μεγάλο σταθερό κέρδος με μια επακόλουθη αύξηση του αριθμού των σταδίων: ο ενισχυτής πιθανότατα θα αυτοδιεγερθεί.

Ρύζι. 5. Κύκλωμα απλού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων.

Οι νέες εξελίξεις των ενισχυτών χαμηλής συχνότητας, τα διαγράμματα κυκλωμάτων των οποίων παρουσιάζονται συχνά στις σελίδες των περιοδικών τα τελευταία χρόνια, στοχεύουν στην επίτευξη ενός ελάχιστου συντελεστή μη γραμμικής παραμόρφωσης, στην αύξηση της ισχύος εξόδου, στην επέκταση του εύρους ζώνης των ενισχυμένων συχνοτήτων κ.λπ.

Ταυτόχρονα, κατά τη ρύθμιση διαφόρων συσκευών και τη διεξαγωγή πειραμάτων, χρειάζεται συχνά ένα απλό ULF, το οποίο μπορεί να συναρμολογηθεί σε λίγα λεπτά. Ένας τέτοιος ενισχυτής πρέπει να περιέχει έναν ελάχιστο αριθμό σπάνιων στοιχείων και να λειτουργεί σε ένα ευρύ φάσμα αλλαγών στην τάση τροφοδοσίας και στην αντίσταση φορτίου.

Κύκλωμα ULF βασισμένο σε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου και πυριτίου

Το κύκλωμα ενός απλού ενισχυτή ισχύος χαμηλής συχνότητας με άμεση σύζευξη μεταξύ των σταδίων φαίνεται στο Σχ. 6 [Rl 3/00-14]. Η σύνθετη αντίσταση εισόδου του ενισχυτή καθορίζεται από τη βαθμολογία του ποτενσιόμετρου R1 και μπορεί να ποικίλλει από εκατοντάδες ohms έως δεκάδες megohm. Μπορείτε να συνδέσετε ένα φορτίο με αντίσταση από 2...4 έως 64 Ohm και υψηλότερη στην έξοδο του ενισχυτή.

Για φορτία υψηλής αντίστασης, το τρανζίστορ KT315 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως VT2. Ο ενισχυτής λειτουργεί στην περιοχή των τάσεων τροφοδοσίας από 3 έως 15 V, αν και η αποδεκτή απόδοσή του διατηρείται ακόμη και όταν η τάση τροφοδοσίας μειωθεί στα 0,6 V.

Η χωρητικότητα του πυκνωτή C1 μπορεί να επιλεγεί στην περιοχή από 1 έως 100 μF. Στην τελευταία περίπτωση (C1 = 100 μF), το ULF μπορεί να λειτουργήσει στη ζώνη συχνοτήτων από 50 Hz έως 200 kHz και υψηλότερα.

Ρύζι. 6. Κύκλωμα απλού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας με χρήση δύο τρανζίστορ.

Το πλάτος του σήματος εισόδου ULF δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5...0,7 V. Η ισχύς εξόδου του ενισχυτή μπορεί να ποικίλλει από δεκάδες mW έως μονάδες W ανάλογα με την αντίσταση φορτίου και το μέγεθος της τάσης τροφοδοσίας.

Η ρύθμιση του ενισχυτή συνίσταται στην επιλογή των αντιστάσεων R2 και R3. Με τη βοήθειά τους, η τάση στην αποστράγγιση του τρανζίστορ VT1 ορίζεται ίση με το 50...60% της τάσης της πηγής ισχύος. Το τρανζίστορ VT2 πρέπει να εγκατασταθεί σε πλάκα ψύκτρας (καλοριφέρ).

Track-cascade ULF με άμεση σύζευξη

Στο Σχ. Το Σχήμα 7 δείχνει ένα διάγραμμα ενός άλλου φαινομενικά απλού ULF με άμεσες συνδέσεις μεταξύ των καταρρακτών. Αυτό το είδος σύνδεσης βελτιώνει τα χαρακτηριστικά συχνότητας του ενισχυτή στην περιοχή χαμηλής συχνότητας και το κύκλωμα στο σύνολό του απλοποιείται.

Ρύζι. 7. Σχηματικό διάγραμμα ULF τριών σταδίων με άμεση σύνδεση μεταξύ σταδίων.

