Какъв транзистор е необходим за усилвател на звука. Най-простите нискочестотни транзисторни усилватели. Наличието на изкривяване в различни класове нискочестотни усилватели

В Habré вече имаше публикации за DIY лампови усилватели, които бяха много интересни за четене. Без съмнение те звучат прекрасно, но за ежедневна употреба е по-лесно да използвате транзисторно устройство. Транзисторите са по-удобни, защото не изискват загряване преди работа и са по-издръжливи. И не всеки се осмелява да започне лампова сага с анодни потенциали под 400 V, а транзисторните трансформатори за няколко десетки волта са много по-безопасни и просто по-достъпни.

Избрах веригата на Джон Линсли Худ от 1969 г. като верига за възпроизвеждане, като взех параметрите на автора въз основа на импеданса на моите високоговорители 8 ома.

Класическата схема от британски инженер, публикувана преди почти 50 години, все още е една от най-възпроизводимите и събира изключително положителни отзиви за себе си. Има много обяснения за това:
- минималният брой елементи опростява монтажа. Също така се смята, че колкото по-прост е дизайнът, толкова по-добър звук;
- въпреки факта, че има два изходни транзистора, те не трябва да бъдат сортирани в допълващи се двойки;
- изход от 10 вата с запас е достатъчен за обикновени човешки жилища, а входна чувствителност от 0,5-1 волта е много добре съвместима с изхода на повечето звукови карти или плейъри;
- клас А - клас А е и в Африка, ако говорим за добър звук. За сравнение с други класове ще бъде малко по-ниско.

Вътрешен дизайн

Възможно е на обикновени диоди или дори на готови мостове, но тогава те трябва да бъдат шунтирани с кондензатори и спадът на напрежението върху тях е по-голям. След мостовете има CRC филтри от два 33 000 микрофарадови кондензатора и резистор 0,75 ома между тях. Ако вземете и капацитета, и резистора по-малко, тогава CRC филтърът ще стане по-евтин и ще се нагрява по-малко, но пулсацията ще се увеличи, което не е comme il faut. Тези параметри, IMHO, са разумни по отношение на цена-ефект. Във филтъра е необходим мощен циментов резистор, с ток на покой до 2A той ще разсее 3 W топлина, така че е по-добре да го вземете с резерв от 5-10 W. За останалите резистори в захранващата верига ще са достатъчни 2 W.

След това преминаваме към самата платка на усилвателя. В онлайн магазините се продават много готови комплекти, но няма по-малко оплаквания относно качеството на китайските компоненти или неграмотните оформления на дъските. Ето защо е по-добре да го направите сами, под собствената си „свобода“. Направих двата канала на един breadboard, така че по-късно да мога да го прикрепя към дъното на кутията. Изпълнение с тестови елементи:

Всичко освен изходните транзистори Tr1/Tr2 се намира на самата платка. Изходните транзистори са монтирани на радиатори, повече за това по-долу. Към схемата на автора от оригиналната статия трябва да направите следните забележки:

Не всичко трябва да се запоява веднага. По-добре е първо да поставите резистори R1, R2 и R6 с тримери, след всички настройки да ги премахнете, да измерите съпротивлението им и да запоите крайните постоянни резистори със същото съпротивление. Настройката се свежда до следните операции. Първо, като се използва R6, се настройва така, че напрежението между X и нула да е точно половината от напрежението + V и нула. В един от каналите ми липсваха 100 kOhm, така че е по-добре да вземете тези тримери с резерв. След това с помощта на R1 и R2 (запазвайки приблизителното им съотношение!) се настройва тока на покой - поставяме тестера да измерва постоянен ток и измерваме този ток на входа на плюс захранването. Трябваше значително да намаля съпротивлението и на двата резистора, за да получа желания ток на покой. Токът на покой на усилвателя в клас А е максимален и всъщност при липса на входен сигнал всичко преминава в топлинна енергия. За колони 8 ома този ток по препоръка на автора трябва да е 1,2 А при 27 волта, което означава 32,4 вата топлина на канал. Тъй като може да отнеме няколко минути за прилагане на тока, изходните транзистори трябва вече да са върху охлаждащи радиатори или те бързо ще прегреят и ще умрат. Защото през повечето време стават горещи.

