Amplificator de putere mare de joasă frecvență. Amplificator single-ended cu un tranzistor. Distorsiune liniară și lățime de bandă

Circuit al unui amplificator puternic de joasă frecvență cu cinci canale pentru un centru audio de acasă la un cost minim

În acest articol de pe site Radioamator, ne vom uita la un alt circuit simplu de radio amator - amplificator de joasă frecvență pentru centrul audio de acasă.

Caracteristica acestui amplificator la costuri reduse cu parametri destul de mari. Amplificator construit conform unui circuit combinat, în care există un canal puternic de joasă frecvență (40 W), care reproduce frecvențe de până la 400 Hz și un amplificator stereo, ale cărui canale sunt realizate conform unui interval mediu cu două canale (300- 4000 Hz) - circuit de înaltă frecvență (3000-30000 Hz) cu o putere de 2x18 Tue Prin urmare total putere de iesire amplificatorul este de 106 W. Pentru fiecare canal se folosesc sisteme acustice separate, realizate în carcase separate. Există cinci sisteme acustice în total: un fund de joasă frecvență și două fiecare pentru frecvențe medii și înalte.

Amplificatorul este realizat pe același tip și bază de element ieftin - microcircuite TDA2030A (KR174UN19A) și două tranzistoare KT818GM și KT819GM. Amplificatorul este alimentat de un transformator de 200 W.

Schema schematică a canalului de joasă frecvență este prezentată în Fig. 1:

Terminalele X1, X2, X3 primesc un semnal stereo cu un nivel nominal de 0,8 volți. Microcircuitul este capabil să dezvolte o putere de până la 18 W și pentru a crește această valoare, ieșirea microcircuitului este îmbunătățită printr-o cascadă push-pull pe tranzistoarele VT1, VT2, care începe să funcționeze la o putere mai mare de 15 W. Circuitul în cascadă se distinge prin faptul că colectorii tranzistorilor sunt conectați împreună, ceea ce permite utilizarea unui radiator comun pentru treapta de ieșire. Cipul A1 necesită un radiator separat.

Placa de amplificare (Fig. Nr. 4) este realizată astfel încât microcircuitul și tranzistoarele să fie situate la marginile opuse.

Circuitul amplificatorului de frecvență medie-înaltă este prezentat în figura nr. 2:

Este afișată diagrama unui singur canal stereo, al doilea este exact același. Frecvența audio a unuia dintre canalele stereo este furnizată la bornele X1, X2. Amplificatorul de frecvență medie este realizat pe un cip A1, iar amplificatorul de înaltă frecvență este realizat pe un cip A2. Microcircuitele sunt instalate pe un radiator comun. Prin urmare, mai departe placă de circuit imprimat(Fig. Nr. 5) microcircuitele sunt situate pe o margine.

Există două astfel de plăci în amplificator - una pentru fiecare canal stereo. Pe placă sunt trei jumperi, realizate cu sârmă de montare. Unul alimentează semnalul către amplificatorul RF (este indicat să-l faci cu un fir ecranat), iar ceilalți doi alimentează amplificatorul RF. Jumperele sunt amplasate pe partea conductorilor imprimați și sunt așezate în cea mai scurtă direcție.

Conexiunile inter-placă și diagrama de alimentare sunt prezentate în Figura 3. Alimentarea nu este stabilizata, este facuta transformator de putere, redresor în punte și bănci de condensatoare de netezire.

Ieșire stereo preamplificator un nivel nominal de 0,8 V este furnizat conectorului XP1. Direct lângă conector, sunt instalate rezistențe de tăiere R1-R5 pentru a seta raportul dintre nivelurile de sunet ale amplificatoarelor stereo și canalul de joasă frecvență pentru o anumită cameră. Transformatorul este realizat pe baza transformatorului TS200 de la un televizor cu tub vechi. Toate înfășurările secundare au fost îndepărtate și două noi au fost înfășurate în locul lor - 50 de spire de PEV 1,06 fiecare. Conectați înfășurările conform diagramei.

Caloriferele sunt realizate din profil de aluminiu în formă de U, care este folosit pentru dispozitiv plafoane suspendate. Pentru fiecare radiator sunt tăiate două bucăți de aproximativ 15 cm lungime. Pentru a mări suprafața pe toată suprafața, se găuriază un orificiu prin fiecare centimetru și se taie un filet M4. În aceste găuri sunt înșurubate șuruburi M4 cu lungimea de 55 mm, creând astfel un radiator cu placă de ac (Fig. Nr. 6):

Sistemele de difuzoare folosesc cele mai accesibile difuzoare dinamice cu bobine de 4 ohmi. Fiecare sistem de difuzoare conține 4 difuzoare (Fig. Nr. 7). Difuzorul de joasă frecvență conține 4 difuzoare 10GDSH-2, difuzoare de înaltă frecvență - patru 4-GDV-1, difuzoare de frecvență medie - 5GDSH-4.

Sistemele acustice sunt realizate din PAL cu grosimea de 20 mm, utilizate la fabricarea mobilierului de cabinet. Dimensiunile pieselor de prelucrat prezentate în figurile nr. 8, 9, 10 iau în considerare exact această grosime a plăcilor de PAL.

