UMZCH-piirit transistoreilla selityksillä. Datagor Practical Electronics Magazine. Vahvistimen toimintaperiaate

Korkea tuloimpedanssi ja matala takaisinkytkentä ovat lämpimän putken äänen pääsalaisuus. Ei ole mikään salaisuus, että laadukkaimmat ja kalleimmat vahvistimet, jotka kuuluvat HI-End-luokkaan, valmistetaan putkista. Ymmärrämme, mikä on laadukas vahvistin? Matalataajuisella tehovahvistimella on oikeus kutsua korkealaatuista, jos se toistaa täysin tulosignaalin muodon lähdössä vääristämättä sitä; lähtösignaali on tietysti jo vahvistettu. Internetistä löytyy useita piirejä todella laadukkaita vahvistimia, jotka voidaan luokitella HI-End-luokkaan ja jotka eivät välttämättä vaadi putkipiirejä. Maksimaalisen laadun saavuttamiseksi tarvitset vahvistimen, jonka lähtöaste toimii puhtaassa luokassa A. Piirin maksimilineaarisuus antaa minimisärölle lähdössä, joten laadukkaiden vahvistimien suunnittelussa tähän kiinnitetään erityistä huomiota tekijä. Putkipiirit ovat hyviä, mutta eivät aina saatavilla edes itsekokoonpanoon, ja merkkivalmistajien teollisuusputkien UMZCH:t maksavat useista tuhansista useisiin kymmeniin tuhansiin Yhdysvaltain dollareihin - tämä hinta ei todellakaan ole monille edullinen.
Herää kysymys: onko mahdollista saavuttaa samanlaisia ​​tuloksia transistoripiirit? vastaus on artikkelin lopussa.

Matalataajuisten tehovahvistimien lineaarisia ja ultralineaarisia piirejä on melko paljon, mutta tänään harkittava piiri on korkealaatuinen ultralineaarinen piiri, joka on toteutettu vain 4 transistorilla. Piirin loi vuonna 1969 brittiläinen ääniinsinööri John Linsley-Hood. Kirjoittaja on useiden muiden korkealaatuisten piirien, erityisesti luokan A, luoja. Jotkut asiantuntijat kutsuvat tätä vahvistinta laadukkaimmaksi transistori-ULF-piirien joukossa, ja minä vakuuttuin tästä vuosi sitten.

Ensimmäinen versio tällaisesta vahvistimesta esiteltiin klo. Onnistunut yritys toteuttaa piiri pakotti minut luomaan kaksikanavaisen ULF:n samalla piirillä, kokoamaan kaikki koteloon ja käyttämään sitä henkilökohtaisiin tarpeisiin.

Järjestelmän ominaisuudet

Yksinkertaisuudestaan ​​huolimatta järjestelmässä on useita ominaisuuksia. Oikea toiminta voi häiriintyä väärän kortin asettelun, komponenttien huonon sijoituksen, väärän virtalähteen jne. vuoksi.
Virtalähde on erityisen tärkeä tekijä - suosittelen vahvasti olemaan syöttämättä tätä vahvistinta kaikenlaisista virtalähteistä, paras vaihtoehto akku tai virtalähde, jossa akku on kytketty rinnan.
Vahvistimen teho on 10 wattia 16 voltin virtalähteellä 4 ohmin kuormalla. Itse piiri voidaan sovittaa 4, 8 ja 16 ohmin päille.
Loin vahvistimesta stereoversion, molemmat kanavat sijaitsevat samalla levyllä.

Toinen on tarkoitettu pääteasteen ajamiseen, asensin KT801:n (se oli aika vaikea saada käsiinsä.
Itse päätevaiheessa asensin tehokkaat kaksinapaiset käänteisen johtumisen kytkimet - KT803 epäilemättä sai sen mukanaan korkealaatuinenääni, vaikka kokeilin monia transistoreja - KT805, 819, 808, jopa asensin tehokkaita komponentteja - KT827, sen kanssa teho on paljon suurempi, mutta ääntä ei voida verrata KT803: een, vaikka tämä on vain subjektiivinen mielipiteeni.

Tulokondensaattori, jonka kapasiteetti on 0,1-0,33 μF, sinun on käytettävä kalvokondensaattoreita, joilla on minimaalinen vuoto, mieluiten tunnetuilta valmistajilta, samoin lähtöelektrolyyttikondensaattorin kanssa.
Jos piiri on suunniteltu 4 ohmin kuormitukselle, sinun ei pitäisi nostaa syöttöjännitettä yli 16-18 voltin.
Päätin olla asentamatta äänensäädintä, se puolestaan ​​​​vaikuttaa ääneen, mutta on suositeltavaa asentaa 47k vastus rinnakkain tulon ja miinuksen kanssa.
Itse levy on prototyyppilevy. Jouduin puuhailemaan levyä pitkään, sillä raitojen linjat vaikuttivat myös jonkin verran äänenlaatuun kokonaisuutena. Tällä vahvistimella on erittäin laaja taajuusalue 30 Hz - 1 MHz.

Asennus ei voisi olla helpompaa. Tätä varten sinun on käytettävä muuttuvaa vastusta saavuttaaksesi puolet syöttöjännitteestä lähdössä. Tarkempia asetuksia varten kannattaa käyttää monikäännöstä muuttuva vastus. Yhdistämme yhden yleismittarin johdon miinusvirtalähteeseen, laitamme toisen lähtölinjaan eli elektrolyytin plussaan lähdössä, jolloin muuttujaa hitaasti pyörittämällä saadaan puolet ulostulon tehosta.

Arvokkaalle huomiollenne tarjottu vahvistin on helppo koota, hirveän yksinkertainen asentaa (se ei itse asiassa vaadi sitä), ei sisällä erityisen niukkoja komponentteja ja samalla on erittäin hyvät ominaisuudet ja sopii helposti yhteen so. kutsutaan hifiksi, jota suurin osa kansalaisista rakastaa.Vahvistin toimii 4 ja 8 ohmin kuormilla, sitä voidaan käyttää siltaliitännässä 8 ohmin kuormaan ja se antaa kuormaan 200 W.

Pääasialliset tunnusmerkit:

Syöttöjännite, V................................................. ..................... ±35
Virrankulutus äänettömässä tilassa, mA................................................ 100
Tuloimpedanssi, kOhm................................................ ...................... 24
Herkkyys (100 W, 8 ohm), V........................ .... ...... 1.2
Lähtöteho (KG=0,04 %), W................................... .... .... 80
Toistettava taajuusalue, Hz................................................ 10 - 30000
Signaali-kohinasuhde (ei painotettu), dB..................... -73

Vahvistin perustuu kokonaan erillisiin elementteihin, ilman operaatiovahvistimia tai muita temppuja. Käytettäessä 4 ohmin kuormalla ja 35 V:n jännitteellä vahvistin kehittää tehoa 100 W:iin asti. Jos on tarvetta kytkeä 8 ohmin kuorma, tehoa voidaan nostaa +/-42 V:iin, tässä tapauksessa saamme samat 100 W.Ei ole erittäin suositeltavaa nostaa syöttöjännitettä yli 42 V, muuten saatat jäädä ilman lähtötransistoreja. Siltatilassa käytettäessä on käytettävä 8 ohmin kuormaa, muuten menetämme jälleen kaiken toivon lähtötransistorien selviytymisestä. Muuten meidän on otettava huomioon, että kuormassa ei ole oikosulkusuojausta, joten sinun on oltava varovainen.Jotta vahvistinta voidaan käyttää siltatilassa, on MT-tulo ruuvattava toisen vahvistimen lähtöön, jonka tuloon signaali syötetään. Loput tulot on kytketty yhteiseen johtoon. Vastusta R11 käytetään lähtötransistorien lepovirran asettamiseen. Kondensaattori C4 määrittää vahvistuksen ylärajan, eikä sitä pidä pienentää - saat itseherätyksen korkeilla taajuuksilla.
Kaikki vastukset ovat 0,25 W paitsi R18, R12, R13, R16, R17. Kolme ensimmäistä ovat 0,5 W, kaksi viimeistä 5 W kukin. HL1-LED ei ole kauneuden vuoksi, joten ei tarvitse kytkeä superkirkasta diodia piiriin ja tuoda sitä etupaneeliin. Diodin tulisi olla yleisin vihreä väri - tämä on tärkeää, koska muiden värien LEDeillä on erilainen jännitehäviö.Jos joku yllättäen ei ole onnekas eikä saanut ulostulotransistoreita MJL4281 ja MJL4302, ne voidaan korvata vastaavasti MJL21193:lla ja MJL21194:llä.On parasta ottaa monikierrosmuuttuva vastus R11, vaikka tavallinenkin kelpaa. Tässä ei ole mitään kriittistä - on vain mukavampaa asettaa lepovirta.

Haluttiin koota tehokkaampi A-luokan vahvistin. Luettuaan riittävän määrän relevanttia kirjallisuutta ja valinnut tarjotusta eniten uusin versio. Se oli 30 W vahvistin, joka vastasi parametreiltään korkealuokkaisia ​​vahvistimia.

Alkuperäisen jäljessä painetut piirilevyt En aikonut tehdä muutoksia, mutta alkuperäisten tehotransistoreiden puutteen vuoksi valittiin luotettavampi lähtöaste 2SA1943- ja 2SC5200-transistoreilla. Näiden transistorien käyttö mahdollisti lopulta suuremman lähtöteho vahvistin Kaaviokuva minun versioni vahvistimesta alla.

Tämä on kuva levyistä, jotka on koottu tämän piirin mukaisesti Toshiba 2SA1943- ja 2SC5200-transistoreilla.

Tarkemmin katsottuna piirilevyssä on kaikkien komponenttien ohella esijännitevastuksia, ne ovat 1 W hiilikuitutyyppisiä. Kävi ilmi, että ne ovat lämmönkestävämpiä. Kun mikä tahansa suuritehoinen vahvistin toimii, syntyy valtava määrä lämpöä, joten elektronisen komponentin vakioarvon ylläpitäminen sitä lämmitettäessä on tärkeä edellytys laitteen laadukkaalle toiminnalle.

Vahvistimen koottu versio toimii noin 1,6 A virralla ja 35 V jännitteellä. Tämän seurauksena 60 W jatkuvaa tehoa haihtuu transistoreille lähtöasteessa. Minun on huomattava, että tämä on vain kolmasosa siitä tehosta, jonka he voivat käsitellä. Yritä kuvitella kuinka paljon lämpöä syntyy lämpöpatteriin, kun ne lämmitetään 40 asteeseen.

