Κυκλώματα UMZCH σε τρανζίστορ με επεξηγήσεις. Περιοδικό Datagor Practical Electronics. Αρχή λειτουργίας του ενισχυτή

Η υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και η ρηχή ανάδραση είναι το κύριο μυστικό του θερμού ήχου σωλήνα. Δεν είναι μυστικό ότι οι πιο ποιοτικοί και ακριβότεροι ενισχυτές, που ανήκουν στην κατηγορία HI-End, κατασκευάζονται με σωλήνες. Ας καταλάβουμε τι είναι ποιοτικός ενισχυτής; Ένας ενισχυτής ισχύος χαμηλής συχνότητας έχει το δικαίωμα να ονομάζεται υψηλής ποιότητας εάν επαναλαμβάνει πλήρως το σχήμα του σήματος εισόδου στην έξοδο χωρίς φυσικά να το παραμορφώνει, το σήμα εξόδου έχει ήδη ενισχυθεί. Στο Διαδίκτυο μπορείτε να βρείτε πολλά κυκλώματα ενισχυτών πραγματικά υψηλής ποιότητας, τα οποία μπορούν να ταξινομηθούν ως HI-End και δεν απαιτούν απαραίτητα κυκλώματα σωλήνα. Για να αποκτήσετε τη μέγιστη ποιότητα, χρειάζεστε έναν ενισχυτή του οποίου η βαθμίδα εξόδου λειτουργεί σε καθαρή κατηγορία Α. Η μέγιστη γραμμικότητα του κυκλώματος δίνει ένα ελάχιστο ποσό παραμόρφωσης στην έξοδο, επομένως, στο σχεδιασμό ενισχυτών υψηλής ποιότητας, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή σε αυτό παράγοντας. Τα κυκλώματα σωλήνων είναι καλά, αλλά δεν είναι πάντα διαθέσιμα ακόμη και για αυτοσυναρμολόγηση, και τα βιομηχανικά σωλήνα UMZCH από επώνυμους κατασκευαστές κοστίζουν από αρκετές χιλιάδες έως αρκετές δεκάδες χιλιάδες δολάρια ΗΠΑ - αυτή η τιμή σίγουρα δεν είναι προσιτή για πολλούς.
Τίθεται το ερώτημα: είναι δυνατόν να επιτευχθούν παρόμοια αποτελέσματα από κυκλώματα τρανζίστορ? η απάντηση θα είναι στο τέλος του άρθρου.

Υπάρχουν πολλά γραμμικά και υπεργραμμικά κυκλώματα ενισχυτών ισχύος χαμηλής συχνότητας, αλλά το κύκλωμα που θα εξεταστεί σήμερα είναι ένα υψηλής ποιότητας υπεργραμμικό κύκλωμα, το οποίο υλοποιείται με μόνο 4 τρανζίστορ. Το κύκλωμα δημιουργήθηκε το 1969 από τον Βρετανό μηχανικό ήχου John Linsley-Hood. Ο συγγραφέας είναι ο δημιουργός πολλών άλλων κυκλωμάτων υψηλής ποιότητας, ιδιαίτερα της κατηγορίας Α. Ορισμένοι ειδικοί αποκαλούν αυτόν τον ενισχυτή την υψηλότερη ποιότητα μεταξύ των ULF τρανζίστορ, και ήμουν πεπεισμένος για αυτό πριν από ένα χρόνο.

Η πρώτη έκδοση ενός τέτοιου ενισχυτή παρουσιάστηκε στο. Μια επιτυχημένη προσπάθεια υλοποίησης του κυκλώματος με ανάγκασε να δημιουργήσω ένα ULF δύο καναλιών χρησιμοποιώντας το ίδιο κύκλωμα, να συναρμολογήσω τα πάντα σε ένα περίβλημα και να το χρησιμοποιήσω για προσωπικές ανάγκες.

Χαρακτηριστικά του σχήματος

Παρά την απλότητά του, το σχήμα έχει πολλά χαρακτηριστικά. Η σωστή λειτουργία μπορεί να διαταραχθεί λόγω λανθασμένης διάταξης πλακέτας, κακής τοποθέτησης εξαρτημάτων, λανθασμένης παροχής ρεύματος κ.λπ.
Είναι το τροφοδοτικό που είναι ένας ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας - σας συμβουλεύω ανεπιφύλακτα να μην τροφοδοτείτε αυτόν τον ενισχυτή από όλα τα είδη τροφοδοτικών, καλύτερη επιλογήμπαταρία ή τροφοδοτικό με μπαταρία συνδεδεμένη παράλληλα.
Η ισχύς του ενισχυτή είναι 10 watt με τροφοδοτικό 16 Volt σε φορτίο 4 Ohm. Το ίδιο το κύκλωμα μπορεί να προσαρμοστεί για κεφαλές 4, 8 και 16 Ohm.
Δημιούργησα μια στερεοφωνική έκδοση του ενισχυτή, και τα δύο κανάλια βρίσκονται στην ίδια πλακέτα.

Το δεύτερο προορίζεται για την οδήγηση της βαθμίδας εξόδου, εγκατέστησα το KT801 (ήταν αρκετά δύσκολο να το πιάσω.
Στο ίδιο το στάδιο εξόδου εγκατέστησα ισχυρούς διπολικούς διακόπτες αντίστροφης αγωγιμότητας - το KT803 αναμφίβολα το έλαβε μαζί τους υψηλή ποιότηταήχος, αν και πειραματίστηκα με πολλά τρανζίστορ - KT805, 819, 808, εγκατέστησα ακόμη και ισχυρά εξαρτήματα - KT827, με αυτό η ισχύς είναι πολύ υψηλότερη, αλλά ο ήχος δεν μπορεί να συγκριθεί με το KT803, αν και αυτή είναι απλώς η υποκειμενική μου γνώμη.

Ένας πυκνωτής εισόδου με χωρητικότητα 0,1-0,33 μF, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πυκνωτές φιλμ με ελάχιστη διαρροή, κατά προτίμηση από γνωστούς κατασκευαστές, το ίδιο και με τον ηλεκτρολυτικό πυκνωτή εξόδου.
Εάν το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για φορτίο 4 Ohm, τότε δεν πρέπει να αυξήσετε την τάση τροφοδοσίας πάνω από 16-18 Volt.
Αποφάσισα να μην εγκαταστήσω έναν ρυθμιστή ήχου, με τη σειρά του, επηρεάζει επίσης τον ήχο, αλλά συνιστάται να εγκαταστήσετε μια αντίσταση 47k παράλληλα με την είσοδο και μείον.
Ο ίδιος ο πίνακας είναι ένα breadboard. Χρειάστηκε να ασχοληθώ με το σανίδι για πολύ καιρό, καθώς οι γραμμές των κομματιών είχαν επίσης κάποια επίδραση στην ποιότητα του ήχου συνολικά. Αυτός ο ενισχυτής έχει πολύ μεγάλο εύρος συχνοτήτων, από 30 Hz έως 1 MHz.

Η ρύθμιση δεν θα μπορούσε να είναι πιο εύκολη. Για να γίνει αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή αντίσταση για να επιτύχετε τη μισή τάση τροφοδοσίας στην έξοδο. Για πιο ακριβείς ρυθμίσεις, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια πολλαπλή στροφή μεταβλητή αντίσταση. Συνδέουμε το ένα καλώδιο πολύμετρου στο μείον τροφοδοτικό, βάζουμε το άλλο στη γραμμή εξόδου, δηλαδή στο συν του ηλεκτρολύτη στην έξοδο, έτσι περιστρέφοντας αργά τη μεταβλητή επιτυγχάνουμε το μισό τροφοδοτικό στην έξοδο.

Ο ενισχυτής που προσφέρεται στην πολύτιμη προσοχή σας είναι εύκολος στη συναρμολόγηση, τρομερά απλός στη ρύθμιση (στην πραγματικότητα δεν το απαιτεί), δεν περιέχει ιδιαίτερα σπάνια εξαρτήματα και ταυτόχρονα έχει πολύ καλά χαρακτηριστικά και μπορεί εύκολα να ταιριάξει με το ονομάζεται hi-fi, που αγαπήθηκε τόσο πολύ από την πλειοψηφία των πολιτών .Ο ενισχυτής μπορεί να λειτουργήσει σε φορτία 4 και 8 Ohm, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σύνδεση γέφυρας με φορτίο 8 Ohm και θα παρέχει 200 ​​W στο φορτίο.

Τα κύρια χαρακτηριστικά:

Τάση τροφοδοσίας, V................................................ ..... ................ ±35
Κατανάλωση ρεύματος σε αθόρυβη λειτουργία, mA................................ 100
Αντίσταση εισόδου, kOhm................................................ ...... .......... 24
Ευαισθησία (100 W, 8 Ohm), V.......................................... .... ...... 1.2
Ισχύς εξόδου (KG=0,04%), W................................... .... .... 80
Αναπαραγώγιμη περιοχή συχνοτήτων, Hz................................. 10 - 30000
Λόγος σήματος προς θόρυβο (χωρίς στάθμιση), dB..................... -73

Ο ενισχυτής βασίζεται εξ ολοκλήρου σε διακριτά στοιχεία, χωρίς κανένα op-amp ή άλλα κόλπα. Όταν λειτουργεί με φορτίο 4 Ohm και τροφοδοσία 35 V, ο ενισχυτής αναπτύσσει ισχύ έως και 100 W. Εάν υπάρχει ανάγκη σύνδεσης φορτίου 8 Ohm, η ισχύς μπορεί να αυξηθεί στα +/-42 V, σε αυτήν την περίπτωση, θα πάρουμε τα ίδια 100 W.Δεν συνιστάται ιδιαίτερα να αυξήσετε την τάση τροφοδοσίας πάνω από 42 V, διαφορετικά μπορεί να μείνετε χωρίς τρανζίστορ εξόδου. Κατά τη λειτουργία σε λειτουργία γέφυρας, πρέπει να χρησιμοποιείται φορτίο 8 ohm, διαφορετικά, πάλι, χάνουμε κάθε ελπίδα για την επιβίωση των τρανζίστορ εξόδου. Παρεμπιπτόντως, πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι δεν υπάρχει προστασία από βραχυκύκλωμα στο φορτίο, επομένως πρέπει να είστε προσεκτικοί.Για να χρησιμοποιήσετε τον ενισχυτή σε λειτουργία γέφυρας, είναι απαραίτητο να βιδώσετε την είσοδο MT στην έξοδο ενός άλλου ενισχυτή, στην είσοδο του οποίου παρέχεται το σήμα. Η υπόλοιπη είσοδος συνδέεται στο κοινό καλώδιο. Η αντίσταση R11 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του ρεύματος ηρεμίας των τρανζίστορ εξόδου. Ο πυκνωτής C4 καθορίζει το ανώτερο όριο της απολαβής και δεν πρέπει να το μειώσετε - θα έχετε αυτοδιέγερση σε υψηλές συχνότητες.
Όλες οι αντιστάσεις είναι 0,25 W εκτός από τις R18, R12, R13, R16, R17. Τα τρία πρώτα είναι 0,5 W, τα δύο τελευταία είναι 5 W το καθένα. Το HL1 LED δεν είναι για ομορφιά, επομένως δεν χρειάζεται να συνδέσετε μια εξαιρετικά φωτεινή δίοδο στο κύκλωμα και να τη φέρετε στον μπροστινό πίνακα. Η δίοδος πρέπει να είναι το πιο κοινό πράσινο χρώμα - αυτό είναι σημαντικό, καθώς τα LED άλλων χρωμάτων έχουν διαφορετική πτώση τάσης.Εάν ξαφνικά κάποιος ήταν άτυχος και δεν μπορούσε να πάρει τα τρανζίστορ εξόδου MJL4281 και MJL4302, μπορούν να αντικατασταθούν με MJL21193 και MJL21194, αντίστοιχα.Είναι καλύτερο να πάρετε μια μεταβλητή αντίσταση πολλαπλών στροφών R11, αν και μια κανονική θα κάνει. Δεν υπάρχει τίποτα κρίσιμο εδώ - είναι απλώς πιο βολικό να ρυθμίσετε το ρεύμα ηρεμίας.

Υπήρχε η επιθυμία να συναρμολογηθεί ένας ισχυρότερος ενισχυτής κατηγορίας Α. Έχοντας διαβάσει επαρκή ποσότητα σχετικής βιβλιογραφίας και επιλέξαμε τα περισσότερα από αυτά που προσφέρθηκαν τελευταία έκδοση. Ήταν ένας ενισχυτής 30 W που αντιστοιχούσε στις παραμέτρους του σε ενισχυτές υψηλής κλάσης.

Στο διαθέσιμο ίχνος του πρωτοτύπου πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνΔεν σκόπευα να κάνω καμία αλλαγή, ωστόσο, λόγω της έλλειψης αυθεντικών τρανζίστορ ισχύος, επιλέχθηκε ένα πιο αξιόπιστο στάδιο εξόδου χρησιμοποιώντας τρανζίστορ 2SA1943 και 2SC5200. Η χρήση αυτών των τρανζίστορ κατέστησε τελικά δυνατή την παροχή μεγαλύτερης ισχύς εξόδουενισχυτής Σχηματικό διάγραμμαη δική μου έκδοση του ενισχυτή παρακάτω.

Αυτή είναι μια εικόνα πλακών που συναρμολογούνται σύμφωνα με αυτό το κύκλωμα με τρανζίστορ Toshiba 2SA1943 και 2SC5200.

Αν κοιτάξετε προσεκτικά, μπορείτε να δείτε στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μαζί με όλα τα εξαρτήματα υπάρχουν αντιστάσεις πόλωσης, είναι τύπου άνθρακα 1 W. Αποδείχθηκε ότι είναι πιο θερμοσταθερά. Όταν λειτουργεί οποιοσδήποτε ενισχυτής υψηλής ισχύος, παράγεται τεράστια ποσότητα θερμότητας, επομένως η διατήρηση μιας σταθερής βαθμολογίας του ηλεκτρονικού εξαρτήματος κατά τη θέρμανση είναι σημαντική προϋπόθεση για τη λειτουργία υψηλής ποιότητας της συσκευής.

