Potężny wzmacniacz tranzystorowy. Opis działania wzmacniacza mocy audio wykorzystującego tranzystory MOSFET. Wideo: zrób to sam skrętka dwużyłowa

Wzmacniacz jednotranzystorowy— oto projekt prostego ULF na jednym tranzystorze. Wielu radioamatorów rozpoczęło swoją podróż od podobnych schematów. Po złożeniu prostego wzmacniacza zawsze staramy się wyprodukować urządzenie o większej mocy i wyższej jakości. I tak wszystko toczy się dalej, zawsze istnieje chęć stworzenia nienagannego wzmacniacza mocy.

Pokazane poniżej najprostszy schemat wzmacniacz wykonany jest na jednym tranzystorze bipolarnym i sześciu części elektroniczne, łącznie z głośnikiem. Ta konstrukcja urządzenia wzmacniającego dźwięki o niskiej częstotliwości została stworzona właśnie z myślą o początkujących radioamatorach. Jego głównym celem jest wyjaśnienie prostej zasady działania wzmacniacza, dlatego jest on montowany przy użyciu minimalnej liczby elementów radioelektronicznych.

Wzmacniacz ten ma oczywiście małą moc, na początek jest duży i niepotrzebny. Jeśli jednak zainstalujesz mocniejszy tranzystor i nieco podniesiesz napięcie zasilania, możesz uzyskać na wyjściu około 0,5 W. I to już jest uważane za całkiem przyzwoitą moc dla wzmacniacza o takiej konstrukcji. Dla przejrzystości na schemacie zastosowano tranzystor bipolarny o przewodności n-p-n, ale można użyć dowolnego z nich o dowolnej przewodności.

Aby uzyskać moc wyjściową 0,5 W, najlepiej użyć mocy tranzystory bipolarne typ KT819 lub ich zagraniczne odpowiedniki, na przykład 2N6288, 2N5490. Można również zastosować tranzystory krzemowe typu KT805, ich zagraniczne analogi to BD148, BD149. Kondensator w obwodzie ścieżki wyjściowej można ustawić na 0,1 mF, choć jego wartość nominalna nie odgrywa dużej roli. Niemniej jednak kształtuje czułość urządzenia w zależności od częstotliwości sygnału dźwiękowego.

Jeśli zainstalujesz kondensator o dużej pojemności, wówczas moc wyjściowa będzie przeważnie niskie częstotliwości, a wysokie zostaną odcięte. I odwrotnie, jeśli pojemność jest mała, wówczas niskie częstotliwości zostaną odcięte i wysokie częstotliwości zostaną przepuszczone. Dlatego ten kondensator wyjściowy jest wybierany i instalowany w oparciu o Twoje preferencje dotyczące zakresu audio. Napięcie zasilania obwodu należy dobrać w zakresie od 3 V do 12 V.

Pragnę także wyjaśnić, że niniejszy wzmacniacz mocy jest Państwu prezentowany wyłącznie w celach demonstracyjnych, aby pokazać zasadę działania takiego urządzenia. Dźwięk tego urządzenia będzie oczywiście na niskim poziomie i nie będzie porównywalny z urządzeniami wysokiej jakości. Gdy głośność odtwarzania zostanie zwiększona, w dynamice pojawią się zniekształcenia w postaci świszczącego oddechu.

Czytelnicy! Zapamiętaj pseudonim tego autora i nigdy nie powtarzaj jego planów.
Moderatorzy! Zanim zbanujesz mnie za obrażanie mnie, pomyśl, że „dopuściłeś do mikrofonu zwykłego gopnika, którego nie należy nawet zbliżać do radiotechniki, a zwłaszcza do nauczania początkujących.

Po pierwsze, przy takim schemacie połączeń duży Waszyngton, nawet jeśli rezystor zmienny znajdzie się w żądanej pozycji, to znaczy, że będzie słychać muzykę. A przy dużym prądzie głośnik ulega uszkodzeniu, to znaczy prędzej czy później się wypali.

