Tranzistorinis stiprintuvas: tipai, grandinės, paprasti ir sudėtingi. Tranzistorinis galios stiprintuvas Vienpusis stiprintuvas su MOS tranzistoriumi

14.10.2023

Šis straipsnis yra originalus talentingo inžinieriaus Vladimiro Šušurino darbas, paskelbtas žurnale „Radio“ 1978 m. Patogumui čia pateikiami pirmojo straipsnio pataisymai ir papildymai, taip pat skaitytojų klausimai ir atsakymai.

Aprašytas galios stiprintuvas skirtas dirbti aukštos kokybės garso atkūrimo įrangoje su išankstiniu stiprintuvu.

Specifikacijos:

Nominali išėjimo galia esant 8 omų apkrovai: 50 W

Dažnio atsako netolygumas diapazone 15 – 25000 Hz: 1 dB

Harmoninis iškraipymas dažniu:

20 Hz: 0,04 %

1000 Hz: 0,03 %

20 000 Hz: 0,1 %

Nominali išėjimo įtampa: 20V

Nominali įėjimo įtampa: 0,775V

Santykinis trukdžių lygis: -78 dB

Įėjimo varža: 16 kOhm

Išėjimo varža (esant 1000 Hz): 0,07 omo

Slopinimo koeficientas 8 omų apkrovai: 58 dB

Energijos suvartojimas iš maitinimo šaltinio: 72 W

Fig. 1 grafiškai pavaizduotos pagrindinės stiprintuvo energetinės charakteristikos (esant ±35 V maitinimo įtampai); priklausomai nuo stiprintuvo sunaudotos galios (kreivė 1) ir srovės (2 kreivė) apkrovos varžos esant maksimaliai išėjimo įtampai ir maksimaliai apkrovai tiekiamai galiai (3 kreivė).

Fig. 2 paveiksle parodyta stiprintuvo harmoninio iškraipymo priklausomybė nuo įvesties signalo dažnio ir išėjimo galios. Kreivės brėžiamos remiantis vidutinėmis keturių stiprintuvų mėginių tyrimo rezultatų vertėmis.

Stiprintuvo grandinės schema parodyta fig. 3. Kadangi apkrova galvaniškai prijungta prie stiprintuvo, reikėjo užtikrinti maksimalų nulio dreifu jo išėjime. Tuo tikslu tranzistoriai V1 ir V2 sujungiami pagal diferencialinio stiprintuvo grandinę. Prie tranzistoriaus pagrindo V 1, prijungtas prie bendro laido per rezistorių R 2, tiekiamas įvesties signalas, o dalis išėjimo signalo tiekiama į tranzistoriaus V2 bazę per įtampos daliklį R13 ir R16. Taigi diferencialinė pakopa lygina potencialą stiprintuvo išėjime su bendro laido nuliniu potencialu, o jei dėl kokių nors priežasčių pastovi įtampa stiprintuvo išėjime skiriasi nuo nulio, atsiranda klaidos signalas, proporcingas potencialų skirtumui. be tranzistorių V1 ir V2 siunčiamas į stiprintuvo išvestį ir atneša nuolatinę įtampą iki nulinio lygio.

Kad diferencinis stiprintuvas reaguotų tik į įėjimo įtampų skirtumą, būtina užtikrinti, kad tranzistorių V1 ir V2 kolektoriaus srovių suma būtų pastovi. Šiuo tikslu į tranzistorių emiterio grandinę įtraukiamas srovės šaltinis - tranzistoriaus V3 kaskada.

Per rezistorius R3, R3, R6, R10 į tranzistorių bazes V 1,V2 tiekiamas su nedideliu neigiamu poslinkiu, kompensuojančiu tranzistorių parametrų sklaidą. Nulinis potencialas esant stiprintuvo apkrovai nustatomas apipjaustymo rezistoriumi R5.

Aukščiau pateiktos priemonės, taip pat gana kruopštus diferencialo kaskados optimalaus veikimo režimo pasirinkimo apskaičiavimas ir eksperimentinis patikrinimas leido gauti „nulinį“ poslinkį esant maždaug 90 mV stiprintuvo išėjimui temperatūros diapazone nuo +5º iki +45ºC ir signalo pokytis esant apkrovai nuo nulio iki maksimalios vertės.

Iš diferencialinės pakopos išvesties signalas tiekiamas į tranzistorių V4, juo sustiprinamas ir per rezistorių R15 tiekiamas į tranzistoriaus V11 pagrindą. Iš jo emiterio signalas tiekiamas į tranzistorius V14, V16, V17 ir per diodus V7 - V10, skirtus sukurti pradinį poslinkį tranzistorių V14 ir V13 pagrindu - į tranzistorius. V 13, V 15, V 18.