Η συναρμολογημένη έκδοση του ενισχυτή λειτουργεί με ρεύμα περίπου 1,6 A και τάση 35 V. Ως αποτέλεσμα, 60 W συνεχούς ισχύος διαχέονται στα τρανζίστορ στο στάδιο εξόδου. Πρέπει να σημειώσω ότι αυτό είναι μόνο το ένα τρίτο της δύναμης που μπορούν να χειριστούν. Προσπαθήστε να φανταστείτε πόση θερμότητα παράγεται στα καλοριφέρ όταν θερμαίνονται στους 40 βαθμούς.

Η θήκη του ενισχυτή είναι κατασκευασμένη στο χέρι από αλουμίνιο. Πάνω πλάκα και πλάκα στερέωσης πάχους 3mm. Το ψυγείο αποτελείται από δύο μέρη, οι συνολικές του διαστάσεις είναι 420 x 180 x 35 mm. Συνδετήρες - βίδες, κυρίως με κεφαλή από ανοξείδωτο ατσάλι και σπείρωμα Μ5 ή Μ3. Ο αριθμός των πυκνωτών αυξήθηκε σε έξι, η συνολική χωρητικότητά τους είναι 220.000 μF. Για την παροχή ρεύματος χρησιμοποιήθηκε ένας σπειροειδής μετασχηματιστής 500 W.

Τροφοδοτικό ενισχυτή

Η συσκευή ενισχυτή, η οποία έχει χάλκινους ζυγούς κατάλληλης σχεδίασης, είναι ευδιάκριτη. Προστίθεται ένας μικρός δακτύλιος για ελεγχόμενη ροή υπό τον έλεγχο ενός κυκλώματος προστασίας DC. Υπάρχει επίσης ένα υψηλοπερατό φίλτρο στο κύκλωμα τροφοδοσίας. Παρά την απλότητά του, πρέπει να ειπωθεί παραπλανητική απλότητα, η τοπολογία πλακέτας αυτού του ενισχυτή παράγει ήχο σαν χωρίς καμία προσπάθεια, υπονοώντας με τη σειρά του τη δυνατότητα της άπειρης ενίσχυσής του.

Ταλαντογράμματα λειτουργίας ενισχυτή

3 dB roll-off στα 208 kHz

Ημιτονικό κύμα 10 Hz και 100 Hz

Ημιτονικό κύμα 1 kHz και 10 kHz

Σήματα 100 kHz και 1 MHz

Τετράγωνο κύμα 10 Hz και 100 Hz

Τετράγωνο κύμα 1 kHz και 10 kHz

Συνολική ισχύς 60 W, διακοπή συμμετρίας 1 kHz

Έτσι, γίνεται σαφές ότι ένας απλός και ποιοτικός σχεδιασμός του UMZCH δεν γίνεται απαραίτητα χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένα κυκλώματα- μόνο 8 τρανζίστορ σάς επιτρέπουν να επιτύχετε αξιοπρεπή ήχο με ένα κύκλωμα που μπορεί να συναρμολογηθεί σε μισή μέρα.

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΧΑΜΗΛΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ

Κατόπιν αιτήματος των επισκεπτών του ιστότοπου, παρουσιάζω στην προσοχή σας ένα άρθρο εξ ολοκλήρου αφιερωμένο στους ενισχυτές τρανζίστορ. Στο 8ο μάθημα θίξαμε λίγο το θέμα των ενισχυτών - στάδια ενίσχυσης σε τρανζίστορ, οπότε με τη βοήθεια αυτού του άρθρου, θα προσπαθήσω να εξαλείψω όλα τα κενά σχετικά με τους ενισχυτές τρανζίστορ. Μερικοί θεωρητική βάσηπου παρουσιάζονται εδώ ισχύουν τόσο για ενισχυτές τρανζίστορ όσο και για ενισχυτές σωλήνων. Στην αρχή του άρθρου, θα εξεταστούν οι κύριοι τύποι και μέθοδοι ενεργοποίησης σταδίων του ενισχυτή στο τέλος του άρθρου, θα εξετάσουμε τα κύρια πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ενισχυτών μονού άκρου και χωρίς μετασχηματιστή. Ιδιαίτερη λεπτομέρεια μετασχηματιστής push-pull και ενισχυτές χωρίς μετασχηματιστή, καθώς χρησιμοποιούνται αρκετά συχνά και αντιπροσωπεύουν μεγάλο ενδιαφέρον. Στο τέλος του άρθρου, όπως και στα προηγούμενα μαθήματα, θα υπάρχει πρακτική εργασία. Στην πραγματικότητα, αυτό το άρθρο δεν διαφέρει από τα μαθήματα, με τη μόνη διαφορά ότι αυτό και όλα τα επόμενα άρθρα θα έχουν συγκεκριμένα ονόματα, το οποίο σας επιτρέπει να επιλέξετε ένα θέμα για μελέτη κατά βούληση. Σε κάθε περίπτωση, για να επιλέξετε με σιγουριά κάποιο από τα παρακάτω θέματα, πρέπει να ολοκληρώσετε το πλήρες μάθημα που αποτελείται από 10 μαθήματα.

Στάδιο τρανζίστορ ενισχυτή Είναι συνηθισμένο να καλούμε ένα τρανζίστορ με αντιστάσεις, πυκνωτές και άλλα μέρη που του παρέχουν συνθήκες λειτουργίας ως ενισχυτής. Να παίζει δυνατά τις δονήσεις ηχητική συχνότηταο ενισχυτής τρανζίστορ πρέπει να είναι τουλάχιστον δύο - τριών σταδίων . Σε ενισχυτές που περιέχουν πολλά στάδια, διακρίνονται τα στάδια στάδια προενίσχυσης και εξόδου, ή τελικά, στάδια . Το στάδιο εξόδου είναι το τελευταίο στάδιο του ενισχυτή, το οποίο λειτουργεί σε τηλέφωνα ή τη δυναμική κεφαλή ενός μεγαφώνου, και τα προκαταρκτικά στάδια είναι όλα τα στάδια μπροστά του. Η δουλειά ενός ή περισσότερων σταδίων προενισχυτή είναι να αυξήσουν την τάση της συχνότητας ήχου στην τιμή που απαιτείται για την κίνηση του τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου. Το τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου απαιτείται για να αυξήσει την ισχύ των ταλαντώσεων της συχνότητας ήχου στο επίπεδο που απαιτείται για τη λειτουργία της δυναμικής κεφαλής. Για τα στάδια εξόδου των απλούστερων ενισχυτών τρανζίστορ, οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν συχνά τρανζίστορ χαμηλής ισχύος, όπως και στα στάδια προενισχυτή. Αυτό εξηγείται από την επιθυμία να γίνουν οι ενισχυτές πιο οικονομικοί, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για φορητούς σχεδιασμούς με μπαταρία. Η ισχύς εξόδου τέτοιων ενισχυτών είναι μικρή - από αρκετές δεκάδες έως 100 - 150 mW, αλλά αρκεί επίσης για τη λειτουργία τηλεφώνων ή δυναμικών κεφαλών χαμηλής κατανάλωσης. Εάν το ζήτημα της εξοικονόμησης ενέργειας από τροφοδοτικά δεν είναι τόσο σημαντικό, για παράδειγμα, όταν τροφοδοτούνται ενισχυτές από δίκτυο ηλεκτρικού φωτισμού, χρησιμοποιούνται ισχυρά τρανζίστορ στα στάδια εξόδου. Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός ενισχυτή που αποτελείται από πολλά στάδια; Μπορείτε να δείτε το διάγραμμα ενός απλού τρανζίστορ ενισχυτή χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων στο (Εικ. 1). Δείτε το προσεκτικά. Στο πρώτο στάδιο του ενισχυτή, λειτουργεί το τρανζίστορ V1, στο δεύτερο, το τρανζίστορ V2. Εδώ το πρώτο στάδιο είναι το στάδιο προενίσχυσης, το δεύτερο είναι το στάδιο εξόδου. Μεταξυ τους - πυκνωτή αποσύνδεσης Γ2. Η αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε από τα στάδια αυτού του ενισχυτή είναι η ίδια και είναι παρόμοια με τη γνωστή αρχή λειτουργίας ενός μονοβάθμιου ενισχυτή. Η μόνη διαφορά είναι στις λεπτομέρειες: το φορτίο του τρανζίστορ V1 του πρώτου σταδίου είναι η αντίσταση R2 και το φορτίο του τρανζίστορ V2 της βαθμίδας εξόδου είναι τα τηλέφωνα B1 (ή, εάν το σήμα εξόδου είναι αρκετά ισχυρό, η κεφαλή του μεγαφώνου). Η προκατάληψη εφαρμόζεται στη βάση του τρανζίστορ του πρώτου σταδίου μέσω της αντίστασης R1 και στη βάση του τρανζίστορ του δεύτερου σταδίου - μέσω της αντίστασης R3. Και τα δύο στάδια τροφοδοτούνται από μια κοινή πηγή UiP, η οποία μπορεί να είναι μια μπαταρία γαλβανικά κύτταραή ισιωτικό. Οι τρόποι λειτουργίας των τρανζίστορ ρυθμίζονται επιλέγοντας τις αντιστάσεις R1 και R3, οι οποίες υποδεικνύονται στο διάγραμμα με αστερίσκους.

Ρύζι. 1 Ενισχυτής τρανζίστορ δύο σταδίων.

Η επίδραση του ενισχυτή στο σύνολό του είναι η εξής. Το ηλεκτρικό σήμα που παρέχεται μέσω του πυκνωτή C1 στην είσοδο του πρώτου σταδίου και ενισχύεται από το τρανζίστορ V1, από την αντίσταση φορτίου R2 μέσω του πυκνωτή διαχωρισμού C2 παρέχεται στην είσοδο του δεύτερου σταδίου. Εδώ ενισχύεται από το τρανζίστορ V2 και τα τηλέφωνα Β1, συνδέονται με το κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ και μετατρέπονται σε ήχο. Ποιος είναι ο ρόλος του πυκνωτή C1 στην είσοδο του ενισχυτή; Εκτελεί δύο εργασίες: περνά ελεύθερα εναλλασσόμενη τάση σήματος στο τρανζίστορ και αποτρέπει το βραχυκύκλωμα της βάσης στον πομπό μέσω της πηγής σήματος. Φανταστείτε ότι αυτός ο πυκνωτής δεν βρίσκεται στο κύκλωμα εισόδου και η πηγή του ενισχυμένου σήματος είναι ένα ηλεκτροδυναμικό μικρόφωνο με χαμηλή εσωτερική αντίσταση. Τι θα συμβεί; Μέσω της χαμηλής αντίστασης του μικροφώνου, η βάση του τρανζίστορ θα συνδεθεί με τον πομπό. Το τρανζίστορ θα σβήσει καθώς θα λειτουργεί χωρίς την αρχική τάση πόλωσης. Θα ανοίξει μόνο με αρνητικούς μισούς κύκλους της τάσης σήματος. Και οι θετικοί μισοί κύκλοι, που κλείνουν περαιτέρω το τρανζίστορ, θα «κοπούν» από αυτό. Ως αποτέλεσμα, το τρανζίστορ θα παραμορφώσει το ενισχυμένο σήμα. Ο πυκνωτής C2 συνδέει τα στάδια του ενισχυτή μέσω εναλλασσόμενου ρεύματος. Θα πρέπει να περάσει καλά τη μεταβλητή συνιστώσα του ενισχυμένου σήματος και να καθυστερήσει τη σταθερή συνιστώσα του κυκλώματος συλλέκτη του τρανζίστορ πρώτης βαθμίδας. Εάν, μαζί με το μεταβλητό εξάρτημα, ο πυκνωτής μεταφέρει επίσης συνεχές ρεύμα, ο τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου θα διαταραχθεί και ο ήχος θα παραμορφωθεί ή θα εξαφανιστεί εντελώς. Οι πυκνωτές που εκτελούν τέτοιες λειτουργίες ονομάζονται πυκνωτές ζεύξης, πυκνωτές μετάβασης ή απομόνωσης . Οι πυκνωτές εισόδου και μετάβασης πρέπει να περνούν καλά ολόκληρη τη ζώνη συχνοτήτων του ενισχυμένου σήματος - από το χαμηλότερο στο υψηλότερο. Αυτή η απαίτηση ικανοποιείται από πυκνωτές χωρητικότητας τουλάχιστον 5 µF. Η χρήση πυκνωτών ζεύξης μεγάλης χωρητικότητας σε ενισχυτές τρανζίστορ εξηγείται από τις σχετικά χαμηλές αντιστάσεις εισόδου των τρανζίστορ. Ο πυκνωτής σύζευξης παρέχει χωρητική αντίσταση στο εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο θα είναι μικρότερο όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητά του. Και αν αποδειχθεί ότι είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ, ένα μέρος της τάσης AC θα πέσει σε αυτό, μεγαλύτερο από ό,τι στην αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ, γεγονός που θα έχει ως αποτέλεσμα απώλεια κέρδους. Η χωρητικότητα του πυκνωτή ζεύξης πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 έως 5 φορές μικρότερη από την αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ.Επομένως, στην είσοδο τοποθετούνται μεγάλοι πυκνωτές, καθώς και για επικοινωνία μεταξύ των σταδίων τρανζίστορ. Εδώ, συνήθως χρησιμοποιούνται ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές μικρού μεγέθους με υποχρεωτική τήρηση της πολικότητας της σύνδεσής τους. Αυτά είναι τα πιο χαρακτηριστικά γνωρίσματα των στοιχείων ενός ενισχυτή χαμηλής συχνότητας τρανζίστορ δύο σταδίων. Για να εδραιωθεί στη μνήμη η αρχή λειτουργίας ενός ενισχυτή χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων τρανζίστορ, προτείνω τη συναρμολόγηση, τη ρύθμιση και τη δοκιμή σε δράση των απλούστερων εκδόσεων κυκλωμάτων ενισχυτή παρακάτω. (Στο τέλος του άρθρου, θα προταθούν επιλογές για πρακτική εργασία· τώρα πρέπει να συναρμολογήσετε ένα πρωτότυπο ενός απλού ενισχυτή δύο σταδίων, ώστε να μπορείτε να παρακολουθείτε γρήγορα τις θεωρητικές δηλώσεις στην πράξη).