Po drugie, obwód ten musi mieć ogranicznik prądu, to znaczy rezystor stały, co najmniej 1 KOhm, połączone szeregowo ze zmienną. Każdy domowy produkt całkowicie obróci pokrętło rezystora zmiennego, będzie miał zerową rezystancję i do podstawy tranzystora popłynie duży prąd. W rezultacie tranzystor lub głośnik wypali się.

Do ochrony źródła dźwięku potrzebny jest kondensator zmienny na wejściu (autor powinien to wyjaśnić, bo od razu znalazł się czytelnik, który go tak po prostu usunął, uważając się za mądrzejszego od autora). Bez tego normalnie będą działać tylko te odtwarzacze, które mają już podobne zabezpieczenie na wyjściu. A jeśli go tam nie ma, to wyjście odtwarzacza może zostać uszkodzone, zwłaszcza, jak powiedziałem powyżej, jeśli ustawisz rezystor zmienny „na zero”. W tym samym czasie na wyjściu drogiego laptopa Ze źródła zasilania tego groszowego drobiazgu będzie podawane napięcie i może się przepalić. Domowi ludzie uwielbiają usuwać rezystory ochronne i kondensatory, bo „to działa!” W rezultacie układ może współpracować z jednym źródłem dźwięku, ale nie z innym, a nawet drogi telefon lub laptop może ulec uszkodzeniu.

Rezystor zmienny w tym obwodzie powinien być tylko dostrojony, czyli należy go jednorazowo wyregulować i zamknąć w obudowie, a nie wyciągać wygodnym uchwytem. To nie jest regulacja głośności, a kontrola zniekształceń, czyli wybiera tryb pracy tranzystora tak, aby zniekształcenia były minimalne i aby z głośnika nie wydobywał się dym. Dlatego w żadnym wypadku nie powinien być dostępny z zewnątrz. NIE MOŻNA regulować głośności poprzez zmianę trybu. To jest coś, za co można zabić. Jeśli naprawdę chcesz regulować głośność, łatwiej jest podłączyć kolejny rezystor zmienny szeregowo z kondensatorem i teraz można go wyprowadzić na korpus wzmacniacza.

Generalnie do najprostszych układów - żeby to działało od razu i żeby niczego nie uszkodzić trzeba kupić mikroukład typu TDA (np. TDA7052, TDA7056... przykładów jest mnóstwo w internecie), a autor wziął przypadkowy tranzystor, który leżał na jego biurku. W rezultacie naiwni amatorzy będą szukać właśnie takiego tranzystora, chociaż jego wzmocnienie wynosi tylko 15, a dopuszczalny prąd aż 8 amperów (wypali każdy głośnik nawet tego nie zauważając).

Wzmacniacze tranzystorowe, pomimo pojawienia się nowocześniejszych wzmacniaczy mikroukładowych, nie straciły na znaczeniu. Uzyskanie mikroukładu czasami nie jest takie proste, ale tranzystory można usunąć z prawie każdego urządzenia elektronicznego, dlatego zapaleni radioamatorzy czasami gromadzą góry tych części. Aby znaleźć dla nich zastosowanie, proponuję złożyć prosty wzmacniacz tranzystorowy moc, z którą montażem poradzi sobie nawet początkujący.

Schemat

(pobrań: 686)

Zespół wzmacniacza

Konfiguracja i testowanie wzmacniacza

Odchodzą już w przeszłość i teraz, aby złożyć dowolny prosty wzmacniacz, nie trzeba już męczyć się z obliczeniami i nitowaniem dużej płytki drukowanej.