Възможно е като експеримент да искате да сравните звука различни транзистори, така че и за тях можете да оставите възможност за удобна замяна. Пробвах на входа 2N3906, KT361 и BC557C, имаше малка разлика в полза на последния. В предишния уикенд пробвахме KT630, BD139 и KT801, спряхме се на вносни. Въпреки че всички горепосочени транзистори са много добри, разликата може да бъде доста субективна. На изхода веднага поставих 2N3055 (ST Microelectronics), тъй като много хора ги харесват.

Когато регулирате и намалявате съпротивлението на усилвателя, честотата на срязване на ниските честоти може да се увеличи, така че за кондензатора на входа е по-добре да използвате не 0,5 микрофарада, а 1 или дори 2 микрофарада в полимерен филм. Руската картинна схема „Ултралинеен усилвател от клас А“ все още циркулира в мрежата, където този кондензатор обикновено се предлага като 0,1 микрофарада, което е изпълнено с прекъсване на всички баси при 90 Hz:

Те пишат, че тази верига не е склонна към самовъзбуждане, но за всеки случай се поставя верига Zobel между точката X и земята: R 10 Ohm + C 0,1 микрофарад.
- предпазители, те могат и трябва да бъдат инсталирани както на трансформатора, така и на захранващия вход на веригата.
- много подходящо би било използването на термопаста за максимален контакт между транзистора и радиатора.

Ключарство и дърводелство

Направих тялото от плексиглас. Веднага поръчваме от стъкларите изрязани правоъгълници, правим в тях необходимите отвори за закрепване и боядисваме обратна страначерна боя.

Плексигласът, изрисуван на гърба, изглежда много добре. Сега остава само да сглобите всичко и да се насладите на музиката ... о, да, по време на окончателното сглобяване също е важно правилно да разредите земята, за да сведете до минимум фона. Както беше установено десетилетия преди нас, C3 трябва да бъде свързан към сигналната маса, т.е. към минуса на входа-вход, а всички останали минуси могат да бъдат изпратени до "звездата" близо до филтърните кондензатори. Ако всичко е направено правилно, тогава не се чува фон, дори ако доближите ухото си до високоговорителя при максимална сила на звука. Друга "земна" характеристика, която е типична за звуковите карти, които не са галванично изолирани от компютъра, е смущението от дънната платка, което може да пълзи през USB и RCA. Съдейки по интернет, проблемът е често срещан: в високоговорителите можете да чуете звуците на твърдия диск, принтера, мишката и фона на захранването на системния блок. В този случай най-лесният начин е да прекъснете заземяващата верига, като залепите земята върху щепсела на усилвателя с електрическа лента. Тук няма от какво да се страхувате, защото. ще има втора земна верига през компютъра.

Не направих контрол на силата на звука на усилвателя, защото не можах да получа висококачествени ALPS и не ми хареса шумоленето на китайските потенциометри. Вместо това между „земята“ и „сигнала“ на входа е инсталиран конвенционален резистор от 47 kΩ. Освен това регулаторът на външния звукова картавинаги под ръка, а всяка програма има и слайдер. Единствено виниловият плейър няма контрол на силата на звука, така че за да го слушам, закачих външен потенциометър към свързващия кабел.

Мога да отгатна този контейнер за 5 секунди...

Материални разходи

Усилвателят е в състояние да достави 2 kW пикова мощност и 1,5 kW непрекъсната, което означава, че този усилвател ще изгори повечето високоговорители, които познавате. За да си представите такава мощност в действие, можете да свържете (което силно не препоръчвам да правите) два последователно свързани високоговорителя с 8 ома към 220V AC мрежа. В този случай на един говорител ще има 110V от ефективното напрежение на товар от 8 ома - 1500W. Колко време мислите ще работи акустиката в този режим. Ако желанието да се справите с този усилвател все още не е изчезнало, продължете ...

Описание на усилвателя

Първо, нека да разгледаме изискванията за постигане на 1,5kW при 4 ома. Нуждаем се от 77,5 V rms, но трябва да имаме някакъв запас, защото захранващото напрежение ще падне при натоварване и винаги ще има известен спад на напрежението в преходите колектор-емитер и емитерните резистори.

Така че напрежението трябва да бъде...

VDC = VRMS * 1,414
VDC = 77,5 * 1,414 = ±109,6V DC напрежение

Тъй като не сме отчели загубите, трябва да добавим около 3-5 V към края на усилвателя и допълнителни 10 V към спада на захранващото напрежение при пълно натоварване.