Απλοί ενισχυτές δύο σταδίων

Τα σχηματικά διαγράμματα δύο εκδόσεων ενός τέτοιου ενισχυτή φαίνονται στο (Εικ. 2). Ουσιαστικά αποτελούν επανάληψη του κυκλώματος του αποσυναρμολογημένου πλέον ενισχυτή τρανζίστορ. Μόνο σε αυτά υποδεικνύονται οι λεπτομέρειες των εξαρτημάτων και εισάγονται τρία πρόσθετα στοιχεία: R1, SZ και S1. Αντίσταση R1 - φορτίο της πηγής των ταλαντώσεων της συχνότητας ήχου (δέκτης ανιχνευτή ή λήψη). SZ - πυκνωτής που μπλοκάρει την κεφαλή του ηχείου B1 σε υψηλότερες συχνότητες ήχου. S1 - διακόπτης ισχύος. Στον ενισχυτή στο (Εικ. 2, α) λειτουργούν τρανζίστορ της δομής p - n - p, στον ενισχυτή στο (Εικ. 2, β) - στη δομή n - p - n. Από αυτή την άποψη, η πολικότητα της ενεργοποίησης των μπαταριών που τις τροφοδοτούν είναι διαφορετική: Μια αρνητική τάση παρέχεται στους συλλέκτες των τρανζίστορ της πρώτης έκδοσης του ενισχυτή και μια θετική τάση παρέχεται στους συλλέκτες των τρανζίστορ της δεύτερης έκδοσης. Η πολικότητα της ενεργοποίησης των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι επίσης διαφορετική. Κατά τα άλλα οι ενισχυτές είναι ακριβώς ίδιοι.

Ρύζι. 2 Ενισχυτές χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων σε τρανζίστορ της δομής p - n - p (a) και σε τρανζίστορ της δομής n - p - n (b).

Σε οποιαδήποτε από αυτές τις επιλογές ενισχυτή, μπορούν να λειτουργήσουν τρανζίστορ με συντελεστή μεταφοράς στατικού ρεύματος h21e 20 - 30 ή περισσότερο. Πρέπει να εγκατασταθεί ένα τρανζίστορ με μεγάλο συντελεστή h21e στο στάδιο προενίσχυσης (πρώτο) - Ο ρόλος του φορτίου Β1 του σταδίου εξόδου μπορεί να εκτελεστεί από ακουστικά, μια τηλεφωνική κάψουλα DEM-4m. Για να τροφοδοτήσετε τον ενισχυτή, χρησιμοποιήστε μια μπαταρία 3336L (που συνήθως ονομάζεται τετράγωνη μπαταρία) ή τροφοδοσία δικτύου(που προτάθηκε να γίνει στο 9ο μάθημα). Συναρμολόγηση προενισχυτή σε breadboard , και στη συνέχεια μεταφέρετε τα μέρη του στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, εάν προκύψει τέτοια επιθυμία. Αρχικά, τοποθετήστε μόνο τα εξαρτήματα του πρώτου σταδίου και τον πυκνωτή C2 στο breadboard. Μεταξύ του δεξιού (σύμφωνα με το διάγραμμα) ακροδέκτη αυτού του πυκνωτή και του γειωμένου αγωγού της πηγής ρεύματος, ενεργοποιήστε τα ακουστικά. Εάν συνδέσετε τώρα την είσοδο του ενισχυτή στις υποδοχές εξόδου, για παράδειγμα, ενός δέκτη ανιχνευτή συντονισμένου σε κάποιο ραδιοφωνικό σταθμό ή συνδέσετε οποιαδήποτε άλλη πηγή ασθενούς σήματος σε αυτόν, τον ήχο μιας ραδιοφωνικής εκπομπής ή ένα σήμα από το Η συνδεδεμένη πηγή θα εμφανιστεί στα τηλέφωνα. Επιλέγοντας την αντίσταση της αντίστασης R2 (όπως και κατά τη ρύθμιση του τρόπου λειτουργίας ενός ενισχυτή ενός τρανζίστορ, τι μίλησα στο μάθημα 8 ), επιτύχετε την υψηλότερη ένταση. Σε αυτή την περίπτωση, ένα χιλιοστόμετρο συνδεδεμένο στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ θα πρέπει να δείχνει ρεύμα ίσο με 0,4 - 0,6 mA. Με τάση τροφοδοσίας 4,5 V, αυτός είναι ο πιο πλεονεκτικός τρόπος λειτουργίας για αυτό το τρανζίστορ. Στη συνέχεια, τοποθετήστε τα μέρη του δεύτερου σταδίου (εξόδου) του ενισχυτή και συνδέστε τα τηλέφωνα στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ του. Τα τηλέφωνα θα πρέπει τώρα να ακούγονται πολύ πιο δυνατά. Ίσως θα ακούγονται ακόμα πιο δυνατά αφού το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ ρυθμιστεί στα 0,4 - 0,6 mA επιλέγοντας την αντίσταση R4. Μπορείτε να το κάνετε διαφορετικά: τοποθετήστε όλα τα μέρη του ενισχυτή, επιλέξτε αντιστάσεις R2 και R4 για να ρυθμίσετε τις προτεινόμενες λειτουργίες τρανζίστορ (με βάση τα ρεύματα των κυκλωμάτων συλλέκτη ή τις τάσεις στους συλλέκτες των τρανζίστορ) και μόνο τότε ελέγξτε τη λειτουργία του για αναπαραγωγή ήχου. Αυτός ο τρόπος είναι πιο τεχνικός. Και για πιο σύνθετο ενισχυτή, και θα πρέπει να ασχοληθείς κυρίως με τέτοιους ενισχυτές, αυτός είναι ο μόνος σωστός. Ελπίζω να καταλαβαίνετε ότι η συμβουλή μου για τη ρύθμιση ενός ενισχυτή δύο σταδίων ισχύει εξίσου και για τις δύο επιλογές. Και αν οι συντελεστές μεταφοράς ρεύματος των τρανζίστορ τους είναι περίπου οι ίδιοι, τότε η ένταση ήχου των τηλεφώνων και των φορτίων του ενισχυτή θα πρέπει να είναι η ίδια. Με μια κάψουλα DEM-4m, η αντίσταση της οποίας είναι 60 Ohms, το ρεύμα ηρεμίας του τρανζίστορ καταρράκτη πρέπει να αυξηθεί (μειώνοντας την αντίσταση της αντίστασης R4) στα 4 - 6 mA. Το σχηματικό διάγραμμα της τρίτης έκδοσης ενός ενισχυτή δύο σταδίων φαίνεται στο (Εικ. 3). Η ιδιαιτερότητα αυτού του ενισχυτή είναι ότι στο πρώτο του στάδιο λειτουργεί ένα τρανζίστορ της δομής p - n - p και στο δεύτερο - μια δομή n - p - n. Επιπλέον, η βάση του δεύτερου τρανζίστορ συνδέεται με τον συλλέκτη του πρώτου όχι μέσω ενός πυκνωτή μετάβασης, όπως στον ενισχυτή των δύο πρώτων επιλογών, αλλά απευθείας ή, όπως λένε επίσης, γαλβανικά. Με μια τέτοια σύνδεση, το εύρος των συχνοτήτων των ενισχυμένων ταλαντώσεων επεκτείνεται και ο τρόπος λειτουργίας του δεύτερου τρανζίστορ καθορίζεται κυρίως από τον τρόπο λειτουργίας του πρώτου, ο οποίος ρυθμίζεται επιλέγοντας την αντίσταση R2. Σε έναν τέτοιο ενισχυτή, το φορτίο του τρανζίστορ του πρώτου σταδίου δεν είναι η αντίσταση R3, αλλά η διασταύρωση εκπομπού p-n του δεύτερου τρανζίστορ. Η αντίσταση χρειάζεται μόνο ως στοιχείο πόλωσης: η πτώση τάσης που δημιουργείται σε αυτήν ανοίγει το δεύτερο τρανζίστορ. Εάν αυτό το τρανζίστορ είναι γερμανίου (MP35 - MP38), η αντίσταση της αντίστασης R3 μπορεί να είναι 680 - 750 Ohms, και εάν είναι πυρίτιο (MP111 - MP116, KT315, KT3102) - περίπου 3 kOhms. Δυστυχώς, η σταθερότητα ενός τέτοιου ενισχυτή όταν αλλάζει η τάση τροφοδοσίας ή η θερμοκρασία είναι χαμηλή. Κατά τα άλλα, όλα όσα λέγονται σε σχέση με τους ενισχυτές των δύο πρώτων επιλογών ισχύουν για αυτόν τον ενισχυτή. Μπορούν οι ενισχυτές να τροφοδοτούνται από μια πηγή 9 V DC, για παράδειγμα από δύο μπαταρίες 3336L ή Krona, ή, αντίθετα, από μια πηγή 1,5 - 3 V - από μία ή δύο κυψέλες 332 ή 316; Φυσικά, μπορείτε: με περισσότερα υψηλής τάσηςπηγή ισχύος, το φορτίο του ενισχυτή - η κεφαλή του μεγαφώνου - πρέπει να ακούγεται πιο δυνατά, με ένα χαμηλότερο - πιο αθόρυβο. Αλλά ταυτόχρονα, οι τρόποι λειτουργίας των τρανζίστορ θα πρέπει να είναι κάπως διαφορετικοί. Επιπλέον, με τάση τροφοδοσίας 9 V, οι ονομαστικές τάσεις των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών C2 των δύο πρώτων επιλογών ενισχυτή πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 V. Εφόσον τα μέρη του ενισχυτή είναι τοποθετημένα σε μια πλακέτα ψωμιού, όλα αυτά μπορούν εύκολα να επαληθευτούν πειραματικά και μπορούν να εξαχθούν τα κατάλληλα συμπεράσματα.

Ρύζι. 3 Ενισχυτής με τρανζίστορ διαφορετικών δομών.

Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων ενός καθιερωμένου ενισχυτή σε μια μόνιμη πλακέτα δεν είναι δύσκολη υπόθεση. Για παράδειγμα, (Εικ. 4) δείχνει την πλακέτα κυκλώματος του ενισχυτή της πρώτης επιλογής (σύμφωνα με το διάγραμμα στο Σχ. 2, α). Κόψτε την σανίδα από φύλλο getinax ή fiberglass πάχους 1,5 - 2 mm. Οι διαστάσεις του που φαίνονται στο σχήμα είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από τις διαστάσεις των εξαρτημάτων που έχετε. Για παράδειγμα, στο διάγραμμα η ισχύς των αντιστάσεων υποδεικνύεται ως 0,125 W, η χωρητικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών υποδεικνύεται ως 10 μF. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι μόνο τέτοια εξαρτήματα πρέπει να εγκατασταθούν στον ενισχυτή. Η απαγωγή ισχύος των αντιστάσεων μπορεί να είναι οποιαδήποτε. Αντί για τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές K5O - 3 ή K52 - 1, που εμφανίζονται στην πλακέτα κυκλώματος, ενδέχεται να υπάρχουν πυκνωτές K50 - 6 ή εισαγόμενα ανάλογα, επίσης για υψηλότερες ονομαστικές τάσεις. Ανάλογα με τα εξαρτήματα που διαθέτετε, ενδέχεται να αλλάξει και το PCB του ενισχυτή. Μπορείτε να διαβάσετε σχετικά με τις μεθόδους εγκατάστασης ραδιοστοιχείων, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης τυπωμένου κυκλώματος, στην ενότητα "ραδιοτεχνολογία ζαμπόν" .

Ρύζι. 4 Πλακέτα κυκλώματος ενισχυτή χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων.

Οποιοσδήποτε από τους ενισχυτές για τους οποίους μίλησα σε αυτό το άρθρο θα σας φανεί χρήσιμος στο μέλλον, για παράδειγμα για έναν φορητό δέκτη τρανζίστορ. Παρόμοιοι ενισχυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ενσύρματο τηλεφωνική επικοινωνίαμε έναν φίλο που μένει κοντά.

