مدارهای تقویت کننده با استفاده از ترانزیستورهای قدیمی تقویت کننده ترانزیستوری: انواع، مدارها، ساده و پیچیده

با خرید یک لپ تاپ خوب یا یک تلفن جالب، از خرید آن خوشحال می شویم و عملکردها و سرعت دستگاه را تحسین می کنیم. اما به محض اتصال گجت به بلندگوها برای گوش دادن به موسیقی یا تماشای فیلم، متوجه می‌شویم که صدای تولید شده توسط دستگاه، به قول خودشان، «ما را ناامید می‌کند». به جای صدای کامل و واضح، زمزمه ای نامفهوم با نویز پس زمینه می شنویم.

اما ناراحت نشوید و سازندگان را سرزنش نکنید، می توانید مشکل صدا را خودتان حل کنید. اگر کمی در مورد ریز مدارها بدانید و نحوه لحیم کاری را به خوبی بلد باشید، ساختن تقویت کننده صوتی خود برای شما دشوار نخواهد بود. در مقاله ما به شما خواهیم گفت که چگونه برای هر نوع دستگاه یک تقویت کننده صدا بسازید.

در مرحله اولیه ایجاد یک تقویت کننده، باید ابزارها را پیدا کنید و قطعات را خریداری کنید. مدار تقویت کننده بر روی برد مدار چاپی با استفاده از آهن لحیم کاری ساخته می شود. برای ایجاد ریز مدارها، از ایستگاه های لحیم کاری ویژه ای استفاده کنید که می توان در فروشگاه خریداری کرد. استفاده از برد مدار چاپی به شما این امکان را می دهد که دستگاه را جمع و جور کنید و استفاده از آن را آسان کنید.

تقویت کننده صدا

ویژگی های تقویت کننده های تک کانال فشرده مبتنی بر ریز مدارهای سری TDA را فراموش نکنید که اصلی ترین آنها انتشار مقدار زیادی گرما است. بنابراین هنگام طراحی ساختار داخلی آمپلی فایر سعی کنید از تماس میکرو مدار با سایر قسمت ها جلوگیری کنید. برای خنک کردن بیشتر تقویت کننده، توصیه می شود از توری رادیاتور برای دفع گرما استفاده کنید. اندازه شبکه به مدل ریز مدار و قدرت تقویت کننده بستگی دارد. از قبل مکانی برای هیت سینک در جعبه تقویت کننده برنامه ریزی کنید.
یکی دیگر از ویژگی های ساخت تقویت کننده صدای خود، مصرف کم انرژی است. این به نوبه خود به شما این امکان را می دهد که از تقویت کننده در اتومبیل با اتصال آن به باتری یا در جاده با استفاده از باتری استفاده کنید. مدل های تقویت کننده ساده شده به ولتاژ جریان تنها 3 ولت نیاز دارند.

عناصر اصلی تقویت کننده

اگر یک آماتور رادیویی مبتدی هستید، برای کار راحت تر، توصیه می کنیم از یک برنامه کامپیوتری ویژه - طرح بندی Sprint استفاده کنید. با استفاده از این برنامه می توانید به طور مستقل نمودارهایی را در رایانه خود ایجاد و مشاهده کنید. لطفاً توجه داشته باشید که ایجاد طرح خود فقط در صورتی منطقی است که تجربه و دانش کافی داشته باشید. اگر یک آماتور رادیویی بی تجربه هستید، از مدارهای آماده و اثبات شده استفاده کنید.

در زیر نمودارها و توضیحات گزینه های مختلف تقویت کننده صدا را ارائه می دهیم:

آمپلی فایر هدفون

تقویت کننده صدا برای هدفون های قابل حمل خیلی قدرتمند نیست، اما انرژی بسیار کمی مصرف می کند. این یک عامل مهم برای تقویت کننده های موبایلی است که توسط باتری تغذیه می شوند. همچنین می توانید از طریق آداپتور 3 ولت یک کانکتور برای تامین برق روی دستگاه قرار دهید.

آمپلی فایر هدفون خانگی

برای ساخت آمپلی فایر هدفون به موارد زیر نیاز دارید:

• تراشه TDA2822 یا آنالوگ KA2209.
• نمودار مونتاژ تقویت کننده.
• خازن 100 uF 4 قطعه.
• جک هدفون.
• کانکتور آداپتور.
• سیم مسی تقریبا 30 سانتی متر.
• المنت سینک حرارتی (برای یک کیس بسته).

مدار تقویت کننده هدفون

تقویت کننده بر روی برد مدار چاپی تولید می شود یا نصب می شود. از ترانسفورماتور پالس با این نوع تقویت کننده استفاده نکنید زیرا ممکن است باعث تداخل شود. این آمپلی فایر پس از ساخت قادر به ارائه صدای قدرتمند و دلنشین از گوشی، پخش کننده یا تبلت می باشد.
نسخه دیگری از آمپلی فایر هدفون خانگی را می توانید در ویدیو مشاهده کنید:

تقویت کننده صدا برای لپ تاپ

تقویت کننده لپ تاپ در مواردی مونتاژ می شود که قدرت بلندگوهای تعبیه شده در آن برای گوش دادن عادی کافی نباشد یا بلندگوها از کار افتاده باشند. آمپلی فایر باید برای بلندگوهای خارجی تا 2 وات و مقاومت سیم پیچی تا 4 اهم طراحی شود.

تقویت کننده صدا برای لپ تاپ

برای مونتاژ آمپلی فایر به موارد زیر نیاز دارید:

• تخته مدار چاپی.
• تراشه TDA 7231.
• منبع تغذیه 9 ولت.
• مسکن برای قرار دادن قطعات.
• خازن غیر قطبی 0.1 µF - 2 قطعه.
• خازن قطبی 100 uF - 1 قطعه.
• خازن قطبی 220 uF - 1 قطعه.
• خازن قطبی 470 uF - 1 قطعه.
• مقاومت ثابت 10 Kom - 1 قطعه.
• مقاومت ثابت 4.7 اهم - 1 قطعه.
• سوئیچ دو حالته - 1 قطعه.
• جک ورودی بلندگو - 1 عدد.

مدار تقویت کننده صدا برای لپ تاپ

ترتیب مونتاژ به طور مستقل بسته به نمودار تعیین می شود. رادیاتور خنک کننده باید به اندازه ای باشد که دمای کار در داخل بدنه تقویت کننده از 50 درجه سانتیگراد تجاوز نکند. اگر قصد دارید از دستگاه در فضای باز استفاده کنید، باید یک قاب با سوراخ هایی برای گردش هوا برای آن بسازید. برای مورد، می توانید از یک ظرف پلاستیکی یا جعبه های پلاستیکی از تجهیزات رادیویی قدیمی استفاده کنید.
می توانید دستورالعمل های تصویری را در ویدیو مشاهده کنید:

تقویت کننده صدا برای رادیو ماشین

این تقویت کننده برای رادیو ماشین روی یک تراشه TDA8569Q مونتاژ شده است؛ مدار پیچیده و بسیار رایج نیست.

تقویت کننده صدا برای رادیو ماشین

ریز مدار دارای مشخصات اعلام شده زیر است:

• توان ورودی 25 وات در هر کانال به 4 اهم و 40 وات در هر کانال به 2 اهم است.
• ولتاژ تغذیه 6-18 ولت.
• محدوده فرکانس قابل تکرار 20-20000 هرتز.

برای استفاده در خودرو، باید یک فیلتر به مدار اضافه شود تا از تداخل ایجاد شده توسط ژنراتور و سیستم جرقه زنی جلوگیری شود. این میکرو مدار همچنین دارای محافظت در برابر اتصال کوتاه خروجی و گرمای بیش از حد است.

مدار تقویت کننده صدا برای رادیو ماشین

با مراجعه به نمودار ارائه شده، قطعات لازم را خریداری نمایید. بعد، برد مدار را بکشید و سوراخ هایی در آن ایجاد کنید. پس از این، تخته را با کلرید آهن حکاکی کنید. در نهایت، ما سرهم می کنیم و شروع به لحیم کردن اجزای ریز مدار می کنیم. لطفا توجه داشته باشید که بهتر است مسیرهای برق را با یک لایه لحیم ضخیم تری بپوشانید تا قطعی برق نداشته باشد.
شما باید یک رادیاتور را روی تراشه نصب کنید یا خنک کننده فعال را با استفاده از یک خنک کننده سازماندهی کنید، در غیر این صورت تقویت کننده با افزایش حجم بیش از حد گرم می شود.
پس از مونتاژ ریز مدار، لازم است یک فیلتر برق مطابق نمودار زیر ساخته شود:

مدار فیلتر تداخل

چوک در فیلتر در 5 دور با سیمی با سطح مقطع 1-1.5 میلی متر روی یک حلقه فریت به قطر 20 میلی متر پیچیده می شود.
اگر رادیو شما تداخل را دریافت کند، می توان از این فیلتر نیز استفاده کرد.
توجه! مراقب باشید که قطبیت منبع تغذیه را معکوس نکنید، در غیر این صورت ریز مدار فوراً می سوزد.
همچنین می توانید نحوه ساخت یک تقویت کننده برای سیگنال استریو را از ویدیو یاد بگیرید:

تقویت کننده صدای ترانزیستور

به عنوان مدار تقویت کننده ترانزیستوری، از مدار زیر استفاده کنید:

مدار تقویت کننده صوتی ترانزیستور

این طرح اگرچه قدیمی است اما به دلایل زیر طرفداران زیادی دارد:

• نصب ساده به دلیل تعداد کم عناصر.
• نیازی به دسته بندی ترانزیستورها به جفت های مکمل وجود ندارد.
• 10 وات قدرت، برای اتاق نشیمن کافی است.
• سازگاری خوب با کارت های صدا و پخش کننده های جدید.
• کیفیت صدای عالی.

مونتاژ آمپلی فایر را با منبع تغذیه شروع کنید. دو کانال استریو را با دو سیم پیچ ثانویه که از همان ترانسفورماتور می آیند جدا کنید. روی تخته نان، پل هایی را با استفاده از دیودهای شاتکی برای یکسو کننده ایجاد کنید. بعد از پل ها فیلترهای CRC متشکل از دو خازن 33000 uF و یک مقاومت 0.75 اهم بین آنها وجود دارد. یک مقاومت سیمانی قدرتمند برای فیلتر مورد نیاز است؛ در جریان ساکن تا 2 آمپر، 3 وات گرما را از بین می برد، بنابراین بهتر است آن را با حاشیه 5-10 وات بگیرید. برای مقاومت های باقی مانده در مدار، توان 2 وات کافی خواهد بود.

تقویت کننده ترانزیستوری

بیایید به برد تقویت کننده برویم. همه چیز به جز ترانزیستورهای خروجی Tr1/Tr2 روی خود برد است. ترانزیستورهای خروجی روی رادیاتورها نصب می شوند. بهتر است ابتدا مقاومت‌های R1، R2 و R6 را به‌عنوان تریمر تنظیم کنید، پس از تمام تنظیمات آن‌ها را از لحیم خارج کنید، مقاومت آن‌ها را اندازه‌گیری کنید و مقاومت‌های ثابت نهایی را با همان مقاومت لحیم کنید. تنظیمات به عملیات زیر می رسد - با استفاده از R6، به گونه ای تنظیم می شود که ولتاژ بین X و صفر دقیقاً نصف ولتاژ +V و صفر باشد. سپس، با استفاده از R1 و R2، جریان ساکن تنظیم می شود - ما تستر را برای اندازه گیری جریان مستقیم و اندازه گیری جریان در نقطه ورودی مثبت منبع تغذیه تنظیم می کنیم. جریان ساکن یک تقویت کننده در کلاس A حداکثر است و در واقع در صورت عدم وجود سیگنال ورودی، تمام آن به انرژی حرارتی می رود. برای بلندگوهای 8 اهم، این جریان باید 1.2 آمپر در 27 ولت باشد، یعنی 32.4 وات گرما در هر کانال. از آنجایی که تنظیم جریان می تواند چند دقیقه طول بکشد، ترانزیستورهای خروجی باید از قبل روی رادیاتورهای خنک کننده باشند، در غیر این صورت به سرعت بیش از حد گرم می شوند.
هنگام تنظیم و کاهش مقاومت تقویت کننده، فرکانس قطع فرکانس پایین ممکن است افزایش یابد، بنابراین برای خازن ورودی بهتر است از 0.5 µF، بلکه 1 یا حتی 2 µF در یک فیلم پلیمری استفاده کنید. اعتقاد بر این است که این مدار مستعد تحریک خود نیست، اما در هر صورت، مدار Zobel بین نقطه X و زمین قرار می گیرد: R 10 Ohm + C 0.1 μF. فیوزها باید هم روی ترانسفورماتور و هم روی برق ورودی مدار قرار گیرند.
استفاده از خمیر حرارتی برای اطمینان از حداکثر تماس بین ترانزیستور و هیت سینک ایده خوبی است.
حالا چند کلمه در مورد قضیه. اندازه کیس توسط رادیاتورها تعیین می شود - NS135-250، 2500 سانتی متر مربع برای هر ترانزیستور. بدنه خود از پلکسی یا پلاستیک ساخته شده است. پس از مونتاژ آمپلی فایر، قبل از شروع لذت بردن از موسیقی، لازم است زمین را به درستی توزیع کنید تا نویز پس زمینه به حداقل برسد. برای انجام این کار، SZ را به منهای ورودی-خروجی وصل کنید و منفی های باقی مانده را به "ستاره" نزدیک خازن های فیلتر وصل کنید.