Țeava inversor de fază este realizată din țeavă de canalizare din plastic gri de 100 mm lungime 150 mm. Țeava este lipită în gaură cu adeziv Moment-1.

Un amplificator de joasă frecvență (LFA) este un dispozitiv pentru amplificarea oscilațiilor electrice corespunzătoare intervalului de frecvență audibil de urechea umană, adică LFA ar trebui să se amplifice în intervalul de frecvență de la 20 Hz la 20 kHz, dar unele VLF-uri pot avea o gamă de până la la 200 kHz. ULF poate fi asamblat ca dispozitiv independent sau utilizat în dispozitive mai complexe - televizoare, radiouri, radiouri etc.

Particularitatea acestui circuit este că pinul 11 ​​al microcircuitului TDA1552 controlează modurile de operare - Normal sau MUTE.

C1, C2 - condensatoare de blocare de trecere, utilizate pentru a întrerupe componenta constantă a semnalului sinusoidal. Este mai bine să nu folosiți condensatori electrolitici. Este recomandabil să plasați cipul TDA1552 pe un calorifer folosind pastă termoconductoare.

În principiu, circuitele prezentate sunt în punte, deoarece într-o carcasă a microansamblului TDA1558Q există 4 canale de amplificare, astfel încât pinii 1 - 2 și 16 - 17 sunt conectați în perechi și primesc semnale de intrare de la ambele canale prin condensatorii C1 și C2. Dar dacă aveți nevoie de un amplificator pentru patru difuzoare, atunci puteți utiliza opțiunea de circuit de mai jos, deși puterea va fi de 2 ori mai mică pe canal.

Baza designului este microansamblul TDA1560Q clasa H Puterea maximă a acestui ULF ajunge la 40 W, cu o sarcină de 8 ohmi. Această putere este furnizată de aproximativ de două ori tensiunea crescută datorită funcționării condensatoarelor.

Puterea de ieșire a amplificatorului din primul circuit asamblat pe TDA2030 este de 60W la o sarcină de 4 Ohmi și 80W la o sarcină de 2 Ohmi; TDA2030A 80W la sarcină de 4 ohmi și 120W la sarcină de 2 ohmi. Al doilea circuit al ULF considerat este deja cu o putere de ieșire de 14 wați.

Acesta este un ULF tipic cu două canale. Cu puțină cablare de componente radio pasive, acest cip poate fi folosit pentru a construi un amplificator stereo excelent cu o putere de ieșire de 1 W pe fiecare canal.

Microansamblul TDA7265 este un amplificator Hi-Fi clasa AB cu două canale destul de puternic într-un pachet standard Multiwatt, microcircuitul și-a găsit nișa în tehnologia stereo de înaltă calitate, clasa Hi-Fi. Circuitul de comutare simplu și parametrii excelenți au făcut din TDA7265 o soluție perfect echilibrată și excelentă la construirea unui radio amator audio de înaltă calitate echipamente.

Mai întâi, o versiune de test a fost asamblată pe o placă exact așa cum se arată în fișa de date din linkul de mai sus și a fost testată cu succes pe difuzoarele S90. Sunetul nu este rău, dar lipsea ceva. După ceva timp, am decis să refac amplificatorul folosind un circuit modificat.

Microansamblul este un amplificator quad clasa AB conceput special pentru utilizarea în dispozitivele audio auto. Pe baza acestui microcircuit, puteți construi mai multe opțiuni ULF de înaltă calitate folosind un minim de componente radio. Microcircuitul poate fi recomandat radioamatorilor începători pentru asamblarea acasă a diferitelor sisteme de difuzoare.

Principalul avantaj al circuitului amplificator pe acest microansamblu este prezența a patru canale independente unul de celălalt. Acest amplificator de putere funcționează în modul AB. Poate fi folosit pentru a amplifica diverse semnale stereo. Dacă doriți, îl puteți conecta la sistemul de difuzoare al unei mașini sau al computerului personal.

TDA8560Q este doar un analog mai puternic al cipul TDA1557Q, cunoscut pe scară largă radioamatorilor. Dezvoltatorii au întărit doar treapta de ieșire, făcând ULF-ul perfect potrivit pentru o sarcină de doi ohmi.

Microansamblul LM386 este un amplificator de putere gata făcut, care poate fi utilizat în proiecte cu tensiune de alimentare scăzută. De exemplu, la alimentarea circuitului de la baterie. LM386 are un câștig de tensiune de aproximativ 20. Dar prin conectarea rezistențelor și capacităților externe, câștigul poate fi ajustat până la 200, iar tensiunea de ieșire devine automat egală cu jumătate din tensiunea de alimentare.

Microassembly LM3886 este un amplificator Calitate superioară cu o putere de ieșire de 68 wați la sarcina de 4 ohmi sau 50 de wați la 8 ohmi. În momentul de vârf, puterea de ieșire poate ajunge la 135 W. Microcircuitului este aplicabil un interval larg de tensiune de la 20 la 94 de volți. Mai mult, puteți utiliza atât surse de alimentare bipolare, cât și unipolare. Coeficientul armonic ULF este de 0,03%. Mai mult, aceasta este pe întregul interval de frecvență de la 20 la 20.000 Hz.