Σταθεροποίηση του τρόπου λειτουργίας τρανζίστορ

Ένας ενισχυτής της πρώτης ή δεύτερης επιλογής (σύμφωνα με τα διαγράμματα στο Σχ. 2), τοποθετημένος και ρυθμισμένος σε εσωτερικούς χώρους, θα λειτουργεί καλύτερα από ό,τι σε εξωτερικούς χώρους, όπου θα εκτίθεται στις καυτές ακτίνες του καλοκαιριού ή στο κρύο το χειμώνα. Γιατί συμβαίνει αυτό; Γιατί, δυστυχώς, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, διακόπτεται ο τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ. Και η βασική αιτία για αυτό είναι το ανεξέλεγκτο ρεύμα αντίστροφου συλλέκτη Ikbo και η αλλαγή του συντελεστή μεταφοράς στατικού ρεύματος h21E με τις αλλαγές θερμοκρασίας. Κατ 'αρχήν, το τρέχον Ikbo είναι μικρό. Για τρανζίστορ γερμανίου χαμηλής ισχύος χαμηλής συχνότητας, για παράδειγμα, αυτό το ρεύμα, μετρούμενο σε αντίστροφη τάση στη διασταύρωση συλλέκτη p-n 5 V και θερμοκρασία 20 ° C, δεν υπερβαίνει τα 20 - 30 μA, και για τα τρανζίστορ πυριτίου είναι μικρότερο από 1 μΑ. Αλλάζει όμως σημαντικά όταν εκτίθεται σε θερμοκρασία. Με αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C, το ρεύμα Ikbo ενός τρανζίστορ γερμανίου διπλασιάζεται περίπου και ένα τρανζίστορ πυριτίου αυξάνεται κατά 2,5 φορές. Εάν, για παράδειγμα, σε θερμοκρασία 20°C το ρεύμα Ikbo ενός τρανζίστορ γερμανίου είναι 10 μA, τότε όταν η θερμοκρασία αυξάνεται στους 60°C αυξάνεται σε περίπου 160 μA. Αλλά το τρέχον Ikbo χαρακτηρίζει τις ιδιότητες μόνο της διασταύρωσης συλλέκτη p-n. Σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, η τάση της πηγής ισχύος εφαρμόζεται σε δύο συνδέσεις p-n - συλλέκτη και πομπό. Σε αυτή την περίπτωση, το αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη ρέει επίσης μέσω της διασταύρωσης του εκπομπού και, όπως ήταν, ενισχύεται. Ως αποτέλεσμα, η τιμή του μη ελεγχόμενου ρεύματος, που αλλάζει υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, αυξάνεται αρκετές φορές. Και όσο μεγαλύτερο είναι το μερίδιό του στο ρεύμα συλλέκτη, τόσο πιο ασταθής είναι ο τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ σε διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας. Μια αύξηση του συντελεστή μεταφοράς ρεύματος h21E με τη θερμοκρασία αυξάνει την αστάθεια. Τι συμβαίνει στον καταρράκτη, για παράδειγμα, στο τρανζίστορ V1 του ενισχυτή της πρώτης ή της δεύτερης επιλογής; Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το συνολικό ρεύμα του κυκλώματος συλλέκτη αυξάνεται, προκαλώντας μια αυξανόμενη πτώση τάσης στην αντίσταση φορτίου R3 (βλ. Εικ. 3). Η τάση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε παραμόρφωση του σήματος. Με περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, η τάση στον συλλέκτη μπορεί να γίνει τόσο μικρή που το τρανζίστορ δεν θα ενισχύει πλέον καθόλου το σήμα εισόδου. Η μείωση της επίδρασης της θερμοκρασίας στο ρεύμα του συλλέκτη είναι δυνατή είτε με τη χρήση τρανζίστορ με πολύ χαμηλό ρεύμα Ikbo σε εξοπλισμό σχεδιασμένο να λειτουργεί με σημαντικές διακυμάνσεις θερμοκρασίας. για παράδειγμα, το πυρίτιο ή η χρήση ειδικών μέτρων που σταθεροποιούν θερμικά τη λειτουργία των τρανζίστορ. Μία από τις μεθόδους θερμική σταθεροποίηση του τρόπου λειτουργίας ένα τρανζίστορ γερμανίου της δομής p - n - p φαίνεται στο διάγραμμα στο Σχ. 5, α. Εδώ, όπως μπορείτε να δείτε, η αντίσταση βάσης Rb δεν συνδέεται με τον αρνητικό αγωγό της πηγής ισχύος, αλλά με τον συλλέκτη του τρανζίστορ. Τι δίνει αυτό; Με την αύξηση της θερμοκρασίας, το αυξανόμενο ρεύμα συλλέκτη αυξάνει την πτώση τάσης στο φορτίο Rn και μειώνει την τάση στον συλλέκτη. Και δεδομένου ότι η βάση είναι συνδεδεμένη (μέσω της αντίστασης Rb) στον συλλέκτη, η αρνητική τάση πόλωσης σε αυτήν επίσης μειώνεται, η οποία με τη σειρά της μειώνει το ρεύμα του συλλέκτη. Το αποτέλεσμα είναι ανάδραση μεταξύ των κυκλωμάτων εξόδου και εισόδου του καταρράκτη - το αυξανόμενο ρεύμα συλλέκτη μειώνει την τάση στη βάση, γεγονός που μειώνει αυτόματα το ρεύμα συλλέκτη. Ο καθορισμένος τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ είναι σταθεροποιημένος. Αλλά κατά τη λειτουργία του τρανζίστορ, εμφανίζεται αρνητική ανάδραση AC μεταξύ του συλλέκτη του και της βάσης μέσω της ίδιας αντίστασης Rb, η οποία μειώνει τη συνολική απολαβή του καταρράκτη. Έτσι, η σταθερότητα της λειτουργίας τρανζίστορ επιτυγχάνεται με το κόστος της απώλειας κέρδους. Είναι κρίμα, αλλά πρέπει να κάνεις αυτές τις απώλειες για να διατηρήσεις κανονική δουλειάενισχυτής

Ρύζι. 5 στάδια ενισχυτή με θερμική σταθεροποίηση της λειτουργίας τρανζίστορ.

Υπάρχει, ωστόσο, τρόπος να σταθεροποιηθεί ο τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ με ελαφρώς μικρότερες απώλειες στην ενίσχυση, αλλά αυτό επιτυγχάνεται περιπλέκοντας τον καταρράκτη. Το κύκλωμα ενός τέτοιου ενισχυτή φαίνεται στο (Εικ. 5, β). Λειτουργία ηρεμίας τρανζίστορ DCκαι η τάση παραμένει η ίδια: το ρεύμα του κυκλώματος συλλέκτη είναι 0,8 - 1 mA, η αρνητική τάση πόλωσης στη βάση σε σχέση με τον πομπό είναι 0,1 V (1,5 - 1,4 = 0,1 V). Αλλά η λειτουργία ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας δύο πρόσθετες αντιστάσεις: Rb2 και Re. Οι αντιστάσεις Rb1 και Rb2 σχηματίζουν ένα διαχωριστικό με τη βοήθεια του οποίου διατηρείται σταθερή τάση στη βάση. Η αντίσταση εκπομπού Re είναι ένα στοιχείο θερμική σταθεροποίηση . Η θερμική σταθεροποίηση της λειτουργίας τρανζίστορ συμβαίνει ως εξής. Καθώς το ρεύμα του συλλέκτη αυξάνεται υπό την επίδραση της θερμότητας, η πτώση τάσης στην αντίσταση Re αυξάνεται. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά τάσης μεταξύ της βάσης και του πομπού μειώνεται, γεγονός που μειώνει αυτόματα το ρεύμα του συλλέκτη. Η ίδια ανάδραση λαμβάνεται, μόνο τώρα μεταξύ του πομπού και της βάσης, χάρη στην οποία σταθεροποιείται η λειτουργία τρανζίστορ. Καλύψτε τον πυκνωτή Se με χαρτί ή το δάχτυλό σας, συνδεδεμένο παράλληλα με την αντίσταση Re και, ως εκ τούτου, σβήστε τον. Τι σας θυμίζει τώρα αυτό το διάγραμμα; Ένας καταρράκτης με ένα τρανζίστορ συνδεδεμένο σύμφωνα με το κύκλωμα ΟΚ (ακόλουθος εκπομπού). Αυτό σημαίνει ότι κατά τη λειτουργία του τρανζίστορ, όταν κατά μήκος της αντίστασης Re υπάρχει πτώση τάσης όχι μόνο της σταθερής, αλλά και των μεταβλητών στοιχείων, εμφανίζεται μια πτώση τάσης μεταξύ του πομπού και της βάσης. 100% αρνητική ανάδραση τάσης AC , στο οποίο το κέρδος καταρράκτη είναι μικρότερο από τη μονάδα. Αλλά αυτό μπορεί να συμβεί μόνο όταν δεν υπάρχει πυκνωτής C3. Αυτός ο πυκνωτής δημιουργεί μια παράλληλη διαδρομή κατά μήκος της οποίας, παρακάμπτοντας την αντίσταση Re, ρέει η εναλλασσόμενη συνιστώσα του ρεύματος συλλέκτη, πάλλεται με τη συχνότητα του ενισχυμένου σήματος και δεν εμφανίζεται αρνητική ανάδραση (η εναλλασσόμενη συνιστώσα του ρεύματος συλλέκτη πηγαίνει στο κοινό σύρμα). Η χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή πρέπει να είναι τέτοια ώστε να μην παρέχει αξιοσημείωτη αντίσταση στις χαμηλότερες συχνότητες του ενισχυμένου σήματος.Στο στάδιο της ενίσχυσης της συχνότητας ήχου, αυτή η απαίτηση μπορεί να ικανοποιηθεί από έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή χωρητικότητας 10 - 20 ή περισσότερων microfarads. Ένας ενισχυτής με ένα τέτοιο σύστημα για τη σταθεροποίηση της λειτουργίας τρανζίστορ δεν είναι πρακτικά ευαίσθητος στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και, επιπλέον, και όχι λιγότερο σημαντικό, στην αλλαγή τρανζίστορ. Έτσι πρέπει να σταθεροποιείται ο τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ σε όλες τις περιπτώσεις; Φυσικά και όχι. Εξάλλου, όλα εξαρτώνται από το σκοπό για τον οποίο προορίζεται ο ενισχυτής. Εάν ο ενισχυτής λειτουργεί μόνο στο σπίτι, όπου η διαφορά θερμοκρασίας είναι ασήμαντη, δεν απαιτείται αυστηρή θερμική σταθεροποίηση. Και αν πρόκειται να κατασκευάσετε έναν ενισχυτή ή δέκτη που θα λειτουργούσε αξιόπιστα τόσο στο σπίτι όσο και στο δρόμο, τότε, φυσικά, πρέπει να σταθεροποιήσετε τη λειτουργία των τρανζίστορ, ακόμα κι αν η συσκευή θα πρέπει να είναι πολύπλοκη με πρόσθετα εξαρτήματα .

Ενισχυτής ισχύος push-pull

Μιλώντας στην αρχή αυτού του άρθρου για τον σκοπό των σταδίων του ενισχυτή, σαν να κοιτούσα μπροστά, είπα ότι στα στάδια εξόδου, που είναι ενισχυτές ισχύος, οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν τα ίδια τρανζίστορ χαμηλής ισχύος όπως στα στάδια ενίσχυσης τάσης. Τότε, φυσικά, μπορεί να προκύψει ή ίσως να προκύψει μια ερώτηση στο μυαλό σας: πώς επιτυγχάνεται αυτό; Το απαντώ τώρα. Τέτοια στάδια ονομάζονται ενισχυτές ισχύος push-pull. Επιπλέον, μπορούν να βασίζονται σε μετασχηματιστές, δηλ. χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές σε αυτά ή χωρίς μετασχηματιστή. Τα σχέδιά σας θα χρησιμοποιούν και τους δύο τύπους ενισχυτών ταλάντωσης συχνότητας ήχου push-pull. Ας κατανοήσουμε την αρχή της δουλειάς τους. Ένα απλοποιημένο διάγραμμα ενός σταδίου ενίσχυσης ισχύος μετασχηματιστή ώθησης-έλξης και γραφήματα που απεικονίζουν τη λειτουργία του φαίνονται στο (Εικ. 6). Όπως μπορείτε να δείτε, περιέχει δύο μετασχηματιστές και δύο τρανζίστορ. Ο μετασχηματιστής T1 είναι ενδιάμεσος και συνδέει την προ-τερματική βαθμίδα με την είσοδο του ενισχυτή ισχύος και ο μετασχηματιστής T2 είναι η έξοδος. Τα τρανζίστορ V1 και V2 συνδέονται σύμφωνα με το κύκλωμα OE. Οι εκπομποί τους, όπως ο μεσαίος ακροδέκτης της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή ενδιάμεσου σταδίου, είναι "γειωμένοι" - συνδέονται με τον κοινό αγωγό του τροφοδοτικού Ui.p. - Η αρνητική τάση τροφοδοσίας τροφοδοτείται στους συλλέκτες τρανζίστορ μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή εξόδου T2: στον συλλέκτη του τρανζίστορ V1 - μέσω του τμήματος Ia, στον συλλέκτη του τρανζίστορ V2 - μέσω του τμήματος Ib. Κάθε τρανζίστορ και τα σχετικά τμήματα της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή ενδιάμεσου σταδίου και της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή εξόδου αντιπροσωπεύουν έναν κανονικό, ήδη οικείο ενισχυτή μονού άκρου. Αυτό είναι εύκολο να επαληθευτεί εάν καλύπτετε έναν από αυτούς τους βραχίονες με ένα κομμάτι χαρτί. Μαζί σχηματίζουν έναν ενισχυτή ισχύος push-pull.

Ρύζι. 6 Ενισχυτής ισχύος μετασχηματιστή push-pull και γραφήματα που απεικονίζουν τη λειτουργία του.

Η ουσία της λειτουργίας ενός ενισχυτή push-pull είναι η εξής. Οι ταλαντώσεις συχνότητας ήχου (γραφικά στο Σχ. 6) από το προ-τερματικό στάδιο τροφοδοτούνται στις βάσεις και των δύο τρανζίστορ έτσι ώστε οι τάσεις σε αυτά να αλλάζουν ανά πάσα στιγμή σε αντίθετες κατευθύνσεις, δηλ. σε αντιφάση. Στην περίπτωση αυτή, τα τρανζίστορ λειτουργούν εναλλάξ, για δύο κύκλους για κάθε περίοδο της τάσης που τους παρέχεται. Όταν, για παράδειγμα, υπάρχει ένα αρνητικό μισό κύμα στη βάση του τρανζίστορ V1, αυτό ανοίγει και το ρεύμα μόνο αυτού του τρανζίστορ ρέει μέσω του τμήματος Ia της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή εξόδου (γραφική παράσταση b). Αυτή τη στιγμή, το τρανζίστορ V2 είναι κλειστό, καθώς υπάρχει θετική τάση μισού κύματος στη βάση του. Στον επόμενο μισό κύκλο, αντίθετα, το θετικό μισό κύμα θα βασίζεται στο τρανζίστορ V1 και το αρνητικό μισό κύμα θα βασίζεται στο τρανζίστορ V2. Τώρα ανοίγει το τρανζίστορ V2 και το ρεύμα συλλέκτη ρέει μέσω του τμήματος Ib του πρωτεύοντος τυλίγματος του μετασχηματιστή εξόδου (γραφική παράσταση c) και το τρανζίστορ V1, που κλείνει, «ξεκουράζεται». Και ούτω καθεξής για κάθε περίοδο ηχητικών δονήσεων που παρέχονται στον ενισχυτή. Στην περιέλιξη του μετασχηματιστή, τα ρεύματα συλλέκτη και των δύο τρανζίστορ αθροίζονται (γραφική παράσταση d), ως αποτέλεσμα, αποκτώνται πιο ισχυρές ηλεκτρικές ταλαντώσεις της συχνότητας ήχου στην έξοδο του ενισχυτή από ό,τι σε έναν συμβατικό ενισχυτή ενός άκρου. Η δυναμική κεφαλή Β, που συνδέεται με τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή, τα μετατρέπει σε ήχο. Τώρα, χρησιμοποιώντας το διάγραμμα στο (Εικ. 7), ας κατανοήσουμε την αρχή λειτουργίας ενισχυτής push-pull χωρίς μετασχηματιστή εξουσία. Υπάρχουν επίσης δύο τρανζίστορ, αλλά είναι διαφορετικών δομών: τρανζίστορ Vl - p - n - p, τρανζίστορ V2 - n - p - n. Για συνεχές ρεύμα, τα τρανζίστορ συνδέονται σε σειρά, σχηματίζοντας, όπως ήταν, έναν διαιρέτη τάσης της πηγής συνεχούς ρεύματος που τα τροφοδοτεί. Σε αυτή την περίπτωση, στον συλλέκτη του τρανζίστορ V1 δημιουργείται μια αρνητική τάση ίση με το μισό της τάσης της πηγής ισχύος σε σχέση με το μέσο μεταξύ τους, που ονομάζεται σημείο συμμετρίας, και μια θετική τάση δημιουργείται στον συλλέκτη του τρανζίστορ V2, επίσης ίση με η μισή τάση της πηγής ρεύματος Unp. Η δυναμική κεφαλή Β συνδέεται με τα κυκλώματα εκπομπού των τρανζίστορ: για τρανζίστορ V1 - μέσω του πυκνωτή C2, για τρανζίστορ V2 - μέσω πυκνωτή C1. Έτσι, τα τρανζίστορ AC συνδέονται σύμφωνα με το κύκλωμα ΟΚ (οπαδοί εκπομπών) και εργαστείτε σε ένα κοινό φορτίο - κεφαλή Β.

