Najprostszy wzmacniacz tranzystorowy może być dobrym narzędziem do badania właściwości urządzeń. Schematy i projekty są dość proste, można samodzielnie wykonać urządzenie i sprawdzić jego pracę, dokonać pomiarów wszystkich parametrów. Dzięki nowoczesnym tranzystorom pola można wykonać dosłownie trzy elementy miniaturowego wzmacniacza mikrofonowego. I podłącz go do komputera osobistego, aby poprawić parametry nagrywania. Rozmówcy podczas rozmów będą dużo lepiej i jaśniej usłyszeć twój język.

Charakterystyka częstotliwościowa

Wzmacniacze częstotliwości niskiej (dźwiękowej) występują praktycznie we wszystkich urządzeniach gospodarstwa domowego - centrach muzycznych, telewizorach, odbiornikach radiowych, magnetofonach, a nawet komputerach osobistych. Ale są też wzmacniacze RF na tranzystorach, lampach i mikroukładach. Różnica polega na tym, że ULC umożliwia wzmocnienie sygnału częstotliwości dźwięku, który jest odbierany przez ludzkie ucho. Wzmacniacze dźwięku na tranzystorach pozwalają na odtwarzanie sygnałów o częstotliwości w zakresie od 20 Hz do 20 000 Hz.

Zatem nawet najprostsze urządzenie może wzmacniać sygnał w tym zakresie. I robi to w miarę możliwości równomiernie. Wzmocnienie zależy bezpośrednio od częstotliwości sygnału wejściowego. Wykres zależności tych wielkości jest praktycznie prostą linią. Jeżeli jednak wejście wzmacniacza z sygnałem częstotliwości poza pasmem, jakość pracy i wydajność urządzenia szybko maleją. Kaskady ULF zwykle idąna tranzystorach pracujących w pasmach niskich i średnich częstotliwości.

Klasy wzmacniaczy dźwięku

Wszystkie urządzenia wzmacniające są podzielone na kilka grup, w zależności od stopnia przepływu w czasie okresu przepływu prądu przez kaskadzie

typu „A” - prąd przepływa w sposób ciągły przez cały czas trwania etapu wzmacniacza.

w klasie „B” płynie prąd w ciągu półokresu.

klasy „B”, wskazuje, że prąd płynący przez fazę wzmacniającą w czasie równym 50-100% tego okresu.

W „Dla” płynie prąd elektryczny mniejszy niż połowa okresu czasu.

Tryb radiowy «D» ULF stosowane w praktyce niedawno - nieco ponad 50 lat. Większość z tych urządzeń są realizowane za pośrednictwem elementów cyfrowych i mają bardzo wysoką sprawność - ponad 90%.

obecność zniekształceń w różnych klasach wzmacniaczy bas

Przestrzeń robocza tranzystora wzmacniacza klasy „A”, charakteryzuje się względnie niskimi zniekształceniami nieliniowej. Jeżeli sygnał wejściowy wysyła impulsy o wyższym napięciu, co prowadzi do tego, że tranzystory są nasycone. Sygnał wyjściowy na początku każdej harmonicznej pojawiać wyższa (10 lub 11). Z tego powodu występuje metaliczny dźwięk, typowy tylko dla wzmacniaczy tranzystorowych.

W niestabilnym dieta amplitudy wyjściowej przy częstotliwościach modelowanych sieci. Dźwięk stanie się bardziej sztywny w lewej części charakterystyki częstotliwości. Aleim lepsza stabilizacja mocy wzmacniacza, tym trudniejsze staje się zaprojektowanie całego urządzenia. ULF, pracujące w klasie "A", mają stosunkowo małą sprawność - mniej niż 20%. Powodem jest to, że tranzystor jest stale otwarty, a prąd przepływa przez niego w sposób ciągły. Aby zwiększyć (choć nieistotną) efektywność, można zastosować schematy dwusuwowe. Jedna wada - półfale w sygnale wyjściowym stają się asymetryczne. Jeśli przetłumaczysz z klasy "A" na "AB", zniekształcenia nieliniowe wzrosną 3-4 razy. Jednak efektywność całego schematu urządzenia wciąż będzie wzrastać. Klasy ULF "AB" i "B" charakteryzują wzrost zniekształceń, gdy poziom sygnału jest obniżany na wejściu. Ale nawet jeśli dodasz objętość, to nie pomoże całkowicie pozbyć się wad.

