مدار آنچ با کیفیت بالا. تقویت کننده ترانزیستوری قدرتمند

من می خواهم یکی از مدارهای توسعه یافته و آزمایش شده ULF را به دوستداران تازه کار تولید صدای با کیفیت بالا ارائه دهم. این طراحی به ساخت یک تقویت کننده با کیفیت بالا کمک می کند که می تواند با حداقل هزینه اصلاح شود و تقویت کننده می تواند برای تحقیق در مورد طرح های مدار استفاده شود.

این به شما کمک می کند در مسیر خود از ساده به پیچیده و کامل تر باشید. ضمیمه توضیحات فایلهای بردهای مدار چاپی است که می توانند به تناسب یک مورد خاص تبدیل شوند.

در نسخه ارائه شده از محفظه Radiotekhnika U-101 استفاده شده است.

من این تقویت کننده قدرت را در قرن گذشته از آنچه می توان بدون مشکل خریداری کرد، توسعه داد و ساخت. می خواستم طرحی با بالاترین نسبت قیمت به کیفیت ممکن بسازم. این High-End نیست، اما درجه سوم نیز نیست. آمپلی فایر صدایی با کیفیت بالا، تکرارپذیری عالی دارد و به راحتی تنظیم می شود.

نمودار مدار تقویت کننده

مدار برای نیم موج های مثبت و منفی سیگنال فرکانس پایین کاملاً متقارن است. مرحله ورودی با استفاده از ترانزیستورهای VT1 - VT4 ساخته می شود. این با نمونه اولیه در ترانزیستورهای VT1 و VT4 متفاوت است که خطی بودن مراحل را در ترانزیستورهای VT2 و VT3 افزایش می دهد. انواع مدارهای مختلفی از مراحل ورودی با مزایا و معایب مختلف وجود دارد. این آبشار به دلیل سادگی و امکان کاهش غیرخطی بودن ویژگی های دامنه ترانزیستورها انتخاب شده است. با ظهور مدارهای مرحله ورودی پیشرفته تر، می توان آن را جایگزین کرد.

سیگنال بازخورد منفی (NFS) از خروجی تقویت کننده ولتاژ گرفته شده و وارد مدارهای امیتر ترانزیستورهای VT2 و VT3 می شود. رد OOS عمومی به دلیل تمایل به خلاص شدن از تأثیر روی OOS همه چیزهای غیر ضروری است که سیگنال خروجی مدار نیستند. این مزایا و معایب خود را دارد. با این پیکربندی این قابل توجیه است. با قطعات با کیفیت بالاتر، می توانید انواع مختلف بازخورد را امتحان کنید.

یک مدار کاسکودی به عنوان تقویت کننده ولتاژ انتخاب شد که دارای مقاومت ورودی بالا، ظرفیت گذری کم و اعوجاج غیرخطی کمتر در مقایسه با مدار OE است. نقطه ضعف مدار کاسکد دامنه کمتر سیگنال خروجی است. این بهایی است که باید برای اعوجاج کمتر پرداخت. در صورت نصب جامپرها، می توانید مدار OE را روی برد مدار چاپی نیز مونتاژ کنید. تغذیه تقویت کننده ولتاژ از یک منبع ولتاژ جداگانه به دلیل تمایل به ساده سازی طراحی ULF معرفی نشد.

مرحله خروجی یک تقویت کننده موازی است که دارای تعدادی مزیت نسبت به مدارهای دیگر است. یکی از مزایای مهم خطی بودن مدار با گسترش قابل توجه در پارامترهای ترانزیستور است که هنگام مونتاژ تقویت کننده بررسی شد. این آبشار شاید باید خطی بودن بیشتری داشته باشد، زیرا هیچ OOS کلی وجود ندارد و کیفیت سیگنال خروجی تقویت کننده تا حد زیادی به آن بستگی دارد. ولتاژ تغذیه تقویت کننده 30 ولت.

طراحی تقویت کننده

من بردهای مدار چاپی را برای کیس های مقرون به صرفه از تقویت کننده های Radiotekhnika U-101 توسعه دادم. مدار روی دو قسمت از برد مدار چاپی قرار گرفت. قسمت اول که به رادیاتور ثابت می شود، دارای یک تقویت کننده "موازی" و یک تقویت کننده ولتاژ است. قسمت دوم تابلو، مرحله ورودی را در خود جای داده است. این تخته با استفاده از گوشه ها به تخته اول متصل می شود. این تقسیم برد به دو قسمت باعث می شود تا تقویت کننده با حداقل تغییرات طراحی بهبود یابد. علاوه بر این، از این آرایش می توان برای مطالعات آزمایشگاهی آبشارها نیز استفاده کرد.

آمپلی فایر باید در چند مرحله مونتاژ شود. مونتاژ با تقویت کننده موازی و راه اندازی آن آغاز می شود. در مرحله دوم بقیه مدار مونتاژ و تنظیم شده و به حداقل رساندن اعوجاج مدار انجام می شود. هنگام قرار دادن ترانزیستورهای مرحله خروجی روی رادیاتور، لازم است که نیاز به تماس حرارتی بین محفظه ترانزیستورهای VT9، VT14 و VT10، VT13 به صورت جفت را به خاطر بسپارید.

بردهای مدار چاپی با استفاده از برنامه Sprint Layout 6 ساخته شده اند که به شما امکان می دهد قرارگیری عناصر را روی برد تنظیم کنید. برای یک پیکربندی یا مورد خاص سفارشی شده است. آرشیوهای زیر را ببینید.

