Najjednoduchší tranzistorový zosilňovač môže byť dobrým nástrojom na štúdium vlastností zariadení. Schémy a návrhy sú dosť jednoduché, môžete nezávisle robiť zariadenie a skontrolovať jeho prácu, vykonať merania všetkých parametrov. Vďaka moderným polným tranzistorom môžete vytvoriť doslova tri prvky miniatúrneho zosilňovača mikrofónu. A pripojte ho k osobnému počítaču, aby ste zlepšili parametre nahrávania. A účastníci diskusie počas rozhovorov budú oveľa lepší a jasnejší, aby počuli váš jazyk.

Frekvenčné charakteristiky

zosilňovača nízke (zvuk) frekvencia sú takmer všetky spotrebiče - sterea, televízie, rádia, rádio a dokonca aj osobné počítače. Existujú však aj zosilňovače RF na tranzistory, svietidlá a mikroobvody. Rozdiel je v tom, že ULC umožňuje zosilňovať signál zvukovej frekvencie, ktorý je vnímaný ľudským uchom. Zosilňovače zvuku na tranzistoroch vám umožňujú prehrávať signály s frekvenciami v rozmedzí od 20 Hz do 20 000 Hz.

Takže aj najjednoduchšie zariadenie je schopné zosilniť signál v tomto rozsahu. A robí to čo najviac rovnomerne. Zisk závisí priamo od frekvencie vstupného signálu. Graf závislosti týchto množstiev je prakticky rovný. Ak odošlete vstupný zosilňovač signálu s frekvenciou mimo rozsah, kvalitu a účinnosť jednotky sa rýchlo zníži. Kaskády ULF sa zvyčajne chystajúna tranzistoroch pracujúcich v pásmach s nízkou a strednou frekvenciou.

Triedy zosilňovačov zvuku

Všetky zosilňovacie zariadenia sú rozdelené do niekoľkých skupín, v závislosti na tom, čo miera toku po dobu prúd cez kaskády

, trieda "A" - prúd tečie nepretržite po celú dobu trvania zosilňovacieho stupňa.

V triede práce "B" prúd toku za polovicu obdobia.

Trieda "AB" hovorí, že prúd preteká cez stupeň zosilňovača po dobu rovnajúcu sa 50 až 100% obdobia.

V režime "Pre" elektrický prúd beží menej ako polovicu doby prevádzky.

Režim "D" ULF sa používa v rádioamatérskej praxi práve nedávno - skoro 50 rokov. Vo väčšine prípadov sú tieto zariadenia implementované na báze digitálnych prvkov a majú veľmi vysokú účinnosť - viac ako 90%.

Prítomnosť skreslenie v rôznych tried basových zosilňovačov

Pracovný priestor tranzistorový zosilňovač triedy "A" vyznačuje relatívne nízkym nelineárne skreslenie. Ak vstupný signál vysiela impulzy s vyšším napätím, vedie k tomu, že tranzistory sú nasýtené. Vo výstupnom signáli sa každá harmonická začína objavovať vyššie (až 10 alebo 11). Z tohto dôvodu existuje kovový zvuk, ktorý je typický len pre tranzistorové zosilňovače.

Ak je zdroj napájania nestabilný, výstupný signál bude simulovaný v amplitúde na frekvencii siete. Zvuk sa stáva tuhším v ľavej časti frekvenčnej charakteristiky. alečím lepšia je stabilizácia výkonu zosilňovača, tým ťažšie sa stáva dizajn celého zariadenia. ULF pracujúce v triede "A" majú pomerne malú účinnosť - menej ako 20%. Dôvodom je, že tranzistor je neustále otvorený a nepretržite prúdi cez tento prúd. Na zvýšenie (aj keď nevýznamnú) efektívnosť je možné použiť dvojtaktné schémy. Jedna nevýhoda - polovičná vlna výstupného signálu sa stáva asymetrickou. Ak preložíte z triedy "A" na "AB", nelineárne deformácie sa zvýšia o 3-4 krát. Účinnosť celej schémy prístroja sa však ešte zvýši. Triedy ULF "AB" a "B" charakterizujú zvýšenie skreslenia pri znížení úrovne signálu na vstupe. Ale aj keď pridáte hlasitosť, nepomôže úplne zbaviť sa nedostatkov.