Savaiminį stiprintuvo sužadinimą aukštais dažniais pašalina nuo dažnio priklausomas neigiamas grįžtamasis ryšys per kondensatorių C5 ir grandinę R4C4.

Reikėtų pažymėti, kad srovės stiprintuvo naudojimas tranzistoriui V11 leido sumažinti harmoninius stiprintuvo iškraipymus.

Šis etapas, įjungtas po tranzistoriaus V4, leidžia pastarajam dirbti su maža kolektoriaus srove, taigi ir su mažesniu netiesiniu iškraipymu.

Norint užtikrinti pastovų išėjimo tranzistorių režimą, įtampos kritimas tarp diadų V7 - V10 taip pat turi būti pastovus. Srovę, tekančią per diodus, stabilizuoja kitas tranzistoriaus V12 srovės šaltinis. Ši srovė nustatoma pasirinkus rezistorių R14. Tranzistorių V13, V14 pagrindų poslinkio įtampa reguliuojama apkarpant rezistorių R18 galutinio stiprintuvo derinimo metu. Išvesties tranzistoriai, taip pat tranzistoriai V11, V12, V16, yra ant radiatorių.

Tranzistorius P307V galima pakeisti P307, P307A, P307B, KT601A. Išankstiniame etape vietoj KT801B tranzistorių galite naudoti KT801A, KT807A, KT807B, P701A, o paskutiniame etape - KT802A, KT808A tranzistorius. Vietoj KT209M galite naudoti tranzistorius KT209L, KT203A, KT502D, KT502E, o vietoj KT805A - KT808A. Be to, vietoj tranzistoriaus KT602B ( V 11 ir V 12) galite naudoti KT604, KT 630 arba KT940 serijų tranzistorius.

Fig. 4 paveiksle parodytas spausdintinės plokštės brėžinys ir stiprintuvo dalių vieta joje:

Stiprintuvas naudoja:

rezistoriai: SP4-1a (R 5, R 18), S5-16T (R 27, R 28), MLT-2 (R 29) ir MLT-0,25 (likusieji);

kondensatoriai: K50-6 (C1, C3, C6), KM (C2, C4, C5) ir MBM (C7);

tranzistoriai: V11, V12, V 15, V16 yra sumontuoti radiatoriai (iš žalvario juostelių išlenkti spaustukai), kurie pritvirtinami prie tranzistorių korpusų naudojant M2,5 veržles. Išsikišę varžtų galai įkišti į plokštės skylutes ir pritvirtinti prie jos tomis pačiomis veržlėmis, prisuktomis išspausdintų laidininkų šone.

Tranzistoriai V11, 12, V15 ir V16 montuojami ant vėliavinio tipo radiatorių, matmenys parodyti pav. 5. O išėjimo tranzistoriai V17 ir V18 sumontuoti ant briaunuotų radiatorių, kurių matmenys pateikti pav. 6.

Maitinimo schema parodyta fig. 7. Kaip T1, galite naudoti pramoninį transformatorių TPP322-127/20-50 arba TPP321/127/220-50. Kondensatoriai C3 ir C4 markės K50-18 arba K50-26. Saugikliai F1 – F5 skirti 2 A.

Tranzistorių režimai parodyti lentelėje:

Paskyrimas pagal schemą	UĮ, IN	Ub, IN	tu, V
V1	33,7		1,63
V2	33 , 5		1,63
V3	1 ,63	33,6	34,1
V4	2,25	33,7	34,13
V11		2,18	1,58
V12		33,4	34,1
V12			0,12
V14		1,54	1,02
V15			34,5
V16		1,02	0,51
V17		0,51	0,02
V18		34,5	34,98

Režimai matuojami voltmetru VK7-10

palyginti su bendru („įžeminimo“) laidu

Stiprintuvo nustatymas nėra sudėtingas ir, naudojant patikrintas dalis, reikia nustatyti „nulinę“ įtampą išėjime naudojant apipjaustymo rezistorių R5 ir, jei reikia, pašalinti išėjimo signalo „žingsnį“ naudojant apipjaustymo rezistorių R18. Išėjimo tranzistorių ramybės srovė neturi viršyti 50 - 100 mA. Reguliavimas atliekamas naudojant apkrovos ekvivalentą, prijungtą prie stiprintuvo išvesties.

Su šiuo stiprintuvu galite naudoti beveik bet kokį išankstinį stiprintuvą, kurio amplitudės-dažnio atsakas yra ne blogesnis nei galios stiprintuvo ir kurio išėjimo signalo įtampa yra ne mažesnė kaip 0,775 V.