Ταυτόχρονα, ο συντονισμός του ενισχυτή περιπλέκεται από το γεγονός ότι κάθε αντίσταση ενισχυτή πρέπει να επιλεγεί ξεχωριστά. Κατά προσέγγιση η αναλογία των αντιστάσεων R2 και R3, R3 και R4, R4 και R BF πρέπει να είναι στην περιοχή (30...50) έως 1. Η αντίσταση R1 πρέπει να είναι 0,1...2 kOhm. Υπολογισμός του ενισχυτή που φαίνεται στο Σχ. 7 μπορεί να βρεθεί στη βιβλιογραφία, για παράδειγμα, [R 9/70-60].

Διαδοχικά κυκλώματα ULF με χρήση διπολικών τρανζίστορ

Στο Σχ. Τα Σχήματα 8 και 9 δείχνουν κυκλώματα ULF με κωδικοποίηση που χρησιμοποιούν διπολικά τρανζίστορ. Τέτοιοι ενισχυτές έχουν αρκετά υψηλό κέρδος Ku. Ενισχυτής στο Σχ. Το 8 έχει Ku=5 στη ζώνη συχνοτήτων από 30 Hz έως 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF σύμφωνα με το διάγραμμα στο Σχ. 9 με αρμονικό συντελεστή μικρότερο από 1% έχει κέρδος 100 [RL 3/99-10].

Ρύζι. 8. Καταρράκτης ULF σε δύο τρανζίστορ με κέρδος = 5.

Ρύζι. 9. Cascade ULF σε δύο τρανζίστορ με κέρδος = 100.

Οικονομικό ULF με τρία τρανζίστορ

Για φορητό ηλεκτρονικό εξοπλισμό, σημαντική παράμετρος είναι η απόδοση του ULF. Το διάγραμμα ενός τέτοιου ULF φαίνεται στο Σχ. 10 [RL 3/00-14]. Εδώ, χρησιμοποιείται μια διαδοχική σύνδεση του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου VT1 και του διπολικού τρανζίστορ VT3 και το τρανζίστορ VT2 συνδέεται με τέτοιο τρόπο ώστε να σταθεροποιεί το σημείο λειτουργίας των VT1 και VT3.

Καθώς αυξάνεται η τάση εισόδου, αυτό το τρανζίστορ μετατρέπει τη διασταύρωση εκπομπού-βάσης του VT3 και μειώνει την τιμή του ρεύματος που διαρρέει τα τρανζίστορ VT1 και VT3.

Ρύζι. 10. Κύκλωμα απλού οικονομικού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας με τρία τρανζίστορ.

Όπως και στο παραπάνω κύκλωμα (βλ. Εικ. 6), η αντίσταση εισόδου αυτού του ULF μπορεί να ρυθμιστεί στην περιοχή από δεκάδες ohms έως δεκάδες megohm. Μια τηλεφωνική κάψουλα, για παράδειγμα, TK-67 ή TM-2V, χρησιμοποιήθηκε ως φορτίο. Η τηλεφωνική κάψουλα, συνδεδεμένη με βύσμα, μπορεί ταυτόχρονα να χρησιμεύσει ως διακόπτης ισχύος για το κύκλωμα.

Η τάση τροφοδοσίας ULF κυμαίνεται από 1,5 έως 15 V, αν και η λειτουργικότητα της συσκευής διατηρείται ακόμη και όταν η τάση τροφοδοσίας μειωθεί στα 0,6 V. Στο εύρος τάσης τροφοδοσίας των 2... 15 V, το ρεύμα που καταναλώνεται από τον ενισχυτή είναι περιγράφεται από την έκφραση:

1(μA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

όπου Upit είναι η τάση τροφοδοσίας σε Volts (V).

Εάν απενεργοποιήσετε το τρανζίστορ VT2, το ρεύμα που καταναλώνεται από τη συσκευή αυξάνεται κατά μια τάξη μεγέθους.

ULF δύο σταδίων με άμεση σύζευξη μεταξύ των σταδίων

Παραδείγματα ULF με άμεσες συνδέσεις και ελάχιστη επιλογή τρόπων λειτουργίας είναι τα κυκλώματα που φαίνονται στο Σχ. 11 - 14. Έχουν υψηλό κέρδος και καλή σταθερότητα.

Ρύζι. 11. Απλό ULF δύο σταδίων για μικρόφωνο (χαμηλό επίπεδο θορύβου, υψηλό κέρδος).