قطعات تقویت کننده

پارامترهای تقویت کننده به کیفیت عناصر رادیویی مورد استفاده و موقعیت آنها بر روی برد بستگی دارد. راه حل های مدار اعمال شده امکان انجام بدون انتخاب ترانزیستور را فراهم می کند، اما توصیه می شود از ترانزیستورهایی با فرکانس تقویت قطع از 5 تا 200 مگاهرتز و حاشیه حداکثر ولتاژ کاری بیش از 2 برابر در مقایسه با منبع آبشاری استفاده کنید. ولتاژ.

اگر تمایل و فرصتی وجود دارد، توصیه می شود ترانزیستورها را با توجه به اصل "مکمل بودن" و ویژگی های تقویت یکسان انتخاب کنید. ما گزینه های تولید را با و بدون انتخاب ترانزیستور امتحان کردیم. نسخه با ترانزیستورهای داخلی انتخاب شده "مکمل" عملکرد به طور قابل توجهی بهتر از بدون انتخاب نشان داد. فقط KT940 و KT9115 از ترانزیستورهای داخلی مکمل یکدیگر هستند، در حالی که بقیه دارای مکمل شرطی هستند. جفت های مکمل زیادی در بین ترانزیستورهای خارجی وجود دارد و اطلاعات مربوط به آن را می توان در وب سایت های سازنده و در کتاب های مرجع یافت.

به عنوان VT1، VT3، VT5 می توان از ترانزیستورهای سری KT3107 با هر حرفی استفاده کرد. به عنوان VT2، VT4، VT6 می توان از ترانزیستورهای سری KT3102 با حروفی استفاده کرد که دارای ویژگی هایی مشابه ترانزیستورهای مورد استفاده برای نیم موج دیگری از سیگنال صوتی هستند. اگر امکان انتخاب ترانزیستور با توجه به پارامترها وجود دارد، بهتر است این کار را انجام دهید. تقریباً تمام تسترهای مدرن به شما امکان می دهند این کار را بدون مشکل انجام دهید. با انحرافات زیاد، زمان صرف شده برای راه اندازی بیشتر و نتیجه معتدل تر خواهد بود. ترانزیستورهای KT9115A، KP960A برای VT6 و KT940A، KP959A برای VT7 مناسب هستند.

ترانزیستورهای KT817V (G)، KT850A را می توان به عنوان VT9 و VT12 استفاده کرد و KT816V (G)، KT851A را می توان به عنوان VT10 و VT11 استفاده کرد. برای VT13، ترانزیستورهای KT818V (G)، KP964A و برای VT14 - KT819V (G)، KP954A مناسب هستند. به جای دیودهای زنر VD3 و VD4، می توانید از دو LED AL307 که به صورت سری یا مشابه متصل شده اند استفاده کنید.

مدار امکان استفاده از قطعات دیگر را می دهد، اما ممکن است نیاز به اصلاح بردهای مدار چاپی باشد. خازن C1 می تواند ظرفیتی از 1 μF تا 4.7 μF داشته باشد و باید از پلی پروپیلن یا دیگری ساخته شود، اما با کیفیت بالا. می توانید اطلاعاتی در این مورد در وب سایت های رادیویی آماتور پیدا کنید. ولتاژ تغذیه، سیگنال های ورودی و خروجی با استفاده از پایانه های مدار چاپی متصل می شوند.

راه اندازی آمپلی فایر

هنگامی که برای اولین بار روشن می شود، ULF باید از طریق مقاومت های سرامیکی قدرتمند (10 - 100 اهم) متصل شود. این باعث می شود که عناصر از اضافه بار و خرابی ناشی از خطای نصب نجات پیدا کنند. در قسمت اول برد، مقاومت R23 جریان ساکن ULF (150-250 میلی آمپر) را هنگامی که بار خاموش است تنظیم می کند. در مرحله بعد، باید ثابت کنید که هنگام اتصال یک بار معادل، ولتاژ ثابتی در خروجی تقویت کننده وجود ندارد. این کار با تغییر مقدار یکی از مقاومت های R19 یا R20 انجام می شود.

پس از نصب بقیه مدار، مقاومت R14 را در موقعیت وسط قرار دهید. با استفاده از معادل بار، عدم تحریک تقویت کننده بررسی می شود و از مقاومت R5 برای ایجاد عدم وجود ولتاژ ثابت در خروجی تقویت کننده استفاده می شود. تقویت کننده را می توان در حالت استاتیک پیکربندی کرد.

برای راه اندازی در حالت پویا، یک مدار RC سریال به موازات بار معادل متصل می شود. مقاومت با توان 0.125 وات و مقدار اسمی 1.3-4.7 کیلو اهم. خازن غیر قطبی 1-2 μF. ما یک میکرو آمپرمتر (20-100 μA) را به موازات خازن وصل می کنیم. سپس با اعمال یک سیگنال سینوسی با فرکانس 5-8 کیلوهرتز به ورودی تقویت کننده، باید با استفاده از یک اسیلوسکوپ و یک ولت متر AC متصل به خروجی، سطح آستانه اشباع تقویت کننده را تخمین بزنید. پس از این، سیگنال ورودی را از میزان اشباع به سطح 0.7 کاهش می دهیم و از مقاومت R14 برای دستیابی به حداقل خواندن میکرو آمپرمتر استفاده می کنیم. در برخی موارد، برای کاهش اعوجاج در فرکانس‌های بالا، لازم است اصلاح فاز از قبل با نصب خازن C12 (0.02-0.033 μF) انجام شود.

خازن های C8 و C9 برای بهترین انتقال سیگنال پالس با فرکانس 20 کیلوهرتز انتخاب می شوند (در صورت لزوم نصب می شوند). اگر مدار پایدار باشد خازن C10 را می توان حذف کرد. با تغییر مقدار مقاومت R15، بهره یکسانی برای هر یک از کانال های نسخه استریو یا چند کاناله برقرار می شود. با تغییر مقدار جریان ساکن مرحله خروجی، می توانید سعی کنید خطی ترین حالت عملکرد را پیدا کنید.