محفظه تقویت کننده صوتی ترانزیستور

هزینه تقریبی مواد مصرفی برای تقویت کننده صوتی ترانزیستوری:

• خازن های فیلتر 4 قطعه - 2700 روبل.
• ترانسفورماتور - 2200 روبل.
• رادیاتور - 1800 روبل.
• ترانزیستورهای خروجی - 6-8 قطعه، 900 روبل.
• عناصر کوچک (مقاومت، خازن، ترانزیستور، دیود) حدود 2000 روبل.
• اتصالات - 600 روبل.
• پلکسی گلاس - 650 روبل.
• رنگ - 250 روبل.
• تخته، سیم، لحیم کاری حدود - 1000 روبل

مبلغ حاصل 12100 روبل است.
همچنین می توانید ویدیویی در مورد مونتاژ یک تقویت کننده با استفاده از ترانزیستورهای ژرمانیوم تماشا کنید:

تقویت کننده صدای لوله

مدار یک تقویت کننده لوله ساده از دو مرحله تشکیل شده است - تقویت کننده پیش تقویت کننده 6N23P و تقویت کننده قدرت 6P14P.

مدار تقویت کننده لوله

همانطور که از نمودار مشاهده می شود، هر دو آبشار در اتصال تریود کار می کنند و جریان آند لامپ ها نزدیک به حد است. جریان ها توسط مقاومت های کاتدی - 3 میلی آمپر برای ورودی و 50 میلی آمپر برای لامپ خروجی تنظیم می شوند.
قطعات مورد استفاده برای تقویت کننده لوله باید نو و با کیفیت باشند. انحراف مجاز مقادیر مقاومت می تواند مثبت یا منفی 20٪ باشد و ظرفیت تمام خازن ها را می توان 2-3 برابر افزایش داد.
خازن های فیلتر باید برای ولتاژ حداقل 350 ولت طراحی شوند. خازن بین مرحله ای نیز باید برای همان ولتاژ طراحی شود. ترانسفورماتورهای تقویت کننده می توانند معمولی باشند - TV31-9 یا یک آنالوگ مدرن تر - TWSE-6.

تقویت کننده صدای لوله

بهتر است کنترل صدا و تعادل استریو را روی آمپلی فایر نصب نکنید، زیرا این تنظیمات را می توان در خود رایانه یا پخش کننده انجام داد. لامپ ورودی از - 6N1P، 6N2P، 6N23P، 6N3P انتخاب شده است. پنتود خروجی 6P14P، 6P15P، 6P18P یا 6P43P (با افزایش مقاومت مقاومت کاتد) است.
حتی اگر ترانسفورماتور در حال کار دارید، بهتر است از یک ترانسفورماتور معمولی با رکتیفایر 40-60 وات استفاده کنید تا آمپلی فایر پنجه ای را برای اولین بار روشن کنید. تنها پس از تست و تنظیم موفقیت آمیز تقویت کننده می توان ترانسفورماتور پالس را نصب کرد.
از سوکت های استاندارد برای دوشاخه ها و کابل ها استفاده کنید؛ برای اتصال بلندگوها بهتر است «پدال» 4 پین نصب کنید.
محفظه تقویت کننده پنجه معمولاً از پوسته تجهیزات قدیمی یا جعبه های واحد سیستم ساخته می شود.
می توانید نسخه دیگری از تقویت کننده لوله را در این ویدیو تماشا کنید:

طبقه بندی تقویت کننده های صدا

برای اینکه بتوانید تعیین کنید دستگاهی که مونتاژ کرده اید به کدام دسته از تقویت کننده های صدا تعلق دارد، طبقه بندی UMZCH را در زیر بخوانید:

تقویت کننده کلاس A

• • کلاس A- تقویت کننده های این کلاس بدون قطع سیگنال در قسمت خطی مشخصه جریان-ولتاژ عناصر تقویت کننده کار می کنند که حداقل اعوجاج غیرخطی را تضمین می کند. اما این به قیمت یک تقویت کننده بزرگ و مصرف انرژی زیاد است. راندمان یک تقویت کننده کلاس A فقط 15-30٪ است. این کلاس شامل تقویت کننده های تیوب و ترانزیستوری است.

تقویت کننده کلاس B

• • کلاس B- تقویت کننده های کلاس B با قطع سیگنال 90 درجه کار می کنند. برای این حالت از یک مدار فشار کش استفاده می شود که در آن هر قسمت نیمی از سیگنال خود را تقویت می کند. نقطه ضعف اصلی تقویت کننده های کلاس B اعوجاج سیگنال به دلیل انتقال گام به گام از یک نیم موج به دیگری است. مزیت این دسته از تقویت کننده ها راندمان بالا در نظر گرفته می شود که گاهی به 70% می رسد. اما با وجود عملکرد بالا، مدل های تقویت کننده کلاس B مدرن را در قفسه ها پیدا نخواهید کرد.

تقویت کننده کلاس AB

• • کلاس ABتلاشی برای ترکیب تقویت کننده های کلاس های توضیح داده شده در بالا به منظور دستیابی به عدم وجود اعوجاج سیگنال و راندمان بالا است.

تقویت کننده کلاس H

• • کلاس H- به طور خاص برای خودروهایی طراحی شده است که دارای محدودیت ولتاژ تامین کننده مراحل خروجی هستند. دلیل ایجاد تقویت کننده های کلاس H این است که سیگنال صوتی واقعی ماهیت پالسی دارد و میانگین توان آن بسیار کمتر از حداکثر توان است. مدار این دسته از تقویت کننده ها بر اساس یک مدار ساده برای تقویت کننده کلاس AB است که در مدار پل کار می کند. فقط یک مدار مخصوص برای دو برابر کردن ولتاژ تغذیه اضافه شده است. عنصر اصلی مدار دوبرابر یک خازن ذخیره سازی با ظرفیت زیاد است که به طور مداوم از منبع تغذیه اصلی شارژ می شود. در پیک های قدرت، این خازن توسط مدار کنترل به منبع تغذیه اصلی متصل می شود. ولتاژ تغذیه به مرحله خروجی تقویت کننده دو برابر شده و به آن اجازه می دهد تا پیک سیگنال را کنترل کند. راندمان تقویت کننده های کلاس H به 80٪ می رسد، با اعوجاج سیگنال تنها 0.1٪.

تقویت کننده کلاس D

• کلاس D یک کلاس جداگانه از تقویت کننده ها به نام "تقویت کننده های دیجیتال" است. تبدیل دیجیتال قابلیت‌های پردازش صدا اضافی را فراهم می‌کند: از تنظیم صدا و تایم تا اجرای جلوه‌های دیجیتالی مانند طنین، کاهش نویز و سرکوب بازخورد صوتی. بر خلاف تقویت کننده های آنالوگ، خروجی تقویت کننده های کلاس D یک موج مربعی است. دامنه آنها ثابت است، اما مدت زمان آنها بسته به دامنه سیگنال آنالوگ ورودی به ورودی تقویت کننده متفاوت است. راندمان تقویت کننده های این نوع می تواند به 90٪ -95٪ برسد.

در خاتمه می خواهم بگویم که کار در رادیو الکترونیک نیاز به دانش و تجربه زیادی دارد که در طول زمان طولانی به دست می آید. بنابراین، اگر چیزی برای شما درست نشد، ناامید نشوید، دانش خود را از منابع دیگر تقویت کنید و دوباره تلاش کنید!

اوگنیا اسمیرنوا

فرستادن نور به اعماق قلب انسان - این هدف هنرمند است

محتوا

اتصال بلندگوها به لپ تاپ، تلویزیون یا منبع موسیقی دیگر گاهی نیاز به تقویت سیگنال با استفاده از دستگاه جداگانه دارد. اگر تمایل به کار با بردهای مدار چاپی در خانه دارید و مهارت های فنی دارید، ایده ساختن تقویت کننده خود ایده خوبی است.

چگونه یک تقویت کننده صدا بسازیم

شروع کار بر روی مونتاژ یک دستگاه تقویت کننده برای بلندگوهای یک نوع یا دیگری شامل جستجوی ابزارها و قطعات است. مدار تقویت کننده با استفاده از یک آهن لحیم کاری بر روی یک تکیه گاه مقاوم در برابر حرارت روی یک برد مدار چاپی مونتاژ می شود. توصیه می شود از ایستگاه های لحیم کاری ویژه استفاده کنید. اگر خودتان آن را به منظور تست مدار یا استفاده برای مدت کوتاهی مونتاژ می کنید، گزینه “on wires” مناسب است، اما برای قرار دادن قطعات به فضای بیشتری نیاز خواهید داشت. برد مدار چاپی فشرده بودن دستگاه و سهولت استفاده بیشتر را تضمین می کند.

یک تقویت کننده ارزان و گسترده برای هدفون یا بلندگوهای کوچک بر اساس یک ریزمدار ایجاد می شود - یک واحد کنترل مینیاتوری با مجموعه ای از دستورات از پیش سیمی برای کنترل سیگنال الکتریکی. تنها چیزی که با ریز مدار به مدار اضافه می شود، چند مقاومت و خازن است. هزینه کل یک آمپلی فایر درجه آماتور در نهایت به طور قابل توجهی کمتر از قیمت تجهیزات حرفه ای آماده از نزدیکترین فروشگاه است، اما عملکرد آن محدود به تغییر حجم خروجی سیگنال صوتی است.

ویژگی‌های تقویت‌کننده‌های تک کاناله فشرده را که خودتان بر اساس ریزمدارهای سری TDA و آنالوگ‌های آن‌ها مونتاژ می‌کنید، به خاطر بسپارید. ریز مدار در حین کار مقدار زیادی گرما تولید می کند، بنابراین باید تماس آن را با سایر قسمت های دستگاه از بین ببرید یا به حداقل برسانید. برای استفاده از توری رادیاتور برای دفع گرما توصیه می شود. بسته به مدل ریز مدار و قدرت تقویت کننده، اندازه هیت سینک مورد نیاز افزایش می یابد. اگر تقویت کننده در یک محفظه مونتاژ شده است، ابتدا باید مکانی را برای هیت سینک برنامه ریزی کنید.

یکی دیگر از ویژگی های مونتاژ یک تقویت کننده صدا با دستان خود، مصرف ولتاژ پایین است. این به شما امکان می دهد از یک تقویت کننده ساده در اتومبیل ها (که توسط باتری ماشین کار می کند)، در جاده یا خانه (با واحد یا باتری های خاص تغذیه می شود) استفاده کنید. برخی از تقویت کننده های صوتی ساده شده تنها به ولتاژ 3 ولت نیاز دارند. مصرف برق بستگی به درجه تقویت سیگنال صوتی مورد نیاز دارد. تقویت کننده صدا از پخش کننده برای هدفون های استاندارد حدود 3 وات مصرف می کند.

توصیه می شود که یک رادیو آماتور تازه کار از یک برنامه کامپیوتری برای ایجاد و مشاهده نمودارهای مدار استفاده کند. فایل‌های چنین برنامه‌هایی می‌توانند پسوند *.lay داشته باشند - آنها در ابزار مجازی محبوب Sprint Layout ایجاد و ویرایش می‌شوند. ایجاد یک مدار با دستان خود از ابتدا منطقی است اگر قبلاً تجربه کسب کرده اید و می خواهید با دانشی که به دست آورده اید آزمایش کنید. در غیر این صورت، به دنبال و دانلود فایل های آماده ای باشید که می توان از آنها برای مونتاژ سریع یک جایگزین برای تقویت کننده فرکانس پایین برای رادیو ماشین یا یک آمپلی فایر دیجیتال ترکیبی برای گیتار استفاده کرد.

برای لپ تاپ

تقویت‌کننده صدا برای لپ‌تاپ در یکی از این دو حالت مونتاژ می‌شود: بلندگوهای داخلی از کار افتاده یا کیفیت صدا و صدا برای نیازهای شما کافی نیست. شما به یک تقویت کننده ساده نیاز دارید که برای توان بلندگوهای خارجی تا 2 وات و مقاومت سیم پیچی تا 4 اهم طراحی شده است. برای مونتاژ آن توسط خودتان، علاوه بر ابزارهای رادیویی آماتور استاندارد (انبر، ایستگاه لحیم کاری)، به یک برد مدار چاپی، یک ریز مدار TDA 7231 و یک منبع تغذیه 9 ولتی نیاز دارید. مسکن خود را برای قرار دادن اجزای تقویت کننده انتخاب کنید.

موارد زیر را به لیست قطعات خریداری شده اضافه کنید:

• خازن غیر قطبی 0.1 µF - 2 عدد؛
• خازن قطبی 100 µF - 1 عدد؛
• خازن قطبی 220 µF - 1 عدد؛
• خازن قطبی 470 µF - 1 عدد؛
• مقاومت ثابت 10 KOhm - 1 عدد.
• مقاومت ثابت 4.7 اهم - 1 عدد.
• سوئیچ دو حالته - 1 عدد؛
• جک خروجی بلندگو - 1 عدد.