Ρύζι. 12. Ενισχυτής χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων με χρήση τρανζίστορ KT315.

Ρύζι. 13. Ενισχυτής χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων με χρήση τρανζίστορ KT315 - επιλογή 2.

Ο ενισχυτής μικροφώνου (Εικ. 11) χαρακτηρίζεται από χαμηλό επίπεδο αυτοθορύβου και υψηλό κέρδος [MK 5/83-XIV]. Ως μικρόφωνο VM1 χρησιμοποιήθηκε ένα μικρόφωνο ηλεκτροδυναμικού τύπου.

Μια τηλεφωνική κάψουλα μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως μικρόφωνο. Σταθεροποίηση του σημείου λειτουργίας (αρχική πόλωση στη βάση του τρανζίστορ εισόδου) των ενισχυτών στο Σχ. 11 - 13 πραγματοποιείται λόγω της πτώσης τάσης στην αντίσταση του εκπομπού του δεύτερου σταδίου ενίσχυσης.

Ρύζι. 14. ULF δύο σταδίων με τρανζίστορ πεδίου.

Ο ενισχυτής (Εικ. 14), ο οποίος έχει υψηλή αντίσταση εισόδου (περίπου 1 MOhm), είναι κατασκευασμένος σε ένα τρανζίστορ πεδίου VT1 (πηγή ακολούθου) και ένα διπολικό τρανζίστορ - VT2 (με ένα κοινό).

Ένας καταρρακτικός ενισχυτής χαμηλής συχνότητας που χρησιμοποιεί τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, ο οποίος έχει επίσης υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου, φαίνεται στο Σχ. 15.

Ρύζι. 15. κύκλωμα απλού ULF δύο σταδίων με χρήση δύο τρανζίστορ πεδίου.

Κυκλώματα ULF για εργασία με φορτία χαμηλών Ohm

Τυπικά ULF, σχεδιασμένα να λειτουργούν με φορτία χαμηλής σύνθετης αντίστασης και έχουν ισχύ εξόδου δεκάδων mW και άνω, φαίνονται στο Σχ. 16, 17.

Ρύζι. 16. Ένα απλό ULF για εργασία με φορτίο χαμηλής αντίστασης.

Η ηλεκτροδυναμική κεφαλή BA1 μπορεί να συνδεθεί στην έξοδο του ενισχυτή, όπως φαίνεται στο Σχ. 16, ή διαγώνια στη γέφυρα (Εικ. 17). Εάν η πηγή τροφοδοσίας αποτελείται από δύο μπαταρίες συνδεδεμένες σε σειρά (συσσωρευτές), η δεξιά έξοδος της κεφαλής BA1 σύμφωνα με το διάγραμμα μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο μέσο τους, χωρίς πυκνωτές SZ, C4.

Ρύζι. 17. Κύκλωμα ενισχυτή χαμηλής συχνότητας με συμπερίληψη φορτίου χαμηλής αντίστασης στη διαγώνιο της γέφυρας.

Εάν χρειάζεστε ένα κύκλωμα για έναν απλό σωλήνα ULF, τότε ένας τέτοιος ενισχυτής μπορεί να συναρμολογηθεί ακόμη και χρησιμοποιώντας έναν σωλήνα, δείτε τον ιστότοπο ηλεκτρονικών μας στην αντίστοιχη ενότητα.

Λογοτεχνία: Shustov M.A. Πρακτική σχεδίαση κυκλώματος (Βιβλίο 1), 2003.

Διορθώσεις στη δημοσίευση:στο Σχ. 16 και 17, αντί της διόδου D9, τοποθετείται μια αλυσίδα διόδων.

Είμαι σίγουρος ότι πολλοί από εσάς δεν είστε ικανοποιημένοι με το συριγμό και την παραμόρφωση από μη σοβαρά κινέζικα ηχεία υπολογιστή. Δοκίμασα να συνδέσω πολλές εκδόσεις τέτοιας ακουστικής σε έναν υπολογιστή, αλλά καμία από αυτές δεν με ικανοποίησε ούτε ως προς την ποιότητα του ήχου, ούτε τη λειτουργικότητα και το πιο σημαντικό, τον κακό σχεδιασμό τους. Έπρεπε λοιπόν να προσπαθήσω να κάνω κάτι χρήσιμο μόνος μου. Επιπλέον, τα σύγχρονα μικροκυκλώματα σάς επιτρέπουν να κολλήσετε ULF που είναι πραγματικά καλά στα χαρακτηριστικά τους κυριολεκτικά το βράδυ. Όλα τα ηλεκτρονικά είδη βρέθηκαν στο σπίτι· αγοράστηκαν μόνο τσιπ ενισχυτών και διακόπτες με υποδοχές ακουστικών.