درجه بندی صدا

آمپلی فایر مونتاژ شده صدای بسیار خوبی دارد. گوش دادن طولانی مدت به تقویت کننده منجر به خستگی نمی شود. البته آمپلی فایرهای بهتری هم وجود دارد، اما از نظر نسبت هزینه و کیفیت حاصله، خیلی ها مدار را دوست خواهند داشت. با کیفیت بهتر قطعات و انتخاب آنها می توان به نتایج قابل توجه تری دست یافت.

لینک ها و فایل ها

1. Korol V.، "UMZCH با جبران غیرخطی بودن مشخصه دامنه" - رادیو، 1989، شماره 12، ص. 52-54.

1396/06/09 - طرح اصلاح شد، همه بایگانی ها دوباره آپلود شدند.
▼ 🕗 09/06/17 ⚖️ 24.43 کیلوبایت ⇣ 17 سلام، خواننده!نام من ایگور است، من 45 سال دارم، من یک سیبری هستم و یک مهندس الکترونیک آماتور مشتاق هستم. من این سایت فوق العاده را از سال 2006 ایجاد کردم، ایجاد کردم و از آن نگهداری می کنم.
بیش از 10 سال است که مجله ما فقط با هزینه من وجود دارد.

خوب! رایگان تمام شد. اگر فایل ها و مقالات مفیدی می خواهید، به من کمک کنید!

آمپلی فایری که مورد توجه شما عزیزان قرار می گیرد، مونتاژ آسان است، نصب آن بسیار ساده است (در واقع نیازی به آن ندارد)، حاوی اجزای کمیاب خاصی نیست، و در عین حال ویژگی های بسیار خوبی دارد و به راحتی می تواند با آن مطابقت داشته باشد. Hi-Fi نامیده می شود، که اکثریت شهروندان آن را بسیار دوست دارند.تقویت کننده می تواند در بارهای 4 و 8 اهم کار کند، می تواند در اتصال پل به بار 8 اهم استفاده شود و 200 وات را به بار تحویل می دهد.

ویژگی های اصلی:

ولتاژ تغذیه، V................................................ ..... ................ ± 35
مصرف جریان در حالت بی صدا، mA...................................... 100
امپدانس ورودی، کیلو اهم ................................................... ..... .......... 24
حساسیت (100 وات، 8 اهم)، V.......................................... .... ...... 1.2
توان خروجی (KG=0.04%)، W................................... .... .... 80
محدوده فرکانس قابل تکرار، هرتز................................. 10 - 30000
نسبت سیگنال به نویز (وزن نشده)، dB..................... -73

تقویت کننده کاملاً مبتنی بر عناصر گسسته است، بدون هیچ گونه آپ امپ یا ترفندهای دیگری. هنگامی که با بار 4 اهم و منبع تغذیه 35 ولت کار می کند، تقویت کننده تا 100 وات توان تولید می کند. در صورت نیاز به اتصال بار 8 اهم، می توان قدرت را به +/-42 ولت افزایش داد، در این صورت، همان 100 وات را خواهیم گرفت.اکیداً توصیه نمی شود که ولتاژ تغذیه را بالای 42 ولت افزایش دهید، در غیر این صورت ممکن است بدون ترانزیستور خروجی باقی بمانید. هنگام کار در حالت پل، باید از بار 8 اهم استفاده شود، در غیر این صورت، دوباره، ما تمام امید خود را برای بقای ترانزیستورهای خروجی از دست می دهیم. به هر حال، باید در نظر داشته باشیم که هیچ محافظ اتصال کوتاه در بار وجود ندارد، بنابراین باید مراقب باشید.برای استفاده از تقویت کننده در حالت پل، لازم است ورودی MT را به خروجی تقویت کننده دیگری که سیگنال به ورودی آن تامین می شود، پیچ کنید. ورودی باقی مانده به سیم مشترک متصل می شود. مقاومت R11 برای تنظیم جریان ساکن ترانزیستورهای خروجی استفاده می شود. خازن C4 حد بالایی بهره را تعیین می کند و نباید آن را کاهش دهید - در فرکانس های بالا خود تحریک خواهید شد.
تمام مقاومت ها 0.25 وات هستند به جز R18، R12، R13، R16، R17. سه مورد اول 0.5 وات، دو مورد آخر هر کدام 5 وات هستند. LED HL1 برای زیبایی نیست، بنابراین نیازی به وصل کردن یک دیود فوق روشن به مدار و آوردن آن به پنل جلو نیست. دیود باید رایج ترین رنگ سبز باشد - این مهم است، زیرا LED های رنگ های دیگر افت ولتاژ متفاوتی دارند.اگر ناگهان فردی بدشانس بود و نتوانست ترانزیستورهای خروجی MJL4281 و MJL4302 را دریافت کند، می توان آنها را به ترتیب با MJL21193 و MJL21194 جایگزین کرد.بهتر است از یک مقاومت متغیر چند چرخشی R11 استفاده کنید، اگرچه یک مقاومت معمولی این کار را می کند. هیچ چیز مهمی در اینجا وجود ندارد - تنظیم جریان ساکن راحت تر است.

یک تقویت کننده ساده ترانزیستوری می تواند ابزار خوبی برای بررسی خواص دستگاه ها باشد. مدارها و طرح ها بسیار ساده هستند شما می توانید دستگاه را خودتان بسازید و عملکرد آن را بررسی کنید، تمام پارامترها را اندازه گیری کنید. به لطف ترانزیستورهای اثر میدان مدرن، می توان یک تقویت کننده میکروفون مینیاتوری از سه عنصر درست کرد. و برای بهبود پارامترهای ضبط صدا آن را به رایانه شخصی متصل کنید. و مخاطبین در حین مکالمه صحبت شما را بسیار بهتر و واضح تر خواهند شنید.