Трансформатор от 2 x 90V ще даде ненатоварено напрежение от ±130V (260V между краищата на токоизправителя), така че със захранването трябва да се работи изключително внимателно

Като най-подходящи за крайно усилвателно стъпало бяха избрани биполярни транзистори. Това е продиктувано основно от захранващото напрежение, което за повечето надвишава граничното напрежение MOSFET транзистори. Това също е много за биполярни транзистори, но MJ15004 / 5 или MJ21193 / 4 отговарят на изискването за максимално напрежение и затова ще се съсредоточим върху тях.

P=V? / R = 65? /4=1056W

Тоест, той е равен на средния електрически нагревател ...
Не забравяйте, че при задвижване на резистивен товар с 45° фазови измествания, разсейването на мощността почти се удвоява. От това следва, че доброто охлаждане е жизненоважно за този усилвател, ще ви трябват добри радиатори, вентилатори за принудително охлаждане (естествената конвекция няма да помогне).

MJ15024/5 (или MJ21193/4) транзистори в корпус K-3 (желязо с два извода като KT825/827) и са оценени за 250 W разсейване при 25°C. Транзисторният пакет K-3 е избран, защото има най-висок рейтинг на разсейване на мощността, тъй като топлинното съпротивление е по-ниско от всеки друг транзистор в пластмасова опаковка.

MJE340/350 в етапа на усилвателя на напрежението гарантира добра линейност. Но дори и при 12 mA ток през стъпалото, мощността е 0,72 W, така че Q4, Q6, Q9 и Q10 трябва да имат радиатори. Транзисторът (Q5), който определя отклонението на крайния етап, трябва да бъде инсталиран на общ радиатор с терминала и да има надежден термичен контакт.

Защитна верига срещу късо съединение(Q7, Q8) ограничава тока до 12А и мощността, отделяна от един транзистор до около 175W, като усилвателят не може да работи дълго време в този режим.
1500W професионална усилвателна схема.

Допълнителните елементи за обратна връзка (R6a и C3a, показани с пунктирана линия) не са задължителни. Те могат да бъдат необходими, когато възникне самовъзбуждане на усилвателя. Диодите за свободен ход (D9 и D10) предпазват транзисторите на усилвателя от обратно ЕМП, когато работят на резистивен товар. Диодите от серията 1N5404 могат да издържат на пиков ток до 200A. Номиналното напрежение трябва да бъде поне 400V.

Резистор VR1 100 omo се използва за балансиране на усилвателя за DC. Със стойностите на компонентите, показани в схемата, първоначалното отместване трябва да бъде в рамките на ±25mV преди настройка. Резистор VR2 се използва за настройка на тока на покой на крайното стъпало. Регулирайте тока на покой, като измерите напрежението на резистора R19 или R20, което трябва да бъде в рамките на 150 mV.
Чувствителността на входния етап е 1,77 V за 900 W при 8 ома или 1800 W при 4 ома.

Източник на енергия:

Захранването, необходимо за усилвателя, изисква сериозен проектантски подход. Първо, имате нужда от понижаващ трансформатор с мощност най-малко 2kW. Кондензаторите на захранващия филтър трябва да са с номинално напрежение 150 V и да издържат до 10 A пулсационен ток. Кондензаторите, които не отговарят на тези изисквания, могат просто да експлодират, когато усилвателят работи на пълна мощност.

Важен детайл е мостовият токоизправител. Въпреки че изглежда, че мостовете от 35 A се справят със задачата, пиковият повтарящ се ток надвишава номиналните стойности на моста. Препоръчвам да използвате два моста, свързани паралелно, както е показано на диаграмата. Номиналното напрежение на мостовия токоизправител трябва да бъде минимум 400 V и те трябва да бъдат инсталирани с достатъчен радиатор за охлаждане.
Захранваща схема за усилвател 1500W.

Диаграмата показва кондензаторите, съставени от четири нисковолтови, тъй като те са по-лесни за намиране, а токоизправителят също се състои от два моста, свързани паралелно.

Допълнителни източници на напрежение в 5V могат да бъдат изключени, докато пиковата мощност ще намалее от 2048W на 1920W, което не е значително.
Модулът P39 е система за плавен старт и се състои от реле, чиито контакти са свързани паралелно с резистори с обща мощност 150W и резултантно съпротивление 33 ома.