Ένας ισχυρός ενισχυτής 2x25 Watt, κατασκευασμένος στο μικροκύκλωμα TDA7265 - αυτό είναι το κύριο ULF. Κατεβάστε μια λεπτομερή περιγραφή του μικροκυκλώματος εδώ.

Αυτό είναι ένα μικρό, σχετικά χαμηλής κατανάλωσης ULF για ακουστικά 2x5 Watt. Οι ανωτερότητές του είναι φυσικά εμφανείς, τουλάχιστον όσον αφορά την ισχύ εξόδου. Αλλά δεν το έφτιαξα μόνο για τα αυτιά, αλλά περισσότερο για ευκολία στη χρήση. Εξάλλου, για να συνδέσετε ακουστικά με παχύ βύσμα Jack 6,3 mm, θα υπάρχουν πολλές δυσκολίες με τους προσαρμογείς, για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι δεν μπορούν να αντληθούν πλήρως με αξιοπρεπή ποιότητα από έναν αδύναμο ενισχυτή.

Τις περισσότερες φορές, η εμφάνιση των αγορασμένων κινεζικών ηχείων αφήνει πολλά περιθώρια και θέλετε απλώς να τα βάλετε κάτω από το τραπέζι για να μην τα βλέπετε. Αλλά τότε θα είναι άβολο να τα ενεργοποιήσετε. Αυτός ο ενισχυτής, συναρμολογημένος με τα χέρια σας και με το δικό σας γούστο, θα βρίσκεται σε ένα ορατό, βολικό μέρος στο τραπέζι, αποτελώντας την αρχική του διακόσμηση, έτσι ώστε όλες οι υποδοχές, οι ρυθμιστές και τα κουμπιά ULF να είναι διαθέσιμα. Ο οπίσθιος φωτισμός μπορεί να απενεργοποιηθεί εάν το επιθυμείτε με ένα κουμπί στο πίσω τοίχωμα του ULF, ώστε να μην παρεμποδίζεται η χρήση του υπολογιστή στο σκοτάδι, αλλά μετά την επόμενη φορά που θα ενεργοποιηθεί ο ενισχυτής, ενεργοποιείται ξανά αυτόματα.

Το περίβλημα για το ULF ήταν κατασκευασμένο από μοριοσανίδες, μετά το οποίο καθαρίστηκε προσεκτικά και βάφτηκε σε σοβαρό μαύρο χρώμα.

Ήθελα να κάνω τον δείκτη παρόμοιο με τους δείκτες των διάσημων επώνυμων ενισχυτών.

Ο ρυθμιστής είναι κλασικός - μεγάλος, στρογγυλός και σε καμία περίπτωση με κουμπί. Έτσι ώστε όταν το περιστρέφετε να αισθάνεστε ότι αυτό είναι ένα πράγμα, και όχι κάποια φτηνά σκουπίδια παιχνιδιού. Στον κωδικοποιητή, η προσαρμογή εξαφανίστηκε από μόνη της· έπρεπε να τονίσω τη θέση στη λαβή και δεν θα ήταν δυνατή η ατελείωτη περιστροφή της με ένα καλώδιο. Ως εκ τούτου, αποφάσισα να φτιάξω έναν ρυθμιστή χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή αντίσταση.

Αποφασίστηκε να κατασκευαστούν τα στηρίγματα για το σπιτικό ULF στο κλασικό στυλ σχεδιασμού του ραδιοεξοπλισμού - επινικελωμένο, αλλά με μια ελαφριά στροφή στο στυλ υψηλής τεχνολογίας. Ο μπλε φωτισμός χρησιμοποιείται στη βάση των ποδιών. Όπως μπορείτε να δείτε από τις φωτογραφίες, αυτό υλοποιείται με τη χρήση flooded μπλε LED στη βάση των ποδιών.