Circuitul folosește două circuite integrate includerea tipică- KR548УH1 ca amplificator de microfon (instalat în comutatorul PTT) și (TDA2005) într-o conexiune în punte ca amplificator final (instalat în carcasa sirenei în loc de placa originală). O sirenă de alarmă modificată cu cap magnetic este folosită ca emițător acustic (emițătoarele piezo nu sunt potrivite). Modificarea constă în dezasamblarea sirenei și aruncarea tweeter-ului original cu un amplificator. Microfonul este electrodinamic. Când utilizați un microfon electret (de exemplu, de la telefoane chinezești), punctul de conectare dintre microfon și condensator trebuie conectat printr-un rezistor de ~4,7K la +12V (după buton!). Rezistorul de 100K din circuitul de feedback K548UH1 este mai bine setat cu o rezistență de ~30-47K. Acest rezistor este folosit pentru a regla volumul. Este mai bine să instalați cipul TDA2004 pe un radiator mic.

Testați și operați - cu emițătorul sub capotă și PTT-ul în cabină. În caz contrar, scârțâitul din cauza autoexcitației este inevitabil. Un rezistor trimmer setează nivelul volumului astfel încât să nu existe o distorsiune puternică a sunetului și autoexcitare. Dacă volumul este insuficient (de exemplu, un microfon prost) și există o rezervă clară de putere a emițătorului, puteți crește câștigul amplificatorului microfonului prin creșterea de câteva ori a valorii trimmer-ului în circuitul de feedback (cel conform circuitul de 100K). Într-un sens bun, am avea nevoie și de un primabass care să împiedice circuitul să se autoexcite - un fel de lanț de defazare sau un filtru pentru frecvența de excitație. Deși schema funcționează bine, fără complicații

Amplificatorul cu tranzistori, în ciuda istoriei sale îndelungate, rămâne un subiect preferat de cercetare atât pentru începători, cât și pentru radioamatorii experimentați. Și acest lucru este de înțeles. El este indispensabil parte integrantă cele mai populare și amplificatoare de joasă frecvență (de sunet). Ne vom uita la modul în care sunt construite amplificatoarele cu tranzistori simple.

Raspunsul in frecventa amplificatorului

În orice receptor de televiziune sau radio, în fiecare centru muzical sau un amplificator de sunet, puteți găsi amplificatoare de sunet cu tranzistori (frecvență joasă - LF). Diferența dintre amplificatoarele audio cu tranzistori și alte tipuri constă în caracteristicile de frecvență ale acestora.

Amplificator audio pe tranzistoare are un răspuns de frecvență uniform în banda de frecvență de la 15 Hz la 20 kHz. Aceasta înseamnă că amplificatorul convertește (amplifică) toate semnalele de intrare cu o frecvență în acest interval aproximativ în mod egal. Figura de mai jos arată o curbă ideală în coordonatele „câștig amplificator Ku - frecvența semnalului de intrare” răspuns în frecvență pentru amplificator audio.

Această curbă este aproape plată de la 15 Hz la 20 kHz. Aceasta înseamnă că un astfel de amplificator ar trebui utilizat special pentru semnale de intrare cu frecvențe între 15 Hz și 20 kHz. Pentru semnalele de intrare cu frecvențe de peste 20 kHz sau sub 15 Hz, eficiența și performanța acestuia se degradează rapid.

Tipul de răspuns în frecvență al amplificatorului este determinat de elementele radio electrice (ERE) ale circuitului său și, în primul rând, de tranzistorii înșiși. Un amplificator audio pe bază de tranzistori este de obicei asamblat folosind așa-numitele tranzistoare de frecvență joasă și medie, cu o lățime de bandă totală a semnalului de intrare de la zeci și sute de Hz la 30 kHz.

Clasa de operare a amplificatorului

După cum se știe, în funcție de gradul de continuitate a fluxului de curent pe parcursul perioadei sale printr-o treaptă de amplificare a tranzistorului (amplificator), se disting următoarele clase de funcționare a acestuia: „A”, „B”, „AB”, „C”, „D”.

În clasa de funcționare, curentul „A” trece prin cascadă pentru 100% din perioada semnalului de intrare. Funcționarea cascadei în această clasă este ilustrată de figura următoare.

În clasa de funcționare a etapei de amplificare „AB”, curentul trece prin aceasta mai mult de 50%, dar mai puțin de 100% din perioada semnalului de intrare (a se vedea figura de mai jos).

În clasa de funcționare a etapei „B”, curentul circulă prin aceasta pentru exact 50% din perioada semnalului de intrare, așa cum este ilustrat în figură.

În cele din urmă, în funcționarea în etapă de clasa C, curentul trece prin ea pentru mai puțin de 50% din perioada semnalului de intrare.

Amplificator de joasă frecvență folosind tranzistori: distorsiuni în principalele clase de funcționare

ÎN Zona de lucru amplificatorul cu tranzistori clasa "A" are un nivel scăzut distorsiuni neliniare. Dar dacă semnalul are supratensiuni în impulsuri, ceea ce duce la saturarea tranzistorilor, atunci apar armonici mai mari (până la a 11-a) în jurul fiecărei armonici „standard” a semnalului de ieșire. Acest lucru provoacă fenomenul așa-numitului sunet tranzistor sau metalic.