ویژگی های فرکانس

تقویت کننده های فرکانس پایین (صوتی) تقریباً در تمام لوازم خانگی یافت می شوند - سیستم های استریو، تلویزیون ها، رادیوها، ضبط صوت ها و حتی رایانه های شخصی. اما تقویت کننده های RF نیز بر پایه ترانزیستورها، لامپ ها و میکرو مدارها وجود دارد. تفاوت بین آنها این است که ULF به شما امکان می دهد سیگنال را فقط در فرکانس صوتی که توسط گوش انسان درک می شود تقویت کنید. تقویت کننده های صوتی ترانزیستوری به شما امکان می دهند سیگنال هایی را با فرکانس هایی در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز تولید کنید.

در نتیجه، حتی ساده ترین دستگاه می تواند سیگنال را در این محدوده تقویت کند. و این کار را تا حد امکان یکنواخت انجام می دهد. بهره مستقیماً به فرکانس سیگنال ورودی بستگی دارد. نمودار این مقادیر تقریباً یک خط مستقیم است. اگر سیگنالی با فرکانس خارج از محدوده به ورودی تقویت کننده اعمال شود، کیفیت عملکرد و کارایی دستگاه به سرعت کاهش می یابد. آبشارهای ULF معمولاً با استفاده از ترانزیستورهایی که در محدوده فرکانس پایین و متوسط ​​کار می کنند مونتاژ می شوند.

کلاس های عملکرد تقویت کننده های صوتی

همه دستگاه های تقویت کننده بسته به درجه جریان جریان از طریق آبشار در طول دوره عملیات به چندین کلاس تقسیم می شوند:

1. کلاس "A" - جریان بدون توقف در طول کل دوره عملکرد مرحله تقویت کننده جریان می یابد.
2. در کلاس کاری "B" جریان برای نیم دوره جریان دارد.
3. کلاس "AB" به این معنی است که جریان از مرحله تقویت کننده برای مدت زمانی برابر با 50-100٪ دوره عبور می کند.
4. در حالت "C" جریان الکتریکی کمتر از نیمی از زمان کار جریان دارد.
5. حالت ULF "D" اخیراً - کمی بیش از 50 سال - در تمرینات رادیویی آماتور استفاده شده است. در بیشتر موارد، این دستگاه ها بر اساس عناصر دیجیتال اجرا می شوند و دارای راندمان بسیار بالایی هستند - بیش از 90٪.

وجود اعوجاج در کلاس های مختلف تقویت کننده های فرکانس پایین

منطقه کار تقویت کننده ترانزیستور کلاس "A" با اعوجاج های غیر خطی نسبتاً کوچک مشخص می شود. اگر سیگنال دریافتی پالس های ولتاژ بالاتر را بیرون بیاورد، این باعث اشباع ترانزیستورها می شود. در سیگنال خروجی، سیگنال های بالاتر در نزدیکی هر هارمونیک ظاهر می شوند (تا 10 یا 11). به همین دلیل، یک صدای فلزی ظاهر می شود که مشخصه فقط تقویت کننده های ترانزیستوری است.

اگر منبع تغذیه ناپایدار باشد، سیگنال خروجی در دامنه نزدیک به فرکانس شبکه مدل‌سازی می‌شود. صدا در سمت چپ پاسخ فرکانسی تندتر می شود. اما هرچه تثبیت منبع تغذیه تقویت کننده بهتر باشد، طراحی کل دستگاه پیچیده تر می شود. ULFهایی که در کلاس "A" کار می کنند راندمان نسبتاً پایینی دارند - کمتر از 20٪. دلیل آن این است که ترانزیستور دائماً باز است و جریان دائماً از آن عبور می کند.

برای افزایش (البته اندکی) راندمان، می توانید از مدارهای فشار کش استفاده کنید. یک اشکال این است که امواج نیمه سیگنال خروجی نامتقارن می شوند. اگر از کلاس "A" به "AB" منتقل شوید، اعوجاج غیرخطی 3-4 برابر افزایش می یابد. اما بازده کل مدار دستگاه همچنان افزایش می یابد. کلاس های ULF "AB" و "B" افزایش اعوجاج را با کاهش سطح سیگنال در ورودی مشخص می کنند. اما حتی اگر صدا را زیاد کنید، این به خلاص شدن کامل از کاستی ها کمک نمی کند.

در کلاس های متوسط ​​کار کنید

هر کلاس دارای چندین نوع است. به عنوان مثال، یک کلاس تقویت کننده "A+" وجود دارد. در آن، ترانزیستورهای ورودی (ولتاژ پایین) در حالت "A" کار می کنند. اما ولتاژ بالا نصب شده در مراحل خروجی یا در "B" یا "AB" کار می کنند. چنین تقویت کننده هایی بسیار مقرون به صرفه تر از آنهایی هستند که در کلاس "A" کار می کنند. تعداد اعوجاج غیرخطی به طور قابل توجهی کمتر است - نه بیشتر از 0.003٪. با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی می توان به نتایج بهتری دست یافت. اصل عملکرد تقویت کننده های مبتنی بر این عناصر در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

اما هنوز تعداد زیادی هارمونیک بالاتر در سیگنال خروجی وجود دارد که باعث می شود صدا به طور مشخص فلزی شود. مدارهای تقویت کننده نیز در کلاس "AA" کار می کنند. در آنها، اعوجاج غیر خطی حتی کمتر است - تا 0.0005٪. اما نقطه ضعف اصلی تقویت کننده های ترانزیستوری هنوز وجود دارد - صدای فلزی مشخصه.