Vahvistimen kotelo on valmistettu käsin alumiinista. Ylälevy ja asennuslevy 3mm paksut. Patteri koostuu kahdesta osasta, sen kokonaismitat ovat 420 x 180 x 35 mm. Kiinnikkeet - ruuvit, pääosin upotettu ruostumaton teräspää ja M5- tai M3-kierteet. Kondensaattorien lukumäärä nostettiin kuuteen, niiden kokonaiskapasiteetti on 220 000 µF. Virtalähteenä käytettiin 500 W toroidimuuntajaa.

Vahvistimen virtalähde

Vahvistinlaite, jossa on sopivan rakenteen kuparikiskot, on selvästi näkyvissä. Lisätään pieni toroidi ohjattua virtausta varten DC-suojapiirin ohjauksessa. Virransyöttöpiirissä on myös ylipäästösuodatin. Kaikesta yksinkertaisuudestaan ​​huolimatta, on sanottava petollinen yksinkertaisuus, tämän vahvistimen levytopologia tuottaa äänen ikään kuin ilman mitään ponnistelua, mikä puolestaan ​​​​merkitsee mahdollisuutta sen äärettömään vahvistukseen.

Oskillogrammit vahvistimen toiminnasta

3 dB:n lisäys 208 kHz:llä

Siniaalto 10 Hz ja 100 Hz

Siniaalto 1 kHz ja 10 kHz

100 kHz ja 1 MHz signaalit

Neliöaalto 10 Hz ja 100 Hz

Neliöaalto 1 kHz ja 10 kHz

Kokonaisteho 60 W, symmetriakatkaisu 1 kHz

Siten käy selväksi, että yksinkertainen ja laadukas UMZCH-suunnittelu ei välttämättä ole tehty käyttämällä integroidut piirit- Vain 8 transistoria mahdollistavat kunnollisen äänen saavuttamisen piirillä, joka voidaan koota puolessa päivässä.

TRANSISTORIMATATAAJUISET VAHVISTIMET. TEHOVAHVISTIMET

Sivuston vierailijoiden pyynnöstä esitän huomionne artikkelin, joka on omistettu kokonaan transistorivahvistimille. Kahdeksannella oppitunnilla käsittelimme hieman vahvistimien - transistoreiden vahvistusvaiheita -teemaa, joten yritän tämän artikkelin avulla poistaa kaikki transistorivahvistimiin liittyvät aukot. Jonkin verran teoreettinen perusta tässä esitetyt pätevät sekä transistorivahvistimille että putkivahvistimille. Artikkelin alussa käydään läpi tärkeimmät vahvistinportaiden päällekytkennän tyypit ja menetelmät; artikkelin lopussa tarkastellaan yksipäisten muuntajien ja muuntajattomien vahvistimien tärkeimpiä etuja ja haittoja, ja pohditaan Erityisen yksityiskohtainen push-pull muuntaja ja muuntajattomat vahvistimet, koska niitä käytetään melko usein ja ne edustavat suurta kiinnostusta. Artikkelin lopussa, kuten edellisilläkin tunneilla, on käytännön työtä. Itse asiassa tämä artikkeli ei eroa oppitunneista, sillä ainoa ero on, että tässä ja kaikissa myöhemmissä artikkeleissa on erityisiä nimiä, jonka avulla voit valita aiheen, jota haluat opiskella. Joka tapauksessa, jotta voit valita itsevarmasti jonkin seuraavista aiheista, sinun on suoritettava koko kurssi, joka koostuu 10 oppitunnista.

Vahvistimen transistori vaihe On tapana kutsua transistoria, jossa on vastuksia, kondensaattoreita ja muita osia, jotka tarjoavat sille toimintaolosuhteet vahvistimena. Toistaa tärinää kovaa äänitaajuus transistorivahvistimen on oltava vähintään kaksi - kolmivaiheinen . Useita asteita sisältävissä vahvistimissa portaat erotetaan toisistaan esivahvistus ja ulostulo eli loppuvaiheet . Lähtöaste on vahvistimen viimeinen vaihe, joka toimii puhelimissa tai kaiuttimen dynaamisessa päässä, ja esiasteet ovat kaikki sen edessä olevat vaiheet. Yhden tai useamman esivahvistinportaan tehtävänä on nostaa äänitaajuuden jännite arvoon, joka tarvitaan lähtöasteen transistorin ohjaamiseen. Lähtöasteen transistori tarvitaan lisäämään äänitaajuuden värähtelyjen tehoa dynaamisen pään toiminnan edellyttämälle tasolle. Yksinkertaisimpien transistorivahvistimien lähtöasteisiin radioamatöörit käyttävät usein pienitehoisia transistoreita, samoin kuin esivahvistinvaiheissa. Tämä selittyy halulla tehdä vahvistimista taloudellisempia, mikä on erityisen tärkeää kannettavissa akkukäyttöisissä malleissa. Tällaisten vahvistimien lähtöteho on pieni - useista kymmenistä 100 - 150 mW, mutta se riittää myös puhelimien tai pienitehoisten dynaamisten päiden käyttöön. Jos virtalähteiden energiansäästökysymys ei ole niin merkittävä, esimerkiksi kun vahvistimia syötetään sähkövalaistusverkosta, lähtöasteessa käytetään tehokkaita transistoreita. Mikä on useista vaiheista koostuvan vahvistimen toimintaperiaate? Yksinkertaisen transistorin piiri kaksivaiheinen vahvistin Näet LF:n (kuva 1). Katso sitä huolellisesti. Vahvistimen ensimmäisessä vaiheessa toimii transistori V1, toisessa transistori V2. Tässä ensimmäinen vaihe on esivahvistusaste, toinen on lähtöaste. Heidän välillään - irrotuskondensaattori C2. Tämän vahvistimen minkä tahansa vaiheen toimintaperiaate on sama ja samanlainen kuin yksivaiheisen vahvistimen tuttu toimintaperiaate. Ainoa ero on yksityiskohdissa: ensimmäisen asteen transistorin V1 kuorma on vastus R2 ja pääteasteen transistorin V2 kuorma on puhelimet B1 (tai jos lähtösignaali on riittävän voimakas, kaiuttimen pää). Bias kohdistetaan ensimmäisen asteen transistorin kantaan vastuksen R1 kautta ja toisen asteen transistorin kantaan - vastuksen R3 kautta. Molemmat vaiheet saavat virran yhteisestä UiP-lähteestä, joka voi olla akku galvaaniset kennot tai suoristusrautaa. Transistorien toimintatilat asetetaan valitsemalla vastukset R1 ja R3, jotka on merkitty kaaviossa tähdillä.

Riisi. 1 Kaksivaiheinen transistorivahvistin.

Vahvistimen vaikutus kokonaisuudessaan on seuraava. Kondensaattorin C1 kautta ensimmäisen asteen tuloon syötetty ja transistorilla V1 vahvistettu sähköinen signaali kuormitusvastuksesta R2 erotuskondensaattorin C2 kautta syötetään toisen portaan tuloon. Tässä sitä vahvistetaan transistorin V2 ja puhelimien B1 avulla, jotka on kytketty transistorin kollektoripiiriin, ja muunnetaan ääneksi. Mikä on kondensaattorin C1 rooli vahvistimen tulossa? Se suorittaa kaksi tehtävää: se siirtää vapaasti vaihtosignaalijännitteen transistoriin ja estää kannan oikosulun emitteriin signaalilähteen kautta. Kuvittele, että tämä kondensaattori ei ole tulopiirissä ja vahvistetun signaalin lähde on sähködynaaminen mikrofoni, jolla on pieni sisäinen vastus. Mitä tapahtuu? Mikrofonin pienen vastuksen kautta transistorin kanta liitetään emitteriin. Transistori sammuu, koska se toimii ilman alkujännitettä. Se avautuu vain signaalijännitteen negatiivisilla puolijaksoilla. Ja se "katkaisee" positiiviset puolijaksot, jotka sulkevat transistorin entisestään. Tämän seurauksena transistori vääristää vahvistettua signaalia. Kondensaattori C2 yhdistää vahvistimen portaat vaihtovirralla. Sen tulisi läpäistä hyvin vahvistetun signaalin muuttuva komponentti ja viivästyttää ensimmäisen asteen transistorin kollektoripiirin vakiokomponenttia. Jos muuttuvan komponentin ohella kondensaattori johtaa myös tasavirtaa, pääteasteen transistorin toimintatila häiriintyy ja ääni säröytyy tai katoaa kokonaan. Tällaisia ​​toimintoja suorittavia kondensaattoreita kutsutaan kytkentäkondensaattorit, siirtymä- tai eristyskondensaattorit . Tulo- ja siirtymäkondensaattorien on läpäistävä hyvin vahvistetun signaalin koko taajuuskaista - alimmasta korkeimpaan. Tämän vaatimuksen täyttävät kondensaattorit, joiden kapasiteetti on vähintään 5 µF. Suurten kapasitanssien kytkentäkondensaattorien käyttö transistorivahvistimissa selittyy transistorien suhteellisen alhaisilla tuloresistanssilla. Kytkentäkondensaattori tarjoaa kapasitiivisen vastuksen vaihtovirralle, joka on sitä pienempi mitä suurempi sen kapasitanssi. Ja jos se osoittautuu suuremmiksi kuin transistorin tuloresistanssi, osa AC-jännitteestä putoaa sen yli, suurempi kuin transistorin tuloresistanssissa, mikä johtaa vahvistuksen menettämiseen. Kytkentäkondensaattorin kapasitanssin tulee olla vähintään 3-5 kertaa pienempi kuin transistorin tuloresistanssi. Siksi tuloon sijoitetaan suuret kondensaattorit sekä transistoriasteiden välistä viestintää varten. Tässä käytetään yleensä pienikokoisia elektrolyyttikondensaattoreita, joiden kytkennän napaisuus on pakollinen. Nämä ovat kaksivaiheisen transistorin matalataajuisen vahvistimen elementtien tyypillisimpiä ominaisuuksia. Transistori-kaksivaiheisen matalataajuisen vahvistimen toimintaperiaatteen vahvistamiseksi muistissa ehdotan alla olevien vahvistinpiirien yksinkertaisimpien versioiden kokoamista, asentamista ja testaamista. (Artikkelin lopussa ehdotetaan vaihtoehtoja käytännön työhön; nyt sinun on koottava prototyyppi yksinkertaisesta kaksivaiheisesta vahvistimesta, jotta voit nopeasti seurata teoreettisia lausuntoja käytännössä).