Транзисторният усилвател, въпреки вече дългата си история, остава любим предмет на изучаване както за начинаещи, така и за уважавани радиолюбители. И това е разбираемо. Той е незаменим компонент на най-масивните и нискочестотни (звукови) усилватели. Ще разгледаме как са построени най-простите транзисторни усилватели.

Честотна характеристика на усилвателя

Във всеки телевизионен или радиоприемник, във всеки музикален центърили може да се намери усилвател на звука транзисторни усилвателизвук (ниска честота - LF). Разликата между аудио транзисторните усилватели и другите типове е в тяхната честотна характеристика.

Транзисторният аудио усилвател има равномерна честотна характеристика в честотната лента от 15 Hz до 20 kHz. Това означава, че всички входни сигнали с честота в рамките на този диапазон се преобразуват (усилват) от усилвателя по приблизително същия начин. Фигурата по-долу показва идеалната крива в координатите "усилване на усилвателя Ku - честота на входния сигнал" честотна характеристиказа аудио усилвател.

Тази крива е почти плоска от 15 Hz до 20 kHz. Това означава, че такъв усилвател трябва да се използва специално за входни сигнали с честоти между 15 Hz и 20 kHz. За входни сигнали над 20 kHz или под 15 Hz ефективността и качеството на изпълнението му бързо намаляват.

Видът на честотната характеристика на усилвателя се определя от електрическите радиоелементи (ERE) на неговата верига и преди всичко от самите транзистори. Аудио усилвател, базиран на транзистори, обикновено се сглобява на така наречените ниско- и средночестотни транзистори с обща честотна лента на входните сигнали от десетки и стотици Hz до 30 kHz.

Клас усилвател

Както знаете, в зависимост от степента на непрекъснатост на тока през целия му период през транзисторното усилващо стъпало (усилвател), се разграничават следните класове на неговата работа: "A", "B", "AB", "C" , "Д".

В клас на работа ток "А" протича през стъпалото за 100% от периода на входния сигнал. Работата на каскадата в този клас е илюстрирана на следващата фигура.

В класа на работа на усилвателното стъпало "АВ" токът през него протича повече от 50%, но по-малко от 100% от периода на входния сигнал (виж фигурата по-долу).

В клас на работа на степен "В" токът през нея протича точно 50% от периода на входния сигнал, както е показано на фигурата.

И накрая, в класа на работа на степен "С" токът през нея протича по-малко от 50% от периода на входния сигнал.

Нискочестотен усилвател на транзистори: изкривяване в основните класове работа

В работната зона транзисторният усилвател от клас "А" има ниско ниво нелинейно изкривяване. Но ако сигналът има импулсни скокове на напрежението, водещи до насищане на транзисторите, тогава около всеки "стандартен" хармоник на изходния сигнал се появяват по-високи хармоници (до 11-ти). Това причинява феномена на така наречения транзисторизиран или метален звук.

Ако нискочестотните усилватели на мощност на транзистори имат нестабилизирано захранване, тогава техните изходни сигнали се модулират по амплитуда близо до честотата на мрежата. Това води до рязкост на звука в левия край на честотната характеристика. Различни методи за стабилизиране на напрежението правят дизайна на усилвателя по-сложен.

Типичният коефициент на полезно действие на единичен усилвател клас А не надвишава 20% поради винаги активния транзистор и непрекъснатия поток на DC компонента. Можете да направите усилвател от клас А натискане, ефективността ще се увеличи леко, но полувълните на сигнала ще станат по-асиметрични. Прехвърлянето на каскадата от работен клас "А" в работен клас "АВ" учетворява нелинейното изкривяване, въпреки че ефективността на неговата верига се увеличава.

В усилватели от класове "AB" и "B" изкривяването се увеличава с намаляване на нивото на сигнала. Неволно искате да увеличите такъв усилвател, за да завършите усещанията за силата и динамиката на музиката, но често това не помага много.

Междинни класове работа

Класът на работа "А" има разновидност - клас "А +". В този случай входните транзистори за ниско напрежение на усилвателя от този клас работят в клас "А", а изходните транзистори за високо напрежение на усилвателя, когато техните входни сигнали надвишат определено ниво, преминават в класове "В" или "AB". Ефективността на такива каскади е по-добра, отколкото в чистия клас "А", а нелинейното изкривяване е по-малко (до 0,003%). Звукът им обаче също е "метален" поради наличието на висши хармоници в изходния сигнал.