طرح های "جایگزین".

این بدان معنا نیست که آنها جایگزین هستند، اما برخی از متخصصان درگیر در طراحی و مونتاژ تقویت کننده ها برای تولید صدای با کیفیت بالا به طور فزاینده ای طرح های لوله را ترجیح می دهند. تقویت کننده های لوله دارای مزایای زیر هستند:

1. سطح بسیار پایین اعوجاج غیرخطی در سیگنال خروجی.
2. هارمونیک های بالاتر کمتری نسبت به طرح های ترانزیستوری وجود دارد.

اما یک نقطه ضعف بزرگ وجود دارد که بر همه مزایا برتری دارد - شما قطعاً باید یک دستگاه را برای هماهنگی نصب کنید. واقعیت این است که مرحله لوله دارای مقاومت بسیار بالایی است - چندین هزار اهم. اما مقاومت سیم پیچی بلندگو 8 یا 4 اهم است. برای هماهنگ کردن آنها، باید یک ترانسفورماتور نصب کنید.

البته این یک ایراد خیلی بزرگ نیست - دستگاه های ترانزیستوری نیز وجود دارند که از ترانسفورماتور برای مطابقت با مرحله خروجی و سیستم بلندگو استفاده می کنند. برخی از کارشناسان استدلال می کنند که موثرترین مدار یک مدار ترکیبی است - که از تقویت کننده های تک سر استفاده می کند که تحت تأثیر بازخورد منفی قرار نمی گیرند. علاوه بر این، تمام این آبشارها در حالت ULF کلاس "A" کار می کنند. به عبارت دیگر، یک تقویت کننده قدرت روی ترانزیستور به عنوان یک تکرار کننده استفاده می شود.

علاوه بر این، راندمان چنین دستگاه هایی بسیار بالا است - حدود 50٪. اما شما نباید فقط بر روی شاخص های کارایی و قدرت تمرکز کنید - آنها کیفیت بالای بازتولید صدا توسط تقویت کننده را نشان نمی دهند. خطی بودن ویژگی ها و کیفیت آنها بسیار مهمتر است. بنابراین، شما باید در درجه اول به آنها توجه کنید، نه به قدرت.

مدار ULF تک سر روی یک ترانزیستور

ساده ترین تقویت کننده، ساخته شده بر اساس مدار امیتر مشترک، در کلاس "A" کار می کند. مدار از یک عنصر نیمه هادی با ساختار n-p-n استفاده می کند. یک مقاومت R3 در مدار کلکتور نصب شده است که جریان جریان را محدود می کند. مدار کلکتور به سیم برق مثبت و مدار امیتر به سیم منفی وصل می شود. اگر از ترانزیستورهای نیمه هادی با ساختار p-n-p استفاده می کنید، مدار دقیقاً یکسان خواهد بود، فقط باید قطبیت را تغییر دهید.

با استفاده از یک خازن جداکننده C1، می توان سیگنال ورودی متناوب را از منبع جریان مستقیم جدا کرد. در این حالت، خازن مانعی برای جریان جریان متناوب در طول مسیر بیس-امیتر نیست. مقاومت داخلی اتصال امیتر-پایه همراه با مقاومت های R1 و R2 ساده ترین تقسیم کننده ولتاژ تغذیه را نشان می دهد. به طور معمول، مقاومت R2 دارای مقاومت 1-1.5 کیلو اهم است - معمول ترین مقادیر برای چنین مدارهایی. در این مورد، ولتاژ تغذیه دقیقا به نصف تقسیم می شود. و اگر مدار را با ولتاژ 20 ولت تغذیه کنید، می بینید که مقدار بهره جریان h21 برابر با 150 خواهد بود. لازم به ذکر است که تقویت کننده های HF در ترانزیستورها مطابق مدارهای مشابه ساخته می شوند، فقط آنها یک کار می کنند. کمی متفاوت

در این حالت، ولتاژ امیتر 9 ولت و افت در بخش "E-B" مدار 0.7 ولت است (که برای ترانزیستورهای روی کریستال های سیلیکون معمول است). اگر تقویت کننده ای را بر اساس ترانزیستورهای ژرمانیوم در نظر بگیریم، در این صورت افت ولتاژ در بخش "E-B" برابر با 0.3 ولت خواهد بود. جریان در مدار کلکتور برابر با جریان در امیتر خواهد بود. می توانید آن را با تقسیم ولتاژ امیتر بر مقاومت R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA محاسبه کنید. برای محاسبه مقدار جریان پایه، باید 9 میلی آمپر را بر بهره h21 - 9 mA/150 = 60 μA تقسیم کنید. در طرح های ULF معمولا از ترانزیستورهای دوقطبی استفاده می شود. اصل عملکرد آن با موارد میدانی متفاوت است.

در مقاومت R1، اکنون می توانید مقدار افت را محاسبه کنید - این تفاوت بین ولتاژ پایه و منبع تغذیه است. در این مورد، ولتاژ پایه را می توان با استفاده از فرمول پیدا کرد - مجموع ویژگی های امیتر و انتقال "E-B". هنگامی که از منبع 20 ولت تغذیه می شود: 20 - 9.7 = 10.3. از اینجا می توانید مقدار مقاومت R1 = 10.3 V / 60 μA = 172 kOhm را محاسبه کنید. مدار حاوی ظرفیت C2 است که برای اجرای مداری که جزء متناوب جریان امیتر می تواند از آن عبور کند، ضروری است.