Ρύζι. 7 Ενισχυτής ισχύος χωρίς μετασχηματιστή push-pull.

Στις βάσεις και των δύο τρανζίστορ του ενισχυτή, λειτουργεί εναλλασσόμενη τάση ίδιας τιμής και συχνότητας, προερχόμενη από το προτερματικό στάδιο. Και επειδή τα τρανζίστορ είναι διαφορετικών δομών, λειτουργούν εναλλάξ, σε δύο κύκλους: με αρνητική τάση μισού κύματος, ανοίγει μόνο το τρανζίστορ V1 και στην κεφαλή κυκλώματος Β - πυκνωτής C2 εμφανίζεται ένας παλμός ρεύματος συλλέκτη (Σχ. 6 - γράφημα β), και με θετικό μισό κύμα Στο μισό κύμα, ανοίγει μόνο το τρανζίστορ V2 και στο κύκλωμα κεφαλής-πυκνωτή C1 εμφανίζεται ένας παλμός του ρεύματος συλλέκτη αυτού του τρανζίστορ (στο Σχ. 6 - γράφημα γ). Έτσι, το συνολικό ρεύμα των τρανζίστορ ρέει μέσα από την κεφαλή (γράφημα d στο Σχ. 6), το οποίο αντιπροσωπεύει ταλαντώσεις συχνότητας ήχου ενισχυμένες με ισχύ, τις οποίες μετατρέπει σε ηχητικές δονήσεις. Πρακτικά, επιτυγχάνεται το ίδιο αποτέλεσμα όπως σε έναν ενισχυτή με μετασχηματιστές, αλλά, χάρη στη χρήση τρανζίστορ διαφορετικών δομών, δεν υπάρχει ανάγκη για συσκευή για την παροχή σήματος στη βάση των τρανζίστορ στο αντιφάση . Ίσως έχετε παρατηρήσει μια αντίφαση στην εξήγησή μου για τους ενισχυτές ισχύος push-pull: δεν εφαρμόστηκε τάση πόλωσης στις βάσεις των τρανζίστορ. Έχεις δίκιο, αλλά δεν υπάρχει ιδιαίτερο λάθος εδώ. Το γεγονός είναι ότι τα τρανζίστορ push-pull μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς αρχική τάση πόλωσης. Αλλά μετά στρεβλώσεις όπως "βήμα" , ιδιαίτερα έντονα αισθητή με αδύναμο σήμα εισόδου. Ονομάζονται βήματα γιατί στο παλμογράφο ενός ημιτονοειδούς σήματος έχουν κλιμακωτό σχήμα (Εικ. 8).Ο απλούστερος τρόπος για να εξαλειφθούν τέτοιες παραμορφώσεις είναι η εφαρμογή τάσης πόλωσης στις βάσεις των τρανζίστορ, κάτι που γίνεται στην πράξη.

Ρύζι. 8 Παραμόρφωση τύπου «Step».

Τώρα, πριν αρχίσουμε να μιλάμε για ενισχυτές που παρέχουν αναπαραγωγή δυνατού ήχου, θέλω να σας παρουσιάσω ορισμένες παραμέτρους και κατηγορίες ενίσχυσης που χαρακτηρίζουν έναν ενισχυτή χαμηλής συχνότητας. Όλα τα πλεονεκτήματα των ενισχυτών push-pull θα συζητηθούν λεπτομερώς παρακάτω.

ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ LF

Η ποιότητα και η καταλληλότητα ενός ενισχυτή για ορισμένους σκοπούς κρίνεται από διάφορες παραμέτρους, οι πιο σημαντικές από τις οποίες είναι τρεις: Ισχύς εξόδου Δύναμη, ευαισθησία και απόκριση συχνότητας. Αυτές είναι οι βασικές παράμετροι που πρέπει να γνωρίζετε και να κατανοείτε. Η ισχύς εξόδου είναι η ηλεκτρική ισχύς μιας ακουστικής συχνότητας, εκφρασμένης σε watt ή milliwatts, που ένας ενισχυτής αποδίδει σε ένα φορτίο — συνήθως σε ένα πρόγραμμα οδήγησης άμεσης ακτινοβολίας. Σύμφωνα με τα καθιερωμένα πρότυπα, γίνεται διάκριση μεταξύ ονομαστικού Rnom και μέγιστη ισχύς Pmax. Ονομαστική ισχύς είναι η ισχύς στην οποία η λεγόμενη μη γραμμική παραμόρφωση του σήματος εξόδου που εισάγεται από τον ενισχυτή δεν υπερβαίνει το 3 - 5% σε σχέση με το μη παραμορφωμένο σήμα. Καθώς η ισχύς αυξάνεται περαιτέρω, αυξάνεται η μη γραμμική παραμόρφωση του σήματος εξόδου. Η ισχύς στην οποία η παραμόρφωση φτάνει το 10% ονομάζεται μέγιστη. Η μέγιστη ισχύς εξόδου μπορεί να είναι 5 - 10 φορές υψηλότερη από την ονομαστική ισχύ, αλλά μαζί της η παραμόρφωση είναι αισθητή ακόμη και στο αυτί. Όταν μιλάμε για ενισχυτές σε αυτό το άρθρο, θα αναφέρω γενικά τις μέσες εξόδους ισχύος τους και θα τους αναφέρω απλώς ως εξόδους ισχύος. Η ευαισθησία ενός ενισχυτή είναι η τάση σήματος ακουστικής συχνότητας, εκφρασμένη σε βολτ ή millivolt, που πρέπει να εφαρμοστεί στην είσοδό του προκειμένου η ισχύς στο φορτίο να φτάσει την ονομαστική τιμή. Όσο χαμηλότερη είναι αυτή η τάση, τόσο καλύτερη είναι η ευαισθησία του ενισχυτή, φυσικά. Για παράδειγμα, θα πω: η ευαισθησία της συντριπτικής πλειοψηφίας των ερασιτεχνικών και βιομηχανικών ενισχυτών που προορίζονται για την αναπαραγωγή σημάτων από τη γραμμική έξοδο ενός μαγνητοφώνου, ενός DVD player και άλλων πηγών μπορεί να είναι 100 - 500 mV και έως 1V, η ευαισθησία του οι ενισχυτές μικροφώνου είναι 1 - 2 mV. Απόκριση συχνότητας - απόκριση συχνότητας (ή ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας του ενισχυτή) εκφράζεται γραφικά με μια οριζόντια, ελαφρώς καμπύλη γραμμή που δείχνει την εξάρτηση της τάσης του σήματος εξόδου Uout από τη συχνότητά της σε σταθερή τάση εισόδου Uin. Το γεγονός είναι ότι οποιοσδήποτε ενισχυτής, για διάφορους λόγους, ενισχύει άνισα σήματα διαφορετικών συχνοτήτων. Κατά κανόνα, οι δονήσεις των χαμηλότερων και υψηλότερων συχνοτήτων του εύρους ήχου είναι οι χειρότεροι ενισχυμένοι. Επομένως, οι γραμμές - τα χαρακτηριστικά συχνότητας των ενισχυτών - είναι ανομοιόμορφες και αναγκαστικά έχουν βυθίσεις (μπλοκαρίσματα) στις άκρες. Οι ταλαντώσεις ακραίων χαμηλών και υψηλών συχνοτήτων, η ενίσχυση των οποίων σε σύγκριση με τις διακυμάνσεις των μεσαίων συχνοτήτων (800 - 1000 Hz) πέφτει στο 30%, θεωρούνται τα όρια της ζώνης συχνοτήτων του ενισχυτή. Η ζώνη συχνοτήτων των ενισχυτών που προορίζονται για την αναπαραγωγή μουσικών έργων πρέπει να είναι τουλάχιστον από 20 Hz έως 20 - 30 kHz, οι ενισχυτές δεκτών εκπομπής δικτύου - από 60 Hz έως 10 kHz και οι ενισχυτές δεκτών τρανζίστορ μικρού μεγέθους - από περίπου 200 Hz έως 3 - 4 kHz. Για να μετρήσετε τις βασικές παραμέτρους των ενισχυτών, χρειάζεστε έναν ταλαντωτή συχνότητας ήχου, ένα βολτόμετρο εναλλασσόμενης τάσης, έναν παλμογράφο και κάποια άλλα όργανα μέτρησης. Είναι διαθέσιμα σε ραδιοφωνικά εργαστήρια παραγωγής, λέσχες ραδιοηλεκτρονικών και για πιο παραγωγικές μελέτες ραδιοηλεκτρονικών, θα πρέπει να προσπαθήσετε να τα αγοράσετε μόνοι σας, ώστε να είναι πάντα διαθέσιμα.

Αποκτήστε κατηγορίες ενισχυτών χαμηλής συχνότητας. Ο ρόλος της κλάσης ενίσχυσης στην επίτευξη παραμέτρων ισχύος και υψηλής απόδοσης

Μέχρι τώρα, δεν έχουμε μιλήσει για το πόση ενέργεια ξοδεύεται για τη δημιουργία ενός ενισχυμένου σήματος, για τη δημιουργία ενός «ισχυρού αντιγράφου» του σήματος εισόδου. Στην πραγματικότητα, ποτέ δεν είχαμε τέτοια ερώτηση. Πρέπει να ειπωθεί ότι ο προμηθευτής ενέργειας για τη δημιουργία ενός ενισχυμένου σήματος μπορεί να είναι μια μπαταρία ή τροφοδοτικό. Ταυτόχρονα θεωρείται προφανές ότι η μπαταρία έχει μεγάλα αποθέματα ενέργειας και δεν υπάρχει τίποτα να τη γλιτώσεις μόνο και μόνο για τη δημιουργία ενισχυμένου σήματος. Τώρα που ο στόχος έχει επιτευχθεί, όταν μάθαμε να χρησιμοποιούμε ένα τρανζίστορ για ενίσχυση αδύναμο σήμα, ας προσπαθήσουμε να μάθουμε τι είδους ενέργεια θα πρέπει να παρέχει ο προμηθευτής του - η μπαταρία συλλέκτη. Ας προσπαθήσουμε να μάθουμε πόσο κοστίζει ένα watt ενισχυμένου σήματος, πόσα watt συνεχούς ρεύματος πρέπει να πληρώσει η μπαταρία για αυτό. Έχοντας κάνει ορισμένες υποθέσεις, υποθέτοντας ότι το ευθύ τμήμα του χαρακτηριστικού εισόδου ξεκινά κατευθείαν από το "μηδέν", ότι δεν υπάρχουν στροφές στο χαρακτηριστικό εξόδου, ότι ένα στοιχείο (για παράδειγμα, ένας μετασχηματιστής) περιλαμβάνεται ως φορτίο συλλέκτη, στο οποίο δεν χάνεται η σταθερή τάση, θα καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι στην καλύτερη περίπτωση, μόνο η μισή ενέργεια που καταναλώνεται από την μπαταρία πηγαίνει στο ενισχυμένο σήμα. Αυτό μπορεί να ειπωθεί διαφορετικά: αποτελεσματικότητα (συντελεστής χρήσιμη δράση) ο ενισχυτής τρανζίστορ δεν υπερβαίνει το 50%. Για κάθε watt ισχύος σήματος εξόδου, πρέπει να πληρώσετε διπλάσια τιμή, δύο watt ισχύος μπαταρίας συλλέκτη (Εικ. 9).

Ρύζι. 9 Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση ενός ενισχυτή, τόσο λιγότερη ισχύς καταναλώνει για να δημιουργήσει μια δεδομένη ισχύ εξόδου.