Στον μπροστινό πίνακα του ULF υπάρχουν: ένας διακόπτης ρεύματος, ένας διακόπτης AC, ένα σταθερό σήμα στα ακουστικά, ανεξάρτητα από το αν τα ηχεία είναι ενεργοποιημένα ή όχι - αυτό είναι επίσης μέρος του προβλεπόμενου σχεδίου. Σήμερα δεν θα βρείτε έναν ενισχυτή με ένα τέτοιο κύκλωμα, ακόμη και οι σοβαροί ακριβοί ενισχυτές κατασκευάζονται σύμφωνα με την αρχή "συνδέστε τα ακουστικά και δεν υπάρχει σήμα στα ηχεία", αλλά προηγουμένως όλοι οι ενισχυτές κατασκευάζονταν ακριβώς σύμφωνα με αυτό το κύκλωμα. Για μένα, αυτό το σχήμα διανομής σήματος είναι πολύ σχετικό.

Κύκλωμα ισχυρού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας πέντε καναλιών για οικιακό κέντρο ήχου με ελάχιστο κόστος

Σε αυτό το άρθρο στον ιστότοπο Ραδιοερασιτέχνης, θα δούμε ένα άλλο απλό ραδιοερασιτεχνικό κύκλωμα - ενισχυτής χαμηλής συχνότητας για οικιακό κέντρο ήχου.

Χαρακτηριστικό αυτού ενισχυτήςσε χαμηλό κόστος με αρκετά υψηλές παραμέτρους. Ενισχυτήςκατασκευασμένο σύμφωνα με ένα συνδυασμένο κύκλωμα, στο οποίο υπάρχει ένα ισχυρό κανάλι χαμηλής συχνότητας (40 W), που αναπαράγει συχνότητες έως και 400 Hz και ένας στερεοφωνικός ενισχυτής, τα κανάλια του οποίου είναι κατασκευασμένα σύμφωνα με ένα μεσαίο εύρος δύο καναλιών (300- 4000 Hz) - κύκλωμα υψηλής συχνότητας (3000-30000 Hz) με ισχύ 2x18 Τρ. Ετσι η συνολική ισχύς εξόδου του ενισχυτή είναι 106 W. Για κάθε κανάλι, χρησιμοποιούνται ξεχωριστά ακουστικά συστήματα, κατασκευασμένα σε ξεχωριστά περιβλήματα. Υπάρχουν συνολικά πέντε ακουστικά συστήματα: ένα κάτω μέρος χαμηλής συχνότητας και δύο για μεσαίες και υψηλές συχνότητες.

Ο ενισχυτής κατασκευάζεται στον ίδιο τύπο και φθηνή βάση στοιχείων - μικροκυκλώματα TDA2030A (KR174UN19A) και δύο τρανζίστορ KT818GM και KT819GM. Ο ενισχυτής τροφοδοτείται από μετασχηματιστή 200 W.

Το σχηματικό διάγραμμα του καναλιού χαμηλής συχνότητας φαίνεται στο Σχ. 1:

Οι ακροδέκτες X1, X2, X3 λαμβάνουν στερεοφωνικό σήμα με ονομαστική στάθμη 0,8 βολτ. Το μικροκύκλωμα είναι ικανό να αναπτύξει ισχύ έως και 18 W και για να αυξηθεί αυτή η τιμή, η έξοδος του μικροκυκλώματος ενισχύεται από έναν καταρράκτη ώθησης-έλξης στα τρανζίστορ VT1, VT2, που αρχίζει να λειτουργεί με ισχύ μεγαλύτερη από 15 W. Το κύκλωμα καταρράκτη διακρίνεται από το γεγονός ότι οι συλλέκτες των τρανζίστορ συνδέονται μεταξύ τους, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση ενός κοινού ψυγείου για το στάδιο εξόδου. Το τσιπ A1 απαιτεί ξεχωριστή ψύκτρα.

Η πλακέτα του ενισχυτή (Εικ. Νο. 4) είναι κατασκευασμένη έτσι ώστε το μικροκύκλωμα και τα τρανζίστορ να βρίσκονται σε αντίθετες άκρες.