Teraz prawie cały tani sprzęt wzmacniający jest wykonany na mikroukładach. Najbardziej rozpowszechnione są chipy TDA do wzmacniania sygnałów audio. Obecnie stosowane są w radiach samochodowych, subwooferach aktywnych, akustyka domu oraz w wielu innych wzmacniaczach audio i wyglądają mniej więcej tak:

Plusy chipów TDA

1. Aby zamontować na nich wzmacniacz wystarczy zasilić prąd, podłączyć głośniki i kilka elementów radiowych.
2. Wymiary tych mikroukładów są dość małe, ale trzeba je umieścić na grzejniku, w przeciwnym razie będą bardzo gorące.
3. Są sprzedawane w każdym sklepie radiowym. Na Ali jest kilka rzeczy, które są trochę droższe, jeśli kupisz je w sprzedaży detalicznej.
4. Mają wbudowane różne zabezpieczenia i inne opcje, takie jak wyciszenie dźwięku itp. Ale według moich obserwacji zabezpieczenia nie działają zbyt dobrze, więc mikroukłady często giną z powodu przegrzania lub z powodu. Dlatego wskazane jest, aby nie zwierać ze sobą pinów mikroukładu i nie przegrzewać mikroukładu, wyciskając z niego wszystkie soki.
5. Cena. Nie powiedziałbym, że są bardzo drogie. Pod względem ceny i funkcji nie mają sobie równych.

Wzmacniacz jednokanałowy na TDA7396

Zbudujmy prosty wzmacniacz jednokanałowy wykorzystując układ TDA7396. W momencie pisania wziąłem to za cenę 240 rubli. W arkuszu danych chipa podano, że ten chip może wytworzyć moc do 45 W przy obciążeniu 2 Ohm. Oznacza to, że jeśli zmierzysz rezystancję cewki głośnika i będzie ona wynosić około 2 omów, wówczas całkiem możliwe jest uzyskanie z głośnika mocy szczytowej 45 watów.Ta moc wystarczy, aby zorganizować dyskotekę w pokoju nie tylko dla siebie, ale także dla sąsiadów i jednocześnie uzyskać przeciętny dźwięk, którego oczywiście nie można porównać ze wzmacniaczami hi-fi.

Oto pinout mikroukładu:

Nasz wzmacniacz zmontujemy według typowego schematu, który został dołączony w samej karcie katalogowej:

Stosujemy +V do nogi 8 i nic do nogi 4. Dlatego schemat będzie wyglądał następująco:

Vs to napięcie zasilania. Może wynosić od 8 do 18 woltów. „IN+” i „IN-” – tutaj służymy słabym sygnał dźwiękowy. Do 5. i 7. nogi mocujemy głośnik. Ustawiamy szóstą nogę na minus.

Oto mój zestaw do montażu na ścianie

Nie zastosowałem kondensatorów na wejściu zasilania 100nF i 1000uF, ponieważ mam już czyste napięcie pochodzące z zasilacza.

Głośnikiem pobujałem o następujących parametrach:

Jak widać rezystancja cewki wynosi 4 omy. Pasmo częstotliwości wskazuje, że jest to typ subwoofera.

A tak wygląda mój sub w własnoręcznie wykonanej obudowie:

Próbowałem nagrać film, ale dźwięk na filmie jest bardzo słaby. Ale nadal mogę powiedzieć, że telefon na średniej mocy bił już tak mocno, że aż kręciło mi się w uszach, choć pobór przez cały obwód w stanie roboczym wynosił tylko około 10 watów (pomnóż 14,3 przez 0,73). W tym przykładzie przyjąłem napięcie jak w samochodzie, czyli 14,4 V, co mieści się w naszym zakresie roboczym od 8 do 18 V.

Jeśli nie masz mocnego źródła zasilania, możesz je złożyć zgodnie z tym schematem.

Nie skupiaj się na tym konkretnym chipie. Te chipy TDA, jak już powiedziałem, jest wiele rodzajów. Niektóre z nich wzmacniają sygnał stereo i mogą emitować dźwięk do 4 głośników jednocześnie, tak jak ma to miejsce w radiach samochodowych. Więc nie bądź leniwy, aby przeszukać Internet i znaleźć odpowiedniego TDA. Po zakończeniu montażu pozwól sąsiadom sprawdzić Twój wzmacniacz, przekręcając pokrętło głośności aż do bałałajki i opierając mocny głośnik o ścianę).