Η απόδειξη της εγκυρότητας αυτού του συμπεράσματος είναι αρκετά απλή. Για να υπολογίσετε την ισχύ που καταναλώνεται από μια μπαταρία, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την τάση DC της Εκ στο ρεύμα που καταναλώνεται, δηλαδή στο ρεύμα συλλέκτη ηρεμίας Ικ.π. . τρανζίστορ (Πποτ. = Εκ * Ικ.π.) . Από την άλλη πλευρά, το πλάτος της εναλλασσόμενης συνιστώσας του ρεύματος συλλέκτη δεν μπορεί με κανέναν τρόπο να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα ηρεμίας, διαφορετικά το τρανζίστορ θα λειτουργεί με αποκοπή. Στην καλύτερη περίπτωση, το πλάτος της μεταβλητής συνιστώσας είναι ίσο με το ρεύμα ηρεμίας Ικ.π. και στην περίπτωση αυτή η πραγματική τιμή της εναλλασσόμενης συνιστώσας του ρεύματος συλλέκτη είναι ίση με In.ef. = 07 * Ικ.π .. Με τον ίδιο τρόπο, το πλάτος της εναλλασσόμενης τάσης στο φορτίο δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από την τάση της μπαταρίας, διαφορετικά σε ορισμένες στιγμές δεν θα εμφανιστεί ένα "μείον", αλλά ένα "συν" στον συλλέκτη. Και αυτό, στην καλύτερη περίπτωση, θα οδηγήσει σε σοβαρές στρεβλώσεις. Έτσι, η πραγματική τιμή της τάσης εξόδου Uneff. δεν μπορεί να υπερβαίνει Uneff. = 07 * Εκ . Τώρα το μόνο που μένει είναι να πολλαπλασιαστεί 07 * Ικ.π.. στις 07 * Εκ. και βρείτε ότι η μέγιστη αποτελεσματική ισχύς που μπορεί να αποδώσει ο ενισχυτής δεν υπερβαίνει Αναφ. = 0,5 * Ικ.π. * Εκ = W.eff. , δηλαδή δεν υπερβαίνει το μισό της κατανάλωσης ρεύματος. Η απόφαση αυτή είναι οριστική, αλλά υπόκειται σε έφεση. Είναι δυνατό, με κόστος ορισμένων θυσιών, να αυξηθεί η απόδοση του ενισχυτή, να περάσει η γραμμή απόδοσης πενήντα τοις εκατό Για να αυξηθεί η απόδοση, είναι απαραίτητο ο ενισχυτής να δημιουργήσει ένα πιο ισχυρό σήμα με την ίδια κατανάλωση ισχύος. . Και για αυτό χρειάζεστε, χωρίς να αυξήσετε το ρεύμα ηρεμίας Ικ.π. και σταθερή τάση Εκ , αυξήστε τις εναλλασσόμενες συνιστώσες του ρεύματος συλλέκτη Σε και τάση φορτίου Ηνωμένα Έθνη. Τι μας εμποδίζει να αυξήσουμε αυτά τα δύο συστατικά; Στρεβλώσεις . Μπορούμε επίσης να αυξήσουμε το ρεύμα Σε (για αυτό αρκεί, για παράδειγμα, να αυξηθεί το επίπεδο σήματος εισόδου) και η τάση Ηνωμένα Έθνη (για να γίνει αυτό, αρκεί ξανά να αυξήσετε το σήμα εισόδου ή να αυξήσετε την αντίσταση φορτίου για (εναλλασσόμενο ρεύμα). Αλλά και στις δύο περιπτώσεις, το σχήμα του σήματος θα παραμορφωθεί, τα αρνητικά μισά του κύματα θα κοπούν. Και παρόλο που τέτοια μια θυσία φαίνεται απαράδεκτη (ποιος χρειάζεται έναν οικονομικό ενισχυτή, αν παράγει ελαττωματικά προϊόντα;), θα συνεχίσουμε να το κάνουμε, πρώτον, γιατί επιτρέποντας την παραμόρφωση (και στη συνέχεια να απαλλαγούμε από αυτήν), θα μπορούμε να αλλάξουμε τον ενισχυτή σε. μια πιο οικονομική λειτουργία και να αυξήσει την απόδοσή της. Κέρδος χωρίς παραμόρφωση, όταν το πλάτος της εναλλασσόμενης συνιστώσας του ρεύματος συλλέκτη δεν υπερβαίνει το ρεύμα ηρεμίας Ic.p., ονομάζεται κλάση απολαβής (A). Ένας μεμονωμένος ενισχυτής που λειτουργεί στην κατηγορία Α ονομάζεται ενισχυτής μονού άκρου. Εάν, κατά τη διάρκεια της ενίσχυσης, μέρος του σήματος «κοπεί», εάν το πλάτος της εναλλασσόμενης συνιστώσας του ρεύματος συλλέκτη είναι μεγαλύτερο από το Ic.p., και συμβεί μια διακοπή ρεύματος στο κύκλωμα συλλέκτη, τότε παίρνουμε ένα από τα κλάσεις ενίσχυσης (AB), (B) ή (C). Με ενίσχυση στην κατηγορία Β, η αποκοπή είναι ίση με μισό κύκλο, δηλ. Στη μισή περίοδο υπάρχει ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτη και στο άλλο μισό της περιόδου δεν υπάρχει ρεύμα. Εάν υπάρχει ρεύμα σε περισσότερο από το ήμισυ της περιόδου, τότε έχουμε κλάση ενίσχυσης AB, αν είναι μικρότερη, κατηγορία C. (Πιο συχνά, οι τάξεις κέρδους υποδηλώνουν με λατινικά γράμματαΑ, ΑΒ, Β, Γ). Φανταστείτε ότι δεν έχουμε έναν, αλλά δύο πανομοιότυπους ενισχυτές που λειτουργούν στην κατηγορία Β: ο ένας αναπαράγει θετικούς μισούς κύκλους του σήματος, ο άλλος - αρνητικούς. Τώρα φανταστείτε ότι και οι δύο δουλεύουν για ένα κοινό φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, θα λάβουμε ένα κανονικό, χωρίς παραμόρφωση εναλλασσόμενο ρεύμα στο φορτίο - ένα σήμα σαν να είναι ραμμένο από δύο μισά (Εικ. 10).

Ρύζι. 10 Καταρράκτες Push-pull και κλάσεις ενίσχυσης.

Είναι αλήθεια ότι για να λάβουμε ένα μη παραμορφωμένο σήμα από δύο παραμορφωμένα, έπρεπε να δημιουργήσουμε ένα σχετικά πολύπλοκο κύκλωμα για τη συρραφή των μισών μεταξύ τους (ένα τέτοιο κύκλωμα, όπως συζητήθηκε παραπάνω σε αυτό το άρθρο, ονομάζεται push-pull), που ουσιαστικά αποτελείται από δύο ανεξάρτητα στάδια ενίσχυσης. Αλλά όπως εξηγήθηκε παραπάνω, η απώλειά μας (σε αυτή την περίπτωση, η επιπλοκή του κυκλώματος του ενισχυτή) φέρνει σημαντικά μεγαλύτερο κέρδος. Η συνολική ισχύς που αναπτύσσει ένας ενισχυτής push-pull είναι μεγαλύτερη από την ισχύ που θα παράγουν και τα δύο μισά χωριστά. Και το "κόστος" ενός watt του σήματος εξόδου αποδεικνύεται σημαντικά μικρότερο από ό,τι σε έναν ενισχυτή μονού άκρου. Σε μια ιδανική περίπτωση (λειτουργία διακόπτη), μπορεί να ληφθεί ένα βατ σήματος εξόδου για την ίδια κατανάλωση ισχύος, δηλαδή, σε μια ιδανική περίπτωση, η απόδοση ενός ενισχυτή push-pull μπορεί να φτάσει το 100 τοις εκατό. Η πραγματική απόδοση, φυσικά, είναι χαμηλότερη: στην πράξη είναι 67%. Αλλά σε έναν ενισχυτή μονού άκρου που λειτουργεί σε μια κατηγορία ΕΝΑ,αποκτήσαμε απόδοση ίση με 50%, επίσης μόνο στην ιδανική περίπτωση. Αλλά στην πραγματικότητα, ένας ενισχυτής μονού άκρου σάς επιτρέπει να αποκτήσετε απόδοση όχι μεγαλύτερη από 30 - 40%. Και ως εκ τούτου Σε έναν ενισχυτή push-pull, κάθε watt ισχύος εξόδου μας κοστίζει δύο έως τρεις φορές πιο «φθηνά» από ότι σε έναν ενισχυτή ενός κύκλου.Για φορητό εξοπλισμό τρανζίστορ, η αύξηση της απόδοσης είναι ιδιαίτερα σημαντική. Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο χαμηλότερη είναι η κατανάλωση ενέργειας της μπαταρίας συλλέκτη με την ίδια ισχύ εξόδου. Και αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο λιγότερο συχνά θα χρειαστεί αλλαγή αυτής της μπαταρίας ή τόσο μικρότερη μπορεί να είναι η μπαταρία με σταθερή διάρκεια ζωής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο σε μικροσκοπικό εξοπλισμό τρανζίστορ, ιδιαίτερα σε μικροσκοπικούς δέκτες, όπου φαίνεται ότι είναι απαραίτητο να εξοικονομηθεί βάρος και χώρος, χρησιμοποιούνται ενισχυτές push-pull, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων περιττών εξαρτημάτων στο κύκλωμα για το σκοπό αυτό. Θα δοθούν κυκλώματα ενισχυτών push-pull για επανάληψη πρακτική δουλειά. Σχεδόν σε όλα τα κυκλώματα push-pull, χρησιμοποιούνται τελικοί ενισχυτές τρανζίστορ, κατηγορίας AB ή B, ωστόσο, όταν εργάζονται στην τάξη σιΕμφανίζονται ορισμένες παραμορφώσεις που είναι δύσκολο να αφαιρεθούν (λόγω της κάμψης του χαρακτηριστικού εισόδου) και αυτή η κατηγορία χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά σε ενισχυτές χαμηλής συχνότητας. Η κατηγορία C δεν χρησιμοποιείται καθόλου σε αυτούς τους ενισχυτές λόγω της εμφάνισης αναπόφευκτης παραμόρφωσης. Η τάση ελέγχου τροφοδοτείται στα τρανζίστορ εξόδου από το λεγόμενο καταρράκτης αναστροφής φάσης , κατασκευασμένο σε τρανζίστορ σύμφωνα με κύκλωμα μετασχηματιστή. Υπάρχουν και άλλα σχήματα αντανακλαστικά μπάσων , αλλά όλα εκτελούν την ίδια εργασία δημιουργούν δύο αντιφασικές τάσεις που πρέπει να εφαρμοστούν στις βάσεις των τρανζίστορ ώθησης. Εάν εφαρμοστεί η ίδια τάση σε αυτά τα τρανζίστορ, τότε δεν θα λειτουργούν μέσω ενός ρολογιού, αλλά συγχρονισμένα, και επομένως και τα δύο θα ενισχύουν μόνο θετικούς ή, αντίθετα, μόνο αρνητικούς μισούς κύκλους του σήματος. Για να λειτουργούν εναλλάξ τα τρανζίστορ του καταρράκτη push-pull, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί στις βάσεις τους, όπως προαναφέρθηκε αντιφασικές τάσεις . Σε έναν μετατροπέα φάσης με μετασχηματιστή, δύο τάσεις ελέγχου λαμβάνονται με διαίρεση της δευτερεύουσας περιέλιξης σε δύο ίσα μέρη. Και αυτές οι τάσεις γίνονται αντιφασικές επειδή το μεσαίο σημείο της δευτερεύουσας περιέλιξης είναι γειωμένο. Όταν εμφανίζεται ένα «συν» στο πάνω (σύμφωνα με το διάγραμμα) άκρο του σε σχέση με το μέσο, ​​ένα «μείον» εμφανίζεται στο κάτω άκρο σε σχέση με αυτό το σημείο. Και επειδή η τάση είναι μεταβλητή, το "συν" και το "πλην" αλλάζουν πάντα θέσεις (Εικ. 11).

Ρύζι. 11 Ο μετατροπέας φάσης δημιουργεί δύο εναλλασσόμενες τάσεις, 180 μοίρες εκτός φάσης.

Transformer bass reflex απλό και αξιόπιστο, πρακτικά δεν χρειάζεται να ρυθμιστεί. Ένας ενισχυτής push-pull για έναν δέκτη τρανζίστορ ή ένα μικρό ραδιόφωνο μπορεί να συναρμολογηθεί χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε από τα κυκλώματα ενισχυτή χαμηλής συχνότητας που θα δοθούν στην πρακτική εργασία ή τα κυκλώματα ενός βιομηχανικού δέκτη. Για παράδειγμα, σύμφωνα με το σχήμα των δεκτών "Alpinist", "Neva-2", "Spidola" κ.λπ.

Λίγα περισσότερα για τα αρνητικά ανατροφοδότησηπου αναφέρθηκε στην αρχή αυτού του άρθρου κατά την περιγραφή των ενισχυτών μονού άκρου.Πώς η αρνητική ανάδραση μειώνει την παραμόρφωση και διορθώνει το σχήμα του σήματος; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, πρέπει να θυμόμαστε ότι η παραμόρφωση κυματομορφής ουσιαστικά σημαίνει την εμφάνιση του νέες αρμονικές , νέα ημιτονοειδή εξαρτήματα. Κατά μήκος της αλυσίδας αρνητικών ανατροφοδοτήσεων, εμφανίστηκαν καινούργια ως αποτέλεσμα αρμονική παραμόρφωση τροφοδοτούνται στην είσοδο του ενισχυτή σε τέτοια φάση (αντιφάση) που εξασθενούν οι ίδιοι. Η ισχύς αυτών των αρμονικών στην έξοδο του ενισχυτή είναι μικρότερη από ό,τι θα ήταν χωρίς ανάδραση. Ταυτόχρονα, βέβαια, εξασθενούν και τα χρήσιμα στοιχεία από τα οποία θα πρέπει να συντίθεται ένα μη παραμορφωμένο σήμα, αλλά αυτό είναι ένα θέμα που μπορεί να διορθωθεί. Για να αντισταθμίσετε αυτήν την επιβλαβή δραστηριότητα αρνητικής ανάδρασης, μπορείτε να αυξήσετε το επίπεδο του σήματος που εισέρχεται στην είσοδο του ενισχυτή, ίσως ακόμη και να προσθέσετε ένα άλλο στάδιο για να το κάνετε αυτό. Αρνητική ανάδραση σε ενισχυτές χαμηλής συχνότητας, ειδικά ενισχυτές push-pull που λειτουργούν σε κατηγορίες ΑΒΚαι ΣΙ,βρίσκει πολύ ευρεία εφαρμογή: η αρνητική ανατροφοδότηση σάς επιτρέπει να κάνετε κάτι που δεν μπορεί να επιτευχθεί με κανένα άλλο μέσο, ​​το επιτρέπει μείωση της παραμόρφωσης κυματομορφής, μείωση της λεγόμενης μη γραμμικής παραμόρφωσης . Η αρνητική ανάδραση σάς επιτρέπει να εκτελέσετε μια άλλη σημαντική λειτουργία: ρυθμίστε τον τόνο, δηλαδή προς την επιθυμητή κατεύθυνση αλλάξτε την απόκριση συχνότητας του ενισχυτή Εικ. 12 .

Ρύζι. 12. Γράφημα κατά προσέγγιση της απόκρισης πλάτους-συχνότητας (AFC) ενισχυτών. Ένα παρόμοιο γράφημα μπορεί να χαρακτηρίσει την απόκριση συχνότητας οποιουδήποτε ενισχυτή.