Dacă amplificatoarele de putere de joasă frecvență care utilizează tranzistori au o sursă de alimentare nestabilizată, atunci semnalele lor de ieșire sunt modulate în amplitudine în apropierea frecvenței rețelei. Acest lucru duce la un sunet aspru la capătul stâng al răspunsului în frecvență. Diverse metode de stabilizare a tensiunii fac proiectarea amplificatorului mai complexă.

Eficiența tipică a unui amplificator de clasă A cu un singur capăt nu depășește 20% datorită tranzistorului deschis constant și fluxului continuu al unei componente de curent constant. Puteți face un amplificator de clasă A push-pull, eficiența va crește ușor, dar semi-undele semnalului vor deveni mai asimetrice. Transferul unei cascade de la clasa de operare „A” la clasa de operare „AB” determină de patru ori distorsiunile neliniare, deși eficiența circuitului său crește.

La amplificatoarele din clasa „AB” și „B”, distorsiunea crește pe măsură ce nivelul semnalului scade. Unul dorește involuntar să ridice un astfel de amplificator mai tare pentru a experimenta pe deplin puterea și dinamica muzicii, dar adesea acest lucru nu ajută prea mult.

Clase intermediare de muncă

Clasa de muncă „A” are o variație - clasa „A+”. În acest caz, tranzistoarele de intrare de joasă tensiune ale unui amplificator din această clasă funcționează în clasa „A”, iar tranzistoarele de ieșire de înaltă tensiune ale amplificatorului, atunci când semnalele lor de intrare depășesc un anumit nivel, intră în clasele „B” sau „AB”. Eficiența unor astfel de cascade este mai bună decât în ​​clasa pură „A”, iar distorsiunile neliniare sunt mai mici (până la 0,003%). Cu toate acestea, au și un sunet „metalic” datorită prezenței armonicilor mai mari în semnalul de ieșire.

La amplificatoarele din altă clasă - "AA" gradul de distorsiune neliniară este și mai mic - aproximativ 0,0005%, dar sunt prezente și armonici mai mari.

Reveniți la amplificatorul cu tranzistori de clasă A?

Astăzi, mulți experți în domeniul reproducerii sunetului de înaltă calitate susțin o revenire la amplificatoarele cu tuburi, deoarece nivelul distorsiunilor neliniare și al armonicilor mai mari pe care le introduc în semnalul de ieșire este evident mai mic decât cel al tranzistorilor. Cu toate acestea, aceste avantaje sunt compensate în mare măsură de necesitatea unui transformator de potrivire între treapta de ieșire a tubului de înaltă impedanță și cea de impedanță scăzută. difuzoare de sunet. Cu toate acestea, un amplificator simplu cu tranzistor poate fi realizat cu o ieșire de transformator, așa cum va fi arătat mai jos.

Există, de asemenea, un punct de vedere că calitatea supremă a sunetului poate fi furnizată numai de un amplificator hibrid tub-tranzistor, toate etapele fiind cu un singur capăt, neacoperite și funcționând în clasa „A”. Adică, un astfel de repetor de putere este un amplificator cu un singur tranzistor. Circuitul său poate avea o eficiență maximă realizabilă (în clasa „A”) de cel mult 50%. Dar nici puterea, nici eficiența amplificatorului nu sunt indicatori ai calității reproducerii sunetului. în care sens special dobândiți calitatea și liniaritatea caracteristicilor tuturor elementelor electrice din circuit.

Deoarece circuitele cu un singur capăt capătă această perspectivă, vom analiza posibilele lor variații mai jos.

Amplificator single-ended cu un tranzistor

Diagrama sa, realizată cu emițător comunși conexiunile R-C pentru semnalele de intrare și ieșire pentru funcționarea în clasa „A”, este prezentată în figura de mai jos.

Acesta arată tranzistorul Q1 al structurii n-p-n. Colectorul său este conectat la borna pozitivă +Vcc prin rezistența de limitare a curentului R3, iar emițătorul este conectat la -Vcc. Amplificator cu tranzistor structuri p-n-p va avea același circuit, dar pinii sursei de alimentare se vor schimba.

C1 este un condensator de decuplare prin intermediul căruia semnalul de intrare AC este separat de sursă tensiune DC Vcc. În acest caz, C1 nu împiedică trecerea curentului de intrare alternativ prin joncțiunea bază-emițător a tranzistorului Q1. Rezistoarele R1 și R2, împreună cu rezistența joncțiunii E - B, formează Vcc pentru a selecta punctul de funcționare al tranzistorului Q1 în modul static. O valoare tipică pentru acest circuit este R2 = 1 kOhm, iar poziția punctului de operare este Vcc/2. R3 este rezistența de sarcină a circuitului colector și servește la crearea a Tensiune AC semnal de ieșire.

Să presupunem că Vcc = 20 V, R2 = 1 kOhm și câștigul de curent h = 150. Selectăm tensiunea la emițător Ve = 9 V, iar căderea de tensiune pe joncțiunea „E - B” este considerată egală cu Vbe = 0,7 V. Această valoare corespunde așa-numitei tranzistor de siliciu. Dacă ar fi să luăm în considerare un amplificator la tranzistoare cu germaniu, apoi tensiunea scade pasaj deschis„E - B” ar fi egal cu Vbe = 0,3 V.