بسته به اینکه کدام نمودار الکتریکی *.lay را دانلود کرده اید، سفارش مونتاژ را خودتان تعیین کنید. رادیاتوری با اندازه ای انتخاب کنید که هدایت حرارتی آن به شما امکان می دهد دمای کارکرد ریز مدار را زیر 50 درجه سانتیگراد حفظ کنید. اگر دستگاه به طور مداوم در خارج از منزل با لپ تاپ استفاده می شود، به یک کیف خانگی با شکاف یا سوراخ برای گردش هوا نیاز دارد. می توانید چنین موردی را با دستان خود از یک ظرف پلاستیکی یا بقایای تجهیزات رادیویی قدیمی جمع کنید و تخته را با پیچ های بلند محکم کنید.

برای هدفون های DIY

ساده ترین آمپلی فایر استریو برای هدفون های قابل حمل باید قدرت کمی داشته باشد، اما مهم ترین پارامتر مصرف انرژی خواهد بود. در یک مثال ایده آل، طراحی توسط باتری های AA یا در موارد شدید، توسط یک آداپتور ساده 3 ولتی تغذیه می شود. شما به یک ریزمدار TDA 2822 با کیفیت بالا یا آنالوگ آن (به عنوان مثال KA 2209) نیاز دارید، یک مدار الکترونیکی برای مونتاژ یک تقویت کننده با دستان خود با استفاده از TDA 2822. علاوه بر این، اجزای زیر را نیز در نظر بگیرید:

• خازن 100 µF (4 عدد)؛
• سیم مسی تا 30 سانتی متر؛
• سوکت هدفون

اگر می خواهید آمپلی فایر را فشرده و با محفظه بسته بسازید، به عنصر هیت سینک نیاز خواهید داشت. آمپلی فایر را می توان روی برد مدار چاپی آماده یا خانگی یا با نصب روی سطح مونتاژ کرد. ترانسفورماتور پالس موجود در منبع تغذیه ممکن است تداخل ایجاد کند، بنابراین از آن در این تقویت کننده استفاده نکنید. آمپلی فایر تمام شده صدای دلپذیر و قدرتمندی را از پخش کننده (سیگنال ضبط یا رادیو)، تبلت یا تلفن ارائه می دهد.

مدار تقویت کننده ساب ووفر

تقویت کننده فرکانس پایین با دستان خود روی ریز مدار TDA 7294 مونتاژ می شود. هم برای ایجاد آکوستیک قدرتمند با باس در آپارتمان و هم به عنوان تقویت کننده اتومبیل - در این مورد، با این حال، شما باید یک برق دوقطبی خریداری کنید. تامین 30-35 ولت. شکل های زیر محل قطعات و همچنین مقادیر مقاومت ها و خازن ها را توضیح می دهند. این تقویت کننده ساب ووفر توان خروجی تا 100 وات را با فرکانس های پایین فوق العاده ارائه می دهد.

مینی تقویت کننده صدا برای بلندگوها

طرحی که در بالا برای لپ تاپ ها توضیح داده شد به عنوان یک دستگاه تقویت صدا برای بلندگوهای خانگی داخلی یا خارجی مناسب است. قرار دادن ثابت دستگاه به شما این امکان را می دهد که هر آداپتور برق را از بین موارد موجود انتخاب کنید. با رعایت چندین قانون می توانید از اندازه کوچک و ظاهر قابل قبول یک تقویت کننده ارزان قیمت اطمینان حاصل کنید:

1. برد مدار چاپی آماده با کیفیت بالا.
2. کیف پلاستیکی یا فلزی بادوام (سفارش از متخصص).
3. محل قرارگیری اجزا از قبل برنامه ریزی شده است.
4. تقویت کننده به طور منظم و بدون ریزش لحیم کاری غیر ضروری لحیم می شود.
5. هیت سینک فقط تراشه را لمس می کند.
6. از سوکت های آماده برای خروجی سیگنال و ورودی برق استفاده می شود.

تقویت کننده صدای لوله DIY

تقویت کننده های صدای لوله دستگاه های گران قیمتی هستند، مشروط بر اینکه تمام قطعات را با هزینه شخصی خریداری کنید. گاهی اوقات رادیو آماتورهای قدیمی مجموعه ای از لوله ها و سایر قطعات را نگه می دارند. اگر بخواهید چند روزی را صرف جستجوی نمودارهای مدار دقیق در اینترنت کنید، مونتاژ یک تقویت کننده لوله در خانه با دستان خود نسبتاً آسان است. مدار تقویت کننده صدا در هر مورد منحصر به فرد است و به منبع صدا (ضبط نوار قدیمی، تجهیزات دیجیتال مدرن)، منبع تغذیه، ابعاد مورد انتظار و سایر پارامترها بستگی دارد.

تقویت کننده صدای ترانزیستور

مونتاژ یک پیش تقویت کننده صدا با دستان خود بدون استفاده از ریز مدارهای پیچیده با استفاده از ترانزیستور امکان پذیر است. یک تقویت کننده مبتنی بر ترانزیستورهای ژرمانیومی را می توان به راحتی در سیستم های صوتی مدرن ادغام کرد و نیازی به پیکربندی اضافی ندارد. نقطه ضعف مدارهای ترانزیستور اندازه بزرگتر مجموعه برد است. وابستگی به "خالص" پس زمینه نیز ناخوشایند است - به یک کابل محافظ یا یک مدار اضافی برای سرکوب نویز و امواج از شبکه نیاز دارید.

ویدئو: تقویت کننده قدرت صوتی DIY

خطایی در متن پیدا کردید؟ آن را انتخاب کنید، Ctrl + Enter را فشار دهید و ما همه چیز را درست می کنیم!

تقویت کننده های فرکانس پایین ترانزیستور. تقویت کننده های قدرت

بنا به درخواست بازدیدکنندگان سایت، مقاله ای را که کاملاً به تقویت کننده های ترانزیستوری اختصاص دارد، به شما تقدیم می کنم. در درس هشتم کمی به مبحث تقویت کننده ها - مراحل تقویت در ترانزیستورها پرداختیم، بنابراین با کمک این مقاله سعی می کنم تمام شکاف های مربوط به تقویت کننده های ترانزیستوری را برطرف کنم. برخی از مبانی نظری ارائه شده در اینجا هم برای تقویت کننده های ترانزیستوری و هم برای تقویت کننده های لوله معتبر هستند. در ابتدای مقاله، انواع و روش های اصلی روشن کردن مراحل تقویت کننده بررسی می شود؛ در پایان مقاله، مزایا و معایب اصلی ترانسفورماتورهای تک سر و تقویت کننده های بدون ترانسفورماتور را بررسی می کنیم و در ترانسفورماتور فشار کش و تقویت کننده های بدون ترانسفورماتور با جزئیات خاص، زیرا اغلب مورد استفاده قرار می گیرند و علاقه زیادی را نشان می دهند. در پایان مقاله نیز مانند دروس قبلی، کار عملی خواهد بود. در واقع، این مقاله هیچ تفاوتی با دروس ندارد، تنها با این تفاوت که این مقاله و تمام مقالات بعدی دارای عناوین خاصی هستند که به شما امکان می دهد در صورت تمایل موضوعی را برای مطالعه انتخاب کنید. در هر صورت، برای انتخاب مطمئن هر یک از موضوعات زیر، باید دوره کامل شامل 10 درس را تکمیل کنید.

مرحله ترانزیستور تقویت کننده مرسوم است که ترانزیستور را با مقاومت ها، خازن ها و سایر قطعاتی که شرایط عملیاتی آن را به عنوان تقویت کننده فراهم می کند، صدا می زنند. برای بازتولید ارتعاشات فرکانس صوتی با صدای بلند، تقویت کننده ترانزیستور باید حداقل باشد دو - سه مرحله ای . در تقویت کننده های حاوی چند مرحله، مراحل متمایز می شوند مراحل پیش تقویت و خروجی یا نهایی . مرحله خروجی آخرین مرحله آمپلی فایر است که روی تلفن ها یا هد دینامیک یک بلندگو کار می کند و مراحل مقدماتی همگی مراحل جلوی آن هستند. وظیفه یک یا چند مرحله پری امپ افزایش ولتاژ فرکانس صوتی به مقدار لازم برای راه اندازی ترانزیستور مرحله خروجی است. ترانزیستور مرحله خروجی برای افزایش توان نوسانات فرکانس صوتی تا سطح مورد نیاز برای عملکرد هد دینامیکی مورد نیاز است. برای مراحل خروجی ساده‌ترین تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری، آماتورهای رادیویی معمولاً از ترانزیستورهای کم مصرف استفاده می‌کنند، مانند مراحل پیش تقویت‌کننده. این با تمایل به مقرون‌به‌صرفه‌تر کردن تقویت‌کننده‌ها توضیح داده می‌شود، که به ویژه برای طراحی‌های قابل حمل با باتری مهم است. توان خروجی چنین تقویت کننده هایی کوچک است - از چند ده تا 100 - 150 مگاوات، اما برای کار با تلفن ها یا هدهای دینامیکی کم مصرف نیز کافی است. اگر موضوع صرفه جویی در انرژی از منابع تغذیه چندان قابل توجه نباشد، به عنوان مثال، هنگام تغذیه تقویت کننده ها از یک شبکه روشنایی الکتریکی، از ترانزیستورهای قدرتمند در مراحل خروجی استفاده می شود. اصل عملکرد یک تقویت کننده متشکل از چند مرحله چیست؟ شما می توانید نمودار تقویت کننده فرکانس پایین دو مرحله ای ترانزیستوری ساده را در (شکل 1) ببینید. با دقت نگاهش کن در مرحله اول تقویت کننده ترانزیستور V1 و در مرحله دوم ترانزیستور V2 کار می کند. در اینجا مرحله اول مرحله پیش تقویت است، مرحله دوم مرحله خروجی است. بین آنها - خازن جداسازی C2. اصل کار هر یک از مراحل این آمپلی فایر یکسان است و مشابه اصل کار آشنای تقویت کننده تک مرحله ای است. تنها تفاوت در جزئیات است: بار ترانزیستور V1 مرحله اول مقاومت R2 است و بار ترانزیستور V2 مرحله خروجی تلفن های B1 است (یا اگر سیگنال خروجی به اندازه کافی قوی باشد، سر بلندگو). بایاس از طریق مقاومت R1 به پایه ترانزیستور مرحله اول و از طریق مقاومت R3 به پایه ترانزیستور مرحله دوم اعمال می شود. هر دو آبشار از یک منبع UiP مشترک تغذیه می شوند که می تواند باتری سلول های گالوانیکی یا یکسو کننده باشد. حالت های عملکرد ترانزیستورها با انتخاب مقاومت های R1 و R3 تنظیم می شوند که در نمودار با ستاره نشان داده شده اند.

برنج. 1 تقویت کننده ترانزیستوری دو مرحله ای.

اثر تقویت کننده به طور کلی به شرح زیر است. سیگنال الکتریکی از طریق خازن C1 به ورودی مرحله اول و تقویت شده توسط ترانزیستور V1، از مقاومت بار R2 از طریق خازن جداکننده C2 ​​به ورودی مرحله دوم عرضه می شود. در اینجا توسط ترانزیستور V2 و تلفن های B1 تقویت می شود و به مدار جمع کننده ترانزیستور متصل می شود و به صدا تبدیل می شود. نقش خازن C1 در ورودی تقویت کننده چیست؟ این دو کار را انجام می دهد: آزادانه ولتاژ سیگنال متناوب را به ترانزیستور منتقل می کند و از اتصال پایه به امیتر از طریق منبع سیگنال جلوگیری می کند. تصور کنید که این خازن در مدار ورودی نیست و منبع سیگنال تقویت شده یک میکروفون الکترودینامیک با مقاومت داخلی کم است. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ از طریق مقاومت کم میکروفون، پایه ترانزیستور به امیتر متصل می شود. ترانزیستور خاموش می شود زیرا بدون ولتاژ بایاس اولیه کار می کند. فقط با نیم چرخه های منفی ولتاژ سیگنال باز می شود. و نیم چرخه های مثبت، که ترانزیستور را بیشتر می بندند، توسط آن "قطع" می شوند. در نتیجه ترانزیستور سیگنال تقویت شده را مخدوش می کند. خازن C2 مراحل تقویت کننده را از طریق جریان متناوب متصل می کند. باید مولفه متغیر سیگنال تقویت شده را به خوبی عبور دهد و مولفه ثابت مدار کلکتور ترانزیستور مرحله اول را به تاخیر بیندازد. اگر همراه با جزء متغیر، خازن نیز جریان مستقیم را هدایت کند، حالت کار ترانزیستور مرحله خروجی مختل شده و صدا دچار اعوجاج یا ناپدید شدن کامل می شود. خازن هایی که چنین وظایفی را انجام می دهند نامیده می شوند خازن های کوپلینگ، خازن های انتقال یا ایزوله . خازن های ورودی و انتقال باید کل باند فرکانس سیگنال تقویت شده - از کمترین تا بالاترین را به خوبی عبور دهند. این نیاز توسط خازن هایی با ظرفیت حداقل 5 μF برآورده می شود. استفاده از خازن های کوپلینگ با ظرفیت بزرگ در تقویت کننده های ترانزیستوری با مقاومت نسبتا پایین ورودی ترانزیستورها توضیح داده می شود. خازن کوپلینگ مقاومت خازنی در برابر جریان متناوب ایجاد می کند که هر چه ظرفیت آن بیشتر باشد کوچکتر خواهد بود. و اگر معلوم شود که از مقاومت ورودی ترانزیستور بزرگتر است، بخشی از ولتاژ AC در سراسر آن افت می کند، بیشتر از مقاومت ورودی ترانزیستور، که منجر به کاهش بهره می شود. ظرفیت خازن کوپلینگ باید حداقل 3 تا 5 برابر کمتر از مقاومت ورودی ترانزیستور باشد.بنابراین، خازن های بزرگ در ورودی و همچنین برای ارتباط بین مراحل ترانزیستور قرار می گیرند. در اینجا معمولاً از خازن های الکترولیتی با اندازه کوچک با رعایت اجباری قطبیت اتصال آنها استفاده می شود. اینها مشخصه ترین ویژگی های عناصر تقویت کننده فرکانس پایین ترانزیستوری دو مرحله ای هستند. برای تثبیت اصل عملکرد یک تقویت کننده فرکانس پایین ترانزیستوری دو مرحله ای در حافظه، من پیشنهاد می کنم ساده ترین نسخه های مدارهای تقویت کننده را در زیر جمع آوری، تنظیم و آزمایش کنیم. (در پایان مقاله، گزینه هایی برای کار عملی ارائه می شود؛ اکنون باید یک نمونه اولیه از یک تقویت کننده ساده دو مرحله ای را جمع آوری کنید تا بتوانید به سرعت اظهارات نظری را در عمل نظارت کنید).