Norint užtikrinti, kad kai stiprintuvas veikia esant 4 omų apkrovai, harmoninis iškraipymas būtų ne didesnis nei esant 8 omų apkrovai, pakanka KT805A tranzistorių ( V 17 ir V 18) pakeiskite galutinį etapą KT808A tranzistoriais.

KT808A tranzistoriams.lay formatu

Straipsnis buvo specialiai pritaikytas svetainei Interneto svetainė

Atkreipiame jūsų dėmesį į kitą galios stiprintuvą. Nepaisant palyginti mažos galios, jis turi neabejotinų pranašumų. Pirma, tai paprasta kaip veltiniai batai ir visiškai prieinama pakartoti. Antra, jame nėra ribotų ar brangių komponentų, todėl jį galima surinkti net tada, kai sunku pasiekti radijo komponentus arba kišenėje yra skylė.

Stiprintuvo charakteristikos yra šios:

Pagrindinės charakteristikos yra šios:

Schema:

Grandinė yra labai paprasta ir jei nuspręsite atsiduoti masiniam stiprintuvų surinkimui ir jų veiklos studijoms, prasminga pradėti nuo šio stiprintuvo. Schema labai stabili ir nekaprizinga.

Išsami informacija:

Pavadinimas diagramoje	Denominacija
C1	20μFx16V
C2	20μFx25V
C3	1000
C4	50μFx25V
C5	20μFx50V
C6	0,1 uF

R1	10 tūkst
R2	1,5 tūkst
R3	5,6 tūkst
R5	5,6 tūkst
R5	1,5 tūkst
R6	10 tūkst
R7	1 iki
R8	150
R9	3,9 tūkst
R10	1 iki
R11	2,2 tūkst
R12	510
R13	150
R14	510
R15	100
R16	100
R17	0,2
R18	0,2
R19	12

VT1	KT315V
VT2	KT315V
VT3	KT203A
VT4	KT315V
VT5	KT601AM
VT6	KT203A
VT7	KT815B
VT8	KT815B
VT9	KT805A
VT10	KT805A

Tranzistoriai VT1 ir VT2 turi būti parinkti pagal stiprinimą. Norėdami palengvinti savo gyvenimą, galite pasiimti paruoštą tranzistorių. Rezistoriai R17, R18 gali būti pagaminti iš vielos.

Nustatymai

Stiprintuvo nustatymas reiškia tranzistoriaus VT9 ramybės srovės nustatymą. Prie kolektoriaus laido pertraukos prijungiamas miliampermetras, o srovė nustatoma 50-70 mA, reguliuojant rezistorių R11. Tada 0,1 V tikslumu patikrinama, ar stiprintuvo išėjime nėra nuolatinės srovės įtampos.

Visi. Pratimą baigėme.

Visi reguliavimai atliekami išjungus apkrovą.

Ir nepamirškite tvirtai pritvirtinti tranzistoriaus VT4 prie tranzistoriaus VT9 radiatoriaus. Nuo to priklauso stiprintuvo temperatūros stabilumas. Galite, pavyzdžiui, suklijuoti karštais klijais arba prispausti VT9 tranzistoriaus flanšu. Atsisiųskite spausdintinę plokštę LAY formatu ( Paskelbė: Shamrin romanas)

Paprastas tranzistorinis stiprintuvas gali būti geras prietaisų savybių tyrimo įrankis. Grandinės ir konstrukcijos yra gana paprastos, galite patys pasidaryti įrenginį ir patikrinti jo veikimą, išmatuoti visus parametrus. Šiuolaikinių lauko tranzistorių dėka galima pagaminti miniatiūrinį mikrofono stiprintuvą iš trijų elementų. Ir prijunkite jį prie asmeninio kompiuterio, kad pagerintumėte garso įrašymo parametrus. O pašnekovai pokalbių metu jūsų kalbą girdės daug geriau ir aiškiau.

Dažninės charakteristikos

Žemo (garso) dažnio stiprintuvai yra beveik visuose buitiniuose prietaisuose – stereo sistemose, televizoriuose, radijo imtuvuose, magnetofonuose ir net asmeniniuose kompiuteriuose. Tačiau yra ir RF stiprintuvų, kurių pagrindą sudaro tranzistoriai, lempos ir mikroschemos. Skirtumas tarp jų yra tas, kad ULF leidžia sustiprinti signalą tik tokiu garso dažniu, kurį suvokia žmogaus ausis. Tranzistoriniai garso stiprintuvai leidžia atkurti signalus, kurių dažnis yra nuo 20 Hz iki 20 000 Hz.