Yksinkertaiset kaksivaiheiset vahvistimet

Kaaviokaaviot tällaisen vahvistimen kahdesta versiosta on esitetty (Kuva 2). Ne ovat pohjimmiltaan nyt puretun transistorivahvistimen piirin toistoa. Vain niissä on ilmoitettu osien yksityiskohdat ja kolme lisäelementtiä: R1, SZ ja S1. Vastus R1 - äänitaajuuden värähtelylähteen kuormitus (ilmaisinvastaanotin tai poiminta); SZ - kondensaattori, joka estää kaiuttimen pään B1 korkeammilla äänitaajuuksilla; S1 - virtakytkin. Vahvistimessa (Kuva 2, a) toimivat p - n - p -rakenteen transistorit, vahvistimessa (Kuva 2, b) - rakenteessa n - p - n. Tässä suhteessa niitä virtaa antavien paristojen kytkemisen napaisuus on erilainen: negatiivinen jännite syötetään vahvistimen ensimmäisen version transistorien kollektoreihin ja positiivinen jännite syötetään toisen version transistorien kollektoreihin. Myös elektrolyyttikondensaattorien päällekytkemisen napaisuus on erilainen. Muuten vahvistimet ovat täsmälleen samat.

Riisi. 2 Kaksivaiheiset matalataajuiset vahvistimet p - n - p -rakenteen transistoreissa (a) ja n - p - n rakenteen transistoreissa (b).

Kaikissa näissä vahvistinvaihtoehdoissa voivat toimia transistorit, joiden staattinen virransiirtokerroin h21e on 20–30 tai enemmän. Esivahvistusvaiheeseen (ensimmäinen) on asennettava transistori, jolla on suuri kerroin h21e - Lähtöasteen kuorman B1 rooli voidaan suorittaa kuulokkeilla, DEM-4m puhelinkapselilla. Käytä vahvistimen virransyöttöön 3336L akkua (jota kutsutaan yleisesti nelikulmaiseksi paristoksi) tai verkkovirtalähde(joka ehdotettiin tehtäväksi 9. oppitunnilla). Esivahvistimen kokoaminen päälle leipälauta , ja siirrä sitten sen osat painetulle piirilevylle, jos sellainen halu ilmenee. Asenna ensin vain ensimmäisen vaiheen ja kondensaattorin C2 osat koepalevylle. Kytke kuulokkeet päälle tämän kondensaattorin oikeanpuoleisen (kaavion mukaan) liittimen ja virtalähteen maadoitetun johtimen välissä. Jos nyt kytket vahvistimen tulon esimerkiksi johonkin radioasemaan viritetyn ilmaisinvastaanottimen lähtöliittimiin tai liität siihen jonkin muun heikon signaalin lähteen, radiolähetyksen äänen tai signaalin yhdistetty lähde näkyy puhelimissa. Valitsemalla vastuksen R2 resistanssi (sama kuin säädettäessä yksitransistorivahvistimen toimintatilaa, mistä puhuin oppitunnilla 8 ), saavuttaa suurin äänenvoimakkuus. Tässä tapauksessa transistorin kollektoripiiriin kytketyn milliampeerin tulisi näyttää virtaa, joka on 0,4 - 0,6 mA. 4,5 V:n tehonsyöttöjännitteellä tämä on edullisin toimintatapa tälle transistorille. Asenna sitten vahvistimen toisen (lähtö)asteen osat ja kytke puhelimet sen transistorin kollektoripiiriin. Puhelimen pitäisi nyt kuulostaa huomattavasti kovemmalta. Ehkä ne kuulostavat vieläkin kovemmin, kun transistorin kollektorivirta on asetettu arvoon 0,4 - 0,6 mA valitsemalla vastus R4. Voit tehdä sen eri tavalla: asenna kaikki vahvistimen osat, valitse vastukset R2 ja R4 asettaaksesi suositellut transistoritilat (perustuu kollektoripiirien virtoihin tai transistorien kollektoreiden jännitteisiin) ja tarkista vasta sitten sen toiminta. äänen toistoon. Tämä tapa on teknisempi. Ja monimutkaisemmalla vahvistimella, ja joudut käsittelemään pääasiassa tällaisia ​​vahvistimia, tämä on ainoa oikea. Toivon, että ymmärrät, että neuvoni kaksivaiheisen vahvistimen asettamisesta pätee yhtä lailla molempiin vaihtoehtoihin. Ja jos niiden transistorien virransiirtokertoimet ovat suunnilleen samat, puhelimien äänenvoimakkuuden ja vahvistimen kuormien tulisi olla samat. DEM-4m-kapselilla, jonka resistanssi on 60 ohmia, kaskaditransistorin lepovirtaa on lisättävä (pienentämällä vastuksen R4 vastusta) 4 - 6 mA:iin. Kaksivaiheisen vahvistimen kolmannen version kaavio on esitetty (Kuva 3). Tämän vahvistimen erikoisuus on, että sen ensimmäisessä vaiheessa toimii p - n - p -rakenteen transistori ja toisessa - n - p - n -rakenteen. Lisäksi toisen transistorin kanta on kytketty ensimmäisen kollektoriin ei siirtymäkondensaattorin kautta, kuten kahden ensimmäisen vaihtoehdon vahvistimessa, vaan suoraan tai, kuten myös sanotaan, galvaanisesti. Tällaisella kytkennällä vahvistettujen värähtelyjen taajuusalue laajenee, ja toisen transistorin toimintatapa määräytyy pääasiassa ensimmäisen toimintatavan mukaan, joka asetetaan valitsemalla vastus R2. Tällaisessa vahvistimessa ensimmäisen asteen transistorin kuorma ei ole vastus R3, vaan toisen transistorin emitteri p-n-liitos. Vastusta tarvitaan vain bias-elementtinä: sen yli syntynyt jännitehäviö avaa toisen transistorin. Jos tämä transistori on germanium (MP35 - MP38), vastuksen R3 resistanssi voi olla 680 - 750 ohmia ja jos se on pii (MP111 - MP116, KT315, KT3102) - noin 3 kOhmia. Valitettavasti tällaisen vahvistimen stabiilisuus syöttöjännitteen tai lämpötilan muuttuessa on alhainen. Muuten kaikki, mitä sanotaan kahden ensimmäisen vaihtoehdon vahvistimien suhteen, koskee tätä vahvistinta. Voivatko vahvistimet saada virtaa 9 V DC lähteestä, esimerkiksi kahdesta 3336L tai Krona akusta, tai päinvastoin 1,5 - 3 V lähteestä - yhdestä tai kahdesta 332 tai 316 kennosta? Tietysti voit: useammalla korkea jännite virtalähde, vahvistimen kuorman - kaiuttimen pään - pitäisi kuulostaa kovemmalta, alemman - hiljaisemmalta. Mutta samaan aikaan transistorien toimintatilojen tulisi olla hieman erilaisia. Lisäksi 9 V:n syöttöjännitteellä kahden ensimmäisen vahvistinvaihtoehdon elektrolyyttikondensaattorien C2 nimellisjännitteiden on oltava vähintään 10 V. Niin kauan kuin vahvistinosat on asennettu leipälevylle, tämä kaikki on helposti tarkistettavissa. kokeellisesti ja siitä voidaan tehdä asianmukaiset johtopäätökset.

Riisi. 3 Vahvistin, jossa on eri rakenteellisia transistoreja.

Vakiintuneen vahvistimen osien asentaminen pysyvälle levylle ei ole vaikea tehtävä. Esimerkiksi (Kuva 4) esittää ensimmäisen vaihtoehdon vahvistimen piirilevyä (kuvan 2, a kaavion mukaan). Leikkaa levy getinax- tai lasikuitulevystä, jonka paksuus on 1,5 - 2 mm. Sen kuvassa näkyvät mitat ovat likimääräisiä ja riippuvat omistamiesi osien mitoista. Esimerkiksi kaaviossa vastusten teho on 0,125 W, elektrolyyttikondensaattorien kapasitanssi on 10 μF. Mutta tämä ei tarkoita, että vain sellaiset osat tulisi asentaa vahvistimeen. Vastusten tehohäviö voi olla mikä tahansa. Piirilevyllä olevien elektrolyyttikondensaattorien K5O - 3 tai K52 - 1 sijasta voi olla kondensaattoreita K50 - 6 tai tuotuja analogeja, myös korkeammille nimellisjännitteille. Riippuen omista osistasi, myös vahvistimen piirilevy voi muuttua. Voit lukea radioelementtien asennustekniikoista, mukaan lukien painetun piirin asennus, osiosta "kinkkuradiotekniikka" .

Riisi. 4 Kaksivaiheisen matalataajuisen vahvistimen piirilevy.

Kaikki vahvistimet, joista puhuin tässä artikkelissa, ovat hyödyllisiä sinulle tulevaisuudessa, esimerkiksi kannettavalle transistorivastaanottimelle. Samanlaisia ​​vahvistimia voidaan käyttää langallisiin puhelinviestintä lähellä asuvan ystävän kanssa.