Curentul emițătorului, aprox. egal cu curentul colector

Ie = 9 V/1 kOhm = 9 mA ≈ Ic.

Curentul de bază Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Căderea de tensiune la rezistorul 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.

C2 este necesar pentru a crea un circuit pentru trecerea componentei alternative a curentului emițătorului (de fapt curentul colectorului). Dacă nu ar fi acolo, atunci rezistența R2 ar limita foarte mult componenta variabilă, astfel încât amplificatorul în cauză ar fi tranzistor bipolar ar avea un câștig de curent scăzut.

În calculele noastre, am presupus că Ic = Ib h, unde Ib este curentul de bază care curge în el de la emițător și care apare atunci când o tensiune de polarizare este aplicată la bază. Cu toate acestea, un curent de scurgere de la colectorul Icb0 curge întotdeauna prin bază (atât cu și fără polarizare). Prin urmare, curentul real al colectorului este egal cu Ic = Ib h + Icb0 h, i.e. Curentul de scurgere într-un circuit cu OE este amplificat de 150 de ori. Dacă am avea în vedere un amplificator bazat pe tranzistoare cu germaniu, atunci această circumstanță ar trebui să fie luată în considerare în calcule. Cert este că au un Icb0 semnificativ de ordinul mai multor μA. Pentru siliciu, acesta este cu trei ordine de mărime mai mic (aproximativ câțiva nA), așa că este de obicei neglijat în calcule.

Amplificator single-ended cu tranzistor MOS

Ca orice amplificator tranzistoare cu efect de câmp, circuitul luat în considerare are analogul său între amplificatoare. Prin urmare, să considerăm un analog al circuitului anterior cu un emițător comun. Este realizat cu o sursă comună și conexiuni R-C pentru semnalele de intrare și ieșire pentru funcționare în clasa „A” și este prezentat în figura de mai jos.

Aici C1 este același condensator de decuplare, prin care sursa semnalului de intrare AC este separată de sursa de tensiune DC Vdd. După cum știți, orice amplificator bazat pe tranzistori cu efect de câmp trebuie să aibă potențialul de poartă al tranzistorilor săi MOS mai mic decât potențialul surselor lor. În acest circuit, poarta este împământată de rezistența R1, care are de obicei o rezistență ridicată (de la 100 kOhm la 1 Mohm), astfel încât să nu devieze semnalul de intrare. Practic nu trece curent prin R1, astfel încât potențialul de poartă în absența unui semnal de intrare este egal cu potențialul de masă. Potențialul sursei este mai mare decât potențialul de masă din cauza căderii de tensiune pe rezistorul R2. Astfel, potențialul de poartă este mai mic decât potențialul sursei, pentru care este necesar operatie normalaÎ1. Condensatorul C2 și rezistența R3 au același scop ca în circuitul anterior. Deoarece acesta este un circuit sursă comun, semnalele de intrare și de ieșire sunt defazate la 180°.

Amplificator cu iesire transformator

Al treilea amplificator cu tranzistor simplu cu o singură treaptă, prezentat în figura de mai jos, este, de asemenea, realizat conform unui circuit cu emițător comun pentru funcționare în clasa „A”, dar este conectat la un difuzor cu impedanță scăzută printr-un transformator de potrivire.

Înfășurarea primară a transformatorului T1 încarcă circuitul colector al tranzistorului Q1 și dezvoltă semnalul de ieșire. T1 transmite semnalul de ieșire către difuzor și asigură potrivirea ieșirii impedanta tranzistor cu rezistență scăzută (de ordinul a câțiva ohmi).

Divizorul de tensiune al sursei de alimentare a colectorului Vcc, asamblat pe rezistențele R1 și R3, asigură selectarea punctului de funcționare al tranzistorului Q1 (furnizează o tensiune de polarizare la baza acestuia). Scopul elementelor rămase ale amplificatorului este același ca și în circuitele anterioare.

Amplificator audio push-pull

Un amplificator LF push-pull care utilizează doi tranzistori împarte frecvența de intrare în două semi-unde antifază, fiecare dintre ele amplificată de propria sa cascadă de tranzistori. După efectuarea unei astfel de amplificari, semi-undele sunt combinate într-un semnal armonic complet, care este transmis către sistem audio. O astfel de transformare a semnalului de joasă frecvență (divizare și re-fuziune), în mod natural, provoacă o distorsiune ireversibilă în acesta, datorită diferenței de frecvență și proprietăți dinamice ale celor două tranzistoare ale circuitului. Aceste distorsiuni reduc calitatea sunetului la ieșirea amplificatorului.

Amplificatoarele push-pull care funcționează în clasa „A” nu reproduc complexe semnale sonore, întrucât în ​​umerii lor există un flux continuu de DC. mărime crescută. Acest lucru duce la asimetria semi-undelor de semnal, la distorsiunea de fază și, în cele din urmă, la pierderea inteligibilității sunetului. Încălzire, doi tranzistor puternic dublarea distorsiunii semnalului în frecvențele joase și infra-joase. Dar totuși, principalul avantaj al circuitului push-pull este eficiența acceptabilă și puterea de ieșire crescută.