Praca w klasach pośrednich

W każdej klasie istnieje kilka odmian. Na przykład istnieje klasa wzmacniaczy "A +". W nim tranzystory na wejściu (niskie napięcie) działają w trybie "A". Ale wysokie napięcie, które są zainstalowane na wyjściowych etapach, działa albo "B" lub "AB". Takie wzmacniacze są o wiele bardziej ekonomiczne niż praca w klasie "A". Zauważalnie mniej zniekształceń nieliniowych - nie więcej niż 0003%. Możliwe jest osiągnięcie jeszcze wyższych wyników przy użyciu tranzystorów bipolarnych. Zasada działania wzmacniaczy na tych elementach zostanie omówiona poniżej.
Jednak w sygnale wyjściowym wciąż występuje duża liczba wyższych harmonicznych, dlaczego dźwięk staje się charakterystycznym metalem. Istnieją również schematy wzmacniaczy pracujących w klasie "AA". Mają nieliniowe zniekształcenia jeszcze mniej - do 00005%. Aległówna wada wzmacniaczy tranzystorowych nadal istnieje - charakterystyczny metaliczny dźwięk.

"Alternatywne" konstrukcje

Nie można powiedzieć, że na przemian, ale niektórzy eksperci zaangażowani w projektowanie i montaż wzmacniaczy za jakość reprodukcji dźwięku, wolą wzorów lamp. Wzmacniacze rur następujące korzyści:

o bardzo niskiej wartości zniekształceń sygnału wyjściowego.

Wyższe harmoniczne są mniejsze niż w strukturach tranzystorowych.

Ale jest jedna wielka wada, które przeważają plusy - należy zwrócić się do homologacji urządzenia. Faktem jest, że kaskada lampowa ma bardzo wysoką rezystancję - kilka tysięcy omów. Ale opór uzwojenia głośników - 8 lub 4 ohmów. Aby je naprawić, musisz zainstalować transformator.

Oczywiście, nie jest to duża wada - nie ma urządzeń tranzystorowych, które używają transformatorów na dopasowanie stopnia wyjściowego oraz nagłośnienie. Niektórzy eksperci twierdzą, że system jest najbardziej wydajny hybrydowy - który wykorzystuje wzmacniacze single-rowerowe, które nie są objęte ujemnego sprzężenia zwrotnego. Co więcej, wszystkie te kaskady działają w trybie klasy ULF "A". Innymi słowy, jest używany jako wzmacniacz wzmacniacza wzmacniacza na tranzystorze. Ponadto wydajność takich urządzeń jest dość wysoka - około 50%. Ale nie należy polegać wyłącznie na wydajności i sprawności energetycznej - nie mówimy o wzmacniacz dźwięku wysokiej jakości. Znacznie więcejważniejsze są liniowość cech i ich jakość. Dlatego należy przede wszystkim zwracać uwagę na nich, a nie na władzę.