Práca v stredných triedach

V každej triede existuje niekoľko odrôd. Napríklad existuje trieda zosilňovačov "A +". V ňom tranzistory na vstupe (nízke napätie) pracujú v režime "A". Vysoké napätie, ktoré sú nainštalované vo výstupných stupňoch, funguje buď "B" alebo "AB". Takéto zosilňovače sú oveľa úspornejšie ako práce v triede "A". Značne menej nelineárnych deformácií - nie viac ako 0003%. Je možné dosiahnuť ešte vyššie výsledky pomocou bipolárnych tranzistorov. Princíp fungovania zosilňovačov na týchto prvkoch bude popísaný nižšie.
Vo výstupnom signáli je však stále veľký počet vyšších harmonických, prečo sa zvuk stáva charakteristickým kovom. Existujú aj schémy zosilňovačov pracujúcich v triede "AA". Majú nelineárne deformácie ešte menej - až do 00005%. alehlavná nevýhoda tranzistorových zosilňovačov je stále tam - charakteristický kovový zvuk.

"Alternatívne" štruktúry

Nemožno povedať, že sú alternatívne, len niektorí odborníci, ktorí sa podieľajú na návrhu a montáži zosilňovačov na vysokokvalitnú reprodukciu zvuku, čoraz viac uprednostňujú konštrukcie svietidiel. Zosilňovače majú nasledovné výhody:

Veľmi nízka úroveň nelineárneho skreslenia výstupného signálu.

Vyššie harmonické sú menšie ako v tranzistorových štruktúrach.

Existuje však jedna obrovská nevýhoda, ktorá prevažuje nad všetkými zásluhami - je nevyhnutné, aby ste zariadenie zaradili do poriadku. Faktom je, že kaskáda hadičiek má veľmi vysoký odpor - niekoľko tisíc ohmov. Ale odpor vinutia reproduktorov - 8 alebo 4 ohmy. Ak ich chcete opraviť, musíte nainštalovať transformátor.

Samozrejme, že to nie je veľmi veľká nevýhoda - existujú tranzistorové zariadenia, ktoré používajú transformátory, ktoré zodpovedajú výstupnému stupňu a akustickému systému. Niektorí experti tvrdia, že najefektívnejšou schémou je hybrid - v ktorej nie sú jednostupňové zosilňovače pokryté negatívnou spätnou väzbou. Navyše všetky tieto kaskády pracujú v režime triedy ULF "A". Inými slovami, používa sa ako zosilňovač zosilňovača na tranzistore. Účinnosť takýchto pomôcok je navyše pomerne vysoká - okolo 50%. Ale nemali by ste sa sústrediť výlučne na výkon a výkon - nehovoria o vysokej kvalite reprodukcie zvuku zosilňovačom. Oveľa viacdôležitejšia je linearita vlastností a ich kvalita. Preto je potrebné venovať im predovšetkým pozornosť, a nie moc.