În figură este prezentat un circuit push-pull al unui amplificator de putere care utilizează tranzistori.

Acesta este un amplificator pentru funcționare în clasa „A”, dar poate fi utilizată clasa „AB” și chiar „B”.

Amplificator de putere cu tranzistor fără transformator

Transformatoarele, în ciuda succeselor în miniaturizare, rămân încă cele mai voluminoase, mai grele și mai scumpe dispozitive electronice. Prin urmare, a fost găsită o modalitate de a elimina transformatorul din circuitul push-pull executându-l pe două puternice tranzistoare complementare tipuri diferite(n-p-n și p-n-p). Majoritatea amplificatoarelor de putere moderne folosesc exact acest principiu și sunt proiectate să funcționeze în clasa „B”. Circuitul unui astfel de amplificator de putere este prezentat în figura de mai jos.

Ambele tranzistoare sunt conectate conform unui circuit cu un colector comun (follower emitter). Prin urmare, circuitul transferă tensiunea de intrare la ieșire fără amplificare. Dacă nu există semnal de intrare, atunci ambii tranzistori sunt la limita stării de pornire, dar sunt opriți.

Când un semnal armonic este aplicat la intrare, semi-undă pozitivă deschide TR1, dar se schimbă tranzistor pnp TR2 este complet în modul cutoff. Astfel, numai semiunda pozitivă a curentului amplificat curge prin sarcină. Semiunda negativă a semnalului de intrare deschide doar TR2 și închide TR1, astfel încât semiunda negativă a curentului amplificat este furnizată sarcinii. Ca rezultat, un semnal sinusoidal amplificat de putere completă (datorită amplificării curentului) este eliberat la sarcină.

Amplificator cu un singur tranzistor

Pentru a înțelege cele de mai sus, să asamblam un amplificator simplu folosind tranzistori cu propriile noastre mâini și să ne dăm seama cum funcționează.

Ca sarcină pentru un tranzistor de putere redusă T de tip BC107, vom porni căști cu o rezistență de 2-3 kOhm, vom aplica o tensiune de polarizare la bază de la un rezistor de înaltă rezistență R* de 1 MOhm și vom include un condensator electrolitic de decuplare C cu o capacitate de 10 μF până la 100 μF în circuitul de bază T. Alimentarea circuitului Vom folosi 4,5 V/0,3 A din baterie.

Dacă rezistența R* nu este conectată, atunci nu există nici curent de bază Ib, nici curent de colector Ic. Dacă este conectat un rezistor, tensiunea de la bază crește la 0,7 V și un curent Ib = 4 μA trece prin el. Câștigul de curent al tranzistorului este de 250, ceea ce dă Ic = 250Ib = 1 mA.

După ce am asamblat un amplificator cu tranzistor simplu cu propriile noastre mâini, acum îl putem testa. Conectați căștile și plasați degetul pe punctul 1 al diagramei. Vei auzi un zgomot. Corpul tău percepe radiația de alimentare la o frecvență de 50 Hz. Zgomotul pe care îl auzi de la căști este această radiație, amplificată doar de un tranzistor. Să explicăm acest proces mai detaliat. O tensiune AC de 50 Hz este conectată la baza tranzistorului prin condensatorul C. Tensiunea de bază este acum egală cu suma tensiunii DC offset (aproximativ 0,7 V) provenind de la rezistorul R* și tensiunea AC degete. Ca urmare, curentul colectorului primește o componentă alternativă cu o frecvență de 50 Hz. Acest curent alternativ este folosit pentru a muta membrana difuzorului înainte și înapoi la aceeași frecvență, ceea ce înseamnă că vom putea auzi un ton de 50 Hz la ieșire.

Ascultarea unui nivel de zgomot de 50 Hz nu este foarte interesantă, așa că puteți conecta surse de semnal de joasă frecvență (CD player sau microfon) la punctele 1 și 2 și puteți auzi vorbire sau muzică amplificată.

Amplificatorul oferit prețioasei dumneavoastră atenții este ușor de asamblat, teribil de simplu de configurat (de fapt nu necesită el), nu conține componente deosebit de rare și, în același timp, are caracteristici foarte bune și se poate potrivi cu ușurință atât numit hi-fi, atât de iubit de majoritatea cetățenilor.Amplificatorul poate funcționa la sarcini de 4 și 8 ohmi, poate fi utilizat într-o conexiune în punte la o sarcină de 8 ohmi și va furniza 200 W la sarcină.