تقویت کننده های ساده و دو مرحله ای

نمودارهای شماتیک دو نسخه از چنین تقویت کننده ای در (شکل 2) نشان داده شده است. آنها در اصل تکرار مدار تقویت کننده ترانزیستوری جدا شده هستند. فقط روی آنها جزئیات قطعات نشان داده شده است و سه عنصر اضافی معرفی شده است: R1، SZ و S1. مقاومت R1 - بار منبع نوسانات فرکانس صوتی (گیرنده آشکارساز یا پیکاپ)؛ SZ - خازن که سر بلندگو B1 را در فرکانس های صوتی بالاتر مسدود می کند. S1 - کلید برق. در تقویت کننده در (شکل 2، a) ترانزیستورهای ساختار p - n - p کار می کنند، در تقویت کننده در (شکل 2، b) - در ساختار n - p - n. از این نظر، قطبیت روشن کردن باتری های تغذیه کننده آنها متفاوت است: یک ولتاژ منفی به کلکتورهای ترانزیستورهای نسخه اول تقویت کننده و یک ولتاژ مثبت به کلکتورهای ترانزیستور نسخه دوم عرضه می شود. قطبیت روشن کردن خازن های الکترولیتی نیز متفاوت است. در غیر این صورت آمپلی فایرها دقیقا مشابه هستند.

برنج. 2 تقویت کننده های فرکانس پایین دو مرحله ای روی ترانزیستورهای ساختار p - n - p (a) و روی ترانزیستورهای ساختار n - p - n (b).

در هر یک از این گزینه های تقویت کننده، ترانزیستورهایی با ضریب انتقال جریان ساکن h21e 20 - 30 یا بیشتر می توانند کار کنند. یک ترانزیستور با ضریب h21e بزرگ باید در مرحله پیش تقویت (اول) نصب شود - نقش بار B1 مرحله خروجی را می توان توسط هدفون، یک کپسول تلفن DEM-4m انجام داد. برای تغذیه تقویت کننده، از یک باتری 3336 لیتری (که معمولاً باتری مربع نامیده می شود) استفاده کنید یا منبع تغذیه شبکه(که در درس نهم پیشنهاد شده بود). مونتاژ پیش تقویت کننده روشن است تخته نان ، و سپس قطعات آن را در صورت بروز چنین تمایلی به برد مدار چاپی منتقل کنید. ابتدا فقط قطعات مرحله اول و خازن C2 را روی تخته نان سوار کنید. بین سمت راست (طبق نمودار) ترمینال این خازن و هادی زمینی منبع تغذیه، هدفون را روشن کنید. اگر اکنون ورودی آمپلی فایر را به جک های خروجی مثلاً گیرنده آشکارساز تنظیم شده در ایستگاه رادیویی وصل کنید یا هر منبع سیگنال ضعیف دیگری را به آن وصل کنید، صدای پخش رادیویی یا سیگنالی از منبع متصل در گوشی ها ظاهر می شود. با انتخاب مقاومت مقاومت R2 (همانطور که هنگام تنظیم حالت عملکرد یک تقویت کننده تک ترانزیستوری، آنچه در درس 8 در مورد آن صحبت کردم )، به بالاترین حجم دست پیدا کنید. در این حالت، یک میلی‌متر متصل به مدار کلکتور ترانزیستور باید جریانی برابر با 0.4 - 0.6 میلی آمپر را نشان دهد. با ولتاژ منبع تغذیه 4.5 ولت، این مزیت ترین حالت کار برای این ترانزیستور است. سپس قطعات مرحله دوم (خروجی) آمپلی فایر را سوار کرده و تلفن ها را به مدار کلکتور ترانزیستور آن وصل کنید. اکنون تلفن ها باید به طور قابل توجهی بلندتر باشند. شاید پس از تنظیم جریان کلکتور ترانزیستور روی 0.4 - 0.6 میلی آمپر با انتخاب مقاومت R4، صدای آنها بلندتر باشد. می توانید این کار را متفاوت انجام دهید: تمام قسمت های تقویت کننده را سوار کنید، مقاومت های R2 و R4 را برای تنظیم حالت های ترانزیستور توصیه شده (بر اساس جریان مدارهای کلکتور یا ولتاژ روی کلکتورهای ترانزیستور) انتخاب کنید و تنها پس از آن عملکرد آن را بررسی کنید. برای بازتولید صدا این راه بیشتر فنی است. و برای تقویت کننده پیچیده تر، و شما باید عمدتا با چنین تقویت کننده هایی سر و کار داشته باشید، این تنها مورد صحیح است. امیدوارم متوجه شده باشید که توصیه من در مورد راه اندازی یک تقویت کننده دو مرحله ای به طور یکسان برای هر دو گزینه صدق می کند. و اگر ضرایب انتقال جریان ترانزیستورهای آنها تقریباً یکسان باشد، حجم صدای تلفن ها و بارهای تقویت کننده باید یکسان باشد. با یک کپسول DEM-4m که مقاومت آن 60 اهم است، جریان ساکن ترانزیستور آبشاری باید (با کاهش مقاومت مقاومت R4) به 4 - 6 میلی آمپر افزایش یابد. نمودار شماتیک نسخه سوم تقویت کننده دو مرحله ای در (شکل 3) نشان داده شده است. ویژگی این تقویت کننده این است که در مرحله اول آن یک ترانزیستور از ساختار p - n - p و در مرحله دوم - یک ساختار n - p - n کار می کند. علاوه بر این، پایه ترانزیستور دوم نه از طریق یک خازن انتقال، مانند تقویت کننده دو گزینه اول، بلکه به طور مستقیم یا همانطور که می گویند به صورت گالوانیکی به کلکتور اول متصل می شود. با چنین اتصالی، دامنه فرکانس های نوسانات تقویت شده گسترش می یابد و حالت عملکرد ترانزیستور دوم عمدتاً توسط حالت عملکرد اول تعیین می شود که با انتخاب مقاومت R2 تنظیم می شود. در چنین تقویت کننده ای، بار ترانزیستور مرحله اول مقاومت R3 نیست، بلکه محل اتصال p-n امیتر ترانزیستور دوم است. مقاومت فقط به عنوان یک عنصر بایاس مورد نیاز است: افت ولتاژ ایجاد شده در آن، ترانزیستور دوم را باز می کند. اگر این ترانزیستور ژرمانیوم باشد (MP35 - MP38)، مقاومت مقاومت R3 می تواند 680 - 750 اهم باشد و اگر سیلیکون باشد (MP111 - MP116، KT315، KT3102) - حدود 3 کیلو اهم است. متأسفانه، پایداری چنین تقویت کننده ای در هنگام تغییر ولتاژ تغذیه یا دما کم است. در غیر این صورت هر آنچه در رابطه با آمپلی فایرهای دو گزینه اول گفته می شود در مورد این آمپلی فایر صدق می کند. آیا می توان تقویت کننده ها را از یک منبع 9 ولت DC، به عنوان مثال از دو باتری 3336L یا Krona، یا برعکس، از یک منبع 1.5 - 3 ولت - از یک یا دو سلول 332 یا 316 تغذیه کرد؟ البته، ممکن است: در ولتاژ بالاتر منبع تغذیه، بار تقویت کننده - سر بلندگو - باید بلندتر باشد، در ولتاژ پایین تر - ساکت تر. اما در عین حال، حالت های عملکرد ترانزیستورها باید تا حدودی متفاوت باشد. علاوه بر این، با ولتاژ منبع تغذیه 9 ولت، ولتاژ نامی خازن های الکترولیتی C2 دو گزینه تقویت کننده اول باید حداقل 10 ولت باشد. به صورت تجربی و می توان نتیجه گیری مناسب را گرفت.

برنج. 3 تقویت کننده با ترانزیستورهای ساختارهای مختلف.

نصب قطعات یک تقویت کننده مستقر بر روی یک برد دائمی کار دشواری نیست. به عنوان مثال، (شکل 4) برد مدار تقویت کننده گزینه اول را نشان می دهد (طبق نمودار در شکل 2، a). تخته را از ورق getinax یا فایبرگلاس با ضخامت 1.5 - 2 میلی متر برش دهید. ابعاد آن که در شکل نشان داده شده است تقریبی است و به ابعاد قطعاتی که دارید بستگی دارد. به عنوان مثال، در نمودار قدرت مقاومت ها 0.125 W نشان داده شده است، ظرفیت خازن های الکترولیتی 10 μF نشان داده شده است. اما این بدان معنا نیست که فقط چنین قطعاتی باید در آمپلی فایر نصب شوند. اتلاف توان مقاومت ها می تواند هر کدام باشد. به جای خازن های الکترولیتی K5O - 3 یا K52 - 1 که روی برد مدار نشان داده شده است، ممکن است خازن های K50 - 6 یا آنالوگ های وارداتی نیز برای ولتاژهای نامی بالاتر وجود داشته باشد. بسته به قطعاتی که دارید، PCB آمپلی فایر نیز ممکن است تغییر کند. می‌توانید در مورد تکنیک‌های نصب المان‌های رادیویی، از جمله نصب مدار چاپی، در بخش بخوانید "فناوری رادیو ژامبون" .

برنج. 4 برد مدار تقویت کننده دو مرحله ای فرکانس پایین.

هر یک از تقویت کننده هایی که در این مقاله در مورد آنها صحبت کردم در آینده برای شما مفید خواهد بود، به عنوان مثال برای یک گیرنده ترانزیستوری قابل حمل. تقویت کننده های مشابه را می توان برای ارتباط تلفنی سیمی با دوستی که در نزدیکی زندگی می کند استفاده کرد.