Schéma jednostupňového ULF na tranzistore

Najjednoduchší zosilňovač, zostrojený podľa schémy generátora, pracuje v triede "A". Schéma používa polovodičový prvok so štruktúrou n-p-n. V kolektorovom obvode je odpor R3 obmedzený prúdom prúdu. Obvod kolektora je pripojený k pozitívnemu napájaniu a žiarič je negatívny. V prípade použitia polovodičových tranzistorov so štruktúrou p-n-p bude schéma úplne rovnaká, tu je len potrebné zmeniť polaritu. S oddeľovacím kondenzátorom C1 je možné oddeliť variabilný vstupný signál zo zdroja DC. V tomto prípade nie je kondenzátor prekážkou prechodu striedavého prúdu pozdĺž vysielača základne. Vnútorný odpor prechodu emitorového základu spolu s odpormi R1 a R2 predstavujú jednoduchý delič napájania napätia. Zvyčajne rezistor R2 má odpor 1 až 15 kOhm - najtypickejšie hodnoty pre takéto obvody. V tomto prípade je napájacie napätie rovnomerne rozdelené na polovicu. Ak zdroj napätia naprázdno 20 V, môžeme vidieť, že hodnota aktuálneho zisku H21 bude 150. Je potrebné poznamenať, že HF zosilňovač tranzistory uskutočnenej na podobné systémy fungujú len trochu inak. V tomto prípade je emitor napätie 9 V a spadnúť na časti reťaze "E-B" 07 B (čo je typické kremíkových tranzistorov na čipe). Ak považujete zosilňovač na germánových tranzistoroch, potomv tomto prípade sa pokles napätia na "E-B" rovná 03. Prúd v okruhu kolektora sa bude rovnať prúdu, ktorý prúdi v emitentovi. Je možné vypočítať rozdelenie napätia vysielača na odpor R2 - 9V /1 kΩ = 9 mA. Na výpočet základnej hodnoty prúdu potrebujete rozdeliť 9 mA na zisk h21 - 9mA /150 = 60 μA. V konštrukciách ULF sa bežne používajú bipolárne tranzistory. Princíp jeho práce sa líši od poľa. Na rezistore R1 môžete teraz vypočítať hodnotu pádu - to je rozdiel medzi napätím a napájaním. V tomto prípade je možné nájsť napätie základne pomocou vzorca - súčet charakteristík vysielača a prechodu "E-B". Pri napájaní zo zdroja 20 V: 20 - 97 = 103. Odtiaľ môžete vypočítať hodnotu odporu R1 = 103/60 μA = 172 kΩ. V schéme je kapacita C2 potrebná na realizáciu obvodu, ktorý môže prechádzať premennou zložkou prúdu emitoru. Ak neinštalujete kondenzátor C2, bude premenná zložka veľmi obmedzená. Z tohto dôvodu bude mať zosilňovač tranzistorového zvuku veľmi nízky prúdový príkon h21. Je potrebné venovať pozornosť tomu, že vo vyššie uvedených výpočtoch boli brané rovnaké prúdy základne a kolektora. Navyše, prúd bázy bol prijatý prúdom, ktorý prúdi do reťazca od žiariča. Vzniká len pri použití napájacieho napätia tranzistora. Treba však mať na pamäti, že základ reťazca je vždy vždy, bez ohľadu na prítomnosť posunu, nevyhnutne prebieha únikový prúd kolektora. V obvodoch so spoločným žiaričom je zvodový prúd zosilnený najmenej 150 krát.Ale zvyčajne sa táto hodnota zohľadňuje iba pri výpočte zosilňovačov na germánových tranzistoroch. V prípade použitia kremíka, pri ktorom je prúd obvodu "K-B" veľmi malý, táto hodnota je jednoducho zanedbateľná.

Zosilňovače na tranzistoroch TIR

Zosilňovač na poľných tranzistoroch, reprezentovaných na obvode, má veľa analógov. Vrátane používania bipolárnych tranzistorov. Preto môžeme považovať za podobný príklad návrh zosilňovača zvuku, zhromaždeného podľa schémy generálneho žiariča. Na fotografii je znázornený diagram, vykonaný podľa schémy so všeobecnou netesnosťou. Na vstupných a výstupných obvodoch sú pripojenia R-C namontované tak, aby umožnili prevádzku zariadenia v režime zosilňovača "A". Striedavý prúd zo zdroja signálu je oddelený od konštantného napájacieho napätia kondenzátorom C1. Uistite sa, že máte zosilňovač na tranzistoroch na poli, aby mal potenciál uzávierky, ktorý bude nižší ako podobná charakteristika úniku. V znázornenej schéme je brána pripojená na spoločný vodič pomocou odporu R1. Jeho odpor je veľmi veľký - zvyčajne sa používa v konštrukciách odporov 100-1000 kOhm. Takýto veľký odpor je zvolený tak, aby nebol pretínať signál na vstupe. Tento odpor takmer neprechádza elektrickým prúdom, čo má za následok potenciál brány (pri absencii signálu na vstupe) je rovnaký ako v zemi. Na začiatku je ten istý potenciál vyšší ako v zemi, iba kvôli poklesu napätia na podpore R2. Preto je zrejmé, že potenciál brány je nižší ako v prípade netesnosti. A to je to, čo je potrebné pre normálne fungovanietranzistor. Treba poznamenať, že C2 a R3 v tomto obvode zosilňovača majú rovnaký účel ako v predchádzajúcom návrhu. Vstupný signál je posunutý o 180 stupňov.

ULF s výstupným transformátorom

Môžete vytvoriť takýto zosilňovač s vlastnými rukami pre domáce použitie. Vykonáva sa podľa schémy, ktorá pracuje v triede "A". Konštrukcia je rovnaká, ako sa uvádza vyššie - s všeobecným emitorom. Jedna funkcia - musíte použiť transformátor na schválenie. To je nevýhoda takéhoto zosilňovača zvuku na tranzistoroch. Obvod kolektora tranzistora je nabitý primárnym vinutiam, ktorý vyvíja výstupný signál prenášaný cez sekundárne reproduktory. Na odporoch R1 a R3 je namontovaný rozdeľovač napätia, ktorý vám umožňuje vybrať operačný bod tranzistora. S týmto reťazcom je zabezpečené predpätie napájacieho napätia na základňu. Všetky ostatné komponenty majú rovnaký účel ako v predchádzajúcich schémach.