Caracteristici principale:

Tensiune de alimentare, V................................................. ..... ............... ±35
Consumul de curent în modul silențios, mA.................................. 100
Impedanța de intrare, kOhm.............................................. ...... .......... 24
Sensibilitate (100 W, 8 Ohm), V................................................ .... ...... 1.2
Putere de ieșire (KG=0,04%), W................................................. .... .... 80
Interval de frecvență reproductibil, Hz.................................. 10 - 30000
Raportul semnal-zgomot (neponderat), dB.................... -73

Amplificatorul se bazează în întregime pe elemente discrete, fără amplificatoare operaționale sau alte trucuri. Când funcționează la o sarcină de 4 ohmi și o alimentare de 35 V, amplificatorul dezvoltă o putere de până la 100 W. Dacă este nevoie să conectați o sarcină de 8 ohmi, puterea poate fi mărită la +/-42 V, în acest caz, vom obține aceeași 100 W.Nu este foarte recomandat să creșteți tensiunea de alimentare peste 42 V, altfel puteți rămâne fără tranzistori de ieșire. Când funcționează în modul punte, trebuie utilizată o sarcină de 8 ohmi, altfel, din nou, ne pierdem orice speranță pentru supraviețuirea tranzistoarelor de ieșire. Apropo, trebuie să ținem cont de faptul că nu există protecție la scurtcircuit în sarcină, așa că trebuie să fii atent.Pentru a utiliza amplificatorul în modul bridge, este necesar să înșurubați intrarea MT la ieșirea altui amplificator, la intrarea căruia este furnizat semnalul. Intrarea rămasă este conectată la firul comun. Rezistorul R11 este utilizat pentru a seta curentul de repaus al tranzistoarelor de ieșire. Condensatorul C4 determină limita superioară a câștigului și nu ar trebui să o reduceți - veți obține autoexcitare la frecvențe înalte.
Toate rezistențele sunt de 0,25 W, cu excepția R18, R12, R13, R16, R17. Primele trei au 0,5 W, ultimele două sunt de 5 W fiecare. LED-ul HL1 nu este pentru frumusețe, așa că nu este nevoie să conectați o diodă super-luminoasă în circuit și să o aduceți pe panoul frontal. Dioda ar trebui să fie cea mai comună Culoare verde- acest lucru este important deoarece LED-urile de alte culori au o cădere de tensiune diferită.Dacă dintr-o dată cineva a avut ghinion și nu a putut obține tranzistoarele de ieșire MJL4281 și MJL4302, acestea pot fi înlocuite cu MJL21193 și, respectiv, MJL21194.Cel mai bine este să luați un rezistor variabil cu mai multe ture R11, deși unul obișnuit va face bine. Nu este nimic critic aici - este doar mai convenabil să setați curentul de repaus.

În acest articol vom vorbi despre amplificatoare. Sunt și ULF (amplificatoare de joasă frecvență), sunt și UMZCH (amplificatoare de putere) frecventa audio). Aceste dispozitive pot fi realizate atât pe tranzistoare, cât și pe microcircuite. Deși unii radioamatori, aducând un omagiu modei de epocă, le transformă în mod vechi - folosind lămpi. Vă recomandăm să vă uitați aici. Atentie speciala Vreau să-i transform pe începători la microcircuite amplificatoare auto cu alimentare de 12 volți. Folosindu-le poți obține destul sunet de înaltă calitate la ieșire, iar pentru asamblare există practic suficiente cunoștințe curs şcolar fizică. Uneori, din trusa de caroserie, sau cu alte cuvinte, acele părți de pe diagramă fără de care microcircuitul nu va funcționa, există literalmente 5 piese pe diagramă. Unul dintre acestea, un amplificator pe un cip TDA1557Q prezentat în figură:

Un astfel de amplificator a fost asamblat de mine la un moment dat, îl folosesc de câțiva ani împreună cu acustica sovietică de 8 Ohm 8 W, împreună cu un computer. Calitatea sunetului este mult mai mare decât cea a difuzoarelor din plastic chinezesc. Adevărat, pentru a simți o diferență semnificativă, a trebuit să cumpăr placa de sunet creativ, cu sunet încorporat diferența era nesemnificativă.

Amplificatorul poate fi asamblat prin fixare suspendată

Amplificatorul poate fi asamblat și prin prindere agățată, direct pe bornele pieselor, dar nu aș recomanda asamblarea folosind această metodă. Este mai bine să petreceți puțin mai mult timp, să găsiți o placă de circuit imprimat cu fir (sau să o conectați singur), să transferați designul pe PCB, să îl gravați și să ajungeți cu un amplificator care va funcționa mulți ani. Toate aceste tehnologii au fost descrise de multe ori pe Internet, așa că nu mă voi opri mai detaliat asupra lor.

Amplificator atasat la radiator

Voi spune imediat că cipurile amplificatoarelor devin foarte fierbinți în timpul funcționării și trebuie să fie asigurate prin aplicarea pastei termice pe radiator. Pentru cei care doresc doar să asambleze un amplificator și nu au timpul sau dorința de a studia programe pentru layout PCB, tehnologii LUT și gravare, le pot sugera utilizarea specială placi de dezvoltare cu orificii pentru lipit. Una dintre ele este prezentată în fotografia de mai jos:

După cum se vede în fotografie, conexiunile nu se fac prin piste pe o placă de circuit imprimat, cum este cazul cablajului imprimat, ci prin fire flexibile lipite la contactele de pe placă. Singura problema La asamblarea unor astfel de amplificatoare, există o sursă de alimentare care produce o tensiune de 12-16 volți, cu un consum de curent de către amplificator de până la 5 amperi. Desigur, un astfel de transformator (5 amperi) va avea dimensiuni destul de mari, așa că unii oameni folosesc surse pulsate nutriție.