Αυτό το χαρακτηριστικό δείχνει πώς το κέρδος αλλάζει με τη συχνότητα του σήματος. Για έναν ιδανικό ενισχυτή, η απόκριση συχνότητας είναι απλώς μια ευθεία γραμμή: το κέρδος σε όλες τις συχνότητες είναι το ίδιο για έναν τέτοιο ενισχυτή. Αλλά Σε έναν πραγματικό ενισχυτή, η απόκριση συχνότητας κάμπτεται, κατακλύζεται στην περιοχή των χαμηλότερων και υψηλότερων συχνοτήτων.Αυτό σημαίνει ότι οι χαμηλές και οι υψηλές συχνότητες του εύρους ήχου είναι λιγότερο ενισχυμένες από τις μεσαίες συχνότητες. Οι λόγοι για την εμφάνιση τέτοιων μπλοκαρισμάτων στην απόκριση συχνότητας μπορεί να είναι διαφορετικοί, αλλά έχουν μια κοινή ρίζα. Το άνισο κέρδος σε διαφορετικές συχνότητες επιτυγχάνεται επειδή το κύκλωμα περιέχει αντιδραστικά στοιχεία, πυκνωτές και πηνία, η αντίσταση των οποίων ποικίλλει ανάλογα με τη συχνότητα. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για τη διόρθωση της απόκρισης συχνότητας, μεταξύ των οποίων εισαγωγή στοιχείων που εξαρτώνται από τη συχνότητα στο κύκλωμα ανάδρασης. Ένα παράδειγμα τέτοιων στοιχείων είναι η αλυσίδα R13, C9 στον ενισχυτή που φαίνεται στο (Εικ. 13).

Ρύζι. 13 Πρακτική σχεδίαση ενισχυτή push-pull χωρίς μετασχηματιστή.

Η αντίσταση αυτής της αλυσίδας αυξάνεται με τη μείωση της συχνότητας, η ανάδραση μειώνεται και λόγω αυτού δημιουργείται μια ορισμένη αύξηση στην απόκριση συχνότητας στην περιοχή χαμηλότερες συχνότητες. Ο ενισχυτής έχει πολλά ακόμη κυκλώματα αρνητικής ανάδρασης. Αυτός είναι ο πυκνωτής C6, που συνδέει τον συλλέκτη του τρανζίστορ Τ2 στη βάση του. αντίσταση R12, η ​​οποία παρέχει όχι μόνο μια σταθερή πόλωση στις βάσεις των τρανζίστορ εξόδου, αλλά και κάποιο μέρος του σήματος εξόδου. Μια αλυσίδα που δημιουργεί ανάδραση από το τρίτο στάδιο στο δεύτερο, αλλά όχι σε εναλλασσόμενο ρεύμα, αλλά σε συνεχές ρεύμα (μια τέτοια ανάδραση αυξάνει τη θερμική σταθερότητα του ενισχυτή). Η δυναμική κεφαλή συνδέεται με τα κυκλώματα συλλέκτη των τρανζίστορ εξόδου μέσω ενός πυκνωτή απομόνωσης C4. Η αντίσταση του πηνίου φωνής σε αυτό το κύκλωμα μπορεί να είναι 6 - 10 ohms. Ο ενισχυτής αναπτύσσει ισχύ έως και 100 mW. σε τάση σήματος εισόδου περίπου 30 - 50 mV. Υπάρχει αρκετά μεγάλος αριθμός κυκλωμάτων ενισχυτών χωρίς μετασχηματιστή που χρησιμοποιούν τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας. Τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούν σύνθετα τρανζίστορ στο στάδιο εξόδου, δηλαδή δύο τρανζίστορ περιλαμβάνονται σε κάθε βραχίονα. Η απουσία μετασχηματιστών και η μείωση του αριθμού των πυκνωτών σύζευξης επιτρέπει σε τέτοιους ενισχυτές να αποκτήσουν πολύ καλή απόκριση συχνότητας. Ωστόσο, για έναν αρχάριο ραδιοερασιτέχνη αυτό το κέρδος έχει αρκετά υψηλό τίμημα. Οι ενισχυτές χωρίς μετασχηματιστή, ακόμη και αυτοί με σύνθετα τρανζίστορ, δεν είναι πάντα εύκολο να ρυθμιστούν. Και επομένως, εάν δεν έχετε ακόμη μεγάλη εμπειρία στη ρύθμιση εξοπλισμού τρανζίστορ, είναι καλύτερο να συναρμολογήσετε τον ενισχυτή χρησιμοποιώντας ένα κλασικό κύκλωμα push-pull με μετασχηματιστές (Εικ. 14).

Ρύζι. 14 Push-pull ULF με στάδιο εξόδου μετασχηματιστή.

Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του ενισχυτή είναι μια σταθερή πόλωση από μια ξεχωριστή μπαταρία B2 στη βάση του πρώτου σταδίου T1. Εξαιτίας αυτού, το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ Τ1 παραμένει πρακτικά αμετάβλητο όταν η τάση της μπαταρίας του συλλέκτη μειώνεται στα 3,5 V. Από το κάτω μέρος του διαιρέτη R4, R5, που συνδέεται με το κύκλωμα εκπομπού T1, εφαρμόζεται μια προκατάληψη στις βάσεις των τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου. Και επομένως, όταν η τάση του συλλέκτη μειώνεται, η προκατάληψη των τρανζίστορ T2, T3 δεν αλλάζει. Ως αποτέλεσμα, ο ενισχυτής λειτουργεί με μειωμένη τάση, αν και με μικρότερη ισχύ εξόδου (στα 3,5 V, 20 mW), αλλά χωρίς παραμόρφωση. Το ρεύμα που καταναλώνεται από την μπαταρία B2 δεν υπερβαίνει τα 500 μA. Ο ενισχυτής έχει έναν απλό έλεγχο τόνου R6 και ένα κύκλωμα ανάδρασης R8, C8 που μειώνει την παραμόρφωση. Η αντίσταση R9 είναι απαραίτητη έτσι ώστε όταν το B2 είναι απενεργοποιημένο (μπορεί να συμβεί ότι το Bk2 ανοίγει το κύκλωμα μερικά κλάσματα δευτερολέπτου νωρίτερα από το Bk1, το τρανζίστορ T1 δεν καταλήγει σε μια "κρεμαστή βάση". Οι πυκνωτές C7, C6 είναι στοιχεία αρνητικής ανάδρασης που αποτρέπουν την αυτοδιέγερση στις υπερηχητικές συχνότητες. Οι μετασχηματιστές Tr1 και Tr2 λαμβάνονται από τον δέκτη της δυναμικής κεφαλής με αντίσταση 4-6 ohms V, ο ενισχυτής αναπτύσσει ισχύ 180 mW μπαταριών Β2 δεν υπερβαίνει τα 20 - 25 mA Εάν πρέπει να αυξήσετε την ισχύ εξόδου, μπορείτε να ενεργοποιήσετε τα ισχυρά τρανζίστορ ως T2 και T3 , πρέπει να μειώσετε στο μισό το R7 και να επιλέξετε το R5 με τέτοιο τρόπο ώστε το συνολικό ρεύμα σε ηρεμία T2 και T3 να είναι 15 - 25 mA Για ισχυρά τρανζίστορ, χρειάζεστε διαφορετικό μετασχηματιστή εξόδου, για παράδειγμα, με τα ακόλουθα δεδομένα διατομή περίπου 3,5 cm2 (Π17 x 17 πρωτεύον τύλιγμα 330 + 330 στροφές PEV 0,31, δευτερεύουσες στροφές 0,51). Με τα τρανζίστορ P201, ο ενισχυτής αναπτύσσει ισχύ εξόδου 1,52 - 2 W. Η ρύθμιση όλων των ενισχυτών χαμηλής συχνότητας εξαρτάται από την επιλογή τρόπων λειτουργίας τρανζίστορ. Για κυκλώματα push-pull, συνιστάται πρώτα να επιλέξετε τρανζίστορ και για τους δύο βραχίονες με παρόμοιες παραμέτρους: κέρδος ρεύματος και αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη Εάν όλα τα εξαρτήματα είναι σε κατάσταση λειτουργίας και το κύκλωμα έχει συναρμολογηθεί σωστά, τότε ο ενισχυτής, κατά κανόνα, αρχίζει αμέσως να λειτουργεί. Και το μόνο σοβαρό πρόβλημα που μπορεί να εντοπιστεί κατά την ενεργοποίηση του ενισχυτή είναι η αυτοδιέγερση. Ένας τρόπος για να καταπολεμηθεί αυτό είναι η εισαγωγή φίλτρων αποσύνδεσης, τα οποία εμποδίζουν την επικοινωνία μεταξύ των σταδίων μέσω τροφοδοτικών.

Πρακτική δουλειά

Στην πρακτική εργασία, θα ήθελα να παρουσιάσω μερικούς ακόμα απλούς ενισχυτές για να επαναλάβω και να εμπεδώσω το θεωρητικό μέρος αυτού του άρθρου. Τα παραδείγματα ενισχυτών push-pull που δίνονται στο τέλος του άρθρου είναι επίσης αρκετά κατάλληλα για επανάληψη. Αυτά τα διαγράμματα, όπως και πολλά άλλα σχέδια, ελήφθησαν από λογοτεχνικές πηγές των δεκαετιών του '60 και του '70, αλλά δεν έχουν χάσει τη συνάφειά τους. Γιατί, ρωτάτε, χρησιμοποιώ τόσο ξεπερασμένα σχέδια; Θα πω ότι υπάρχουν τουλάχιστον 2 λόγοι: 1). Δεν έχω απελπισμένα αρκετό χρόνο για να τα ζωγραφίσω εγώ, αν και ακόμα προσπαθώ να ζωγραφίσω μερικά από αυτά. 2). Παραδόξως, είναι τα σχέδια από τη λογοτεχνία περασμένων, ξεχασμένων ετών που αντικατοπτρίζουν πλήρως την ουσία των διαδικασιών που μελετώνται. Πιθανότατα δεν έχει αποτέλεσμα η επιδίωξη αμοιβών, όπως συνηθίζεται πλέον, αλλά η σημασία της υψηλής ποιότητας παρουσίασης του υλικού. Ναι, και οι εργαζόμενοι στη λογοκρισία εκείνα τα χρόνια δεν ήταν μάταιοι. έφαγαν το ψωμί τους.

Έτσι, αντί για τα τρανζίστορ P13 - P16 που υποδεικνύονται στα διαγράμματα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε MP39 - 42, MP37, MP38 από τρανζίστορ πυριτίου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε KT315, KT361, αντίστοιχα, δώστε προσοχή στον τύπο αγωγιμότητας και την ισχύ των τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται. . Εάν ο ενισχυτής έχει ισχυρά τρανζίστορ εξόδου όπως το P213 - 215 στο κύκλωμα, μπορούν συνήθως να αντικατασταθούν με σιλικόνη ισχυρά τρανζίστορτύπου KT814 - 817 ή KT805, KT837, παρατηρώντας τον τύπο αγωγιμότητας, αντίστοιχα. Σε κάθε περίπτωση, κατά την αντικατάσταση τρανζίστορ γερμανίου με τρανζίστορ πυριτίου, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τις τιμές των αντιστάσεων στα κυκλώματα των τρανζίστορ που αντικαταστάθηκαν.

Ένας απλός ενισχυτής push-pull χωρίς μετασχηματιστή με ισχύ 1,5 W. Το τρανζίστορ υψηλής συχνότητας P416 χρησιμοποιείται εδώ για να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο ο θόρυβος της βαθμίδας εισόδου, γιατί εκτός από υψηλής συχνότητας είναι και χαμηλού θορύβου. Στην πράξη, μπορεί να αντικατασταθεί με MP39 - 42, με αλλοίωση των χαρακτηριστικών θορύβου, αντίστοιχα, ή με τρανζίστορ πυριτίου KT361 ή KT3107 με οποιοδήποτε γράμμα δέκτης ανιχνευτή, λόγω της οποίας σχηματίζεται μια τάση πόλωσης στις βάσεις των τρανζίστορ. Η τάση στο μεσαίο σημείο (ο αρνητικός ακροδέκτης του πυκνωτή C2) θα είναι ίση με 4,5 V. Εγκαθίσταται επιλέγοντας αντιστάσεις R2, R4. Η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση λειτουργίας του πυκνωτή C2 μπορεί να είναι 6V.

Περισσότερες επιλογές ενισχυτή 1ο, 2ο, διαθέσιμο για επανάληψη από αρχάριους ραδιοερασιτέχνες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν τρανζίστορ πυριτίου. Εμφανίζονται επίσης οι επιλογές προενισχυτήςκαι ένα απλό μπλοκ παθητικού τόνου. (θα ανοίξει σε ξεχωριστό παράθυρο).

|

Θα ήθελα να προσφέρω στους αρχάριους λάτρεις της αναπαραγωγής ήχου υψηλής ποιότητας ένα από τα ανεπτυγμένα και δοκιμασμένα κυκλώματα ULF. Αυτό το σχέδιοθα βοηθήσει στη δημιουργία ενός ενισχυτή υψηλής ποιότητας που μπορεί να τροποποιηθεί με ελάχιστο κόστοςκαι χρησιμοποιήστε τον ενισχυτή για έρευνα κυκλώματος.

Αυτό θα σας βοηθήσει στο δρόμο σας από το απλό στο σύνθετο και πιο τέλειο. Στην περιγραφή επισυνάπτονται αρχεία πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων που μπορούν να μετασχηματιστούν ώστε να ταιριάζουν σε μια συγκεκριμένη θήκη.

Στην παρουσιαζόμενη έκδοση, χρησιμοποιήθηκε το περίβλημα από το Radiotekhnika U-101.

Ανέπτυξα και έφτιαξα αυτόν τον ενισχυτή ισχύος τον περασμένο αιώνα από ό,τι μπορούσε να αγοραστεί χωρίς δυσκολία. Ήθελα να κάνω ένα σχέδιο με την υψηλότερη δυνατή σχέση τιμής-ποιότητας. Αυτό δεν είναι High-End, αλλά ούτε και τρίτη τάξη. Ο ενισχυτής έχει ήχο υψηλής ποιότητας, εξαιρετική επαναληψιμότητα και είναι εύκολο να ρυθμιστεί.