Transistorin toimintatilan stabilointi

Ensimmäisen tai toisen vaihtoehdon (kuvan 2 kaavioiden mukaan) vahvistin, joka on asennettu ja säädetty sisätiloihin, toimii paremmin kuin ulkona, missä se altistuu kesäauringon kuumille säteille tai talvella kylmälle. Miksi näin tapahtuu? Koska valitettavasti lämpötilan noustessa transistorin toimintatila häiriintyy. Ja perimmäinen syy tähän on hallitsematon käänteinen kollektorivirta Ikbo ja staattisen virransiirtokertoimen h21E muutos lämpötilan muutoksilla. Periaatteessa nykyinen Ikbo on pieni. Esimerkiksi pienitaajuisilla pienitehoisilla germaniumtransistoreilla tämä virta mitattuna käänteisjännitteellä kollektorin p-n-liitoksessa 5 V ja lämpötilassa 20 ° C, ei ylitä 20 - 30 μA, ja piitransistoreilla se. on alle 1 μA. Mutta se muuttuu merkittävästi lämpötilan vaikutuksesta. Kun lämpötila nousee 10 °C, germaniumtransistorin nykyinen Ikbo noin kaksinkertaistuu ja piitransistorin 2,5-kertainen. Jos esimerkiksi 20°C:n lämpötilassa germaniumtransistorin nykyinen Ikbo on 10 μA, niin lämpötilan noustessa 60°C:een se nousee noin 160 μA:iin. Mutta nykyinen Ikbo luonnehtii vain kollektorin p-n-liitoksen ominaisuuksia. Todellisissa käyttöolosuhteissa virtalähteen jännite syötetään kahteen p-n-liitokseen - kollektoriin ja emitteriin. Tässä tapauksessa käänteinen kollektorivirta kulkee myös emitteriliitoksen läpi ja ikään kuin vahvistaa itseään. Tämän seurauksena lämpötilan vaikutuksesta muuttuvan hallitsemattoman virran arvo kasvaa useita kertoja. Ja mitä suurempi sen osuus kollektorivirrasta, sitä epävakaampi transistorin toimintatila on erilaisissa lämpötilaolosuhteissa. Virransiirtokertoimen h21E nousu lämpötilan myötä lisää epävakautta. Mitä tapahtuu kaskadissa, esimerkiksi ensimmäisen tai toisen vaihtoehdon vahvistimen transistorilla V1? Lämpötilan noustessa kollektoripiirin kokonaisvirta kasvaa aiheuttaen kasvavan jännitehäviön kuormitusvastuksen R3 yli (katso kuva 3). Jännite kollektorin ja emitterin välillä laskee, mikä johtaa signaalin vääristymiseen. Lämpötilan edelleen noustessa kollektorin jännite voi tulla niin pieneksi, että transistori ei enää vahvista tulosignaalia ollenkaan. Lämpötilan vaikutusta kollektorivirtaan voidaan vähentää joko käyttämällä erittäin alhaisella virtalla Ikbo-transistoreja laitteissa, jotka on suunniteltu toimimaan merkittävissä lämpötilanvaihteluissa. esimerkiksi pii tai erikoistoimenpiteiden käyttö, jotka stabiloivat transistorien tilan termisesti. Yksi menetelmistä käyttötilan lämpöstabilointi p - n - p -rakenteen omaava germaniumtransistori on esitetty kaaviossa kuvassa. 5, a. Tässä, kuten näet, kantavastus Rb ei ole kytketty virtalähteen negatiiviseen johtimeen, vaan transistorin kollektoriin. Mitä tämä antaa? Lämpötilan noustessa kasvava kollektorivirta lisää jännitehäviötä kuorman Rн yli ja vähentää jännitettä kollektorin yli. Ja koska kanta on kytketty (vastuksen Rb kautta) kollektoriin, myös sen negatiivinen bias-jännite pienenee, mikä puolestaan ​​pienentää kollektorin virtaa. Tuloksena on takaisinkytkentä kaskadin lähtö- ja tulopiirien välillä - kasvava kollektorivirta vähentää kannan jännitettä, mikä vähentää automaattisesti kollektorivirtaa. Transistorin määritetty toimintatila on stabiloitu. Mutta transistorin toiminnan aikana sen kollektorin ja kannan välillä tapahtuu negatiivinen vaihtovirta takaisinkytkentä saman vastuksen Rb kautta, mikä vähentää kaskadin kokonaisvahvistusta. Siten transistorimoodin vakaus saavutetaan vahvistuksen menettämisen kustannuksella. Se on sääli, mutta sinun on tehtävä nämä tappiot pysyäksesi yllä normaalia työtä vahvistin

Riisi. 5 vahvistinastetta, joissa transistorimoodin lämpöstabilointi.

On kuitenkin olemassa tapa stabiloida transistorin toimintatila hieman pienemmillä vahvistushäviöillä, mutta tämä saavutetaan monimutkaisemalla kaskadi. Tällaisen vahvistimen piiri on esitetty (Kuva 5, b). Transistorin lepotila DC ja jännite pysyy samana: kollektoripiirin virta on 0,8 - 1 mA, negatiivinen bias-jännite kannassa suhteessa emitteriin on 0,1 V (1,5 - 1,4 = 0,1 V). Mutta tila asetetaan käyttämällä kahta lisävastusta: Rb2 ja Re. Vastukset Rb1 ja Rb2 muodostavat jakajan, jonka avulla ylläpidetään vakaa jännite kannalla. Emitterivastus Re on elementti lämpöstabilointi . Transistorimoodin lämpöstabilointi tapahtuu seuraavasti. Kun kollektorivirta kasvaa lämmön vaikutuksesta, vastuksen Re jännitehäviö kasvaa. Tässä tapauksessa kannan ja emitterin välinen jännite-ero pienenee, mikä vähentää automaattisesti kollektorin virtaa. Sama palaute saadaan, vain nyt emitterin ja kannan välillä, minkä ansiosta transistorin tila stabiloituu. Peitä kondensaattori Se paperilla tai sormella, kytketty rinnan vastuksen Re kanssa ja siten shunting se. Mitä tämä kaavio muistuttaa sinua nyt? Kaskadi, jossa on OK-piirin mukaan kytketty transistori (emitteriseuraaja). Tämä tarkoittaa, että transistorin toiminnan aikana, kun vastuksen Re poikki ei ole vain vakio-, vaan myös muuttuvien komponenttien jännitehäviö, emitterin ja kannan välillä tapahtuu jännitehäviö. 100 % negatiivinen AC jännitteen takaisinkytkentä , jossa kaskadivahvistus on pienempi kuin yksikkö. Mutta tämä voi tapahtua vain, kun kondensaattoria C3 ei ole. Tämä kondensaattori luo rinnakkaisen reitin, jota pitkin vastuksen Re ohittaen kollektorivirran vaihtokomponentti kulkee, sykkien vahvistetun signaalin taajuudella, eikä negatiivista takaisinkytkentää tapahdu (kollektorivirran vaihtuva komponentti menee yhteiseen lanka). Tämän kondensaattorin kapasitanssin tulee olla sellainen, ettei se aiheuta havaittavaa vastusta vahvistetun signaalin alimmille taajuuksille.Äänen taajuuden vahvistusvaiheessa tämä vaatimus voidaan täyttää elektrolyyttikondensaattorilla, jonka kapasiteetti on 10 - 20 mikrofaradia tai enemmän. Vahvistin, jossa on tällainen järjestelmä transistorimoodin stabiloimiseksi, on käytännössä herkkä lämpötilan vaihteluille ja lisäksi, ja yhtä tärkeää, vaihtuville transistoreille. Näinkö transistorin toimintatila pitäisi vakiinnuttaa kaikissa tapauksissa? Ei tietenkään. Loppujen lopuksi kaikki riippuu siitä, mihin tarkoitukseen vahvistin on tarkoitettu. Jos vahvistin toimii vain kotona, jossa lämpötilaero on merkityksetön, tiukkaa lämpöstabilointia ei tarvita. Ja jos aiot rakentaa vahvistimen tai vastaanottimen, joka toimisi luotettavasti sekä kotona että kadulla, sinun on tietysti stabiloitava transistorien tila, vaikka laitteen on oltava monimutkainen lisäosilla .

Push-pull tehovahvistin

Puhuessani tämän artikkelin alussa vahvistinasteiden tarkoituksesta, sanoin ikään kuin katsoen eteenpäin, että lähtöasteikoissa, jotka ovat tehovahvistimia, radioamatöörit käyttävät samoja pienitehoisia transistoreita kuin jännitevahvistusasteikoissa. Silloin mieleesi saattaa luonnollisesti syntyä tai ehkä heräsi kysymys: miten tämä saavutetaan? Vastaan ​​siihen nyt. Tällaisia ​​vaiheita kutsutaan push-pull tehovahvistimiksi. Lisäksi ne voivat olla muuntajapohjaisia, ts. käyttämällä niissä muuntajia tai muuntajattomia. Suunnitelmissasi käytetään molempia push-pull-äänitaajuusvärähtelyvahvistimia. Ymmärrämme heidän työnsä periaatteen. Yksinkertaistettu kaavio push-pull-muuntajan tehovahvistusasteesta ja sen toimintaa kuvaavat käyrät on esitetty (Kuva 6). Kuten näet, se sisältää kaksi muuntajaa ja kaksi transistoria. Muuntaja T1 on portaiden välinen, joka yhdistää esipääteasteen tehovahvistimen tuloon ja muuntaja T2 on ulostulo. Transistorit V1 ja V2 on kytketty OE-piirin mukaan. Niiden emitterit, kuten vaiheiden välisen muuntajan toisiokäämin keskiliitin, on "maadoitettu" - kytketty virtalähteen yhteiseen johtimeen Ui.p. - negatiivinen syöttöjännite syötetään transistorikollektoreihin lähtömuuntajan T2 ensiökäämin kautta: transistorin V1 kollektoriin - osan Ia kautta, transistorin V2 kollektoriin - osan Ib kautta. Jokainen transistori ja siihen liittyvät vaiheiden välisen muuntajan toisiokäämin ja lähtömuuntajan ensiökäämin osat edustavat tavallista, jo tuttua yksipäistä vahvistinta. Tämä on helppo tarkistaa, jos peität yhden näistä kaskadivarreista paperilla. Yhdessä ne muodostavat push-pull tehovahvistimen.

Riisi. 6 Push-pull muuntajan tehovahvistin ja sen toimintaa kuvaavat kaaviot.

Push-pull-vahvistimen toiminnan ydin on seuraava. Äänitaajuuden värähtelyt (grafiikka kuvassa 6) esipääteasteelta syötetään molempien transistorien kannaksiin siten, että niissä olevat jännitteet muuttuvat milloin tahansa vastakkaisiin suuntiin, ts. vastavaiheessa. Tässä tapauksessa transistorit toimivat vuorotellen, kaksi jaksoa kullekin niille syötetyn jännitteen jaksolle. Kun esimerkiksi transistorin V1 kannalla on negatiivinen puoliaalto, se avautuu ja vain tämän transistorin virta kulkee lähtömuuntajan ensiökäämin osan Ia läpi (käyrä b). Tällä hetkellä transistori V2 on kiinni, koska sen kannalla on positiivinen puoliaaltojännite. Seuraavalla puolijaksolla päinvastoin positiivinen puoliaalto perustuu transistoriin V1 ja negatiivinen puoliaalto transistoriin V2. Nyt transistori V2 avautuu ja kollektorivirta kulkee lähtömuuntajan ensiökäämin osan Ib läpi (kaavio c), ja transistori V1 sulkeutuu "lepäämällä". Ja niin edelleen jokaiselle vahvistimeen syötetylle äänivärähtelyjaksolle. Muuntajakäämityksessä molempien transistorien kollektorivirrat summataan (kaavio d), minkä seurauksena vahvistimen lähdössä saadaan tehokkaampia äänitaajuuden sähköisiä värähtelyjä kuin perinteisessä yksipäisessä vahvistimessa. Dynaaminen pää B, joka on kytketty muuntajan toisiokäämiin, muuntaa ne ääneksi. Ymmärretään nyt toimintaperiaate (Kuva 7) kaavion avulla muuntajaton push-pull vahvistin tehoa. Transistoreita on myös kaksi, mutta ne ovat rakenteeltaan erilaisia: transistori Vl - p - n - p, transistori V2 - n - p - n. Tasavirtaa varten transistorit on kytketty sarjaan, jolloin ne muodostavat ikään kuin niitä syöttävän tasavirtalähteen jännitteenjakajan. Tässä tapauksessa transistorin V1 kollektoriin luodaan negatiivinen jännite suhteessa niiden väliseen keskipisteeseen, jota kutsutaan symmetriapisteeksi ja joka on yhtä suuri kuin puolet virtalähteen jännitteestä, ja transistorin V2 kollektoriin - positiivinen ja myös yhtä suuri. puoleen virtalähteen Unp jännitteestä. Dynaaminen pää B on kytketty transistorien emitteripiireihin: transistorille V1 - kondensaattorin C2 kautta, transistorille V2 - kondensaattorille C1. Siten AC-transistorit on kytketty OK-piirin mukaisesti (emitterin seuraajat) ja työskentele yhdellä yhteisellä kuormalla - pää B.