Transformator pentru amplificator - foto

Cred că mulți oameni acasă au surse de alimentare pentru computer care sunt acum învechite și nu mai sunt folosite ca parte a unităților de sistem, dar astfel de surse de alimentare sunt capabile să furnizeze +12 volți prin circuite, curenți mult mai mari de 4 amperi. Desigur, o astfel de sursă de alimentare printre cunoscătorii de sunet este considerată mai proastă decât sursa de alimentare standard a transformatorului, dar m-am conectat blocarea pulsului sursă de alimentare pentru a-mi alimenta amplificatorul, apoi l-am schimbat cu unul transformator - se poate spune că diferența de sunet este imperceptibilă.

După părăsirea transformatorului, desigur, trebuie să instalați o punte de diodă pentru a redresa curentul, care trebuie să fie proiectată să funcționeze cu curenții mari consumați de amplificator.

După punte de diode există un filtru pe un condensator electrolitic, care ar trebui să fie proiectat pentru o tensiune vizibil mai mare decât în ​​circuitul nostru. De exemplu, dacă avem o sursă de alimentare de 16 volți în circuit, condensatorul ar trebui să fie de 25 volți. Mai mult, acest condensator ar trebui să fie ca capacitate mai mare, am 2 condensatoare de 2200 uF conectate în paralel, iar aceasta nu este limita. În paralel cu sursa de alimentare (bypass) trebuie să vă conectați condensator ceramic cu o capacitate de 100 nf. La intrarea amplificatorului sunt instalați condensatori de decuplare cu film cu o capacitate de 0,22 până la 1 µF.

Condensatoare cu film

Conectarea semnalului la amplificator, pentru a reduce nivelul de interferență indusă, ar trebui să se facă cu un cablu ecranat în aceste scopuri este convenabil să se folosească un cablu Jack 3.5- 2 Lalele, cu prize corespunzătoare pe amplificator.

Cablu mufă 3,5 - 2 lalele

Nivelul semnalului (volumul pe amplificator) este ajustat cu ajutorul unui potențiometru, dacă amplificatorul este stereo, atunci dual. Schema de conectare rezistor variabil prezentat în figura de mai jos:

Desigur, amplificatoarele pot fi realizate și folosind tranzistori, în timp ce sursa de alimentare, conexiunea și controlul volumului sunt utilizate în ele exact în același mod ca și în amplificatoarele pe microcircuite. Luați în considerare, de exemplu, un circuit amplificator care utilizează un singur tranzistor:

Există și un condensator de separare aici, iar minusul semnalului este conectat la minusul sursei de alimentare. Mai jos este o diagramă a unui amplificator de putere push-pull cu două tranzistoare:

Următorul circuit folosește și doi tranzistori, dar este asamblat din două etape. Într-adevăr, dacă te uiți cu atenție, pare să fie format din 2 părți aproape identice. Prima noastră cascadă include: C1, R1, R2, V1. În a doua etapă C2, R3, V2 și încărcați căștile B1.

Amplificator cu tranzistor în două trepte - diagramă de circuit

Dacă vrem să facem un amplificator stereo, va trebui să asamblam două canale identice. În același mod, putem, prin asamblarea a două circuite ale oricărui amplificator mono, să-l transformăm în stereo. Mai jos este o diagramă a unui amplificator de putere cu tranzistor în trei trepte:

Amplificator cu tranzistori în trei trepte - diagramă de circuit

Circuitele amplificatoare diferă și în ceea ce privește tensiunea de alimentare, unele necesită 3-5 volți pentru a funcționa, altele necesită 20 sau mai mult. Unele amplificatoare necesită putere bipolară pentru a funcționa. Mai jos sunt 2 circuite amplificatoare pe un cip TDA2822, prima conexiune stereo:

În diagramă, conexiunile difuzoarelor sunt indicate sub formă de rezistențe RL. Amplificatorul funcționează normal la 4 volți. Următoarea figură arată un circuit cu punte care utilizează un difuzor, dar produce mai multă putere decât versiunea stereo:

Următoarea figură prezintă circuitele amplificatoarelor, ambele circuite sunt preluate din fișa de date. Alimentare 18 volți, putere 14 wați:

Acustica conectată la amplificator poate avea rezistență diferită, cel mai adesea este de 4-8 ohmi, uneori sunt difuzoare cu o rezistenta de 16 ohmi. Puteți afla rezistența difuzorului răsturnându-l cu partea din spate îndreptată spre tine, de obicei este scris acolo putere nominalăși impedanța difuzorului. În cazul nostru este de 8 ohmi, 15 wați.

Dacă difuzorul se află în interiorul coloanei și nu există nicio modalitate de a vedea ce este scris pe ea, atunci difuzorul poate fi sunat cu un tester în modul ohmmetru selectând o limită de măsurare de 200 ohmi.

Difuzoarele au polaritate. Cablurile care conectează difuzoarele sunt de obicei marcate cu roșu, pentru firul care este conectat la pozitivul difuzorului.

Dacă firele nu sunt marcate, puteți verifica conexiunea corectă conectând bateria plus cu plus, minus cu minus al difuzorului (condițional), dacă conul difuzorului se mișcă, atunci am ghicit polaritatea. Mai multă varietate circuite ULF, inclusiv cele cu lampă, pot fi vizionate la. Conține, credem noi, cea mai mare selecție de scheme de pe Internet.