Schemat jednoetapowego ULF na tranzystorze

Najprostszy wzmacniacz, zbudowany zgodnie ze schematem generatora, działa w klasie "A". Schemat wykorzystuje element półprzewodnikowy o strukturze n-p-n. W obwodzie kolektora opór R3 jest ograniczony przez płynący prąd. Obwód kolektora jest podłączony do dodatniego źródła zasilania, a emiter jest ujemny. W przypadku stosowania tranzystorów półprzewodnikowych o strukturze p-n-p schemat będzie dokładnie taki sam, wystarczy zmienić polaryzację. Dzięki kondensatorowi separacyjnemu C1 można oddzielić zmienny sygnał wejściowy od źródła prądu stałego. W tym przypadku kondensator nie stanowi przeszkody dla przejścia prądu przemiennego wzdłuż emitera bazy dróg. Wewnętrzna rezystancja przejścia podstawy nadajnika wraz z rezystorami R1 i R2 stanowią prosty dzielnik zasilania napięcia. Zazwyczaj rezystor R2 ma rezystancję 1-15 kOhm - najbardziej typowe wartości dla takich obwodów. W tym przypadku napięcie zasilania jest dzielone równo na pół. A jeśli zasilasz napięcie obwodu 20 woltów, wtedy widać, że wartość wzmocnienia prądu h21 będzie wynosiła 150. Należy zauważyć, że wzmacniacze KV na tranzystorach są wykonywane zgodnie z podobnymi schematami, działają tylko trochę inaczej. W tym przypadku napięcie emitera wynosi 9 V i spadek odcinka obwodu "E-B" 07 V (co jest typowe dla tranzystorów na kryształach krzemu). Jeśli weźmiesz pod uwagę wzmacniacz na tranzystorach germanowych, tow tym przypadku spadek napięcia na "E-B" będzie równy 03 art. Prąd w obiegu kolektora będzie równy prądowi płynącemu w emitencie. Możliwe jest obliczenie, dzieląc napięcie emitera na rezystancję R2 - 9V /1 kΩ = 9 mA. Aby obliczyć wartość prądu bazowego, należy podzielić 9 mA na wzmocnienie h21 - 9mA /150 = 60 μA. W projektach ULF powszechnie stosuje się tranzystory bipolarne. Zasada jego pracy różni się od dziedziny. Przy rezystorze R1 można teraz obliczyć wartość spadku - jest to różnica między napięciem a zasilaniem. W tym przypadku napięcie podstawy można znaleźć za pomocą wzoru - sumy charakterystyk emitera i przejścia "E-B". Zasilany źródłem 20 woltów: 20 - 97 = 103. Stąd można obliczyć wartość rezystancji R1 = 103/60 μA = 172 kΩ. W schemacie jest pojemność C2 niezbędna do realizacji obwodu, który może przekazywać zmienną składową prądu emitera. Jeśli nie zainstalujesz kondensatora C2, zmienny komponent będzie bardzo ograniczony. Z tego powodu taki wzmacniacz tranzystorowego dźwięku będzie miał bardzo niskie wzmocnienie prądowe h21. Należy zwrócić uwagę na to, że w powyższych obliczeniach zostały pobrane równe prądy podstawy i kolektora. Co więcej, prąd bazy został przyjęty przez prąd płynący do łańcucha od nadajnika. Pojawia się tylko wtedy, gdy zastosowana jest baza napięcia polaryzacji tranzystora. Należy jednak pamiętać, że podstawa łańcucha jest zawsze zawsze, niezależnie od obecności przesunięcia, koniecznie zachodzi prąd upływowy kolektora. W obwodach ze wspólnym nadajnikiem prąd upływu jest wzmacniany co najmniej 150 razy.Ale zwykle ta wartość jest brana pod uwagę tylko podczas obliczania wzmacniaczy na tranzystorach germanowych. W przypadku użycia krzemu, w którym prąd obwodu "K-B" jest bardzo mały, wartość ta jest po prostu zaniedbana.

Wzmacniacze na tranzystorach TIR

Wzmacniacz tranzystorów polowych, reprezentowany w obwodzie, ma wiele analogów. W tym wykorzystanie tranzystorów bipolarnych. Dlatego możemy uznać za podobny przykład projekt wzmacniacza dźwięku, zebrany zgodnie ze schematem generatora. Na zdjęciu przedstawiono schemat, wykonany zgodnie ze schematem z ogólnym przeciekiem. Na obwodach wejściowych i wyjściowych, połączenia R-C są montowane w celu umożliwienia działania urządzenia w trybie wzmacniacza "A". Prąd przemienny ze źródła sygnału jest oddzielany od stałego napięcia zasilającego przez kondensator C1. Upewnij się, że wzmacniacz na tranzystorach polowych ma potencjał migawki, który będzie niższy niż podobna charakterystyka przecieku. Na przedstawionym schemacie bramka jest podłączona do wspólnego przewodu za pomocą rezystora R1. Jego rezystancja jest bardzo duża - zwykle używana w rezystorach projektowych 100-1000 kOhm. Tak duża rezystancja jest wybrana, aby nie przecinać sygnału na wejściu. Ten opór prawie nie przepuszcza prądu elektrycznego, w wyniku czego potencjał bramki (w przypadku braku sygnału na wejściu) jest taki sam jak w ziemi. Na początku ten sam potencjał jest wyższy niż w ziemi, tylko ze względu na spadek napięcia na podporze R2. Dlatego oczywiste jest, że potencjał bramki jest niższy niż w przypadku wycieku. I to jest potrzebne do normalnego funkcjonowaniatranzystor Należy zauważyć, że C2 i R3 w tym obwodzie wzmacniacza mają ten sam cel, co w powyższym projekcie. A sygnał wejściowy jest przesunięty względem wyjścia o 180 stopni.

ULF z transformatorem wyjściowym

Możesz zrobić taki wzmacniacz własnymi rękami do użytku domowego. Przeprowadza się go zgodnie ze schematem, który działa w klasie "A". Projekt jest taki sam jak omówiono powyżej - z generalnym emiterem. Jedna cecha - do zatwierdzenia musisz użyć transformatora. Jest to wadą takiego wzmacniacza dźwięku na tranzystorach. Obwód kolektora tranzystora jest obciążony uzwojeniem pierwotnym, w którym powstaje sygnał wyjściowy przesyłany wtórnie do głośników. Na opornikach R1 i R3 montowany jest dzielnik napięcia, który pozwala wybrać punkt pracy tranzystora. Przy tym łańcuchu zapewnione jest napięcie zasilania do podstawy. Wszystkie pozostałe elementy mają taki sam cel, jak na powyższych schematach.