Riisi. 7 Push-pull muuntajaton tehovahvistin.

Vahvistimen molempien transistorien kannassa toimii samanarvoinen ja -taajuinen vaihtojännite, joka tulee esipääteasteesta. Ja koska transistorit ovat rakenteeltaan erilaisia, ne toimivat vuorotellen, kahdessa jaksossa: negatiivisella puoliaaltojännitteellä vain transistori V1 avautuu ja piiripäähän B - kondensaattori C2 ilmestyy kollektorivirtapulssi (kuvassa 6 - kaavio). b) ja positiivisella puoliaallolla Puoliaallolla vain transistori V2 avautuu ja pääkondensaattorin C1 piirissä ilmestyy tämän transistorin kollektorivirran pulssi (kuvassa 6 - kaavio c). Siten transistoreiden kokonaisvirta kulkee pään läpi (kaavio d kuvassa 6), joka edustaa tehovahvistettuja äänitaajuuden värähtelyjä, jotka se muuntaa äänivärähtelyiksi. Käytännössä sama vaikutus saadaan kuin muuntajalla varustetussa vahvistimessa, mutta eri rakenteellisten transistorien käytön ansiosta ei tarvita laitetta signaalin syöttämiseksi transistorien kannalle. vastavaihe . Olet ehkä huomannut yhden ristiriidan push-pull-tehovahvistimien selityksessäni: transistorien kannaksiin ei kohdistettu bias-jännitettä. Olet oikeassa, mutta tässä ei ole erityistä virhettä. Tosiasia on, että push-pull-transistorit voivat toimia ilman alkujännitettä. Mutta sitten vääristymiä kuten "askel" , tuntuu erityisen voimakkaasti heikosta tulosignaalista. Niitä kutsutaan askeleiksi, koska sinimuotoisen signaalin oskillogrammissa niillä on porrastettu muoto (kuva 8). Yksinkertaisin tapa poistaa tällaiset vääristymät on kohdistaa bias-jännite transistorien kanoihin, mikä käytännössä tehdään.

Riisi. 8 "Step"-tyyppinen vääristymä.

Nyt, ennen kuin alamme puhua vahvistimista, jotka tarjoavat kovan äänentoiston, haluan esitellä sinulle joitain parametreja ja vahvistusluokkia, jotka luonnehtivat matalataajuista vahvistinta. Kaikki push-pull-vahvistimien edut käsitellään yksityiskohtaisesti alla.

LF-VAHVISTIN PÄÄPARAMETRIT

Vahvistimen laatu ja soveltuvuus tiettyihin tarkoituksiin arvioidaan useiden parametrien perusteella, joista tärkeimmät ovat kolme: lähtöteho Pout, herkkyys ja taajuusvaste. Nämä ovat perusparametrit, jotka sinun tulee tietää ja ymmärtää. Lähtöteho on watteina tai milliwatteina ilmaistu äänitaajuuden sähköteho, jonka vahvistin toimittaa kuormaan – yleensä suoran säteilyn ohjaimelle. Vakiintuneiden standardien mukaisesti nimellis-Pnom ja maksimiteho Pmax erotetaan toisistaan. Nimellisteho on teho, jolla vahvistimen tuottama lähtösignaalin ns. epälineaarinen vääristymä ei ylitä 3 - 5 % suhteessa vääristymättömään signaaliin. Kun teho kasvaa edelleen, lähtösignaalin epälineaarinen vääristymä kasvaa. Tehoa, jolla särö saavuttaa 10 %, kutsutaan maksimiksi. Maksimilähtöteho voi olla 5 - 10 kertaa nimellistehoa suurempi, mutta sen kanssa säröä on havaittavissa jopa korvalla. Kun puhun tässä artikkelissa vahvistimista, ilmoitan yleensä niiden keskimääräiset tehot ja kutsun niitä yksinkertaisesti teholähtöinä. Vahvistimen herkkyys on voltteina tai millivolteina ilmaistu äänitaajuussignaalijännite, joka on kohdistettava sen tuloon, jotta kuorman teho saavuttaisi nimellisarvon. Mitä pienempi tämä jännite, sitä parempi on luonnollisesti vahvistimen herkkyys. Sanon esimerkiksi: suurimman osan amatööri- ja teollisuusvahvistimista, jotka on tarkoitettu toistamaan nauhurin, DVD-soittimen ja muiden lähteiden lineaarisesta lähdöstä tulevia signaaleja, herkkyys voi olla 100 - 500 mV ja enintään 1 V, herkkyys mikrofonivahvistimet on 1 - 2 mV. Taajuusvaste - taajuusvaste (tai vahvistimen käyttötaajuuskaista) ilmaistaan ​​graafisesti vaakasuuntaisella, hieman kaarevalla viivalla, joka osoittaa lähtösignaalin jännitteen Uout riippuvuuden sen taajuudesta vakiotulojännitteellä Uin. Tosiasia on, että mikä tahansa vahvistin monista syistä vahvistaa eri taajuuksilla olevia signaaleja epätasaisesti. Pääsääntöisesti äänialueen alimman ja korkeimman taajuuden värähtelyt vahvistuvat huonoimmin. Siksi linjat - vahvistimien taajuusominaisuudet - ovat epätasaisia ​​ja niissä on välttämättä kuoppia (tukoksia) reunoissa. Äärimmäisten matalien ja korkeiden taajuuksien värähtelyt, joiden vahvistus verrattuna keskitaajuuksien (800 - 1000 Hz) vaihteluihin laskee 30 %:iin, katsotaan olevan vahvistimen taajuuskaistan rajoja. Musiikkiteosten toistoon tarkoitettujen vahvistimien taajuuskaistan tulee olla vähintään 20 Hz - 20 - 30 kHz, verkkolähetysvastaanottimien vahvistimien - 60 Hz - 10 kHz ja pienikokoisten transistorivastaanottimien vahvistimien - noin 200 Hz - 3-4 kHz. Vahvistimien perusparametrien mittaamiseen tarvitaan äänitaajuusoskillaattori, vaihtojännite volttimittari, oskilloskooppi ja joitain muita mittalaitteita. Niitä on saatavilla tuotantoradiolaboratorioissa, radioelektroniikkakerhoissa ja tuottavampia radioelektroniikan opintoja varten kannattaa yrittää ostaa ne itselle, jotta ne ovat aina käsillä.

Matalataajuisten vahvistimien vahvistusluokat. Vahvistusluokan rooli tehoparametrien ja korkean hyötysuhteen saavuttamisessa

Toistaiseksi emme ole puhuneet siitä, kuinka paljon energiaa käytetään vahvistetun signaalin luomiseen, tulosignaalin "voimakkaan kopion" luomiseen. Itse asiassa meillä ei koskaan ollut tällaista kysymystä. On sanottava, että vahvistetun signaalin luomisen energiantoimittaja voi olla akku tai virtalähde. Samalla pidetään itsestään selvänä, että akussa on suuret energiavarat, eikä siinä ole mitään säästettävää vain vahvistetun signaalin luomiseksi. Nyt kun tavoite on saavutettu, kun olemme oppineet käyttämään transistoria vahvistamaan heikko signaali, yritetään selvittää, millaista energiaa sen toimittajan - keräimen akun - tulisi toimittaa. Yritetään selvittää kuinka paljon watti vahvistettua signaalia maksaa, kuinka monta wattia tasavirtaa akun on maksettava siitä. Tehtyään useita oletuksia, olettaen, että tuloominaiskäyrän suora osa alkaa suoraan "nollasta", että lähtöominaisuudessa ei ole taivutuksia, että elementti (esimerkiksi muuntaja) sisältyy kollektorikuormaan, jossa vakiojännite ei häviä, tulemme siihen tulokseen, että parhaassa tapauksessa vain puolet akun kuluttamasta tehosta menee vahvistettuun signaaliin. Tämä voidaan sanoa toisin: tehokkuus (kerroin hyödyllistä toimintaa) transistorivahvistin ei ylitä 50%. Jokaisesta watista lähtösignaalitehoa joudut maksamaan kaksinkertaisen hinnan, kaksi wattia keräilijän akun tehoa (kuva 9).

Riisi. 9 Mitä suurempi vahvistimen hyötysuhde on, sitä vähemmän se kuluttaa tehoa tietyn lähtötehon luomiseen.