Ale w artykule zmontowałem wzmacniacz za pomocą układu TDA2030A

Okazało się bardzo dobrze, ponieważ TDA2030A tak najlepsze cechy niż TDA7396

Dla urozmaicenia załączę jeszcze jeden schemat od abonenta, którego wzmacniacz TDA 1557Q działa poprawnie już ponad 10 lat z rzędu:

Wzmacniacze na Aliexpress

Znalazłem także zestawy zestawów na Ali na TDA. Na przykład ten wzmacniacz stereo ma 15 watów na kanał i kosztuje 1 dolara. Ta moc wystarczy, aby spędzać czas w swoim pokoju i słuchać ulubionych utworów.

Możesz to kupić.

I tu jest gotowe od razu

I ogólnie na Aliexpress jest dużo tych modułów wzmacniaczy. Kliknij ten link i wybierz dowolny wzmacniacz, który Ci się podoba.

Schemat nr 2

Obwód naszego drugiego wzmacniacza jest znacznie bardziej skomplikowany, ale pozwala uzyskać lepszą jakość dźwięku. Osiągnięto to dzięki bardziej zaawansowanej konstrukcji obwodu, większemu wzmocnieniu wzmacniacza (a co za tym idzie głębszemu sprzężeniu zwrotnemu), a także możliwości regulacji początkowego polaryzacji tranzystorów stopnia wyjściowego.

Schemat nowej wersji wzmacniacza pokazano na rys. 11.20. Wzmacniacz ten w odróżnieniu od swojego poprzednika zasilany jest z bipolarnego źródła napięcia.

Stopień wejściowy wzmacniacza na tranzystorach VT1-VT3 tworzy tzw. wzmacniacz różnicowy. Tranzystor VT2 we wzmacniaczu różnicowym jest źródłem prądu (dość często we wzmacniaczach różnicowych jako źródło prądu stosuje się konwencjonalny rezystor o dość dużej wartości). Tranzystory VT1 i VT3 tworzą dwie ścieżki, wzdłuż których prąd ze źródła trafia do obciążenia.

Jeśli prąd w obwodzie jednego tranzystora wzrośnie, to prąd w obwodzie drugiego tranzystora zmniejszy się dokładnie o tę samą wielkość - źródło prądowe utrzymuje stałą sumę prądów obu tranzystorów.

W rezultacie tranzystory wzmacniacza różnicowego tworzą niemal „idealne” urządzenie porównawcze, co jest ważne dla wysokiej jakości działania sprzężenia zwrotnego. Wzmocniony sygnał jest dostarczany do podstawy jednego tranzystora, a sygnał sprzężenia zwrotnego jest dostarczany do podstawy drugiego poprzez dzielnik napięcia na rezystorach R6, R8.

Sygnał „rozbieżności” przeciwfazowej jest izolowany na rezystorach R4 i R5 i doprowadzany do dwóch obwodów wzmacniających:

• tranzystor VT7;
• tranzystory VT4-VT6.

Gdy nie ma sygnału niedopasowania, prądy obu łańcuchów, tj. Tranzystorów VT7 i VT6, są równe, a napięcie w miejscu połączenia ich kolektorów (w naszym obwodzie tranzystor VT8 można uznać za taki punkt) jest dokładnie zero.

Kiedy pojawia się sygnał niedopasowania, prądy tranzystorów stają się inne, a napięcie w punkcie połączenia staje się mniej więcej zerowe. Napięcie to jest wzmacniane przez kompozytowy wtórnik emitera zamontowany na komplementarnych parach VT9, VT10 i VT11, VT12 i dostarczane do głośników - jest to sygnał wyjściowy wzmacniacza.