Vadinasi, net ir paprasčiausias įrenginys gali sustiprinti signalą šiame diapazone. Ir tai daro kuo tolygiau. Stiprinimas tiesiogiai priklauso nuo įvesties signalo dažnio. Šių dydžių grafikas yra beveik tiesi linija. Jei į stiprintuvo įvestį nukreipiamas signalas, kurio dažnis yra už diapazono ribų, įrenginio veikimo kokybė ir efektyvumas greitai sumažės. ULF kaskados paprastai surenkamos naudojant tranzistorius, veikiančius žemo ir vidutinio dažnio diapazonuose.

Garso stiprintuvų veikimo klasės

Visi stiprintuvai yra suskirstyti į kelias klases, atsižvelgiant į srovės srauto laipsnį per kaskadą veikimo laikotarpiu:

„A“ klasė - srovė teka be sustojimo per visą stiprintuvo pakopos veikimo laikotarpį.
Darbo klasėje "B" srovė teka pusę periodo.
„AB“ klasė rodo, kad srovė teka per stiprintuvo pakopą 50–100% laikotarpio.
„C“ režimu elektros srovė teka mažiau nei pusę veikimo laiko.
ULF režimas „D“ radijo mėgėjų praktikoje buvo naudojamas visai neseniai - šiek tiek daugiau nei 50 metų. Dažniausiai šie įrenginiai yra realizuoti skaitmeninių elementų pagrindu ir pasižymi itin dideliu efektyvumu – virš 90 proc.

Iškraipymų buvimas įvairiose žemo dažnio stiprintuvų klasėse

„A“ klasės tranzistoriaus stiprintuvo darbo zonai būdingi gana nedideli netiesiniai iškraipymai. Jei įeinantis signalas išskleidžia aukštesnės įtampos impulsus, tranzistoriai tampa prisotinti. Išvesties signale prie kiekvienos harmonikos pradeda atsirasti aukštesnės (iki 10 ar 11). Dėl to atsiranda metalinis garsas, būdingas tik tranzistoriniams stiprintuvams.

Jei maitinimas nestabilus, išvesties signalas bus modeliuojamas amplitude, artima tinklo dažniui. Kairėje dažnio atsako pusėje garsas taps griežtesnis. Tačiau kuo geriau stabilizuojamas stiprintuvo maitinimo šaltinis, tuo sudėtingesnis tampa viso įrenginio dizainas. „A“ klasėje veikiančių ULF efektyvumas yra palyginti mažas - mažesnis nei 20%. Priežastis ta, kad tranzistorius yra nuolat atviras ir per jį nuolat teka srovė.

Norėdami padidinti (nors ir šiek tiek) efektyvumą, galite naudoti „push-pull“ grandines. Vienas trūkumas yra tas, kad išėjimo signalo pusės bangos tampa asimetriškos. Jei perkelsite iš „A“ klasės į „AB“, netiesiniai iškraipymai padidės 3–4 kartus. Tačiau visos įrenginio grandinės efektyvumas vis tiek padidės. ULF klasės „AB“ ir „B“ apibūdina iškraipymų padidėjimą, kai signalo lygis įvestyje mažėja. Bet net jei padidinsite garsumą, tai nepadės visiškai atsikratyti trūkumų.

Darbas tarpinėse klasėse

Kiekviena klasė turi keletą veislių. Pavyzdžiui, yra „A+“ stiprintuvų klasė. Jame įvesties tranzistoriai (žemos įtampos) veikia „A“ režimu. Tačiau aukštos įtampos, sumontuotos išėjimo pakopose, veikia „B“ arba „AB“. Tokie stiprintuvai yra daug ekonomiškesni nei tie, kurie veikia „A“ klasėje. Netiesinių iškraipymų skaičius pastebimai mažesnis – ne didesnis kaip 0,003%. Geresnių rezultatų galima pasiekti naudojant bipolinius tranzistorius. Šiais elementais pagrįstų stiprintuvų veikimo principas bus aptartas toliau.

Tačiau išėjimo signale vis dar yra daug aukštesnių harmonikų, todėl garsas tampa būdingas metalinis. Taip pat yra „AA“ klasės veikiančių stiprintuvų grandinių. Juose netiesinių iškraipymų dar mažiau – iki 0,0005%. Tačiau pagrindinis tranzistorių stiprintuvų trūkumas vis dar egzistuoja - būdingas metalinis garsas.

„Alternatyvūs“ dizainai

Tai nereiškia, kad jie yra alternatyvūs, tačiau kai kurie specialistai, užsiimantys aukštos kokybės garso atkūrimo stiprintuvų projektavimu ir surinkimu, vis dažniau teikia pirmenybę vamzdžių konstrukcijoms. Vamzdžių stiprintuvai turi šiuos privalumus:

Labai mažas netiesinių iškraipymų lygis išėjimo signale.
Yra mažiau aukštesnių harmonikų nei tranzistorių konstrukcijose.