Tämän päätelmän oikeellisuuden todistaminen on melko yksinkertaista. Akun kuluttaman tehon laskemiseksi sinun on kerrottava sen tasajännite Ek kulutetulla virralla, eli lepotilalla olevalla kollektorivirralla Ik.p. . transistori (Ppot. = Ek * Ik.p.) . Toisaalta kollektorivirran vaihtokomponentin amplitudi ei voi millään tavalla olla suurempi kuin lepovirta, muuten transistori toimii katkolla. Parhaassa tapauksessa muuttuvan komponentin amplitudi on yhtä suuri kuin lepovirta Ik.p. ja tässä tapauksessa kollektorivirran vaihtokomponentin tehollinen arvo on yhtä suuri kuin In.ef. = 07 * Ik.p .. Samalla tavalla kuorman vaihtojännitteen amplitudi ei voi olla suurempi kuin akun jännite, muuten keräilijälle ei ilmesty toisinaan "miinus", vaan "plus". Ja tämä johtaa parhaimmillaan vakaviin vääristymiin. Siten lähtöjännitteen tehollinen arvo Uneff. ei voi ylittää Uneff. = 07 * Ek . Nyt ei jää muuta kuin moninkertaistaa 07 * Ik.p.. on 07 * Ek. ja huomaa, että vahvistimen suurin tehollinen teho ei ylitä Viite. = 0,5 * Ik.p. * Ek = W.eff. , eli ei ylitä puolta virrankulutuksesta. Tämä päätös on lopullinen, mutta siitä voidaan valittaa. Tiettyjen uhrausten kustannuksella on mahdollista lisätä vahvistimen hyötysuhdetta, ylittää 50 prosentin hyötysuhde.Tehokkuuden lisäämiseksi vahvistimen on luotava tehokkaampi signaali samalla tehonkulutuksella . Ja tätä varten tarvitset lisäämättä lepovirtaa Ik.p. ja vakiojännite Ek , lisää kollektorivirran vaihtokomponentteja Sisään ja kuormitusjännite Un. Mikä estää meitä lisäämästä näitä kahta komponenttia? Vääristymiä . Voimme myös lisätä virtaa Sisään (tätä varten riittää esimerkiksi tulosignaalin tason lisääminen) ja jännite Un (tämän tekemiseksi riittää taas lisätä tulosignaalia tai lisätä kuormitusvastusta (vaihtovirta). Molemmissa tapauksissa signaalin muoto vääristyy, sen negatiiviset puoliaallot katkeavat. Ja vaikka tällainen uhraus tuntuu mahdottomalta (kuka tarvitsee taloudellisen vahvistimen, jos se tuottaa viallisia tuotteita?), lähdemme silti siihen. Ensinnäkin siksi, että sallimalla vääristymisen (ja sitten päästämällä siitä eroon) voimme siirtää vahvistimen taloudellisempi tila ja lisää sen tehokkuutta. Vahvistusta ilman säröä, kun kollektorivirran vaihtokomponentin amplitudi ei ylitä lepovirtaa Ic.p., kutsutaan vahvistusluokiksi (A). Yksittäistä A-luokassa toimivaa vahvistinta kutsutaan yksipäiseksi vahvistimeksi. Jos vahvistuksen aikana osa signaalista "katkaistaan", jos kollektorivirran vaihtokomponentin amplitudi on suurempi kuin Ic.p. ja kollektoripiirissä tapahtuu virrankatkos, niin saadaan yksi vahvistusluokat (AB), (B) tai (C). Luokan B vahvistuksella raja on yhtä suuri kuin puolijakso, ts. Puolessa jaksosta kollektoripiirissä on virtaa, ja toisella puoliskolla ei ole virtaa. Jos virtaa on yli puolessa jaksosta, niin meillä on vahvistusluokka AB, jos vähemmän, luokka C. (Useammin voittoluokat tarkoittavat latinalaisilla kirjaimilla A, AB, B, C). Kuvittele, että meillä ei ole yksi, vaan kaksi identtistä vahvistinta, jotka toimivat luokassa B: toinen toistaa signaalin positiivisia puolijaksoja, toinen - negatiivisia. Kuvittele nyt, että molemmat työskentelevät yhteisellä kuormalla. Tässä tapauksessa saamme kuormaan normaalin, vääristymättömän vaihtovirran - signaalin kuin ommeltu kahdesta puolikkaasta (kuva 10).

Riisi. 10 Push-pull kaskadi- ja vahvistusluokkaa.

On totta, että saadaksemme vääristymättömän signaalin kahdesta vääristyneestä, meidän piti luoda suhteellisen monimutkainen piiri puolikkaiden yhdistämiseksi yhteen (tällaista piiriä, kuten edellä tässä artikkelissa on käsitelty, kutsutaan push-pulliksi), joka koostuu olennaisesti kahdesta itsenäiset vahvistusasteet. Mutta kuten yllä selitettiin, meidän menetys (tässä tapauksessa vahvistinpiirin komplikaatio) tuo huomattavasti suuremman voiton. Push-pull-vahvistimen kehittämä kokonaisteho on suurempi kuin teho, jonka molemmat puolikkaat tuottaisivat erikseen. Ja lähtösignaalin yhden watin "kustannus" osoittautuu huomattavasti pienemmäksi kuin yksipäisessä vahvistimessa. Ihannetapauksessa (kytkinmoodissa) voidaan saada yksi watti lähtösignaalia samalla watin tehonkulutuksella, eli ihannetapauksessa push-pull-vahvistimen hyötysuhde voi nousta 100 prosenttiin. Todellinen hyötysuhde on tietysti pienempi: käytännössä se on 67 %. Mutta yksipäisessä vahvistimessa, joka toimii luokassa A, saimme 50 %:n hyötysuhteen myös vain ideaalisessa tapauksessa. Mutta todellisuudessa yksipäisen vahvistimen avulla voit saavuttaa enintään 30 - 40% tehokkuuden. Ja siksi push-pull-vahvistimessa jokainen watti lähtötehoa maksaa meille kahdesta kolmeen kertaan "halvemmin" kuin yksitahtivahvistimessa. Kannettavien transistorilaitteiden osalta tehokkuuden lisääminen on erityisen tärkeää. Mitä korkeampi hyötysuhde, sitä pienempi energiankulutus keräilijäparistolla samalla lähtöteholla. Ja tämä puolestaan ​​tarkoittaa, että mitä korkeampi hyötysuhde, sitä harvemmin tämä akku on vaihdettava tai sitä pienempi akku voi olla jatkuvalla käyttöiällä. Siksi miniatyyritransistorilaitteissa, erityisesti miniatyyrivastaanottimissa, joissa näyttää siltä, ​​​​että on tarpeen säästää painoa ja tilaa, käytetään push-pull-vahvistimia, mukaan lukien useita tarpeettomia osia piirissä tätä tarkoitusta varten. Push-pull-vahvistimien piirit toistoa varten annetaan käytännön työ. Lähes kaikissa push-pull-transistoripäätevahvistimien piireissä käytetään luokkaa AB tai B. Luokassa työskenneltäessä kuitenkin B joitain vaikeasti poistettavia vääristymiä ilmaantuu (johtuen tuloominaiskäyrän taipumisesta), ja tätä luokkaa käytetään harvemmin matalataajuisissa vahvistimissa. C-luokkaa ei käytetä näissä vahvistimissa ollenkaan väistämättömän vääristymän vuoksi. Ohjausjännite syötetään lähtötransistoreille ns vaiheinversiokaskadi , valmistettu transistorille muuntajapiirin mukaan. On muitakin suunnitelmia bassorefleksit , mutta ne kaikki suorittavat saman tehtävän; ne luovat kaksi vastavaihejännitettä, jotka on kohdistettava push-pull-transistorien kannaksiin. Jos näihin transistoreihin syötetään sama jännite, ne eivät toimi kellon kautta, vaan synkronisesti, ja siksi molemmat vahvistavat vain signaalin positiivisia tai päinvastoin vain negatiivisia puolijaksoja. Jotta push-pull-kaskadin transistorit toimivat vuorotellen, on tarpeen soveltaa niiden kantaan, kuten edellä mainittiin vastavaihejännitteet . Vaiheinvertterissä, jossa on muuntaja, saadaan kaksi ohjausjännitettä jakamalla toisiokäämi kahteen yhtä suureen osaan. Ja näistä jännitteistä tulee vastavaiheisia, koska toisiokäämin keskipiste on maadoitettu. Kun "plus" näkyy sen yläpäässä (kaavion mukaan) suhteessa keskipisteeseen, "miinus" näkyy alapäässä suhteessa tähän pisteeseen. Ja koska jännite on muuttuva, "plus" ja "miinus" vaihtavat aina paikkaa (kuva 11).

Riisi. 11 Vaiheinvertteri luo kaksi vaihtojännitettä, 180 astetta eri vaiheista.

Muuntajan bassorefleksi yksinkertainen ja luotettava, sitä ei käytännössä tarvitse asentaa. Push-pull-vahvistin transistorivastaanottimeen tai pieneen radioon voidaan koota millä tahansa käytännön työssä esitettävistä matalataajuisista vahvistinpiireistä tai teollisuusvastaanottimen piireistä. Esimerkiksi vastaanottimien "Alpinist", "Neva-2", "Spidola" jne.

Hieman enemmän negatiivista palautetta joka mainittiin tämän artikkelin alussa kuvattaessa yksipäisiä vahvistimia. Miten negatiivinen takaisinkytkentä vähentää vääristymiä ja korjaa signaalin muotoa? Vastataksemme tähän kysymykseen meidän on muistettava, että aaltomuodon vääristymä tarkoittaa olennaisesti aaltomuodon vääristymistä uusia harmonisia , uusia sinimuotoisia komponentteja. Negatiivisen palauteketjun varrelle ilmaantui uusia harmoninen särö syötetään vahvistimen tuloon sellaisessa vaiheessa (antifaasi), että ne vaimentavat itsensä. Näiden harmonisten teho vahvistimen lähdössä on pienempi kuin se olisi ilman takaisinkytkentää. Samalla tietysti myös hyödylliset komponentit, joista vääristymätön signaali tulisi muodostaa, heikkenevät, mutta tämä on korjattavissa oleva asia. Tämän haitallisen negatiivisen palautetoiminnan kompensoimiseksi voit nostaa vahvistimen tuloon tulevan signaalin tasoa, ehkä jopa lisäämällä toisen vaiheen tätä varten. Negatiivinen palaute matalataajuisissa vahvistimissa, erityisesti luokissa toimivissa push-pull-vahvistimissa AB Ja B, löytää erittäin laajan sovelluksen: negatiivisen palautteen avulla voit tehdä jotain, jota ei voida saavuttaa millään muulla tavalla, se sallii vähentää aaltomuodon vääristymiä, vähentää niin kutsuttua epälineaarista säröä . Negatiivisen palautteen avulla voit suorittaa toisen tärkeän toimenpiteen: säätää ääntä, eli haluttuun suuntaan muuttaa vahvistimen taajuusvastetta kuva. 12 .

Riisi. 12. Likimääräinen kaavio vahvistimien amplitudi-taajuusvasteesta (AFC). Samanlainen kaavio voi karakterisoida minkä tahansa vahvistimen taajuusvasteen.