При усилватели от друг клас - "АА" степента на нелинейно изкривяване е още по-ниска - около 0,0005%, но има и висши хармоници.

Връщане към транзисторен усилвател от клас "А"?

Днес много експерти в областта на възпроизвеждането на висококачествен звук се застъпват за връщане към ламповите усилватели, тъй като нивото на нелинейно изкривяване и по-високи хармоници, въведени от тях в изходния сигнал, очевидно е по-ниско от това на транзисторите. Въпреки това, тези предимства се компенсират до голяма степен от необходимостта от съгласуващ трансформатор между изходното стъпало на лампата с високо съпротивление и тези с ниско съпротивление. високоговорители. Въпреки това, прост транзисторен усилвател може да бъде направен и с трансформаторен изход, както ще бъде показано по-долу.

Съществува и гледна точка, че само хибриден лампово-транзисторен усилвател може да осигури най-доброто качество на звука, чиито всички стъпала са единични, без покритие и работят в клас "А". Тоест, такъв последовател на мощност е усилвател на един транзистор. Схемата му може да има максимална достижима ефективност (в клас "А") не повече от 50%. Но нито мощността, нито ефективността на усилвателя са показатели за качеството на възпроизвеждане на звука. В този случай качеството и линейността на характеристиките на всички ERE във веригата са от особено значение.

Тъй като схемите с единичен край получават такава перспектива, ще ги разгледаме по-долу. възможни варианти.

еднотактов усилвател с един транзистор

Схемата му, изпълнена с общ емитер и R-C връзки за входни и изходни сигнали за работа в клас "А", е показана на фигурата по-долу.

Показва npn транзистора Q1. Неговият колектор е свързан към +Vcc положителен извод чрез токоограничаващ резистор R3, а неговият емитер е свързан към -Vcc. транзисторен усилвател p-n-p структурище има същата верига, но проводниците на захранването ще бъдат обърнати.

C1 е разделителен кондензатор, чрез който източникът на входен променлив ток е отделен от източника на постоянно напрежение Vcc. В същото време C1 не предотвратява преминаването на променлив входен ток през прехода база-емитер на транзистора Q1. Резисторите R1 и R2, заедно със съпротивлението на прехода "E - B", образуват Vcc за избор на работната точка на транзистора Q1 в статичен режим. Типична за тази схема е стойността на R2 = 1 kOhm, а позицията на работната точка е Vcc / 2. R3 е товарен резистор на колекторната верига и служи за създаване на колектора AC напрежениеизходен сигнал.

Да приемем, че Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ и коефициентът на усилване на тока h = 150. Избираме напрежението на емитера Ve = 9 V, а спадът на напрежението при прехода E-B е Vbe = 0,7 V. Тази стойност съответства на т.н. - наречен силициев транзистор. Ако разгледахме усилвател на германиеви транзистори, тогава спадът на напрежението през отворения преход "E - B" ще бъде равен на Vbe \u003d 0,3 V.

Ток на емитер, приблизително равен на тока на колектора

Ie = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Базов ток Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Падане на напрежението на резистор R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20V - 9.7V = 10.3V,

R1 \u003d V (R1) / Ib \u003d 10,3 V / 60 μA \u003d 172 kOhm.

C2 е необходим за създаване на верига за преминаване на променливия компонент на емитерния ток (всъщност колекторния ток). Ако го нямаше, тогава резисторът R2 би ограничил силно променливата компонента, така че въпросният усилвател щеше да бъде биполярен транзисторще има ниско усилване на тока.

В нашите изчисления ние приехме, че Ic = Ib h, където Ib е базовият ток, протичащ в него от емитера и възникващ, когато към основата се приложи напрежение на отклонение. Но през основата винаги (както с, така и без отклонение) токът на утечка от колектора Icb0 също протича. Следователно реалният колекторен ток е Ic = Ib h + Icb0 h, т.е. токът на утечка във веригата с OE се усилва 150 пъти. Ако обмисляхме усилвател, базиран на германиеви транзистори, това обстоятелство трябваше да се вземе предвид при изчисленията. Факт е, че те имат значителен Icb0 от порядъка на няколко μA. В силиция той е с три порядъка по-малък (около няколко nA), така че обикновено се пренебрегва при изчисленията.