Tačiau yra vienas didžiulis trūkumas, kuris nusveria visus privalumus – būtinai reikia įdiegti įrenginį koordinavimui. Faktas yra tas, kad vamzdžio pakopa turi labai didelį pasipriešinimą - kelis tūkstančius omų. Tačiau garsiakalbio apvijos varža yra 8 arba 4 omai. Norint juos koordinuoti, reikia sumontuoti transformatorių.

Žinoma, tai nėra labai didelis trūkumas – yra ir tranzistorinių įrenginių, kurie naudoja transformatorius, kad suderintų išėjimo stadiją ir garsiakalbių sistemą. Kai kurie ekspertai teigia, kad efektyviausia grandinė yra hibridinė, kurioje naudojami vieno galo stiprintuvai, kuriems nedaro įtakos neigiamas grįžtamasis ryšys. Be to, visos šios kaskados veikia ULF klasės „A“ režimu. Kitaip tariant, tranzistoriaus galios stiprintuvas naudojamas kaip kartotuvas.

Be to, tokių prietaisų efektyvumas yra gana didelis - apie 50%. Tačiau neturėtumėte sutelkti dėmesio tik į efektyvumo ir galios rodiklius - jie nenurodo aukštos stiprintuvo garso atkūrimo kokybės. Daug svarbesnis yra charakteristikų tiesiškumas ir jų kokybė. Todėl pirmiausia reikia atkreipti dėmesį į juos, o ne į galią.

Vieno galo ULF grandinė ant tranzistoriaus

Paprasčiausias stiprintuvas, pagamintas pagal bendrą emiterio grandinę, veikia „A“ klasėje. Grandinėje naudojamas puslaidininkinis elementas su n-p-n struktūra. Kolektoriaus grandinėje sumontuota varža R3, ribojanti srovės tekėjimą. Kolektoriaus grandinė yra prijungta prie teigiamo maitinimo laido, o emiterio grandinė yra prijungta prie neigiamo laido. Jei naudosite puslaidininkinius tranzistorius su p-n-p struktūra, grandinė bus lygiai tokia pati, tereikia pakeisti poliškumą.

Naudojant atjungimo kondensatorių C1, galima atskirti kintamąjį įvesties signalą nuo nuolatinės srovės šaltinio. Šiuo atveju kondensatorius nėra kliūtis kintamajai srovei tekėti bazinio emiterio keliu. Vidinė emiterio ir bazės jungties varža kartu su rezistoriais R1 ir R2 yra paprasčiausias maitinimo įtampos daliklis. Paprastai rezistoriaus R2 varža yra 1–1,5 kOhm - tipiškiausios tokių grandinių vertės. Šiuo atveju maitinimo įtampa yra padalinta tiksliai per pusę. O jei maitinsite grandinę 20 voltų įtampa, pamatysite, kad srovės stiprinimo h21 vertė bus 150. Reikėtų pažymėti, kad tranzistorių HF stiprintuvai yra pagaminti pagal panašias grandines, tik jie veikia truputi kitaip.

Šiuo atveju emiterio įtampa yra 9 V, o kritimas grandinės „E-B“ skyriuje yra 0,7 V (tai būdinga silicio kristalų tranzistoriams). Jei svarstysime germanio tranzistoriais paremtą stiprintuvą, tai tokiu atveju įtampos kritimas „E-B“ sekcijoje bus lygus 0,3 V. Srovė kolektoriaus grandinėje bus lygi tekančiai emiteryje. Jį galite apskaičiuoti padalydami emiterio įtampą iš varžos R2 – 9V/1 kOhm = 9 mA. Norėdami apskaičiuoti bazinės srovės vertę, turite padalyti 9 mA iš stiprinimo h21 - 9 mA/150 = 60 μA. ULF konstrukcijose dažniausiai naudojami bipoliniai tranzistoriai. Jo veikimo principas skiriasi nuo lauko.

Rezistoryje R1 dabar galite apskaičiuoti kritimo vertę - tai skirtumas tarp pagrindinės ir maitinimo įtampos. Šiuo atveju bazinę įtampą galima rasti naudojant formulę - emiterio charakteristikų ir „E-B“ perėjimo sumą. Kai maitinamas iš 20 voltų šaltinio: 20–9,7 = 10,3. Iš čia galite apskaičiuoti varžos vertę R1 = 10,3 V / 60 μA = 172 kOhm. Grandinėje yra talpa C2, kuri būtina norint sukurti grandinę, per kurią gali praeiti kintamoji emiterio srovės dalis.