اگر خازن C2 را نصب نکنید، جزء متغیر بسیار محدود خواهد بود. به همین دلیل، چنین تقویت کننده صوتی مبتنی بر ترانزیستور دارای بهره جریان بسیار کم h21 خواهد بود. توجه به این نکته ضروری است که در محاسبات فوق جریان پایه و کلکتور برابر فرض شده است. علاوه بر این، جریان پایه جریانی است که از امیتر به مدار می ریزد. این تنها زمانی رخ می دهد که یک ولتاژ بایاس به خروجی پایه ترانزیستور اعمال شود.

اما باید در نظر گرفت که جریان نشتی کلکتور کاملاً همیشه بدون توجه به وجود بایاس از مدار پایه عبور می کند. در مدارهای امیتر رایج، جریان نشتی حداقل 150 برابر تقویت می شود. اما معمولاً این مقدار فقط هنگام محاسبه تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستورهای ژرمانیوم در نظر گرفته می شود. در مورد استفاده از سیلیکون، که در آن جریان مدار "K-B" بسیار کم است، این مقدار به سادگی نادیده گرفته می شود.

تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستور MOS

تقویت کننده ترانزیستور اثر میدانی که در نمودار نشان داده شده است، آنالوگ های زیادی دارد. از جمله استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی. بنابراین، می‌توانیم به عنوان یک مثال مشابه، طراحی تقویت‌کننده صوتی مونتاژ شده بر اساس مداری با یک امیتر مشترک را در نظر بگیریم. عکس مداری را نشان می دهد که طبق مدار منبع مشترک ساخته شده است. اتصالات R-C روی مدارهای ورودی و خروجی مونتاژ می شوند تا دستگاه در حالت تقویت کننده کلاس "A" کار کند.

جریان متناوب از منبع سیگنال توسط خازن C1 از ولتاژ تغذیه مستقیم جدا می شود. تقویت کننده ترانزیستور اثر میدان لزوماً باید دارای پتانسیل دروازه ای باشد که کمتر از همان مشخصه منبع باشد. در نمودار نشان داده شده، گیت از طریق مقاومت R1 به سیم مشترک متصل می شود. مقاومت آن بسیار بالا است - معمولاً از مقاومت های 100-1000 کیلو اهم در طراحی ها استفاده می شود. چنین مقاومت بزرگی انتخاب می شود تا سیگنال ورودی شنت نشود.

این مقاومت تقریباً اجازه عبور جریان الکتریکی را نمی دهد ، در نتیجه پتانسیل دروازه (در صورت عدم وجود سیگنال در ورودی) با زمین یکسان است. در منبع، تنها به دلیل افت ولتاژ در مقاومت R2، پتانسیل بالاتر از زمین است. از اینجا مشخص می شود که دروازه پتانسیل کمتری نسبت به منبع دارد. و این دقیقا همان چیزی است که برای عملکرد عادی ترانزیستور مورد نیاز است. توجه به این نکته ضروری است که C2 و R3 در این مدار تقویت کننده همان هدفی را دارند که در طراحی مورد بحث در بالا ذکر شد. و سیگنال ورودی نسبت به سیگنال خروجی 180 درجه جابجا می شود.

ULF با ترانسفورماتور در خروجی

شما می توانید چنین تقویت کننده ای را با دستان خود برای مصارف خانگی بسازید. طبق طرحی که در کلاس "A" کار می کند انجام می شود. طراحی همان است که در بالا مورد بحث قرار گرفت - با یک قطره چکان مشترک. یک ویژگی این است که برای تطبیق باید از ترانسفورماتور استفاده کنید. این یک نقطه ضعف چنین تقویت کننده صوتی مبتنی بر ترانزیستور است.

مدار جمع کننده ترانزیستور توسط سیم پیچ اولیه بارگذاری می شود که یک سیگنال خروجی ایجاد می کند که از طریق ثانویه به بلندگوها منتقل می شود. یک تقسیم کننده ولتاژ روی مقاومت های R1 و R3 مونتاژ شده است که به شما امکان می دهد نقطه کار ترانزیستور را انتخاب کنید. این مدار ولتاژ بایاس را به پایه تامین می کند. تمام اجزای دیگر همان هدف مدارهای مورد بحث در بالا را دارند.

تقویت کننده صوتی فشاری

نمی توان گفت که این یک تقویت کننده ترانزیستوری ساده است، زیرا عملکرد آن کمی پیچیده تر از مواردی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. در ULF های فشاری، سیگنال ورودی به دو نیمه موج تقسیم می شود که در فاز متفاوت هستند. و هر یک از این نیم موج ها توسط آبشار خود که بر روی یک ترانزیستور ساخته شده است تقویت می شوند. پس از تقویت هر نیم موج، هر دو سیگنال ترکیب شده و به بلندگوها ارسال می شوند. چنین تحولات پیچیده ای می تواند باعث اعوجاج سیگنال شود، زیرا خواص دینامیکی و فرکانس دو ترانزیستور، حتی از یک نوع، متفاوت خواهد بود.

در نتیجه کیفیت صدا در خروجی تقویت کننده به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که یک تقویت کننده فشار کش در کلاس "A" کار می کند، امکان بازتولید سیگنال پیچیده با کیفیت بالا وجود ندارد. دلیل آن این است که جریان افزایش یافته به طور مداوم از شانه های تقویت کننده عبور می کند، امواج نیمه نامتقارن هستند و اعوجاج فاز رخ می دهد. صدا کمتر قابل درک می شود و با گرم شدن، اعوجاج سیگنال حتی بیشتر می شود، به خصوص در فرکانس های پایین و فوق العاده پایین.