Dvojtaktný zvukový zosilňovač

Nemožno povedať, že ide o jednoduchý tranzistorový zosilňovač, pretože jeho práca je o niečo komplikovanejšia než tá, ktorú sme predtým diskutovali. V dvojtaktnom ULF sa vstupný signál rozdelí na dve polovičky, rôzne vo fáze. A každá z týchto polovičných vĺn je zosilnená svojou kaskádou, vykonanou na tranzistore. Po zosilnení každej polovice vlny sú obidva signály pripojené a prijaté na reproduktoroch. Takéto komplexné transformácie môžu spôsobiť skreslenie signálu, pretože dynamické a frekvenčné vlastnosti týchto dvoch sú rovnomernérovnakého typu, budú tranzistory vynikajúce. Výsledkom toho je, že výkon zosilňovača výrazne znižuje kvalitu zvuku. Pri práci s dvojtaktným zosilňovačom v triede "A" nie je možné kvalitatívne reprodukovať komplexný signál. Dôvod - zvýšené prúdové toky na ramenách zosilňovača neustále, polovičky sú asymetrické, dochádza k fázovým deformáciám. Zvuk sa stáva čitateľnejším a pri zahriatí je narušenie signálu ešte viac zosilnené, najmä pri nízkych a veľmi nízkych frekvenciách.

Transformátor ULF

Transistorový zosilňovač na tranzistore, vyrobený pomocou transformátora, napriek tomu, že dizajn môže mať malé rozmery, je stále nedokonalý. Transformátory sú stále ťažké a objemné, takže je najlepšie sa ich zbaviť. Oveľa efektívnejšia je schéma, vykonaná na doplnkových polovodičových prvkoch s rôznymi druhmi vodivosti. Väčšina moderných ULF je vykonávaná presne podľa takýchto schém a pracuje v triede "B". Dva výkonné tranzistory používané v dizajne, pracujúce pod schémou zosilňovača (spoločný zberač). V tomto prípade sa vstupné napätie prenáša na výstup bez straty a zosilnenia. Ak na vstupe nie je žiadny signál, potom sú tranzistory na hranici zaradenia, ale stále sú stále vypnuté. Keď je vstupný signál na vstup, prvá polovičná vlna je otvorená prvým tranzistorom a druhá v tomto okamihu je v režime vypínania. V dôsledku toho môžu cez záťaž prejsť iba pozitívne polovičky. Ale záporné otvára druhútranzistor a úplne zamknúť prvý. Zároveň sú v záťaži zaznamenané len záporné polovičky. Výsledkom zosilnenia výkonu je signál na výstupe zariadenia. Podobná schéma zosilňovača na tranzistoroch je celkom efektívna a môže poskytnúť stabilnú prácu a vysokokvalitnú reprodukciu zvuku.

Schéma ULF na jedinom tranzistore

Po preskúmaní všetkých uvedených funkcií môžete zosilňovač zozbierať svojimi vlastnými rukami na jednoduchú základňu. Tento tranzistor môže byť použitý s domácim KT315 alebo akýmikoľvek jeho cudzími analógmi - napríklad BC107. Ako záťaž musíte použiť slúchadlá s odporom 2000-3000 ohmov. Na základni tranzistora je potrebné dodať predpätie napätia cez rezistor s odporom 1 MΩ a oddeľovacím kondenzátorom 10 μF. Napájanie môže byť vykonané zo zdroja napätia 45-9 voltov, prúd - 03-05 A. Ak nie je pripojený odpor R1, v základni a kolektore nie je žiadny prúd. Pri pripojení však napätie dosiahne hodnotu 07 a umožňuje tok prúdu asi 4 μA. V tomto prípade bude zisk na prúde asi 250. Odtiaľ môžete urobiť jednoduchý výpočet zosilňovača na tranzistoroch a nájsť zberateľský prúd - to sa ukáže, že sa rovná 1 mA. Zhromaždením obvodov zosilňovača na tranzistore môžete otestovať. Zapojte výstup záťaže - slúchadlá. Klepnite na vstup zosilňovača prstom - mal by existovať charakteristický šum. Ak sa tak nestane, návrh bude pravdepodobne nesprávny. Skontrolujte všetky pripojenia a označenia položiek. Preukázať jasnejšiePripojte vstupný zdroj ULF na vstup - výstup z prehrávača alebo telefónu. Počúvajte hudbu a vychutnajte si kvalitu zvuku.