Διάγραμμα κυκλώματος ενισχυτή

Το κύκλωμα είναι εντελώς συμμετρικό για τα θετικά και αρνητικά μισά κύματα του σήματος χαμηλής συχνότητας. Η βαθμίδα εισόδου γίνεται με τρανζίστορ VT1 – VT4. Διαφέρει από το πρωτότυπο στα τρανζίστορ VT1 και VT4, τα οποία αυξάνουν τη γραμμικότητα των σταδίων στα τρανζίστορ VT2 και VT3. Υπάρχουν πολλοί τύποι κυκλωμάτων σταδίων εισόδου με διάφορα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Αυτός ο καταρράκτης επιλέχθηκε λόγω της απλότητάς του και της δυνατότητας μείωσης της μη γραμμικότητας των χαρακτηριστικών πλάτους των τρανζίστορ. Με την εμφάνιση πιο προηγμένων κυκλωμάτων σταδίου εισόδου, μπορεί να αντικατασταθεί.

Το σήμα αρνητικής ανάδρασης (NFS) λαμβάνεται από την έξοδο του ενισχυτή τάσης και εισέρχεται στα κυκλώματα εκπομπού των τρανζίστορ VT2 και VT3. Η απόρριψη του γενικού OOS οφείλεται στην επιθυμία να απαλλαγούμε από την επιρροή στο OOS όλων των περιττών πραγμάτων που δεν είναι το σήμα εξόδου του κυκλώματος. Αυτό έχει τα θετικά και τα αρνητικά του. Με αυτή τη διαμόρφωση αυτό δικαιολογείται. Εάν έχετε εξαρτήματα υψηλότερης ποιότητας, μπορείτε να δοκιμάσετε διάφοροι τύποιανατροφοδότηση.

Ως ενισχυτής τάσης επιλέχθηκε ένα κύκλωμα cascode, το οποίο έχει υψηλή αντίσταση εισόδου, χαμηλή χωρητικότητα διέλευσης και χαμηλότερες μη γραμμικές παραμορφώσεις σε σύγκριση με το κύκλωμα OE. Το μειονέκτημα του κυκλώματος cascode είναι το χαμηλότερο πλάτος του σήματος εξόδου. Αυτό είναι το τίμημα που πρέπει να πληρώσετε για λιγότερη παραμόρφωση. Εάν εγκαταστήσετε βραχυκυκλωτήρες, μπορείτε επίσης να συναρμολογήσετε ένα κύκλωμα OE σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Η τροφοδοσία του ενισχυτή τάσης από ξεχωριστή πηγή τάσης δεν εισήχθη λόγω της επιθυμίας να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός του ULF.

Το στάδιο εξόδου είναι ένας παράλληλος ενισχυτής, ο οποίος έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα κυκλώματα. Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα είναι η γραμμικότητα του κυκλώματος με σημαντική εξάπλωση στις παραμέτρους των τρανζίστορ, η οποία ελέγχθηκε κατά τη συναρμολόγηση του ενισχυτή. Αυτός ο καταρράκτης θα έπρεπε ίσως να έχει μεγαλύτερη γραμμικότητα, γιατί δεν υπάρχει συνολικό OOS και η ποιότητα του σήματος εξόδου του ενισχυτή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από αυτό. Τάση τροφοδοσίας ενισχυτή 30 V.

Σχεδιασμός ενισχυτή

Ανέπτυξα πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για «οικονομικές» θήκες από ενισχυτές Radiotekhnika U-101. Το κύκλωμα τοποθετήθηκε σε δύο μέρη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Το πρώτο μέρος, το οποίο είναι στερεωμένο στο ψυγείο, φιλοξενεί έναν «παράλληλο» ενισχυτή και έναν ενισχυτή τάσης. Το δεύτερο μέρος του πίνακα φιλοξενεί το στάδιο εισόδου. Αυτή η σανίδα είναι προσαρτημένη στην πρώτη σανίδα χρησιμοποιώντας γωνίες. Αυτή η διαίρεση της πλακέτας σε δύο μέρη επιτρέπει στον ενισχυτή να βελτιωθεί με ελάχιστες σχεδιαστικές αλλαγές. Επιπλέον, αυτή η διάταξη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εργαστηριακές μελέτες καταρρακτών.

Ο ενισχυτής πρέπει να συναρμολογηθεί σε διάφορα στάδια. Η συναρμολόγηση ξεκινά με έναν παράλληλο ενισχυτή και τη ρύθμισή του. Στο δεύτερο στάδιο συναρμολογείται και ρυθμίζεται το υπόλοιπο κύκλωμα και πραγματοποιείται η τελική ελαχιστοποίηση των παραμορφώσεων του κυκλώματος. Κατά την τοποθέτηση των τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου στο ψυγείο, είναι απαραίτητο να θυμάστε την ανάγκη για θερμική επαφή μεταξύ των περιβλημάτων των τρανζίστορ VT9, VT14 και VT10, VT13 σε ζεύγη.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αναπτύχθηκαν χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Sprint Layout 6, το οποίο θα σας επιτρέψει να προσαρμόσετε την τοποθέτηση των στοιχείων στην πλακέτα, π.χ. προσαρμοσμένο για μια συγκεκριμένη διαμόρφωση ή περίπτωση. Δείτε τα αρχεία παρακάτω.

Εξαρτήματα ενισχυτή

Οι παράμετροι του ενισχυτή εξαρτώνται από την ποιότητα των ραδιοστοιχείων που χρησιμοποιούνται και τη θέση τους στην πλακέτα. Οι λύσεις εφαρμοζόμενων κυκλωμάτων καθιστούν δυνατή την εκτέλεση χωρίς επιλογή τρανζίστορ, αλλά συνιστάται η χρήση τρανζίστορ με συχνότητα ενίσχυσης αποκοπής από 5 έως 200 MHz και περιθώριο μέγιστης τάσης λειτουργίας πάνω από 2 φορές σε σύγκριση με την τροφοδοσία καταρράκτη Τάση.

Εάν υπάρχει επιθυμία και ευκαιρία, τότε είναι σκόπιμο να επιλέξετε τρανζίστορ σύμφωνα με την αρχή της "συμπληρωματικότητας" και τα ίδια χαρακτηριστικά ενίσχυσης. Δοκιμάσαμε επιλογές κατασκευής με και χωρίς επιλογή τρανζίστορ. Η έκδοση με επιλεγμένα «συμπληρωματικά» οικιακά τρανζίστορ έδειξε σημαντικά καλύτερη απόδοση από ό,τι χωρίς επιλογή. Μόνο τα KT940 και KT9115 των οικιακών τρανζίστορ είναι συμπληρωματικά, ενώ τα υπόλοιπα έχουν συμπληρωματικότητα υπό όρους. Υπάρχουν πολλά συμπληρωματικά ζεύγη μεταξύ ξένων τρανζίστορ και πληροφορίες σχετικά με αυτό μπορείτε να βρείτε στους ιστότοπους των κατασκευαστών και σε βιβλία αναφοράς.

Ως VT1, VT3, VT5 είναι δυνατή η χρήση τρανζίστορ της σειράς KT3107 με οποιαδήποτε γράμματα. Ως VT2, VT4, VT6 είναι δυνατή η χρήση τρανζίστορ της σειράς KT3102 με γράμματα που έχουν χαρακτηριστικά παρόμοια με τα χρησιμοποιημένα τρανζίστορ για ένα άλλο μισό κύμα ηχητικό σήμα. Εάν είναι δυνατό να επιλέξετε τρανζίστορ σύμφωνα με τις παραμέτρους, τότε είναι καλύτερο να το κάνετε. Σχεδόν όλοι οι σύγχρονοι δοκιμαστές σάς επιτρέπουν να το κάνετε αυτό χωρίς προβλήματα. Με μεγάλες αποκλίσεις, ο χρόνος που δαπανάται για τη ρύθμιση θα είναι μεγαλύτερος και το αποτέλεσμα θα είναι πιο μέτριο. Τα τρανζίστορ KT9115A, KP960A είναι κατάλληλα για VT6 και KT940A, KP959A είναι κατάλληλα για VT7.

Τα τρανζίστορ KT817V (G), KT850A μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως VT9 και VT12 και τα KT816V (G), KT851A μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως VT10 και VT11. Για VT13, τα τρανζίστορ KT818V (G), KP964A είναι κατάλληλα και για VT14 - KT819V (G), KP954A. Αντί για τις διόδους zener VD3 και VD4, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο LED AL307 συνδεδεμένα σε σειρά ή παρόμοια.

Το κύκλωμα επιτρέπει τη χρήση άλλων εξαρτημάτων, αλλά μπορεί να απαιτείται διόρθωση των πλακών τυπωμένου κυκλώματος. Ο πυκνωτής C1 μπορεί να έχει χωρητικότητα από 1 μF έως 4,7 μF και πρέπει να είναι κατασκευασμένος από πολυπροπυλένιο ή άλλο, αλλά υψηλής ποιότητας. Μπορείτε να βρείτε πληροφορίες για αυτό σε ιστοσελίδες ραδιοερασιτεχνών. Η τάση τροφοδοσίας, τα σήματα εισόδου και εξόδου συνδέονται χρησιμοποιώντας ακροδέκτες τυπωμένου κυκλώματος.

Ρύθμιση του ενισχυτή

Όταν ενεργοποιείται για πρώτη φορά, το ULF πρέπει να συνδεθεί μέσω ισχυρών κεραμικών αντιστάσεων (10 - 100 Ohms). Αυτό θα γλιτώσει τα στοιχεία από υπερφόρτωση και αστοχία λόγω σφάλματος εγκατάστασης. Στο πρώτο μέρος της πλακέτας, η αντίσταση R23 ρυθμίζει το ρεύμα ηρεμίας ULF (150-250 mA) όταν το φορτίο είναι απενεργοποιημένο. Στη συνέχεια, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει σταθερή τάση στην έξοδο του ενισχυτή όταν είναι συνδεδεμένο ένα ισοδύναμο φορτίο. Αυτό γίνεται αλλάζοντας την τιμή μιας από τις αντιστάσεις R19 ή R20.

Αφού εγκαταστήσετε το υπόλοιπο κύκλωμα, ρυθμίστε την αντίσταση R14 στη μεσαία θέση. Χρησιμοποιώντας το ισοδύναμο φορτίου, ελέγχεται η απουσία διέγερσης του ενισχυτή και η αντίσταση R5 χρησιμοποιείται για να διαπιστωθεί η απουσία σταθερής τάσης στην έξοδο του ενισχυτή. Ο ενισχυτής μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει διαμορφωθεί σε στατική λειτουργία.

Για ρύθμιση σε δυναμική λειτουργία, ένα σειριακό κύκλωμα RC συνδέεται παράλληλα με το ισοδύναμο φορτίου. Αντίσταση με ισχύ 0,125 W και ονομαστική τιμή 1,3-4,7 kOhm. Μη πολικός πυκνωτής 1-2 μF. Συνδέουμε ένα μικροαμπερόμετρο (20-100 μΑ) παράλληλα με τον πυκνωτή. Στη συνέχεια, εφαρμόζοντας ένα ημιτονοειδές σήμα με συχνότητα 5-8 kHz στην είσοδο του ενισχυτή, πρέπει να υπολογίσετε το επίπεδο κορεσμού του κατωφλίου του ενισχυτή χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο και ένα βολτόμετρο AC συνδεδεμένο στην έξοδο. Μετά από αυτό, μειώνουμε το σήμα εισόδου σε επίπεδο 0,7 από κορεσμό και χρησιμοποιούμε την αντίσταση R14 για να επιτύχουμε μια ελάχιστη ένδειξη του μικροαμπερόμετρου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, για να μειωθεί η παραμόρφωση σε υψηλές συχνότητες, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί εκ των προτέρων διόρθωση φάσης με την εγκατάσταση πυκνωτή C12 (0,02-0,033 μF).

Οι πυκνωτές C8 και C9 επιλέγονται για την καλύτερη μετάδοση παλμικού σήματος με συχνότητα 20 kHz (εγκατεστημένο εάν είναι απαραίτητο). Ο πυκνωτής C10 μπορεί να παραλειφθεί εάν το κύκλωμα είναι σταθερό. Με την αλλαγή της τιμής της αντίστασης R15, δημιουργείται το ίδιο κέρδος για καθένα από τα κανάλια της στερεοφωνικής ή πολυκαναλικής έκδοσης. Αλλάζοντας την τιμή του ρεύματος ηρεμίας του σταδίου εξόδου, μπορείτε να προσπαθήσετε να βρείτε τον πιο γραμμικό τρόπο λειτουργίας.

Αξιολόγηση ήχου

Ο συναρμολογημένος ενισχυτής έχει πολύ καλό ήχο. Το να ακούτε τον ενισχυτή για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν οδηγεί σε κόπωση. Φυσικά, υπάρχουν καλύτεροι ενισχυτές, αλλά όσον αφορά την αναλογία κόστους και την ποιότητα που προκύπτει, σε πολλούς θα αρέσει το κύκλωμα. Με ανταλλακτικά καλύτερης ποιότητας και την επιλογή τους, μπορούν να επιτευχθούν ακόμη πιο σημαντικά αποτελέσματα.

Σύνδεσμοι και αρχεία

1. Korol V., «UMZCH με αντιστάθμιση της μη γραμμικότητας του χαρακτηριστικού πλάτους» - Radio, 1989, No. 12, p. 52-54.

06/09/2017 - Το σχήμα έχει διορθωθεί, όλα τα αρχεία έχουν επαναφορτωθεί.
▼ 🕗 09/06/17 ⚖️ 24,43 Kb ⇣ 17 Γεια σου αναγνώστη!Το όνομά μου είναι Igor, είμαι 45, είμαι Σιβηρίας και μανιώδης ερασιτέχνης ηλεκτρονικός μηχανικός. Βρήκα, δημιούργησα και διατηρώ αυτόν τον υπέροχο ιστότοπο από το 2006.
Για περισσότερα από 10 χρόνια, το περιοδικό μας υπάρχει μόνο με δικά μου έξοδα.

Καλός! Το freebie τελείωσε. Αν θέλετε αρχεία και χρήσιμα άρθρα, βοηθήστε με!