ULF بدون ترانسفورماتور

یک تقویت کننده باس مبتنی بر ترانزیستور که با استفاده از ترانسفورماتور ساخته شده است، علیرغم این واقعیت که طراحی ممکن است ابعاد کوچکی داشته باشد، هنوز ناقص است. ترانسفورماتورها هنوز سنگین و حجیم هستند، بنابراین بهتر است از شر آنها خلاص شوید. مدار ساخته شده بر روی عناصر نیمه هادی مکمل با انواع مختلف رسانایی بسیار مؤثرتر است. اکثر ULF های مدرن دقیقاً طبق چنین طرح هایی ساخته می شوند و در کلاس "B" کار می کنند.

دو ترانزیستور قدرتمند مورد استفاده در طراحی بر اساس مدار پیرو امیتر (کلکتور مشترک) عمل می کنند. در این حالت ولتاژ ورودی بدون افت یا افزایش به خروجی منتقل می شود. اگر سیگنالی در ورودی وجود نداشته باشد، ترانزیستورها در آستانه روشن شدن هستند، اما همچنان خاموش هستند. هنگامی که یک سیگنال هارمونیک به ورودی اعمال می شود، ترانزیستور اول با نیم موج مثبت باز می شود و ترانزیستور دوم در این زمان در حالت قطع است.

در نتیجه، تنها نیمه موج های مثبت می توانند از بار عبور کنند. اما منفی ها ترانزیستور دوم را باز می کنند و اولی را کاملا خاموش می کنند. در این حالت فقط نیم موج های منفی در بار ظاهر می شوند. در نتیجه، سیگنال تقویت شده در قدرت در خروجی دستگاه ظاهر می شود. چنین مدار تقویت کننده ای با استفاده از ترانزیستورها کاملاً مؤثر است و می تواند عملکرد پایدار و تولید صدای با کیفیت بالا را ارائه دهد.

مدار ULF روی یک ترانزیستور

با مطالعه تمام ویژگی های شرح داده شده در بالا، می توانید با استفاده از یک پایه عنصر ساده، تقویت کننده را با دستان خود مونتاژ کنید. ترانزیستور را می توان از KT315 داخلی یا هر یک از آنالوگ های خارجی آن - به عنوان مثال BC107 استفاده کرد. به عنوان بار، شما باید از هدفون با مقاومت 2000-3000 اهم استفاده کنید. یک ولتاژ بایاس باید از طریق یک مقاومت 1 MΩ و یک خازن جداکننده 10 μF به پایه ترانزیستور اعمال شود. مدار را می توان از منبعی با ولتاژ 4.5-9 ولت، جریان 0.3-0.5 آمپر تغذیه کرد.

اگر مقاومت R1 متصل نباشد، جریانی در پایه و کلکتور وجود نخواهد داشت. اما هنگام اتصال، ولتاژ به سطح 0.7 ولت می رسد و جریانی در حدود 4 μA را می دهد. در این مورد، بهره جریان حدود 250 خواهد بود. از اینجا می توانید با استفاده از ترانزیستورها یک محاسبه ساده تقویت کننده انجام دهید و جریان کلکتور را پیدا کنید - معلوم می شود که برابر با 1 میلی آمپر است. با مونتاژ این مدار تقویت کننده ترانزیستور، می توانید آن را آزمایش کنید. یک بار را به خروجی - هدفون وصل کنید.

ورودی تقویت کننده را با انگشت خود لمس کنید - یک نویز مشخص باید ظاهر شود. اگر آنجا نباشد، به احتمال زیاد ساختار نادرست مونتاژ شده است. همه اتصالات و رتبه بندی عناصر را دوباره بررسی کنید. برای شفاف‌تر کردن نمایش، یک منبع صدا را به ورودی ULF وصل کنید - خروجی پخش‌کننده یا تلفن. به موسیقی گوش دهید و کیفیت صدا را ارزیابی کنید.

تقویت کننده هایی که هدف اصلی آنها تقویت سیگنال توسط توان است، تقویت کننده قدرت نامیده می شود. به عنوان یک قاعده، چنین تقویت کننده هایی بار کم امپدانس مانند یک بلندگو را هدایت می کنند.

3-18 ولت (اسمی - 6 ولت). حداکثر جریان مصرفی 1.5 آمپر با جریان ساکن 7 میلی آمپر (در 6 ولت) و 12 میلی آمپر (در ولتاژ 18 ولت) است. افزایش ولتاژ 36.5 دسی بل. در -1 دسی بل 20 هرتز - 300 کیلوهرتز. توان خروجی نامی در 10٪ THD

به طور موقت صدا را خاموش کنید با روشن کردن TDA7233D مطابق مدار نشان داده شده در شکل، می توانید قدرت خروجی را دو برابر کنید. 31.42. C7 از خود تحریکی دستگاه در ناحیه جلوگیری می کند

فرکانس های بالا R3 تا زمانی انتخاب می شود که دامنه یکسانی از سیگنال های خروجی در خروجی ریز مدارها به دست آید.

برنج. 31.43. KR174UNZ 7

KR174UN31 برای استفاده به عنوان دستگاه های الکترونیکی خانگی کم مصرف در نظر گرفته شده است.

وقتی ولتاژ تغذیه از

2.1 تا 6.6 ولت با مصرف جریان متوسط ​​7 میلی آمپر (بدون سیگنال ورودی)، بهره ولتاژ ریز مدار از 18 تا 24 دسی بل متغیر است.

ضریب اعوجاج غیرخطی در توان خروجی تا 100 مگاوات بیشتر از 0.015٪ نیست، ولتاژ نویز خروجی از 100 میکروولت تجاوز نمی کند. ورودی میکرو مدار 35-50 کیلو اهم است. بار - کمتر از 8 اهم نیست. محدوده فرکانس کاری - 20 هرتز - 30 کیلوهرتز، حد - 10 هرتز - 100 کیلوهرتز. حداکثر ولتاژ سیگنال ورودی تا 0.25-0.5 ولت است.