تثبیت حالت کار ترانزیستور

تقویت کننده گزینه اول یا دوم (طبق نمودارهای شکل 2) که در داخل خانه نصب و تنظیم شده است، بهتر از فضای باز، جایی که در معرض پرتوهای گرم خورشید تابستان یا در سرما در زمستان قرار می گیرد، کار می کند. چرا این اتفاق می افتد؟ زیرا متاسفانه با افزایش دما، حالت کار ترانزیستور مختل می شود. و علت اصلی این جریان کنترل نشده کلکتور معکوس Ikbo و تغییر ضریب انتقال جریان ساکن h21E با تغییرات دما است. در اصل، Ikbo فعلی کوچک است. به عنوان مثال، برای ترانزیستورهای ژرمانیومی کم مصرف فرکانس پایین، این جریان که در ولتاژ معکوس در اتصال p-n کلکتور 5 ولت و دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود، از 20 تا 30 μA تجاوز نمی کند و برای ترانزیستورهای سیلیکونی از آن تجاوز نمی کند. کمتر از 1 μA است. اما زمانی که در معرض دما قرار می گیرد به طور قابل توجهی تغییر می کند. با افزایش دما به میزان 10 درجه سانتیگراد، جریان Ikbo یک ترانزیستور ژرمانیومی تقریباً دو برابر می شود و یک ترانزیستور سیلیکونی 2.5 برابر افزایش می یابد. برای مثال، اگر در دمای 20 درجه سانتیگراد جریان Ikbo یک ترانزیستور ژرمانیومی 10 میکروآمپر باشد، وقتی دما به 60 درجه سانتیگراد افزایش یابد تقریباً به 160 میکروآمپر افزایش می یابد. اما Ikbo کنونی خصوصیات اتصال p-n جمع کننده را مشخص می کند. در شرایط عملیاتی واقعی، ولتاژ منبع تغذیه به دو اتصال p-n - کلکتور و امیتر اعمال می شود. در این حالت، جریان کلکتور معکوس نیز از طریق اتصال امیتر جریان می یابد و همانطور که بود، خود را تقویت می کند. در نتیجه، مقدار جریان کنترل نشده که تحت تأثیر دما تغییر می کند، چندین بار افزایش می یابد. و هر چه سهم آن در جریان کلکتور بیشتر باشد، حالت کار ترانزیستور در شرایط دمایی مختلف ناپایدارتر است. افزایش ضریب انتقال جریان h21E با دما باعث افزایش ناپایداری می شود. مثلاً روی ترانزیستور V1 آمپلی فایر گزینه اول یا دوم در آبشار چه اتفاقی می افتد؟ با افزایش دما، جریان کل مدار کلکتور افزایش می‌یابد و باعث افزایش افت ولتاژ در مقاومت بار R3 می‌شود (شکل 3 را ببینید). ولتاژ بین کلکتور و امیتر کاهش می یابد که منجر به اعوجاج سیگنال می شود. با افزایش بیشتر دما، ولتاژ در کلکتور ممکن است آنقدر کوچک شود که ترانزیستور دیگر سیگنال ورودی را به هیچ وجه تقویت نکند. کاهش تأثیر دما بر جریان کلکتور یا با استفاده از ترانزیستورهای با جریان بسیار کم Ikbo در تجهیزات طراحی شده برای کار با نوسانات دما قابل توجه امکان پذیر است. به عنوان مثال، سیلیکون، یا استفاده از اقدامات ویژه ای که حالت ترانزیستورها را از نظر حرارتی تثبیت می کند. یکی از روش ها تثبیت حرارتی حالت عملیات یک ترانزیستور ژرمانیومی با ساختار p - n - p در نمودار در شکل نشان داده شده است. 5، الف. در اینجا، همانطور که می بینید، مقاومت پایه Rb نه به هادی منفی منبع تغذیه، بلکه به جمع کننده ترانزیستور متصل می شود. این چه می دهد؟ با افزایش دما، افزایش جریان کلکتور، افت ولتاژ در بار Rn را افزایش می دهد و ولتاژ کلکتور را کاهش می دهد. و از آنجایی که پایه (از طریق مقاومت Rb) به کلکتور متصل می شود، ولتاژ بایاس منفی روی آن نیز کاهش می یابد که به نوبه خود جریان کلکتور را کاهش می دهد. نتیجه بازخورد بین مدارهای خروجی و ورودی آبشار است - افزایش جریان کلکتور باعث کاهش ولتاژ در پایه می شود که به طور خودکار جریان کلکتور را کاهش می دهد. حالت عملکرد مشخص شده ترانزیستور تثبیت شده است. اما در حین کار ترانزیستور، بازخورد AC منفی بین کلکتور آن و پایه از طریق همان مقاومت Rb رخ می دهد که باعث کاهش بهره کلی آبشار می شود. بنابراین، پایداری حالت ترانزیستور به قیمت از دست دادن سود حاصل می شود. حیف است، اما برای حفظ عملکرد طبیعی تقویت کننده هنگام تغییر دمای ترانزیستور، باید این تلفات را بپذیرید.

برنج. 5 مرحله تقویت کننده با تثبیت حرارتی حالت ترانزیستور.

با این حال، راهی برای تثبیت حالت کار ترانزیستور با تلفات کمی کمتر در تقویت وجود دارد، اما این با پیچیده کردن آبشار به دست می‌آید. مدار چنین تقویت کننده ای در (شکل 5، ب) نشان داده شده است. حالت استراحت ترانزیستور از نظر جریان مستقیم و ولتاژ یکسان است: جریان مدار کلکتور 0.8 - 1 میلی آمپر است، ولتاژ بایاس منفی در پایه نسبت به امیتر 0.1 V (1.5 - 1.4 = 0.1 V) است. اما حالت با استفاده از دو مقاومت اضافی تنظیم می شود: Rb2 و Re. مقاومت های Rb1 و Rb2 یک تقسیم کننده را تشکیل می دهند که با کمک آن یک ولتاژ پایدار در پایه حفظ می شود. مقاومت امیتر Re یک عنصر است تثبیت حرارتی . تثبیت حرارتی حالت ترانزیستور به شرح زیر رخ می دهد. با افزایش جریان کلکتور تحت تأثیر گرما، افت ولتاژ در مقاومت Re افزایش می یابد. در این حالت اختلاف ولتاژ بین پایه و امیتر کاهش می یابد که به طور خودکار جریان کلکتور را کاهش می دهد. همین بازخورد فقط در حال حاضر بین امیتر و پایه به دست می آید که به لطف آن حالت ترانزیستور تثبیت می شود. خازن Se را با کاغذ یا انگشت خود بپوشانید، به طور موازی با مقاومت Re متصل شده و بنابراین، آن را شنت کنید. اکنون این نمودار شما را به یاد چه چیزی می اندازد؟ آبشاری با ترانزیستور متصل بر اساس مدار OK (پیرو امیتر). این بدان معناست که در حین کار ترانزیستور، هنگامی که در سراسر مقاومت Re یک افت ولتاژ نه تنها ثابت، بلکه همچنین اجزای متغیر وجود دارد، افت ولتاژ بین امیتر و پایه رخ می دهد. 100٪ بازخورد ولتاژ متناوب منفی ، که در آن سود آبشاری کمتر از واحد است. اما این تنها زمانی می تواند اتفاق بیفتد که خازن C3 وجود نداشته باشد. این خازن یک مسیر موازی ایجاد می کند که در طول آن، با دور زدن مقاومت Re، جزء متناوب جریان کلکتور جریان می یابد، با فرکانس سیگنال تقویت شده تپش می زند و بازخورد منفی رخ نمی دهد (جزء متناوب جریان کلکتور به حالت مشترک می رود. سیم). ظرفیت این خازن باید به گونه ای باشد که در برابر فرکانس های پایین سیگنال تقویت شده مقاومت محسوسی ایجاد نکند.در مرحله تقویت فرکانس صوتی، این نیاز می تواند توسط یک خازن الکترولیتی با ظرفیت 10 تا 20 میکروفاراد یا بیشتر برآورده شود. تقویت‌کننده‌ای با چنین سیستمی برای تثبیت حالت ترانزیستور عملاً به نوسانات دما و علاوه بر این، به تغییر ترانزیستورها حساس نیست. آیا حالت کار ترانزیستور باید در همه موارد تثبیت شود؟ البته که نه. از این گذشته ، همه چیز به این بستگی دارد که تقویت کننده برای چه هدفی در نظر گرفته شده است. اگر تقویت کننده فقط در خانه کار می کند، جایی که اختلاف دما ناچیز است، تثبیت حرارتی دقیق لازم نیست. و اگر قصد دارید تقویت کننده یا گیرنده ای بسازید که هم در خانه و هم در خیابان به طور قابل اعتماد کار کند، مطمئناً باید حالت ترانزیستورها را تثبیت کنید، حتی اگر دستگاه باید با قطعات اضافی پیچیده شود. .

تقویت کننده قدرت فشار کش

در ابتدای این مقاله در مورد هدف مراحل تقویت کننده صحبت کردم، من که انگار به آینده نگاه می کنم، گفتم که در مراحل خروجی که تقویت کننده های قدرت هستند، رادیو آماتورها از همان ترانزیستورهای کم مصرف مانند مراحل تقویت ولتاژ استفاده می کنند. سپس، به طور طبیعی، ممکن است یک سوال در ذهن شما ایجاد شود، یا شاید هم پیش بیاید: چگونه این امر محقق می شود؟ الان دارم جوابشو میدم به چنین مراحلی تقویت کننده های قدرت فشار کش می گویند. علاوه بر این، آنها می توانند مبتنی بر ترانسفورماتور باشند، یعنی. استفاده از ترانسفورماتور در آنها، یا بدون ترانسفورماتور. طرح های شما از هر دو نوع تقویت کننده نوسان فرکانس صوتی فشاری استفاده می کنند. بیایید اصل کار آنها را درک کنیم. یک نمودار ساده از مرحله تقویت توان ترانسفورماتور فشار کش و نمودارهایی که عملکرد آن را نشان می دهد در (شکل 6) نشان داده شده است. همانطور که می بینید، شامل دو ترانسفورماتور و دو ترانزیستور است. ترانسفورماتور T1 بین مرحله ای است و مرحله پیش ترمینال را با ورودی تقویت کننده قدرت وصل می کند و ترانسفورماتور T2 خروجی است. ترانزیستورهای V1 و V2 طبق مدار OE متصل می شوند. ساطع کننده های آنها، مانند ترمینال میانی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور بین مرحله ای، "زمین دار" هستند - به هادی مشترک منبع تغذیه Ui.p متصل می شوند. - ولتاژ منبع تغذیه منفی از طریق سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور خروجی T2 به کلکتورهای ترانزیستور عرضه می شود: به کلکتور ترانزیستور V1 - از طریق بخش Ia، به کلکتور ترانزیستور V2 - از طریق بخش Ib. هر ترانزیستور و بخش‌های مربوط به سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور بین مرحله‌ای و سیم‌پیچ اولیه ترانسفورماتور خروجی نشان‌دهنده یک تقویت‌کننده منفرد معمولی و آشنا هستند. اگر یکی از این بازوهای آبشاری را با یک تکه کاغذ بپوشانید، تأیید این موضوع آسان است. آنها با هم یک تقویت کننده قدرت فشاری را تشکیل می دهند.

برنج. 6 تقویت کننده قدرت ترانسفورماتور فشاری و نمودارهایی که عملکرد آن را نشان می دهد.

ماهیت عملکرد تقویت کننده فشار کش به شرح زیر است. نوسانات فرکانس صدا (گرافیک در شکل 6) از مرحله پیش ترمینال به پایه های هر دو ترانزیستور تغذیه می شود به طوری که ولتاژ روی آنها در هر زمان در جهت مخالف تغییر می کند، یعنی. در آنتی فاز در این مورد، ترانزیستورها به طور متناوب، برای دو سیکل برای هر دوره ولتاژی که به آنها عرضه می شود، کار می کنند. به عنوان مثال، هنگامی که یک نیمه موج منفی در پایه ترانزیستور V1 وجود دارد، باز می شود و جریان تنها این ترانزیستور از بخش Ia سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور خروجی عبور می کند (گراف b). در این زمان، ترانزیستور V2 بسته است، زیرا یک ولتاژ نیمه موج مثبت در پایه آن وجود دارد. در نیم سیکل بعدی، برعکس، نیم موج مثبت بر اساس ترانزیستور V1 و نیم موج منفی بر اساس ترانزیستور V2 خواهد بود. اکنون ترانزیستور V2 باز می شود و جریان کلکتور از طریق بخش Ib سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور خروجی (گراف c) می گذرد و ترانزیستور V1 که بسته می شود، "استراحت می کند". و به همین ترتیب برای هر دوره از ارتعاشات صوتی ارائه شده به تقویت کننده. در سیم پیچ ترانسفورماتور، جریان کلکتور هر دو ترانزیستور جمع می شود (گراف d)، در نتیجه، نوسانات الکتریکی قوی تر فرکانس صوتی در خروجی تقویت کننده نسبت به تقویت کننده های تک سر معمولی به دست می آید. سر دینامیک B که به سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور متصل است، آنها را به صدا تبدیل می کند. اکنون، با استفاده از نمودار در (شکل 7)، اجازه دهید اصل عملکرد را درک کنیم تقویت کننده فشار کش بدون ترانسفورماتور قدرت. دو ترانزیستور نیز وجود دارد، اما آنها ساختارهای متفاوتی دارند: ترانزیستور Vl - p - n - p، ترانزیستور V2 - n - p - n. برای جریان مستقیم، ترانزیستورها به صورت سری به هم متصل می شوند و به عنوان یک تقسیم کننده ولتاژ منبع جریان مستقیم که آنها را تغذیه می کند تشکیل می دهند. در این حالت در کلکتور ترانزیستور V1 نسبت به نقطه میانی بین آنها که نقطه تقارن نامیده می شود ولتاژ منفی معادل نصف ولتاژ منبع تغذیه ایجاد می شود و در کلکتور ترانزیستور V2 ولتاژ مثبت ایجاد می شود. نصف ولتاژ منبع تغذیه Unp. سر دینامیکی B به مدارهای امیتر ترانزیستورها متصل می شود: برای ترانزیستور V1 - از طریق خازن C2، برای ترانزیستور V2 - از طریق خازن C1. بنابراین، ترانزیستورهای AC مطابق مدار OK متصل می شوند (پیروان امیتر) و روی یک بار مشترک کار کنید - سر B.

برنج. 7 تقویت کننده قدرت بدون ترانسفورماتور فشاری.