Dwusuwowy wzmacniacz dźwięku

Nie można powiedzieć, że jest to prosty wzmacniacz tranzystorowy, ponieważ jego praca jest nieco bardziej skomplikowana niż omawiana wcześniej. W dwusuwowym układzie ULF sygnał wejściowy dzieli się na dwie półfale, różniące się fazowo. Każda z tych połówek fal jest wzmacniana kaskadą, wykonywaną na tranzystorze. Po wzmocnieniu każdej półfali oba sygnały są połączone i odbierane na głośnikach. Takie złożone transformacje mogą powodować zniekształcenie sygnału, ponieważ właściwości dynamiczne i częstotliwościowe nawet dwóchtego samego typu tranzystory będą doskonałe. W rezultacie wyjście wzmacniacza znacznie obniża jakość dźwięku. Podczas pracy ze wzmacniaczem dwusuwowym w klasie "A" nie można odtworzyć złożonego sygnału jakościowo. Powód - zwiększony prąd płynie stale na ramionach wzmacniacza, półfale są asymetryczne, występują zniekształcenia fazowe. Dźwięk staje się mniej czytelny, a po podgrzaniu zniekształcenie sygnału jest jeszcze bardziej wzmacniane, szczególnie przy niskich i bardzo niskich częstotliwościach.

Transformator ULF

Wzmacniacz tranzystorowy na tranzystorze, wykonany za pomocą transformatora, mimo że konstrukcja może mieć niewielkie wymiary, jest nadal niedoskonały. Transformatory są nadal ciężkie i nieporęczne, więc najlepiej się ich pozbyć. O wiele skuteczniejszy jest schemat realizowany na komplementarnych elementach półprzewodnikowych o różnych typach przewodności. Większość współczesnych ULF jest wykonywana dokładnie w takich systemach i pracuje w klasie "B". Dwa potężne tranzystory użyte w projekcie, działające w schemacie repeatera emitera (wspólny kolektor). W takim przypadku napięcie wejściowe jest przesyłane na wyjście bez utraty i wzmocnienia. Jeśli na wejściu nie ma sygnału, tranzystory znajdują się na granicy włączenia, ale wciąż są wyłączone. Kiedy sygnał harmoniczny jest wprowadzany do wejścia, pierwsza półfala jest otwierana przez pierwszy tranzystor, a druga w tym czasie jest w trybie odcięcia. W konsekwencji tylko dodatnie półfalówki mogą przechodzić przez ładunek. Ale minus otwiera drugitranzystor i całkowicie zablokować pierwszy. Jednocześnie w ładunku wykrywane są tylko ujemne półfale. W wyniku wzmocnienia mocy sygnał jest wykryty na wyjściu urządzenia. Wzmacniacz ten tranzystor układu jest skuteczny i może zapewnić stabilną pracę o wysokiej jakości odtwarzania dźwięku.

Na schemacie ULF jeden tranzystor

Po zapoznaniu się wszystkie powyższe cechy mogą być zbierane z rękami zasilanie prostego elementu podstawowego. Tranzystor może używać KT315 domowej lub któregokolwiek z jego zagranicznymi odpowiednikami - na przykład VS107. Jako obciążenie potrzebne są słuchawki o rezystancji 2000-3000 Ω. U podstawy tranzystora należy zastosować napięcie polaryzacji na rezystorze impedancja 1 MW i 10 uF kondensator rozwiązań. systemy zasilania mogą być wykonane od 45-9 źródła napięcia V, prądu - 3,5 A, Jeżeli rezystancja R1 nie jest podłączona, w podstawie i kolektorze nie będzie prądu. Ale po podłączeniu napięcie osiąga wartość 07 i umożliwia przepływ prądu około 4 μA. Prąd ten zysk wyniesie około 250. To może być prosty wzmacniacz tranzystory obliczanie i nauczyć kolektor prądu - jest równa 1 mA. Zbierając ten obwód wzmacniacza na tranzystorze, możesz go przetestować. Podłącz wyjście obciążenia - słuchawki. Dotknij wejście wzmacniacza palcem - powinien pojawić się charakterystyczny szum. Jeśli tak nie jest, projekt prawdopodobnie będzie nieprawidłowy. Sprawdź wszystkie połączenia i nazwy pozycji. Aby wykazać jaśniejPodłącz źródło wejściowe ULF do wejścia - wyjście z odtwarzacza lub telefonu. Słuchaj muzyki i doceń jakość dźwięku.