Jei neįdiegsite kondensatoriaus C2, kintamasis komponentas bus labai ribotas. Dėl šios priežasties toks tranzistorinis garso stiprintuvas turės labai mažą srovės stiprinimą h21. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad aukščiau pateiktuose skaičiavimuose buvo manoma, kad bazės ir kolektoriaus srovės yra lygios. Be to, bazine srove buvo laikoma ta, kuri teka į grandinę iš emiterio. Tai įvyksta tik tuo atveju, jei į tranzistoriaus bazinę išvestį įvedama poslinkio įtampa.

Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad kolektoriaus nuotėkio srovė absoliučiai visada teka per bazinę grandinę, neatsižvelgiant į tai, ar yra šališkumo. Įprastose emiterio grandinėse nuotėkio srovė padidinama mažiausiai 150 kartų. Tačiau paprastai į šią vertę atsižvelgiama tik apskaičiuojant stiprintuvus, pagrįstus germanio tranzistoriais. Naudojant silicį, kuriame „K-B“ grandinės srovė yra labai maža, ši vertė tiesiog nepaisoma.

Stiprintuvai MOS tranzistorių pagrindu

Diagramoje parodytas lauko tranzistoriaus stiprintuvas turi daug analogų. Įskaitant bipolinių tranzistorių naudojimą. Todėl kaip panašų pavyzdį galime laikyti garso stiprintuvo konstrukciją, surinktą pagal grandinę su bendru emiteriu. Nuotraukoje parodyta grandinė, pagaminta pagal bendrą šaltinio grandinę. R-C jungtys yra sumontuotos įvesties ir išvesties grandinėse, kad įrenginys veiktų „A“ klasės stiprintuvo režimu.

Kintamoji srovė iš signalo šaltinio yra atskirta nuo tiesioginio maitinimo įtampos kondensatoriumi C1. Lauko efekto tranzistoriaus stiprintuvas būtinai turi turėti vartų potencialą, kuris bus mažesnis nei ta pati šaltinio charakteristika. Pavaizduotoje diagramoje vartai yra prijungti prie bendro laido per rezistorių R1. Jo atsparumas labai didelis – projektuojant dažniausiai naudojami 100-1000 kOhm rezistoriai. Tokia didelė varža parenkama, kad įvesties signalas nebūtų šuntuojamas.

Ši varža beveik neleidžia praeiti elektros srovei, todėl vartų potencialas (nesant signalo įėjime) yra toks pat kaip ir žemės. Šaltinyje potencialas pasirodo didesnis nei žemės, tik dėl įtampos kritimo per varžą R2. Iš to aišku, kad vartai turi mažesnį potencialą nei šaltinis. Ir tai yra būtent tai, ko reikia normaliam tranzistoriaus veikimui. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad C2 ir R3 šioje stiprintuvo grandinėje turi tą pačią paskirtį kaip ir aukščiau aptartame projekte. O įvesties signalas išėjimo signalo atžvilgiu pasislenka 180 laipsnių.

ULF su transformatoriumi išėjime

Tokį stiprintuvą galite pasigaminti savo rankomis naudojimui namuose. Tai atliekama pagal schemą, kuri veikia „A“ klasėje. Konstrukcija tokia pati, kaip ir aukščiau – su bendru emitteriu. Viena ypatybė yra ta, kad norint suderinti reikia naudoti transformatorių. Tai yra tokio tranzistorinio garso stiprintuvo trūkumas.

Tranzistoriaus kolektoriaus grandinę apkrauna pirminė apvija, kuri sukuria išėjimo signalą, perduodamą per antrinį į garsiakalbius. Ant rezistorių R1 ir R3 sumontuotas įtampos daliklis, kuris leidžia pasirinkti tranzistoriaus veikimo tašką. Ši grandinė bazei tiekia šališkumo įtampą. Visų kitų komponentų paskirtis yra tokia pati kaip ir aukščiau aptartos grandinės.

Push-pull garso stiprintuvas

Negalima sakyti, kad tai yra paprastas tranzistorinis stiprintuvas, nes jo veikimas yra šiek tiek sudėtingesnis nei anksčiau aptartas. „Push-pull ULF“ įvesties signalas yra padalintas į dvi pusbanges, kurių fazė skiriasi. Ir kiekviena iš šių pusbangių yra sustiprinta savo kaskados, pagamintos ant tranzistoriaus. Po kiekvienos pusės bangos sustiprinimo abu signalai sujungiami ir siunčiami į garsiakalbius. Tokios sudėtingos transformacijos gali sukelti signalo iškraipymą, nes dviejų, net ir to paties tipo, tranzistorių dinaminės ir dažninės savybės skirsis.