Tämä ominaisuus osoittaa, kuinka vahvistus muuttuu signaalin taajuuden mukaan. Ihanteelliselle vahvistimelle taajuusvaste on yksinkertaisesti suora: vahvistus kaikilla taajuuksilla on sama sellaiselle vahvistimelle. Mutta todellisessa vahvistimessa taajuusvaste on taipunut, uppoutunut alimman ja korkeimman taajuuden alueelle. Tämä tarkoittaa, että äänialueen matalat ja korkeat taajuudet vahvistetaan vähemmän kuin keskitaajuudet. Syyt tällaisten tukosten esiintymiseen taajuusvasteessa voivat olla erilaisia, mutta niillä on yhteinen juuret. Epätasainen vahvistus eri taajuuksilla saadaan, koska piiri sisältää reaktiivisia elementtejä, kondensaattoreita ja keloja, joiden resistanssi vaihtelee taajuuden mukaan. Taajuusvasteen korjaamiseen on monia tapoja, mukaan lukien taajuudesta riippuvien elementtien lisääminen takaisinkytkentäpiiriin. Esimerkki tällaisista elementeistä on ketju R13, C9 (Kuva 13) esitetyssä vahvistimessa.

Riisi. 13 Muuntajattoman push-pull-vahvistimen käytännöllinen suunnittelu.

Tämän ketjun resistanssi kasvaa taajuuden pienentyessä, takaisinkytkentä pienenee ja tästä johtuen alueelle syntyy tietty lisäys taajuusvasteeseen. alemmilla taajuuksilla. Vahvistimessa on useita negatiivisia takaisinkytkentäpiirejä. Tämä on kondensaattori C6, joka yhdistää transistorin T2 kollektorin kantaansa; vastus R12, joka ei syötä vain vakiobiasin lähtötransistorien kantaan, vaan myös osan lähtösignaalista. Ketju, joka luo takaisinkytkennän kolmannesta vaiheesta toiseen, mutta ei vaihtovirralla, vaan tasavirralla (sellainen takaisinkytkentä lisää vahvistimen lämpöstabiilisuutta). Dynaaminen pää on kytketty lähtötransistorien kollektoripiireihin erotuskondensaattorin C4 kautta. Äänikelan resistanssi tässä piirissä voi olla 6 - 10 ohmia. Vahvistin kehittää tehoa jopa 100 mW. tulosignaalijännitteellä noin 30 - 50 mV. On olemassa melko suuri määrä muuntajattomia vahvistinpiirejä, joissa käytetään eri johtavuuden omaavia transistoreita. Suurin osa niistä käyttää komposiittitransistoreja lähtövaiheessa, eli kussakin varressa on kaksi transistoria. Muuntajien puuttuminen ja kytkentäkondensaattorien lukumäärän vähentäminen mahdollistavat tällaisten vahvistimien erittäin hyvän taajuusvasteen saavuttamisen. Aloittelevalle radioamatöörille tämä hyöty on kuitenkin melko korkea hinta. Muuntajattomat vahvistimet ja jopa komposiittitransistoreilla varustetut vahvistimet eivät ole aina helppoja asentaa. Ja siksi, jos sinulla ei vielä ole paljon kokemusta transistorilaitteiden asentamisesta, on parempi koota vahvistin käyttämällä klassista push-pull-piiriä muuntajineen (kuva 14).

Riisi. 14 Push-pull ULF muuntajan pääteasteella.

Tämän vahvistimen pääominaisuus on kiinteä esijännite erillisestä akusta B2 ensimmäisen asteen T1 kantaan. Tästä johtuen transistorin T1 kollektorivirta pysyy käytännössä ennallaan, kun kollektoriakun jännite laskee 3,5 V:iin. Emitteripiiriin T1 kytketyn jakajan R4, R5 alaosasta lähtöasteen transistorien kannalle kohdistetaan bias. Ja siksi, kun kollektorin jännite laskee, transistorien T2, T3 bias ei muutu. Tämän seurauksena vahvistin toimii pienemmällä jännitteellä, vaikkakin pienemmällä lähtöteholla (3,5 V, 20 mW), mutta ilman säröä. Akun B2 käyttämä virta ei ylitä 500 μA. Vahvistimessa on yksinkertainen äänensäätö R6 ja takaisinkytkentäpiiri R8, C8, joka vähentää säröä. Vastus R9 on välttämätön, jotta kun B2 kytketään pois päältä (voi käydä niin, että Bk2 avaa piirin sekunnin murto-osia aikaisemmin kuin Bk1, transistori T1 ei päädy "riippuvaan kantaan". Kondensaattorit C7, C6 ovat negatiivisia takaisinkytkentäelementtejä jotka estävät itseherätyksen yliäänitaajuuksilla Saman tehtävän suorittaa kondensaattori C3. Muuntajat Tr1 ja Tr2 otetaan Mountaineer-vastaanottimesta Dynaaminen pää, jonka äänikelan resistanssi on noin 4 - 6 ohmia. Kollektorijännitteellä 9 V. vahvistin kehittää tehoa 180 mW ja kuluttaa akusta B2 virta on enintään 20 - 25 mA. Jos haluat lisätä lähtötehoa, voit sisällyttää siihen tehokkaat transistorit kuten T2 ja T3, esim. P201. Tässä tapauksessa sinun on puolitettava R7 ja valittava R5 niin, että lepotilan kollektorivirran T2 ja T3 kokonaisarvo oli 15 - 25 mA. Tehokkaille transistoreille tarvitset toisen lähtömuuntajan, esimerkiksi seuraavilla tiedoilla: sydän ristiin halkaisija noin 3,5 cm2 (L17 x 17), ensiökäämi 330 + 330 kierrosta PEV 0,31, toisiokäämi 46 kierrosta PEV 0,51. P201-transistoreilla vahvistin kehittää 1,52 - 2 W:n lähtötehon. Kaikkien matalataajuisten vahvistimien asettaminen edellyttää transistorimoodien valintaa. Push-pull-piireissä on suositeltavaa valita ensin transistorit molempiin varsiin, joilla on samanlaiset parametrit: virran vahvistus ja käänteinen kollektorivirta. Jos kaikki osat ovat toimintakunnossa ja piiri on koottu oikein, vahvistin pääsääntöisesti alkaa heti toimia. Ja ainoa vakava ongelma, joka voidaan havaita käynnistettäessä vahvistinta, on itseherätys. Yksi tapa torjua tätä on ottaa käyttöön erotussuodattimet, jotka estävät vaiheiden välisen viestinnän virtalähteiden kautta.

Käytännön työ

Käytännön työssä haluaisin esitellä muutamia yksinkertaisempia vahvistimia tämän artikkelin teoreettisen osan toistamiseksi ja vahvistamiseksi. Artikkelin lopussa annetut esimerkit push-pull-vahvistimista sopivat myös varsin toistoon. Nämä kaaviot, kuten monet muutkin piirustukset, on otettu 60- ja 70-luvun kirjallisista lähteistä, mutta ne eivät ole menettäneet merkitystään. Miksi, kysyt, käytän niin vanhentuneita piirustuksia? Sanon, että siihen on ainakin kaksi syytä: 1). Minulla ei todellakaan ole tarpeeksi aikaa piirtää niitä itse, vaikka yritän silti piirtää niistä joitain. 2). Kummallista kyllä, juuri menneiden, kauan unohdettujen vuosien kirjallisuuden piirustukset heijastavat täysin tutkittavien prosessien olemusta. Luultavasti ei vaikuta palkkioiden tavoittelu, kuten nykyään on tapana, vaan materiaalin laadukkaan esittämisen merkitys. Eikä turhaan sensuroitu työntekijöitä noina vuosina. söivät leipäänsä.

Joten kaavioissa ilmoitettujen transistorien P13 - P16 sijasta voit käyttää MP39 - 42, MP37, MP38; piitransistoreista voit käyttää vastaavasti KT315, KT361, kiinnitä huomiota käytettyjen transistorien johtavuus- ja tehoon. . Jos vahvistimessa on voimakkaita P213 - 215 -tyyppisiä lähtötransistoreja piirissä, ne voidaan yleensä korvata tehokkailla piitransistoreilla tyyppiä KT814 - 817 tai KT805, KT837, ottaen huomioon vastaavasti johtavuuden tyyppi. Joka tapauksessa, kun germaniumtransistorit korvataan piitransistoreilla, on tarpeen säätää vastusten arvoja vaihdettujen transistorien piireissä.

Yksinkertainen muuntajaton push-pull-vahvistin, jonka teho on 1,5 W. Tässä käytetään suurtaajuista transistoria P416, jotta tuloasteen kohinaa vähennetään mahdollisimman paljon, koska se on korkeataajuisuuden lisäksi myös vähäkohinaista. Käytännössä se voidaan korvata MP39 - 42:lla, vastaavasti kohinaominaisuuksien heikkenemisellä, tai piitransistoreilla KT361 tai KT3107 millä tahansa kirjaimella. ilmaisimen vastaanotin, jonka vuoksi transistorien kannalle muodostuu bias-jännite. Jännite keskipisteessä (kondensaattorin C2 negatiivinen napa) on 4,5 V. Se asennetaan valitsemalla vastukset R2, R4. Kondensaattorin C2 suurin sallittu käyttöjännite voi olla 6V.

Lisää vahvistinvaihtoehtoja 1., 2., aloittelevien radioamatöörien, myös piitransistoreja käyttävien, toistettavissa. Vaihtoehdot näkyvät myös esivahvistin ja yksinkertainen passiivinen äänilohko. (avautuu erilliseen ikkunaan).

|

Haluan tarjota aloitteleville korkealaatuisen äänentoiston ystäville yhden kehitetyistä ja testatuista ULF-piireistä. Tämä muotoilu auttaa tekemään korkealaatuisen vahvistimen, jota voidaan muokata minimaaliset kustannukset ja käytä vahvistinta piiritutkimukseen.

Tämä auttaa sinua matkalla yksinkertaisesta monimutkaisempaan ja täydellisempään. Kuvauksen liitteenä on tiedostot painetuista piirilevyistä, jotka voidaan muuntaa sopivaksi tiettyyn tapaukseen.

Esitetyssä versiossa käytettiin Radiotekhnika U-101:n koteloa.

Kehitin ja tein tämän tehovahvistimen viime vuosisadalla siitä, mitä voitiin ostaa ilman vaikeuksia. Halusin tehdä mallin mahdollisimman korkealla hinta-laatusuhteella. Tämä ei ole huippuluokkaa, mutta ei myöskään kolmatta luokkaa. Vahvistimessa on korkealaatuinen ääni, erinomainen toistettavuus ja se on helppo asentaa.