در پایه هر دو ترانزیستور تقویت کننده، یک ولتاژ متناوب با همان مقدار و فرکانس کار می کند که از مرحله پیش ترمینال می آید. و از آنجایی که ترانزیستورها ساختارهای مختلفی دارند، به طور متناوب در دو سیکل کار می کنند: با ولتاژ نیمه موج منفی، فقط ترانزیستور V1 باز می شود و در سر مدار B - خازن C2 یک پالس جریان جمع کننده ظاهر می شود (در شکل 6 - نمودار). ب) و با نیم موج مثبت در نیمه موج، فقط ترانزیستور V2 باز می شود و در مدار سر خازن C1 یک پالس جریان کلکتور این ترانزیستور ظاهر می شود (در شکل 6 - نمودار ج). بنابراین، جریان کل ترانزیستورها از سر عبور می کند (نمودار d در شکل 6)، که نوسانات فرکانس صدای تقویت شده با قدرت را نشان می دهد، که آن را به ارتعاشات صوتی تبدیل می کند. عملاً همان اثر تقویت کننده با ترانسفورماتورها حاصل می شود، اما به لطف استفاده از ترانزیستورهای ساختارهای مختلف، نیازی به دستگاهی برای تأمین سیگنال به پایه ترانزیستورها نیست. آنتی فاز . ممکن است متوجه یک تناقض در توضیح من در مورد تقویت کننده های قدرت فشاری شده باشید: هیچ ولتاژ بایاس به پایه ترانزیستورها اعمال نشده است. حق با شماست، اما اشتباه خاصی در اینجا وجود ندارد. واقعیت این است که ترانزیستورهای فشار کش می توانند بدون ولتاژ بایاس اولیه کار کنند. اما پس از آن تحریف مانند "گام" ، به خصوص به شدت با سیگنال ورودی ضعیف احساس می شود. آنها پله نامیده می شوند زیرا در اسیلوگرام یک سیگنال سینوسی شکل پلکانی دارند (شکل 8).ساده ترین راه برای از بین بردن این گونه اعوجاج ها اعمال ولتاژ بایاس به پایه های ترانزیستور است که در عمل این کار انجام می شود.

برنج. 8 اعوجاج نوع "Step".

اکنون، قبل از شروع صحبت در مورد تقویت‌کننده‌هایی که تولید صدای بلند را ارائه می‌کنند، می‌خواهم شما را با برخی از پارامترها و کلاس‌های تقویتی که مشخصه تقویت‌کننده‌های فرکانس پایین هستند آشنا کنم. تمام مزایای تقویت کننده های فشار کش در زیر به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.

پارامترهای اصلی تقویت کننده های LF

کیفیت و مناسب بودن یک تقویت کننده برای اهداف خاص توسط چندین پارامتر مورد قضاوت قرار می گیرد که مهمترین آنها سه مورد است: توان خروجی Pout، حساسیت و پاسخ فرکانسی. اینها پارامترهای اساسی هستند که باید بدانید و درک کنید. توان خروجی توان الکتریکی فرکانس صوتی است که بر حسب وات یا میلی‌وات بیان می‌شود که تقویت‌کننده به یک بار - معمولاً یک درایور تابش مستقیم - می‌رساند. مطابق با استانداردهای تعیین شده، بین Pnom اسمی و حداکثر توان Pmax تمایز گذاشته شده است. توان اسمی توانی است که در آن به اصطلاح اعوجاج غیرخطی سیگنال خروجی وارد شده توسط تقویت کننده از 3 تا 5 درصد نسبت به سیگنال تحریف نشده تجاوز نمی کند. با افزایش بیشتر توان، اعوجاج غیرخطی سیگنال خروجی افزایش می یابد. توانی که در آن اعوجاج به 10% می رسد حداکثر نامیده می شود. حداکثر توان خروجی می تواند 5 تا 10 برابر بیشتر از توان نامی باشد، اما با آن اعوجاج حتی توسط گوش قابل توجه است. هنگامی که در این مقاله در مورد تقویت کننده ها صحبت می شود، من به طور کلی میانگین توان خروجی آنها را گزارش می کنم و به سادگی آنها را به عنوان خروجی برق معرفی می کنم. حساسیت یک تقویت کننده، ولتاژ سیگنال فرکانس صوتی است که بر حسب ولت یا میلی ولت بیان می شود، که باید به ورودی آن اعمال شود تا توان بار به مقدار نامی برسد. هرچه این ولتاژ کمتر باشد، طبیعتاً حساسیت تقویت کننده بهتر است. به عنوان مثال، من می گویم: حساسیت اکثریت قریب به اتفاق تقویت کننده های آماتور و صنعتی در نظر گرفته شده برای بازتولید سیگنال از خروجی خطی ضبط صوت، پخش کننده DVD و سایر منابع می تواند 100 - 500 میلی ولت و حداکثر 1 ولت باشد، حساسیت تقویت کننده های میکروفون 1 - 2 میلی ولت است. پاسخ فرکانس - پاسخ فرکانس (یا باند فرکانس کاری تقویت کننده) به صورت گرافیکی با یک خط افقی و کمی منحنی نشان داده می شود که وابستگی ولتاژ سیگنال خروجی Uout را به فرکانس آن در یک ولتاژ ورودی ثابت Uin نشان می دهد. واقعیت این است که هر تقویت کننده، به دلایل متعدد، سیگنال های فرکانس های مختلف را به طور نابرابر تقویت می کند. به عنوان یک قاعده، ارتعاشات کمترین و بالاترین فرکانس محدوده صدا بدترین تقویت شده را دارند. بنابراین، خطوط - ویژگی های فرکانس تقویت کننده ها - ناهموار هستند و لزوما دارای شیب (انسداد) در لبه ها هستند. نوسانات فرکانس های بسیار پایین و بالا که تقویت آنها در مقایسه با نوسانات فرکانس های متوسط ​​(800 - 1000 هرتز) تا 30 درصد کاهش می یابد، مرزهای باند فرکانسی تقویت کننده در نظر گرفته می شود. باند فرکانس آمپلی فایرهای در نظر گرفته شده برای بازتولید آثار موسیقی باید حداقل از 20 هرتز تا 20 تا 30 کیلوهرتز، تقویت کننده های گیرنده های پخش شبکه - از 60 هرتز تا 10 کیلوهرتز، و تقویت کننده های گیرنده های ترانزیستوری با اندازه کوچک - از حدود 200 هرتز تا 3-4 کیلوهرتز برای اندازه گیری پارامترهای اصلی تقویت کننده ها، به یک نوسانگر فرکانس صوتی، یک ولت متر ولتاژ متناوب، یک اسیلوسکوپ و برخی ابزارهای اندازه گیری دیگر نیاز دارید. آنها در آزمایشگاه های رادیویی تولیدی، باشگاه های الکترونیک رادیویی موجود هستند و برای مطالعات پربارتر در زمینه الکترونیک رادیویی، باید سعی کنید آنها را برای خود خریداری کنید تا همیشه در دسترس باشند.

کلاس های تقویت کننده های فرکانس پایین را به دست آورید. نقش کلاس تقویت در دستیابی به پارامترهای توان و راندمان بالا

تا به حال، ما در مورد میزان انرژی صرف ایجاد یک سیگنال تقویت شده، برای ایجاد یک "کپی قدرتمند" از سیگنال ورودی صحبت نکرده ایم. در واقع، ما هرگز چنین سوالی نداشتیم. باید گفت که تامین کننده انرژی برای ایجاد سیگنال تقویت شده می تواند باتری یا منبع تغذیه باشد. در عین حال، بدیهی است که باتری دارای ذخایر زیادی از انرژی است و چیزی برای صرفه جویی در آن فقط برای ایجاد یک سیگنال تقویت شده وجود ندارد. اکنون که هدف محقق شده است، وقتی یاد گرفتیم که چگونه سیگنال ضعیف را با استفاده از ترانزیستور تقویت کنیم، بیایید سعی کنیم دریابیم که چه نوع انرژی باید توسط تامین کننده آن - باتری کلکتور - تامین شود. بیایید سعی کنیم بفهمیم که یک وات سیگنال تقویت شده چقدر هزینه دارد، باتری باید چند وات برق DC برای آن بپردازد. با انجام چندین فرض، با فرض اینکه بخش مستقیم مشخصه ورودی مستقیماً از "صفر" شروع می شود، هیچ خمشی در مشخصه خروجی وجود ندارد، که یک عنصر (به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور) به عنوان بار کلکتور گنجانده شده است. که در آن ولتاژ ثابت از بین نمی رود، به این نتیجه خواهیم رسید که در بهترین حالت، تنها نیمی از توان مصرفی باتری به سیگنال تقویت شده می رود. این را می توان طور دیگری گفت: کارایی (کارایی) تقویت کننده ترانزیستور از 50٪ تجاوز نمی کند. برای هر وات توان سیگنال خروجی، باید دو برابر قیمت، یعنی دو وات توان باتری کلکتور بپردازید (شکل 9).

برنج. 9 هر چه بازده تقویت کننده بیشتر باشد، توان کمتری برای ایجاد یک توان خروجی معین مصرف می کند.

اثبات صحت این نتیجه گیری بسیار ساده است. برای محاسبه توان مصرفی باتری، باید ولتاژ DC آن را ضرب کنید اک روی جریان مصرفی، یعنی روی جریان جمع کننده ساکن Ik.p. . ترانزیستور (Ppot. = Ek * Ik.p.) . از طرف دیگر، دامنه مولفه متناوب جریان کلکتور به هیچ وجه نمی تواند بیشتر از جریان ساکن باشد، در غیر این صورت ترانزیستور با قطع کار می کند. در بهترین حالت، دامنه مولفه متغیر برابر با جریان ساکن است Ik.p. و در این حالت مقدار موثر جزء متناوب جریان کلکتور برابر است با In.ef. = 07 * Ik.p .. به همین ترتیب، دامنه ولتاژ متناوب روی بار نمی تواند بیشتر از ولتاژ باتری باشد، در غیر این صورت در برخی از لحظات نه "منفی"، بلکه "به علاوه" روی کلکتور ظاهر می شود. و این در بهترین حالت منجر به تحریف شدید خواهد شد. بنابراین، مقدار موثر ولتاژ خروجی Uneff. نمی تواند تجاوز کند Uneff. = 07 * Ek . اکنون تنها چیزی که باقی می ماند این است که ضرب شود 07 * Ik.p.. در 07 * Ek. و دریابید که حداکثر توان موثری که تقویت کننده می تواند ارائه دهد تجاوز نمی کند مرجع. = 0.5 * Ik.p. * Ek = W.eff. ، یعنی از نصف مصرف برق تجاوز نمی کند. این تصمیم قطعی است اما قابل تجدیدنظرخواهی است. می توان به قیمت فداکاری های خاص، بازده تقویت کننده را افزایش داد و از خط پنجاه درصد راندمان عبور کرد. . و برای این شما نیاز دارید، بدون افزایش جریان ساکن Ik.p. و ولتاژ ثابت اک ، اجزای متناوب جریان کلکتور را افزایش دهید که در و ولتاژ بار سازمان ملل متحد چه چیزی ما را از افزایش این دو مولفه باز می دارد؟ تحریفات . ما همچنین می توانیم جریان را افزایش دهیم که در (برای این، به عنوان مثال، برای افزایش سطح سیگنال ورودی کافی است)، و ولتاژ سازمان ملل متحد (برای این کار کافی است دوباره سیگنال ورودی را افزایش دهید یا مقاومت بار را برای (جریان متناوب) افزایش دهید. اما در هر دو حالت شکل سیگنال مخدوش می شود، نیمه موج های منفی آن قطع می شود. و اگرچه چنین است. فداکاری غیرقابل قبول به نظر می رسد (چه کسی به تقویت کننده اقتصادی نیاز دارد، اگر محصولات معیوب تولید کند؟)، ما همچنان به دنبال آن خواهیم بود. یک حالت اقتصادی تر و افزایش کارایی آن. بهره بدون اعوجاج، زمانی که دامنه مولفه متناوب جریان کلکتور از جریان ساکن Ic.p تجاوز نکند، کلاس بهره (A) نامیده می شود. تقویت کننده تکی که در کلاس A کار می کند تقویت کننده تک سر نامیده می شود. اگر در حین تقویت، بخشی از سیگنال "قطع" شود، اگر دامنه مولفه متناوب جریان کلکتور بیشتر از Ic.p باشد، و قطع جریان در مدار کلکتور رخ دهد، یکی از موارد را دریافت می کنیم. کلاس های تقویت (AB)، (B) یا (C). با تقویت در کلاس B، برش برابر با نیم چرخه است، یعنی. در نیمی از پریود جریان در مدار کلکتور وجود دارد و در نیمه دیگر پریود جریانی وجود ندارد. اگر در بیش از نیمی از پریود جریان وجود داشته باشد، کلاس تقویتی AB و اگر کمتر باشد، کلاس C داریم. (بیشتر کلاس های تقویت با حروف لاتین A، AB، B، C مشخص می شوند). تصور کنید که ما نه یک، بلکه دو تقویت کننده یکسان داریم که در کلاس B کار می کنند: یکی نیم چرخه های مثبت سیگنال را بازتولید می کند، دیگری - منفی. حال تصور کنید که هر دوی آنها برای یک بار مشترک کار می کنند. در این حالت، یک جریان متناوب عادی و بدون اعوجاج در بار دریافت خواهیم کرد - سیگنالی که گویی از دو نیمه دوخته شده است (شکل 10).