Dėl to garso kokybė stiprintuvo išvestyje žymiai sumažėja. Kai stumiamasis stiprintuvas veikia „A“ klasėje, neįmanoma kokybiškai atkurti sudėtingo signalo. Priežastis ta, kad stiprintuvo pečiais nuolat teka padidinta srovė, pusbangiai asimetriški, atsiranda fazių iškraipymai. Garsas tampa mažiau suprantamas, o kaitinant signalo iškraipymas dar labiau padidėja, ypač esant žemiems ir itin žemiems dažniams.

ULF be transformatoriaus

Tranzistorinis žemųjų dažnių stiprintuvas, pagamintas naudojant transformatorių, nepaisant to, kad dizainas gali turėti mažus matmenis, vis dar yra netobulas. Transformatoriai vis dar yra sunkūs ir nepatogūs, todėl geriau jų atsikratyti. Grandinė, pagaminta iš papildomų puslaidininkinių elementų, turinčių skirtingus laidumo tipus, yra daug efektyvesnė. Dauguma šiuolaikinių ULF yra pagaminti tiksliai pagal tokias schemas ir veikia "B" klasėje.

Projekte naudojami du galingi tranzistoriai veikia pagal emiterio sekimo grandinę (bendrasis kolektorius). Šiuo atveju įvesties įtampa perduodama į išėjimą be nuostolių ar stiprinimo. Jei įvestyje nėra signalo, tada tranzistoriai yra ant įjungimo ribos, bet vis tiek yra išjungti. Kai į įvestį perduodamas harmoninis signalas, pirmasis tranzistorius atsidaro su teigiama pusbangiu, o antrasis šiuo metu yra išjungimo režimu.

Vadinasi, per apkrovą gali praeiti tik teigiamos pusbangos. Tačiau neigiami atidaro antrąjį tranzistorių ir visiškai išjungia pirmąjį. Tokiu atveju apkrovoje atsiranda tik neigiamos pusbangos. Dėl to įrenginio išvestyje pasirodo sustiprintas galios signalas. Tokia stiprintuvo grandinė, naudojanti tranzistorius, yra gana efektyvi ir gali užtikrinti stabilų veikimą bei kokybišką garso atkūrimą.

ULF grandinė ant vieno tranzistoriaus

Ištyrę visas aukščiau aprašytas savybes, galite surinkti stiprintuvą savo rankomis naudodami paprastą elementų pagrindą. Tranzistorius gali būti naudojamas vietiniam KT315 arba bet kuriam jo užsienio analogui - pavyzdžiui, BC107. Kaip apkrovą reikia naudoti ausines, kurių atsparumas yra 2000–3000 omų. Per 1 MΩ rezistorių ir 10 μF atjungiamąjį kondensatorių prie tranzistoriaus pagrindo turi būti prijungta poslinkio įtampa. Grandinę galima maitinti iš šaltinio, kurio įtampa yra 4,5–9 voltai, srovė – 0,3–0,5 A.

Jei varža R1 neprijungta, tada bazėje ir kolektoriuje nebus srovės. Tačiau prijungus įtampa pasiekia 0,7 V lygį ir leidžia tekėti apie 4 μA srovę. Šiuo atveju srovės stiprinimas bus apie 250. Iš čia galite atlikti paprastą stiprintuvo skaičiavimą naudodami tranzistorius ir sužinoti kolektoriaus srovę - pasirodo, kad ji yra lygi 1 mA. Surinkę šią tranzistoriaus stiprintuvo grandinę, galite ją išbandyti. Prie išvesties prijunkite apkrovą - ausines.

Pirštu palieskite stiprintuvo įvestį – turėtų atsirasti būdingas triukšmas. Jei jo nėra, greičiausiai konstrukcija buvo surinkta neteisingai. Dar kartą patikrinkite visas jungtis ir elementų įvertinimus. Kad demonstracija būtų aiškesnė, prijunkite garso šaltinį prie ULF įvesties – grotuvo ar telefono išvesties. Klausykitės muzikos ir įvertinkite garso kokybę.

Jie tampa praeitimi, o dabar, norint surinkti bet kokį paprastą stiprintuvą, jums nebereikia kovoti su skaičiavimais ir kniedyti didelės spausdintinės plokštės.