Tranzystor VT8 służy do regulacji tzw. prąd spoczynkowy stopnia wyjściowego. Gdy suwak rezystora przycinającego R14 znajduje się w górnym położeniu zgodnie z obwodem, tranzystor VT8 jest całkowicie otwarty. W tym przypadku spadek napięcia na nim jest bliski zeru. Jeśli przesuniesz suwak rezystora w dolne położenie, spadek napięcia na tranzystorze VT8 wzrośnie. Jest to równoznaczne z wprowadzeniem sygnału polaryzacji do baz tranzystorów wtórnika emitera wyjściowego. Następuje przesunięcie trybu ich pracy z klasy C do klasy B i w zasadzie do klasy A. To, jak już wiemy, jest jeden ze sposobów na poprawę jakości dźwięku – nie należy polegać wyłącznie na sprzężeniu zwrotnym.

Płacić . Wzmacniacz zmontowany jest na płycie wykonanej z jednostronnego włókna szklanego o grubości 1,5 mm i wymiarach 50x47,5 mm. Okablowanie płytka drukowana w odbiciu lustrzanym i można pobrać schemat układu części. Przyglądamy się działaniu wzmacniacza. Wygląd wzmacniacz pokazany na rys. 11.21.

Analogi i baza elementów . W przypadku braku niezbędnych części tranzystory VT1, VT3 można zastąpić dowolnymi niskoszumowymi o dopuszczalnym prądzie co najmniej 100 mA, dopuszczalnym napięciu nie niższym niż napięcie zasilania wzmacniacza i najwyższym możliwym wzmocnieniu.

Specjalnie dla takich obwodów przemysł produkuje zespoły tranzystorów, czyli parę tranzystorów w jednym pakiecie o najbardziej podobnych charakterystykach - byłaby to idealna opcja.

Tranzystory VT9 i VT10 muszą się uzupełniać, podobnie jak VT11 i VT12. Muszą być zaprojektowane na napięcie co najmniej dwukrotnie wyższe od napięcia zasilania wzmacniacza. Czy zapomniałeś, drogi radioamatorze, że wzmacniacz zasilany jest z dwubiegunowego źródła napięcia?

W przypadku zagranicznych analogów w dokumentacji tranzystora zwykle wskazane są pary uzupełniające, w przypadku urządzeń domowych - będziesz musiał się pocić w Internecie! Tranzystory stopnia wyjściowego VT11, VT12 muszą dodatkowo wytrzymać prąd nie mniejszy niż:

Ja w = U / R, A,

U- napięcie zasilania wzmacniacza,
R- Rezystancja prądu przemiennego.

W przypadku tranzystorów VT9, VT10 dopuszczalny prąd musi wynosić co najmniej:

I p = ja w / B, A,

ja w- maksymalny prąd tranzystorów wyjściowych;
B- wzmocnienie tranzystorów wyjściowych.

Należy pamiętać, że dokumentacja dot mocne tranzystory Czasami podawane są dwa wzmocnienia - jedno dla trybu wzmocnienia „małego sygnału”, drugie dla obwodu OE. Ten, którego potrzebujesz do obliczeń, nie jest tym, który dotyczy „małego sygnału”. Proszę również zwrócić uwagę na specyfikę tranzystorów KT972/KT973 - ich wzmocnienie wynosi ponad 750.

Znaleziony analog musi mieć nie mniejsze wzmocnienie - jest to istotne dla tego obwodu. Pozostałe tranzystory muszą mieć dopuszczalne napięcie co najmniej dwukrotności napięcia zasilania wzmacniacza i dopuszczalny prąd co najmniej 100 mA. Rezystory - dowolne o dopuszczalnym rozpraszaniu mocy co najmniej 0,125 W. Kondensatory są elektrolityczne, mają pojemność nie mniejszą niż podana i napięcie robocze nie mniejsze niż napięcie zasilania wzmacniacza.

Kontynuuj czytanie