برنج. 10 کلاس آبشار فشاری و تقویتی.

درست است، برای به دست آوردن یک سیگنال تحریف نشده از دو سیگنال اعوجاج، باید یک مدار نسبتاً پیچیده برای دوختن دو نیمه ایجاد می‌کردیم (چنین مداری، همانطور که در بالا در این مقاله مورد بحث قرار گرفت، فشار - کش نامیده می‌شود) که اساساً از دو مورد تشکیل شده است. مراحل تقویت مستقل اما همانطور که در بالا توضیح داده شد، از دست دادن ما (در این مورد، عارضه مدار تقویت کننده) سود قابل توجهی بیشتری به همراه دارد. مجموع توانی که یک تقویت کننده فشار کش ایجاد می کند بیشتر از توانی است که هر دو نیمه جداگانه تولید می کنند. و "هزینه" یک وات سیگنال خروجی به طور قابل توجهی کمتر از یک تقویت کننده تک سر است. در حالت ایده آل (حالت سوئیچ)، یک وات سیگنال خروجی را می توان با همان وات مصرف برق به دست آورد، یعنی در حالت ایده آل، راندمان یک تقویت کننده فشار کش می تواند به 100 درصد برسد. البته بازده واقعی کمتر است: در عمل 67٪ است. اما در یک تقویت کننده تک سر که در یک کلاس کار می کند آ،ما بازدهی برابر با 50 درصد به دست آوردیم، همچنین فقط در حالت ایده آل. اما در واقعیت، یک تقویت کننده تک سر به شما امکان می دهد بازدهی بیش از 30 - 40٪ را بدست آورید. و بنابراین در تقویت‌کننده‌های فشاری، هر وات توان خروجی دو تا سه برابر ارزان‌تر از تقویت‌کننده‌های تک سیکله است.برای تجهیزات ترانزیستور قابل حمل، افزایش بازده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هرچه بازده بالاتر باشد، مصرف انرژی باتری کلکتور در همان توان خروجی کمتر است. و این به نوبه خود به این معنی است که هرچه راندمان بالاتر باشد، کمتر این باتری نیاز به تعویض دارد یا باتری با طول عمر ثابت کوچکتر می شود. به همین دلیل است که در تجهیزات ترانزیستوری مینیاتوری، به ویژه در گیرنده های مینیاتوری، که به نظر می رسد برای صرفه جویی در وزن و فضا ضروری است، از تقویت کننده های فشاری استفاده می شود که شامل تعدادی از قطعات غیر ضروری در مدار برای این منظور می شود. مدارهای تقویت کننده فشار کش برای تکرار در کار عملی ارائه می شود. تقریباً در تمام مدارهای فشار کش، تقویت کننده های نهایی ترانزیستور از کلاس AB یا B استفاده می شود، اما هنگام کار در کلاس ببرخی از اعوجاج‌هایی که به سختی حذف می‌شوند ظاهر می‌شوند (به دلیل خمش مشخصه ورودی)، و این کلاس کمتر در تقویت‌کننده‌های فرکانس پایین استفاده می‌شود. در این تقویت کننده ها به دلیل ظاهر شدن اعوجاج اجتناب ناپذیر از کلاس C اصلا استفاده نمی شود. ولتاژ کنترل به ترانزیستورهای خروجی از به اصطلاح عرضه می شود آبشار وارونگی فاز ، بر روی یک ترانزیستور مطابق مدار ترانسفورماتور ساخته شده است. طرح های دیگری نیز وجود دارد رفلکس های باس ، اما همه آنها یک کار را انجام می دهند؛ آنها دو ولتاژ آنتی فاز ایجاد می کنند که باید روی پایه های ترانزیستورهای فشار کش اعمال شود. اگر ولتاژ یکسانی به این ترانزیستورها اعمال شود، آنها از طریق یک ساعت کار نمی کنند، بلکه به صورت همزمان عمل می کنند، و بنابراین هر دو فقط نیم سیکل های مثبت یا برعکس، فقط منفی سیگنال را تقویت می کنند. برای اینکه ترانزیستورهای آبشار فشار کش به طور متناوب عمل کنند، لازم است همانطور که در بالا ذکر شد روی پایه های آنها اعمال شود. ولتاژهای ضد فاز . در یک اینورتر فاز با ترانسفورماتور، با تقسیم سیم پیچ ثانویه به دو قسمت مساوی، دو ولتاژ کنترل به دست می آید. و این ولتاژها به دلیل اینکه نقطه وسط سیم پیچ ثانویه به زمین متصل است تبدیل به آنتی فاز می شوند. هنگامی که یک "بعلاوه" در انتهای بالایی آن (طبق نمودار) نسبت به نقطه میانی ظاهر می شود، یک "منفی" در انتهای پایین نسبت به این نقطه ظاهر می شود. و از آنجایی که ولتاژ متغیر است، "بعلاوه" و "منفی" همیشه جای خود را تغییر می دهند (شکل 11).

برنج. 11 اینورتر فاز دو ولتاژ متناوب، 180 درجه خارج از فاز ایجاد می کند.

رفلکس باس ترانسفورماتور ساده و قابل اعتماد، عملاً نیازی به راه اندازی ندارد. یک تقویت کننده فشار کش برای یک گیرنده ترانزیستوری یا یک رادیو کوچک را می توان با استفاده از هر یک از مدارهای تقویت کننده فرکانس پایین که در کار عملی ارائه می شود یا مدارهای یک گیرنده صنعتی مونتاژ کرد. به عنوان مثال، طبق طرح گیرنده های "Alpinist"، "Neva-2"، "Spidola" و غیره.

کمی جزئیات بیشتر در مورد بازخورد منفی که در ابتدای این مقاله در توصیف تقویت کننده های تک سر ذکر شد.چگونه بازخورد منفی اعوجاج را کاهش می دهد و شکل سیگنال را اصلاح می کند؟ برای پاسخ به این سوال، باید به خاطر داشته باشیم که اعوجاج شکل موج اساساً به معنای ظاهر شدن است هارمونیک های جدید ، اجزای سینوسی جدید. در امتداد زنجیره بازخورد منفی، موارد جدیدی که در نتیجه ظاهر شدند اعوجاج هارمونیک در چنین فازی (آنتی فاز) به ورودی تقویت کننده عرضه می شوند که خود را ضعیف می کنند. قدرت این هارمونیک ها در خروجی تقویت کننده کمتر از آن است که بدون فیدبک باشد. البته در عین حال، اجزای مفیدی که باید از آنها یک سیگنال بدون اعوجاج تشکیل شود نیز تضعیف می شوند، اما این یک موضوع قابل رفع است. برای جبران این فعالیت بازخورد منفی مضر، می توانید سطح سیگنال ورودی به ورودی تقویت کننده را افزایش دهید، شاید حتی مرحله دیگری را برای انجام این کار اضافه کنید. بازخورد منفی در تقویت‌کننده‌های فرکانس پایین، به‌ویژه تقویت‌کننده‌های فشار کشی که در کلاس‌ها کار می‌کنند. ABو ب،کاربرد بسیار گسترده ای پیدا می کند: بازخورد منفی به شما امکان می دهد کاری را انجام دهید که با هیچ وسیله دیگری نمی توان به آن دست یافت کاهش اعوجاج شکل موج، کاهش به اصطلاح اعوجاج غیر خطی . بازخورد منفی به شما امکان می دهد عملیات مهم دیگری را انجام دهید: تن را تنظیم کنید، یعنی در جهت دلخواه تغییر پاسخ فرکانسی تقویت کننده شکل. 12 .

برنج. 12. نمودار تقریبی پاسخ دامنه فرکانس (AFC) تقویت کننده ها. یک نمودار مشابه می تواند پاسخ فرکانسی هر تقویت کننده را مشخص کند.

این مشخصه نشان می دهد که چگونه بهره با فرکانس سیگنال تغییر می کند. برای یک تقویت کننده ایده آل، پاسخ فرکانس به سادگی یک خط مستقیم است: بهره در تمام فرکانس ها برای چنین تقویت کننده ای یکسان است. ولی در یک تقویت کننده واقعی، پاسخ فرکانس خمیده می شود، در ناحیه پایین ترین و بالاترین فرکانس باتلاق می شود.این بدان معناست که فرکانس‌های پایین و بالای محدوده صوتی نسبت به فرکانس‌های میانی کمتر تقویت می‌شوند. دلایل بروز چنین انسدادهایی در پاسخ فرکانسی ممکن است متفاوت باشد، اما ریشه مشترک دارند. بهره نابرابر در فرکانس های مختلف به دست می آید زیرا مدار حاوی عناصر راکتیو، خازن ها و سیم پیچ هایی است که مقاومت آنها با فرکانس متفاوت است. راه های زیادی برای اصلاح پاسخ فرکانسی وجود دارد، از جمله معرفی عناصر وابسته به فرکانس به مدار بازخورد. نمونه ای از چنین عناصری زنجیره R13، C9 در تقویت کننده نشان داده شده در (شکل 13) است.

برنج. 13 طراحی عملی تقویت کننده فشار کش بدون ترانسفورماتور.

مقاومت این زنجیره با کاهش فرکانس افزایش می یابد، بازخورد کاهش می یابد و به همین دلیل افزایش خاصی در پاسخ فرکانسی در فرکانس های پایین ایجاد می شود. آمپلی فایر چندین مدار بازخورد منفی دیگر دارد. این خازن C6 است که کلکتور ترانزیستور T2 را به پایه آن متصل می کند. مقاومت R12، که نه تنها یک بایاس ثابت به پایه های ترانزیستورهای خروجی، بلکه بخشی از سیگنال خروجی را نیز تامین می کند. زنجیره ای که از مرحله سوم به مرحله دوم بازخورد ایجاد می کند، اما نه در جریان متناوب، بلکه در جریان مستقیم (چنین بازخوردی باعث افزایش پایداری حرارتی تقویت کننده می شود). هد دینامیکی از طریق یک خازن جداسازی C4 به مدارهای کلکتور ترانزیستورهای خروجی متصل می شود. مقاومت سیم پیچ صدا در این مدار می تواند 6 - 10 اهم باشد. تقویت کننده تا 100 مگاوات توان تولید می کند. با ولتاژ سیگنال ورودی حدود 30 - 50 میلی ولت. تعداد بسیار زیادی مدار تقویت کننده بدون ترانسفورماتور با استفاده از ترانزیستورهای رسانایی مختلف وجود دارد. اکثر آنها در مرحله خروجی از ترانزیستورهای کامپوزیت استفاده می کنند، یعنی در هر بازو دو ترانزیستور گنجانده شده است. عدم وجود ترانسفورماتور و کاهش تعداد خازن های کوپلینگ به چنین تقویت کننده هایی اجازه می دهد تا پاسخ فرکانسی بسیار خوبی را به دست آورند. با این حال، برای یک آماتور رادیویی تازه کار، این سود با قیمت نسبتاً بالایی همراه است. راه اندازی تقویت کننده های بدون ترانسفورماتور و حتی آنهایی که ترانزیستورهای کامپوزیت دارند، همیشه آسان نیستند. و بنابراین، اگر هنوز تجربه زیادی در راه اندازی تجهیزات ترانزیستوری ندارید، بهتر است تقویت کننده را با استفاده از یک مدار فشار کش کلاسیک با ترانسفورماتور مونتاژ کنید (شکل 14).

برنج. 14 ULF فشاری با مرحله خروجی ترانسفورماتور.

ویژگی اصلی این تقویت کننده یک بایاس ثابت از یک باتری جداگانه B2 به پایه مرحله اول T1 است. به همین دلیل، جریان کلکتور ترانزیستور T1 با کاهش ولتاژ باتری کلکتور به 3.5 ولت عملاً بدون تغییر باقی می ماند. از پایین تقسیم کننده R4، R5، متصل به مدار امیتر T1، یک بایاس به پایه های ترانزیستورهای مرحله خروجی اعمال می شود. و بنابراین، هنگامی که ولتاژ کلکتور کاهش می یابد، بایاس ترانزیستورهای T2، T3 تغییر نمی کند. در نتیجه، تقویت کننده با ولتاژ کاهش یافته کار می کند، اگرچه با توان خروجی کمتر (در 3.5 ولت، 20 میلی وات)، اما بدون اعوجاج. جریان مصرف شده از باتری B2 از 500 μA تجاوز نمی کند. تقویت کننده دارای یک کنترل ساده صدا R6 و یک مدار بازخورد R8، C8 است که اعوجاج را کاهش می دهد. مقاومت R9 ضروری است تا وقتی B2 خاموش شود (ممکن است Bk2 مدار را چند کسری از ثانیه زودتر از Bk1 باز کند، ترانزیستور T1 به "پایه آویزان" ختم نشود. خازن های C7 و C6 عناصر بازخورد منفی هستند. که از خود تحریکی در فرکانس های مافوق صوت جلوگیری می کند.همین کار توسط خازن C3 انجام می شود.ترانسفورماتورهای Tr1 و Tr2 از گیرنده Mountaineer گرفته شده اند.یک هد دینامیک با مقاومت سیم پیچ صوتی در حدود 4-6 اهم.با ولتاژ کلکتور 9 آمپلی فایر توان 180 مگاوات تولید می کند و جریان مصرفی از باتری B2 بیش از 20 - 25 میلی آمپر نیست. اگر نیاز به افزایش توان خروجی دارید، می توانید ترانزیستورهای قدرتمندی مانند T2 و T3 را به عنوان مثال P201 وارد کنید. در این مورد، باید R7 را نصف کنید و R5 را انتخاب کنید تا کل جریان ساکن کلکتور T2 و T3 15 - 25 میلی آمپر باشد. برای ترانزیستورهای قدرتمند، به ترانسفورماتور خروجی دیگری نیاز دارید، به عنوان مثال، با داده های زیر: هسته با یک متقاطع بخش حدود 3.5 سانتی متر مربع (W17 x 17)؛ سیم پیچ اولیه 330 + 330 دور PEV 0.31، سیم پیچ ثانویه 46 دور PEV 0.51. با ترانزیستورهای P201، تقویت کننده توان خروجی 1.52 - 2 وات را ایجاد می کند. راه اندازی تمام تقویت کننده های فرکانس پایین به انتخاب حالت های ترانزیستور بستگی دارد. برای مدارهای فشار کش، توصیه می شود ابتدا ترانزیستورها را برای هر دو بازو با پارامترهای مشابه انتخاب کنید: افزایش جریان و جریان کلکتور معکوس. اگر همه قطعات در وضعیت کار قرار داشته باشند و مدار به درستی مونتاژ شده باشد، به طور معمول تقویت کننده، بلافاصله شروع به کار می کند و تنها مشکل جدی که هنگام روشن کردن آمپلی فایر قابل تشخیص است، خود تحریکی است. یکی از راه‌های مبارزه با آن، معرفی فیلترهای جداکننده است که از ارتباط بین مراحل از طریق منابع تغذیه جلوگیری می‌کند.