Dabar beveik visa pigi stiprinimo įranga gaminama ant mikroschemų. Labiausiai paplitę yra TDA lustai, skirti garso signalams stiprinti. Šiuo metu naudojami automobilių radijo imtuvuose, maitinamuose žemųjų dažnių garsiakalbiuose, namų garsiakalbiuose ir daugelyje kitų garso stiprintuvų, jie atrodo maždaug taip:

TDA lustų privalumai

Norint ant jų surinkti stiprintuvą, pakanka tiekti maitinimą, prijungti garsiakalbius ir kelis radijo elementus.
Šių mikroschemų matmenys yra gana maži, tačiau juos reikės dėti ant radiatoriaus, kitaip jie labai įkais.
Jie parduodami bet kurioje radijo parduotuvėje. Kai kurie „Ali“ dalykai yra šiek tiek brangūs, jei juos perkate mažmeninėje prekyboje.
Juose yra įmontuotos įvairios apsaugos ir kitos galimybės, pavyzdžiui, garso nutildymas ir pan. Bet pagal mano pastebėjimus, apsaugos veikia nelabai gerai, todėl mikroschemos dažnai miršta arba nuo perkaitimo, arba nuo. Taigi patartina ne trumpai jungti mikroschemos kaiščių tarpusavyje ir neperkaitinti mikroschemos, išspaudžiant iš jos visas sultis.
Kaina. Nepasakyčiau, kad jie labai brangūs. Kainos ir funkcijų atžvilgiu jiems nėra lygių.

Vieno kanalo stiprintuvas TDA7396

Sukurkime paprastą vieno kanalo stiprintuvą naudodami TDA7396 lustą. Rašymo metu aš jį paėmiau už 240 rublių kainą. Lusto duomenų lape buvo nurodyta, kad šis lustas gali išvesti iki 45 vatų esant 2 omų apkrovai. Tai yra, jei matuojate pasipriešinimas garsiakalbių ritės ir tai bus apie 2 omai, tada visiškai įmanoma iš garsiakalbio gauti didžiausią 45 vatų galią.Šios galios visiškai pakanka surengti diskoteką kambaryje ne tik sau, bet ir kaimynams ir tuo pačiu gauti vidutinį garsą, kurio, žinoma, negalima palyginti su hi-fi stiprintuvais.

Čia yra mikroschemos kontaktas:

Mes surinksime savo stiprintuvą pagal tipinę schemą, kuri buvo pridėta pačiame duomenų lape:

8 kojai pritaikome +V, o 4 kojai nieko. Todėl diagrama atrodys taip:

Vs yra maitinimo įtampa. Tai gali būti nuo 8 iki 18 voltų. „IN+“ ir „IN-“ – čia siunčiame silpną garso signalą. Prie 5 ir 7 kojų pritvirtiname garsiakalbį. Šeštą koją nustatėme į minusą.

Štai mano sieninis mazgas

Nenaudojau kondensatorių prie 100nF ir 1000uF galios, nes turiu maitinimo šaltinis todėl yra gryna įtampa.

Aš siūbavau garsiakalbį su šiais parametrais:

Kaip matote, ritės varža yra 4 omai. Dažnių juosta rodo, kad tai žemųjų dažnių garsiakalbio tipas.

Štai kaip atrodo mano apatinis korpusas savadarbiame korpuse:

Bandžiau nufilmuoti, bet vaizdo įrašo garsas labai prastas. Bet vis tiek galiu pasakyti, kad vidutinės galios telefonas jau taip daužėsi, kad ausyse sukasi, nors visos grandinės sąnaudos darbinėje formoje tesiekė apie 10 vatų (14,3 padauginkite iš 0,73). Šiame pavyzdyje aš paėmiau įtampą kaip automobilyje, ty 14,4 volto, o tai yra mūsų veikimo diapazone nuo 8 iki 18 voltų.

Jei neturite galingo maitinimo šaltinio, galite jį surinkti čia tai schema.

Neužsikabinkite dėl šio konkretaus lusto. Šių TDA lustų, kaip jau sakiau, yra daug tipų. Kai kurie iš jų sustiprina stereo signalą ir gali išvesti garsą vienu metu į 4 garsiakalbius, kaip tai daroma automobilių radijo imtuvuose. Taigi nepatingėkite naršyti internete ir rasti tinkamą TDA. Baigę surinkti, leiskite kaimynams patikrinti jūsų stiprintuvą, pasukite garsumo rankenėlę iki pat balalaikos ir atremkite galingą garsiakalbį į sieną).

Bet straipsnyje aš surinkau stiprintuvą naudodamas TDA2030A lustą

Tai pasirodė labai gerai, nes TDA2030A turi geresnes charakteristikas nei TDA7396

Dėl įvairovės taip pat pridėsiu kitą schemą iš abonento, kurio TDA 1557Q stiprintuvas tinkamai veikia daugiau nei 10 metų iš eilės:

Aliexpress stiprintuvai

Taip pat radau rinkinių rinkinius Ali TDA. Pavyzdžiui, šis stereofoninis stiprintuvas yra 15 vatų vienam kanalui ir kainuoja 1 USD. Šios galios visiškai pakanka, kad galėtumėte praleisti laiką savo kambaryje ir klausytis mėgstamų kūrinių.