Единичен усилвател с MIS транзистор

Като всеки усилвател полеви транзистори, разглежданата схема има свой собствен аналог сред усилвателите.Затова разглеждаме аналог на предишната схема с общ емитер. Изработен е с общ източник и R-C връзки за входни и изходни сигнали за работа в клас "А" и е показан на фигурата по-долу.

Тук C1 е същият разделителен кондензатор, с помощта на който източникът на променлив входен сигнал е отделен от източника на постоянно напрежение Vdd. Както знаете, всеки транзисторен усилвател с полеви ефекти трябва да има потенциала на гейта на неговите MIS транзистори под потенциала на техните източници. В тази верига гейтът е заземен от R1, който обикновено е с високо съпротивление (100 kΩ до 1 MΩ), така че да не шунтира входния сигнал. На практика няма ток през R1, така че потенциалът на затвора при липса на входен сигнал е равен на потенциала на земята. Потенциалът на източника е по-висок от потенциала на земята поради спада на напрежението върху резистора R2. По този начин потенциалът на затвора е по-нисък от потенциала на източника, който е необходим за нормалната работа на Q1. Кондензаторът C2 и резисторът R3 имат същата цел като в предишната схема. Тъй като това е верига с общ източник, входните и изходните сигнали са извън фазата на 180°.

Усилвател с трансформаторен изход

Третият едноетапен прост транзисторен усилвател, показан на фигурата по-долу, също е направен съгласно общата емитерна схема за работа в клас "А", но е свързан към високоговорител с нисък импеданс чрез съгласуващ трансформатор.

Първичната намотка на трансформатора Т1 е натоварването на колекторната верига на транзистора Q1 и развива изходния сигнал. T1 изпраща изходния сигнал към високоговорителя и гарантира, че изходният импеданс на транзистора съответства на ниския (от порядъка на няколко ома) импеданс на високоговорителя.

Делителят на напрежението на колекторното захранване Vcc, монтиран върху резистори R1 и R3, осигурява избора на работната точка на транзистора Q1 (подаване на напрежение на отклонение към неговата основа). Целта на останалите елементи на усилвателя е същата като в предишните схеми.

Push-Pull аудио усилвател

Двутранзисторен двутранзисторен нискочестотен усилвател разделя входната честота на две противофазови полувълни, всяка от които се усилва от собствен транзисторен етап. След такова усилване, полувълните се комбинират в пълен хармоничен сигнал, който се предава към системата на високоговорителите. Подобно преобразуване на нискочестотния сигнал (разделяне и повторно сливане), разбира се, причинява необратимо изкривяване в него, поради разликата в честотата и динамичните свойства на двата транзистора на веригата. Тези изкривявания намаляват качеството на звука на изхода на усилвателя.

Push-pull усилвателите, работещи в клас "А", не възпроизвеждат комплекс звукови сигнали, тъй като в раменете им непрекъснато тече постоянен ток с повишена сила. Това води до асиметрия на полувълните на сигнала, фазови изкривявания и в крайна сметка до загуба на разбираемост на звука. Загряване, две мощни транзисториудвояване на изкривяването на сигнала в ниското и инфра ниски честоти. Но все пак основното предимство на схемата push-pull е нейната приемлива ефективност и повишена изходна мощност.

Двутактна транзисторна усилвателна схема е показана на фигурата.

Това е усилвател за клас "А", но може да се използва и клас "АВ" и дори "В".

Безтрансформаторен транзисторен усилвател на мощност

Трансформаторите, въпреки успеха в тяхната миниатюризация, все още са най-обемистите, тежки и скъпи ERE. Ето защо беше намерен начин да се елиминира трансформаторът от веригата push-pull, като се извърши на два мощни допълващи се транзистора. различни видове(n-p-n и p-n-p). Мнозинство модерни усилвателимощности използват точно този принцип и са предназначени да работят в клас "B". Диаграма на такъв усилвател на мощност е показана на фигурата по-долу.

И двата му транзистора са свързани по обща колекторна (емитерна) верига. Следователно веригата прехвърля входното напрежение към изхода без усилване. Ако няма входен сигнал, тогава и двата транзистора са на границата на включено състояние, но са изключени.