کار عملی

در کار عملی، من می خواهم چند تقویت کننده ساده دیگر برای تکرار و تثبیت بخش نظری این مقاله ارائه دهم. نمونه هایی از تقویت کننده های فشار کش که در انتهای مقاله آورده شده اند نیز برای تکرار کاملا مناسب هستند. این نمودارها، مانند بسیاری از نقشه های دیگر، از منابع ادبی دهه 60 و 70 گرفته شده اند، اما ارتباط خود را از دست نداده اند. می‌پرسید چرا از چنین نقاشی‌های قدیمی استفاده می‌کنم؟ من می گویم حداقل 2 دلیل وجود دارد: 1). من ناامیدانه وقت کافی برای کشیدن آنها را ندارم، اگرچه هنوز سعی می کنم برخی از آنها را بکشم. 2). به اندازه کافی عجیب، این نقاشی ها از ادبیات سال های فراموش شده گذشته است که به طور کامل ماهیت فرآیندهای مورد مطالعه را منعکس می کند. احتمالاً پیگیری هزینه ها، همانطور که در حال حاضر مرسوم است، نیست که تأثیر دارد، بلکه اهمیت ارائه مطالب با کیفیت بالا است. و بی جهت نبود که کارگران آن سالها را سانسور می کردند. نان آنها را خوردند

بنابراین، به جای ترانزیستورهای P13 - P16 که در نمودارها نشان داده شده است، می توانید از MP39 - 42، MP37، MP38 استفاده کنید؛ از ترانزیستورهای سیلیکونی می توانید به ترتیب از KT315، KT361 استفاده کنید، به نوع هدایت و قدرت ترانزیستورهای مورد استفاده توجه کنید. . اگر آمپلی فایر دارای ترانزیستورهای خروجی قدرتمند از نوع P213 - 215 در مدار باشد، معمولاً می توان آنها را با رعایت نوع رسانایی به ترتیب با ترانزیستورهای قدرتمند سیلیکونی از نوع KT814 - 817 یا KT805، KT837 جایگزین کرد. در هر صورت، هنگام جایگزینی ترانزیستورهای ژرمانیومی با ترانزیستورهای سیلیکونی، لازم است مقادیر مقاومت در مدارهای ترانزیستورهای جایگزین شده تنظیم شوند.

تقویت کننده فشار کش بدون ترانسفورماتور ساده با توان 1.5 وات. ترانزیستور فرکانس بالا P416 در اینجا به دلیل کاهش هرچه بیشتر نویز مرحله ورودی استفاده می شود زیرا علاوه بر فرکانس بالا، کم نویز نیز می باشد. در عمل، می توان آن را به ترتیب با MP39 - 42، با بدتر شدن ویژگی های نویز، یا با ترانزیستورهای سیلیکونی KT361 یا KT3107 با هر حرفی جایگزین کرد. گیرنده آشکارساز، که به دلیل آن یک ولتاژ بایاس در پایه ترانزیستورها تشکیل می شود. ولتاژ در نقطه میانی (ترمینال منفی خازن C2) برابر با 4.5 ولت خواهد بود. با انتخاب مقاومت های R2، R4 نصب می شود. حداکثر ولتاژ کاری مجاز خازن C2 می تواند 6 ولت باشد.

گزینه های تقویت کننده بیشتر 1، 2، برای تکرار توسط آماتورهای رادیویی تازه کار، از جمله کسانی که از ترانزیستورهای سیلیکونی استفاده می کنند، در دسترس است. گزینه‌هایی برای یک پیش تقویت‌کننده و یک بلوک تون غیرفعال ساده نیز نشان داده شده‌اند. (در یک پنجره جداگانه باز می شود).

|

یک تقویت کننده ساده ترانزیستوری می تواند ابزار خوبی برای بررسی خواص دستگاه ها باشد. مدارها و طرح ها بسیار ساده هستند؛ 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 در 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

تمام 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" نشان می دهد که جریان از مرحله تقویت کننده برای مدت زمانی برابر با 50-100٪ از 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، 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. یکی از اشکالات این است که نیم امواج سیگنال خروجی نامتقارن می شوند. اگر از کلاس "A" به "AB" منتقل شوید، اعوجاج غیرخطی 3-4 برابر افزایش می یابد. اما راندمان 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 میزان 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 غیرخطی 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 به طرح های لوله ترجیح می دهند. تقویت کننده های لوله دارای مزایای زیر هستند:

1. سطح بسیار پایین اعوجاج غیرخطی در سیگنال خروجی.
2. هارمونیک های بالاتر نسبت به طرح های ترانزیستوری کمتر است.

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 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 بر اساس ترانزیستورهای ژرمانیومی در نظر بگیریم، در این حالت 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 یافت - مجموع ویژگی های امیتر و انتقال "E-B". وقتی 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 اتفاق می افتد 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 نشان داده شده در نمودار دارای آنالوگ های زیادی است. از جمله استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی. بنابراین، می‌توانیم به‌عنوان 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 یک 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 مشخصه منبع مشابه 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 هدفی را دارند که مدارهای مورد بحث در بالا ذکر شد.

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 خاص 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 - باید یک نویز مشخص 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.

آنها در حال تبدیل شدن به چیزی از گذشته هستند، و اکنون، برای مونتاژ هر تقویت کننده ساده، دیگر لازم نیست با محاسبات مبارزه کنید و یک برد مدار چاپی بزرگ را پرچ کنید.

اکنون تقریباً تمام تجهیزات تقویتی ارزان قیمت بر روی ریز مدارها ساخته می شوند. رایج ترین تراشه های TDA برای تقویت سیگنال های صوتی هستند. آنها که در حال حاضر در رادیوهای ماشین، ساب ووفرهای برقی، بلندگوهای خانگی و بسیاری دیگر از تقویت کننده های صوتی استفاده می شوند، چیزی شبیه به این هستند:

مزایای تراشه های TDA

1. برای مونتاژ یک تقویت کننده روی آنها، کافی است برق را تامین کنید، بلندگوها و چندین عنصر رادیویی را متصل کنید.
2. ابعاد این ریز مدارها بسیار کوچک است، اما باید آنها را روی رادیاتور قرار دهید، در غیر این صورت بسیار داغ می شوند.
3. آنها در هر فروشگاه رادیویی فروخته می شوند. برخی چیزها در علی وجود دارد که اگر آنها را از خرده فروشی بخرید کمی گران هستند.
4. آنها دارای محافظ های مختلف و گزینه های دیگری مانند قطع صدا و غیره هستند. اما طبق مشاهدات من، محافظ‌ها خیلی خوب کار نمی‌کنند، بنابراین ریزمدارها اغلب یا در اثر گرم شدن بیش از حد یا در اثر حرارت می‌میرند. بنابراین توصیه می شود که پایه های ریز مدار را با یکدیگر اتصال کوتاه نکنید و ریز مدار را بیش از حد گرم نکنید و تمام آب های آن را فشار دهید.
5. قیمت. من نمی گویم آنها بسیار گران هستند. از نظر قیمت و کارکرد همتا ندارند.

آمپلی فایر تک کانال در TDA7396

بیایید با استفاده از تراشه TDA7396 یک تقویت کننده ساده تک کاناله بسازیم. در زمان نوشتن، آن را با قیمت 240 روبل گرفتم. در برگه اطلاعات تراشه آمده است که این تراشه می تواند تا 45 وات را در یک بار 2 اهم خروجی دهد. یعنی اگر مقاومت سیم پیچ اسپیکر را اندازه بگیرید و حدود 2 اهم باشد، آنگاه می توان از اسپیکر حداکثر توان 45 وات را گرفت.این قدرت کاملاً کافی است تا نه تنها برای خود، بلکه برای همسایگان خود نیز یک دیسکو در اتاق ترتیب دهید و در عین حال صدای متوسطی دریافت کنید که البته با تقویت کننده های hi-fi قابل مقایسه نیست.

در اینجا پین اوت ریز مدار است:

ما تقویت کننده خود را طبق یک نمودار معمولی که در خود دیتاشیت ضمیمه شده است مونتاژ می کنیم:

ما + Vs را برای پای 8 اعمال می کنیم و هیچ چیز را برای پا 4 اعمال می کنیم. بنابراین، نمودار به شکل زیر خواهد بود:

Vs ولتاژ تغذیه است. می تواند از 8 تا 18 ولت باشد. "IN+" و "IN-" - ما یک سیگنال صوتی ضعیف را در اینجا ارسال می کنیم. ما یک بلندگو را به پایه های 5 و 7 متصل می کنیم. پای ششم را روی منفی قرار دادیم.

در اینجا مجموعه دیوار نصب شده من است

من از خازن در ورودی برق 100nF و 1000uF استفاده نکردم، زیرا از قبل ولتاژ خالصی دارم که از منبع تغذیه می آید.

اسپیکر را با پارامترهای زیر تکان دادم:

همانطور که می بینید، مقاومت سیم پیچ 4 اهم است. باند فرکانس نشان می دهد که از نوع ساب ووفر است.

و این چیزی است که زیرمجموعه من در یک مسکن خودساخته به نظر می رسد:

سعی کردم ویدیو بگیرم اما صدای ویدیو خیلی ضعیف است. اما هنوز هم می توانم بگویم که تلفن با قدرت متوسط ​​قبلاً آنقدر چکش می زد که گوش های من می چرخیدند ، اگرچه مصرف کل مدار در حالت کار فقط حدود 10 وات بود (14.3 را در 0.73 ضرب کنید). در این مثال، من ولتاژ را مانند یک ماشین گرفتم، یعنی 14.4 ولت، که به خوبی در محدوده عملکرد ما از 8 تا 18 ولت است.

اگر منبع تغذیه قدرتمندی ندارید، می توانید آن را مطابق این نمودار مونتاژ کنید.

به این تراشه خاص معطل نشوید. این تراشه های TDA، همانطور که قبلاً گفتم، انواع مختلفی دارند. برخی از آنها سیگنال استریو را تقویت می کنند و می توانند صدا را به طور همزمان به 4 بلندگو ارسال کنند، همانطور که در رادیوهای اتومبیل انجام می شود. بنابراین در جستجوی اینترنت و یافتن یک TDA مناسب تنبل نباشید. پس از اتمام مونتاژ، به همسایگانتان اجازه دهید با چرخاندن دکمه صدا تا انتها به سمت بالالایکا و تکیه دادن بلندگوی قدرتمند به دیوار، آمپلی فایر شما را بررسی کنند.

اما در مقاله من یک تقویت کننده با استفاده از تراشه TDA2030A مونتاژ کردم

خیلی خوب معلوم شد، زیرا TDA2030A ویژگی های بهتری نسبت به TDA7396 دارد

برای تنوع، نمودار دیگری را از مشترکی که تقویت کننده TDA 1557Q بیش از 10 سال متوالی به درستی کار می کند، پیوست می کنم:

تقویت کننده ها در Aliexpress

من همچنین کیت های کیت را در علی در TDA پیدا کردم. به عنوان مثال، این تقویت کننده استریو 15 وات در هر کانال است و قیمت آن 1 دلار است. این قدرت برای گوش دادن به آهنگ های مورد علاقه خود در اتاق شما کافی است.

می توانید آن را بخرید.

و اینجا فورا آماده است

و به طور کلی، تعداد زیادی از این ماژول های تقویت کننده در Aliexpress وجود دارد. کلیک کنید این لینک و هر تقویت کننده ای را که دوست دارید انتخاب کنید.