Το κύκλωμα του ενισχυτή μεσαίας υψηλής συχνότητας φαίνεται στο Σχήμα Νο. 2:

Εμφανίζεται το διάγραμμα μόνο ενός στερεοφωνικού καναλιού, το δεύτερο είναι ακριβώς το ίδιο. Η συχνότητα ήχου ενός από τα στερεοφωνικά κανάλια παρέχεται στους ακροδέκτες X1, X2. Ο ενισχυτής μεσαίας συχνότητας είναι κατασκευασμένος στο τσιπ A1 και ο ενισχυτής υψηλής συχνότητας στο τσιπ A2. Τα μικροκυκλώματα είναι εγκατεστημένα σε ένα κοινό ψυγείο. Επομένως, στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (Εικ. Νο. 5), τα μικροκυκλώματα βρίσκονται στη μία άκρη.

Υπάρχουν δύο τέτοιες πλακέτες στον ενισχυτή - μία για κάθε στερεοφωνικό κανάλι. Υπάρχουν τρεις βραχυκυκλωτήρες στην πλακέτα, κατασκευασμένοι με σύρμα στερέωσης. Το ένα τροφοδοτεί το σήμα στον ενισχυτή RF (συνιστάται να το φτιάξετε με θωρακισμένο καλώδιο) και τα άλλα δύο τροφοδοτούν τον ενισχυτή RF. Οι βραχυκυκλωτήρες βρίσκονται στο πλάι των τυπωμένων αγωγών και τοποθετούνται στη συντομότερη κατεύθυνση.

Οι ενδιάμεσες συνδέσεις και το διάγραμμα τροφοδοσίας φαίνονται στο Σχήμα 3. Το τροφοδοτικό δεν είναι σταθεροποιημένο· είναι κατασκευασμένο από μετασχηματιστή ισχύος, ανορθωτή γέφυρας και συστοιχία πυκνωτών εξομάλυνσης.

Το στερεοφωνικό σήμα από την έξοδο του προενισχυτή με ονομαστική στάθμη 0,8 V παρέχεται στην υποδοχή XP1. Ακριβώς δίπλα στο βύσμα, εγκαθίστανται αντιστάσεις περικοπής R1-R5 για να ρυθμίσετε την αναλογία των επιπέδων ήχου των στερεοφωνικών ενισχυτών και του καναλιού χαμηλής συχνότητας για ένα συγκεκριμένο δωμάτιο. Ο μετασχηματιστής κατασκευάζεται με βάση τον μετασχηματιστή TS200 από μια παλιά τηλεόραση με σωλήνα. Όλες οι δευτερεύουσες περιελίξεις αφαιρέθηκαν και στη θέση τους τυλίχθηκαν δύο νέες - 50 στροφές PEV 1,06 έκαστη. Συνδέστε τις περιελίξεις σύμφωνα με το διάγραμμα.

Τα καλοριφέρ είναι κατασκευασμένα από προφίλ αλουμινίου σε σχήμα U, το οποίο χρησιμοποιείται για ψευδοροφές. Για κάθε καλοριφέρ κόβονται δύο κομμάτια μήκους περίπου 15 εκ. Για να αυξηθεί η επιφάνεια σε όλη την επιφάνεια, ανοίγεται μια τρύπα σε κάθε εκατοστό και κόβεται ένα νήμα Μ4. Σε αυτές τις οπές βιδώνονται βίδες M4 μήκους 55 mm, δημιουργώντας έτσι ένα καλοριφέρ με βελόνα (Εικ. Νο. 6):

Τα συστήματα ηχείων χρησιμοποιούν τα πιο προσιτά δυναμικά μεγάφωνα με πηνία φωνής 4 ohm. Κάθε σύστημα ηχείων περιέχει 4 ηχεία (Εικ. Νο. 7). Το ηχείο χαμηλής συχνότητας περιέχει 4 ηχεία 10GDSH-2, ηχεία υψηλής συχνότητας - τέσσερα ηχεία 4-GDV-1, ηχεία μεσαίας συχνότητας - 5GDSH-4.

Τα ακουστικά συστήματα είναι κατασκευασμένα από μοριοσανίδες πάχους 20 mm, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή επίπλων ντουλαπιών. Οι διαστάσεις των τεμαχίων εργασίας που φαίνονται στα Σχήματα Νο. 8, 9, 10 λαμβάνουν υπόψη ακριβώς αυτό το πάχος της μοριοσανίδας.

Ο σωλήνας μετατροπέα φάσης είναι κατασκευασμένος από πλαστικό γκρι σωλήνα αποχέτευσης 100 mm μήκους 150 mm. Ο σωλήνας είναι κολλημένος στην τρύπα με κόλλα Moment-1.