Когато се въведе хармоничен сигнал, неговата положителна полувълна отваря TR1, но се преобразува pnp транзистор TR2 е напълно в режим на прекъсване. Така само положителната полувълна на усиления ток протича през товара. Отрицателната полувълна на входния сигнал отваря само TR2 и изключва TR1, така че отрицателната полувълна на усиления ток се подава към товара. В резултат на това при товара се излъчва усилен (поради усилване на тока) синусоидален сигнал с пълна мощност.

Усилвател с един транзистор

За да асимилираме горното, ще съберем прост транзисторен усилвател със собствените си ръце и ще разберем как работи.

Като товар на транзистор с ниска мощност T от тип BC107, включваме слушалки със съпротивление от 2-3 kOhm, прилагаме напрежението на преднапрежение към основата от резистор с високо съпротивление R * от 1 MΩ, който отделя електролитен кондензатор C с капацитет от 10 μF до 100 μF, ние го включваме в основната верига T. Захранете веригата, която ще бъде от батерия 4,5 V / 0,3 A.

Ако резисторът R* не е свързан, тогава няма нито базов ток Ib, нито колекторен ток Ic. Ако резисторът е свързан, тогава напрежението в основата се повишава до 0,7 V и през него протича ток Ib = 4 μA. Усилването по ток на транзистора е 250, което дава Ic = 250Ib = 1 mA.

След като сглобихме прост транзисторен усилвател със собствените си ръце, сега можем да го тестваме. Свържете слушалките и поставете пръста си върху точка 1 от диаграмата. Ще чуете шум. Вашето тяло възприема излъчването на мрежата с честота 50 Hz. Шумът, който чувате от слушалките, е това излъчване, само усилено от транзистора. Нека обясним този процес по-подробно. AC напрежение от 50 Hz е свързано към основата на транзистора чрез кондензатор C. Напрежението в основата сега е равно на сумата от постоянното напрежение (приблизително 0,7 V), идващо от резистора R* и AC напрежението на пръста. В резултат на това колекторният ток получава променлив компонент с честота 50 Hz. Това променлив токсе използва за преместване на диафрагмата на високоговорителите напред и назад при една и съща честота, което означава, че можем да чуем 50Hz тон на изхода.

Слушането на ниво на шум от 50 Hz не е много интересно, така че можете да свържете нискочестотни източници на сигнал (CD плейър или микрофон) към точки 1 и 2 и да чуете усилена реч или музика.

Сега в интернет можете да намерите огромен брой схеми за различни усилватели на микросхеми, главно серията TDA. Те имат доста добри характеристики, добра ефективност и не са толкова скъпи, поради което са толкова популярни. На техния фон обаче остават незаслужено забравени транзисторните усилватели, които, макар и трудни за настройка, са не по-малко интересни.

Усилвателна схема

Избор на рейтинги на усилвателя

Усилвателна платка:

(изтегляния: 456)

Усилвател, създаден от мен

Преносим високоговорител за плейър или телефон на чип tda2822m Тестова снимка на усилвателя:

Следващата фигура изброява необходимите части:

Във веригата може да се използва почти всеки от биполярните транзистори със средна и висока мощност. n-p-n структури, например KT 817. Желателно е на входа да се постави филмов кондензатор с капацитет 0,22 - 1 μF. Пример за филмови кондензатори на следната снимка:

Нося чертеж на печатна платка от програматаОформление на спринт:


Сигналът се взема от изхода на mp3 плейър или телефон, използва се маса и един от каналите. На следващата фигура можете да видите електрическата схема за жак 3.5 за свързване към източник на сигнал:


Ако желаете, този усилвател, както всеки друг, може да бъде оборудван с контрол на силата на звука чрез свързване на потенциометър 50 KΩ по стандартната схема, използва се 1 канал:


Успоредно със захранването, ако няма електролитен кондензатор с голям капацитет в захранването след диодния мост, трябва да подадете електролит от 1000 - 2200 uF, с работно напрежение, по-голямо от захранващото напрежение на веригата.
Пример за такъв кондензатор:

Можете да изтеглите печатната платка на усилвател на един транзистор за програмата за спринтово оформление в секцията Моите файлове на сайта.

Можете да оцените качеството на звука на този усилвател, като гледате видеото за работата му в нашия канал.