این پروژه یک آمپلی فایر استریو خانگی با خروجی هدفون اضافی است. آمپلی فایر بر روی یک مدار مجتمع TDA2050 ساخته شده است که برای استفاده به عنوان تقویت کننده صوتی Hi-Fi در نظر گرفته شده است. این در محدوده ولتاژ تغذیه از +/-4.5 تا +/-25 V کار می کند. حدود 30 وات توان خروجی، بازده حدود 65٪ است. با این حال، شایان ذکر است که برای حفظ پایداری، بهره مدار باید حداقل 24 دسی بل باشد. تقویت کننده برای بلندگوهای قفسه کتاب Klipsch RB-51 ساخته شده است. بلندگوها 8 اهم، حساسیت 92 دسی بل. تقویت کننده می تواند با اکثر منابع خط مانند پخش کننده mp3، پخش کننده سی دی، تیونر و غیره کار کند. تراشه کوچک TDA2050 می تواند صدای بسیار خوبی تولید کند. قبل از شروع، من به شما پیشنهاد می کنم نگاهی به دیتاشیت بیندازید، به خصوص اگر می خواهید تغییراتی متناسب با تنظیمات استریوی خود ایجاد کنید.

نمودار شماتیک

یک برد مدار چاپی نیز وجود دارد. مدار تقویت کننده را مطابق شکل زیر ساختم. فقط یک کانال نشان داده شده است. سوئیچ دو قطبی برای هر دو کانال مشترک است و به شما امکان می دهد خروجی را از بلندگو به هدفون تغییر دهید. اگر به خروجی هدفون نیاز ندارید، می توانید سوئیچ و مقاومت را بردارید.

مدار بر روی برد مدار چاپی ساخته شده است. برای مسدود کردن جریان ورودی، از یک خازن 1 µF (فیلم پلی پروپیلن متالیزه) استفاده کردم. بیشتر خازن ها باید پلی پروپیلن، پلی استر، مایلار باشند، من خازن های الکترولیتی را توصیه نمی کنم.

واحد قدرت

یک طرح زمین مناسب به دستیابی به سطوح نویز کم کمک می کند. اگر دوست دارید، دو ستاره را به نقاط زمین بسازید - برای سیگنال و برای قدرت. سعی کنید سیم های سیگنال را تا حد امکان کوتاه کنید. علاوه بر این، سیم های سیگنال باید محکم به هم بپیچند. همچنین سعی کنید آنها را از منابع AC، هم کابل برق و هم ترانسفورماتور دور نگه دارید. سیم ها را تا حد امکان به بدنه نزدیک کنید، این کمک می کند. برای هر کانال از منبع تغذیه جداگانه استفاده کنید.

قبل از توضیح تغذیه، می خواهم چند کلمه در مورد ایمنی بگویم. این پروژه نیاز به اتصال شبکه 220 ولتی دارد. انتخاب نادرست مقطع سیم برای شبکه برق می تواند منجر به آسیب جدی شود. همچنین استفاده از فیوزهای مناسب و اتصال شاسی به زمین ضروری است.

ترانسفورماتور حلقوی با دو سیم پیچ ثانویه 18 ولت. برای یکسو کننده ها از پل های دیود 35 A استفاده کردم. مدار اصلی از دیودهای جداگانه استفاده می کند. هر خروجی دارای یک خازن 10000 µF است.

برای بدنه از شاسی با اندازه مناسب استفاده کردم. ترانسفورماتور و تخته ها به پایین قسمت بالایی کیس متصل می شوند. کلید پاور، کنترل صدا و جک هدفون برای دسترسی آسان در جلوی کیف قرار گرفته اند.

برای ورودی صدا از کانکتورهای استاندارد RCA با روکش طلا استفاده می کنیم. خروجی بلندگو از طریق جک موز 4 میلی متری. لطفا توجه داشته باشید که جک های ورودی، بلندگو و پایانه های اتصال با استفاده از اسپیسرهای نایلونی ارائه شده از شاسی جدا می شوند. رادیاتورها در پنل پشتی کیس قرار دارند. ابعاد هر رادیاتور 50×90 میلی متر است. من یک سوراخ در قاب ایجاد کردم تا TDA2050 مستقیماً روی رادیاتور نصب شود. لطفاً توجه داشته باشید که تراشه TDA2050 باید از زمین (مورد) جدا شده باشد و پتانسیل منفی روی زبانه فلزی TO-220 قرار دارد. اگر این کار انجام نشود، میکروکنترلر پس از وصل شدن برق خواهد سوخت. برای عایق کاری می توانید از پدهای سیلیکونی یا میکا استفاده کنید و واشرهای پیچ نصب را فراموش نکنید که میکروکنترلر را به رادیاتور محکم می کند. پس از نصب، بررسی کنید که هیچ تماسی بین میکروکنترلر، هیت سینک و شاسی (زمین) وجود نداشته باشد. همچنین برای اطمینان از تماس حرارتی خوب، باید از خمیر حرارتی استفاده کنید.

من کیفیت صدا را ارزیابی نمی کنم، زیرا نظر نهایی به شنونده فردی بستگی دارد. به نظر من، TDA2050 صدای بسیار خوبی تولید می کند که با آمپلی فایرهای مختلف رده بالا رقابت می کند. این آمپلی فایر توانایی تولید بیس عمیق، میانه های شفاف با دامنه صدای گسترده و اوج های واضح که خیلی شارپ نیستند را دارد. در مقایسه با 20 وات، این یکی به طور قابل توجهی قدرتمندتر است.