Vahvistimen piirikaavio

Piiri on täysin symmetrinen matalataajuisen signaalin positiivisille ja negatiivisille puoliaaltoille. Tuloporras tehdään transistoreilla VT1 – VT4. Se eroaa prototyypistä transistoreissa VT1 ja VT4, jotka lisäävät transistoreiden VT2 ja VT3 portaiden lineaarisuutta. On olemassa monia piirityyppejä tuloasteita, joilla on erilaisia ​​etuja ja haittoja. Tämä kaskadi valittiin sen yksinkertaisuuden ja mahdollisuuden vähentää transistorien amplitudiominaisuuksien epälineaarisuutta. Kehittyneempien tulovaihepiirien myötä se voidaan korvata.

Negatiivinen takaisinkytkentäsignaali (NFS) otetaan jännitevahvistimen lähdöstä ja tulee transistorien VT2 ja VT3 emitteripiireihin. Yleisen OOS:n hylkääminen johtuu halusta päästä eroon kaikkien tarpeettomien asioiden vaikutuksesta OOS:ään, jotka eivät ole piirin lähtösignaaleja. Tällä on hyvät ja huonot puolensa. Tällä asetuksella tämä on perusteltua. Jos sinulla on laadukkaampia komponentteja, voit kokeilla niitä erilaisia ​​tyyppejä palautetta.

Jännitevahvistimeksi valittiin cascode-piiri, jolla on korkea tuloimpedanssi, pieni läpimenokasitanssi ja pienempi epälineaariset vääristymät verrattuna OE-järjestelmään. Kaskokoodipiirin haittana on lähtösignaalin pienempi amplitudi. Tämä on hinta, joka maksetaan vähemmän vääristymisestä. Jos asennat jumpperit, voit myös koota OE-piirin painetulle piirilevylle. Jännitevahvistimen virransyöttöä erillisestä jännitelähteestä ei otettu käyttöön, koska haluttiin yksinkertaistaa ULF:n suunnittelua.

Lähtöaste on rinnakkaisvahvistin, jolla on useita etuja muihin piireihin verrattuna. Yksi tärkeimmistä eduista on piirin lineaarisuus transistorien parametrien merkittävällä hajallaan, joka tarkistettiin vahvistinta koottaessa. Tällä kaskadilla pitäisi mahdollisesti olla suurempi lineaarisuus, koska ei ole yleistä OOS:ää ja vahvistimen lähtösignaalin laatu riippuu suuresti siitä. Vahvistimen syöttöjännite 30 V.

Vahvistimen suunnittelu

Kehitin piirilevyt "edullisiin" koteloihin Radiotekhnika U-101 -vahvistimista. Piiri asetettiin painetun piirilevyn kahteen osaan. Ensimmäinen osa, joka on kiinnitetty patteriin, sisältää "rinnakkaisvahvistimen" ja jännitevahvistimen. Taulun toisessa osassa on syöttövaihe. Tämä lauta on kiinnitetty ensimmäiseen lautaan kulmien avulla. Tämä levyn jakaminen kahteen osaan mahdollistaa vahvistimen parantamisen minimaalisilla suunnittelumuutoksilla. Lisäksi tätä järjestelyä voidaan käyttää myös kaskadien laboratoriotutkimuksiin.

Vahvistin on koottava useassa vaiheessa. Kokoaminen alkaa rinnakkaisvahvistimesta ja sen asetuksista. Toisessa vaiheessa muu piiri kootaan ja säädetään ja suoritetaan lopullinen piirin vääristymien minimointi. Kun lähtöasteen transistorit asetetaan säteilijälle, on muistettava lämpökosketuksen tarve transistorien VT9, VT14 ja VT10, VT13 koteloiden välillä pareittain.

Painetut piirilevyt kehitettiin Sprint Layout 6 -ohjelmalla, jonka avulla voit säätää elementtien sijoittelua levyllä, ts. räätälöity tiettyä kokoonpanoa tai tapausta varten. Katso arkistot alla.

Vahvistimen osat

Vahvistimen parametrit riippuvat käytettyjen radioelementtien laadusta ja niiden sijainnista kortilla. Sovelletut piiriratkaisut mahdollistavat ilman transistorien valintaa, mutta on toivottavaa käyttää transistoreita, joiden vahvistinrajataajuus on 5 - 200 MHz ja maksimikäyttöjännitteen marginaali yli 2 kertaa kaskadisyöttöön verrattuna. Jännite.

Jos on halu ja mahdollisuus, on suositeltavaa valita transistorit "komplementaarisuuden" ja identtisten vahvistusominaisuuksien periaatteen mukaisesti. Kokeilimme valmistusvaihtoehtoja transistoreilla ja ilman. Valituilla ”täydentävillä” kotimaisilla transistoreilla varustettu versio osoitti huomattavasti parempaa suorituskykyä kuin ilman valintaa. Kotimaisista transistoreista vain KT940 ja KT9115 täydentävät toisiaan, kun taas muilla on ehdollinen täydentävyys. Ulkomaisten transistoreiden joukossa on paljon toisiaan täydentäviä pareja, joista löytyy tietoa valmistajien sivuilta ja hakuteoksista.

VT1-, VT3- ja VT5-muodossa on mahdollista käyttää KT3107-sarjan transistoreita millä tahansa kirjaimella. VT2:na, VT4:nä, VT6:na on mahdollista käyttää KT3102-sarjan transistoreja kirjaimilla, joilla on samanlaiset ominaisuudet kuin käytetyillä transistoreilla toisessa puoliaaltossa. äänimerkki. Jos on mahdollista valita transistorit parametrien mukaan, on parempi tehdä niin. Lähes kaikkien nykyaikaisten testaajien avulla voit tehdä tämän ilman ongelmia. Suurilla poikkeamilla asetusten tekemiseen kuluu enemmän aikaa ja lopputulos on vaatimattomampi. Transistorit KT9115A, KP960A sopivat VT6:lle ja KT940A, KP959A VT7:lle.

Transistoreja KT817V (G), KT850A voidaan käyttää VT9:nä ja VT12:na ja KT816V (G), KT851A:ta voidaan käyttää VT10:nä ja VT11:nä. VT13:lle sopivat transistorit KT818V (G), KP964A ja VT14 - KT819V (G), KP954A. Zener-diodien VD3 ja VD4 sijasta voit käyttää kahta sarjaan kytkettyä AL307 LEDiä tai vastaavaa.

Piiri sallii muiden osien käytön, mutta painettujen piirilevyjen korjaus saattaa olla tarpeen. Kondensaattorin C1 kapasiteetti voi olla 1 µF - 4,7 µF, ja sen on oltava valmistettu polypropeenista tai muusta, mutta korkealaatuisesta. Löydät tietoa tästä radioamatöörisivustoilta. Syöttöjännite, tulo- ja lähtösignaalit kytketään piiriliittimillä.

Vahvistimen asetukset

Kun ULF käynnistetään ensimmäisen kerran, se tulee kytkeä tehokkaiden keraamisten vastusten kautta (10 - 100 ohmia). Tämä säästää elementit ylikuormitukselta ja asennusvirheestä johtuvilta vaurioilta. Levyn ensimmäisessä osassa vastus R23 asettaa lepovirran ULF (150-250 mA), kun kuorma on pois päältä. Seuraavaksi sinun on varmistettava, että vahvistimen lähdössä ei ole vakiojännitettä, kun vastaava kuorma on kytketty. Tämä tehdään muuttamalla yhden vastuksen R19 tai R20 arvoa.

Kun olet asentanut muun piirin, aseta vastus R14 keskiasentoon. Kuormaekvivalenttia käyttämällä tarkistetaan vahvistimen virityksen puuttuminen ja käytetään vastusta R5 vahvistamaan vakiojännitteen puuttuminen vahvistimen lähdössä. Vahvistimen voidaan katsoa olevan konfiguroitu staattiseen tilaan.

Dynaamiseen tilaan asettaminen edellyttää, että sarja-RC-piiri on kytketty rinnan kuormitusekvivalentin kanssa. Vastus, jonka teho on 0,125 W ja nimellisarvo 1,3-4,7 kOhm. Ei-polaarinen kondensaattori 1-2 µF. Kytkemme mikroampeerimittarin (20-100 µA) rinnan kondensaattoriin. Sitten syöttämällä sinimuotoista signaalia taajuudella 5-8 kHz vahvistimen sisääntuloon, sinun on arvioitava vahvistimen kynnystaso käyttämällä oskilloskooppia ja lähtöön kytkettyä AC volttimittaria. Tämän jälkeen vähennämme tulosignaalin tasolle 0,7 saturaatiosta ja käytämme vastusta R14 mikroampeerimittarin minimilukeman saavuttamiseksi. Joissakin tapauksissa vääristymien vähentämiseksi korkeilla taajuuksilla on tarpeen suorittaa vaihekorjaus etukäteen asentamalla kondensaattori C12 (0,02-0,033 μF).

Kondensaattorit C8 ja C9 on valittu 20 kHz:n taajuuden parhaaseen pulssisignaalin siirtoon (asennettu tarvittaessa). Kondensaattori C10 voidaan jättää pois, jos piiri on vakaa. Muuttamalla vastuksen R15 arvoa saadaan sama vahvistus stereo- tai monikanavaversion jokaiselle kanavalle. Muuttamalla pääteasteen lepovirran arvoa voit yrittää löytää lineaarisimman toimintatilan.

Ääniluokitus

Kootulla vahvistimella on erittäin hyvä ääni. Vahvistimen pitkäaikainen kuuntelu ei aiheuta väsymystä. Tietenkin on olemassa parempia vahvistimia, mutta kustannussuhteen ja tuloksena olevan laadun suhteen monet pitävät piiristä. Laadukkaammilla osilla ja niiden valinnalla voidaan saavuttaa vieläkin merkittävämpiä tuloksia.

Linkit ja tiedostot

1. Korol V., "UMZCH amplitudikäyrän epälineaarisuuden kompensaatiolla" - Radio, 1989, nro 12, s. 52-54.

6.9.2017 - Kaava on korjattu, kaikki arkistot on ladattu uudelleen.
▼ 🕗 06.09.17 ⚖️ 24.43 Kb ⇣ 17 Hei lukija! Nimeni on Igor, olen 45, olen siperialainen ja innokas amatöörielektroniikkainsinööri. Keksin, loin ja olen ylläpitänyt tätä upeaa sivustoa vuodesta 2006 lähtien.
Yli 10 vuoden ajan lehtemme on ollut olemassa vain minun kustannuksellani.

Hyvä! Ilmaispeli on ohi. Jos haluat tiedostoja ja hyödyllisiä artikkeleita, auta minua!