Univerzalni germanijev bas ojačevalec. Doma narejen ojačevalnik z germanijevimi tranzistorji. Na kratko o napajalniku

Tistim, ki imajo še vedno shranjene tranzistorje serije GT in P, ponujam v pregled mojo zasnovo ULF z uporabo tranzistorjev P210. Shemo sem vzel iz brošure, za katero se ne spomnim, za katero leto, v pomoč radioamaterju. Prvotno vezje je uporabljalo tranzistorje MP42, MP37 in P217.

Pri tem kompletu je bila navedena nazivna moč 15 W. V svojih skladiščih imam približno pol sto tranzistorjev P210 I za dolgo časa jih premikal iz kota v kot. In tako sem se nekega dne po branju forumov in vseh vrst člankov o ojačevalnikih, ki temeljijo na Nemčiji, končno odločil sestaviti ULF na teh istih P210.

Veliko pozitivne povratne informacije nič manj kritik pa ni bilo brati o uporabi tranzistorjev serije GT v ojačevalnikih. Da bi preveril napisano in dal svojo oceno, sem se lotil sestavljanja. Sestavljeni sta bili dve različici vezja: s petimi tranzistorji po klasični topologiji in vezje z diferencialno kaskado. Na koncu je bila dana prednost shemi z diferencialno kaskado.

Nekaj ​​besed o prvi shemi: praktično ne zahteva nastavitve, če so vsi deli v redu, deluje takoj. Nastavitev se zmanjša na nastavitev polovične napajalne napetosti na izhodu. Shema je precej zanesljiva.

Za popolno odsotnost ozadja izmeničnega toka zadostuje kapacitivnost 4700 mikrofaradov v usmerniku. Pri napajalni napetosti 42 V je Pmax dosegel 38 W. Natančneje nisem izmeril. Ena od prednosti je, da ni stopničastih popačenj, to prednost imajo germanijevi tranzistorji v takem vezju.

Med pomanjkljivostmi - načini delovanja končnih tranzistorjev so blizu največjim dovoljenim, kar močno zmanjša zanesljivost slednjih. Pri daljšem delovanju pri približno 75 odstotkih največje moči se končni tranzistorji precej segrejejo.

Radiatorji na fotografiji so se segreli do 60 stopinj. Opozoriti je treba, da Najvišja temperatura pred razpadom stičišča P210 je po potnem listu 85 stopinj (na primer za silicij je ta meja 125 stopinj).

Drugo vezje, z diferencialno kaskado, ima vrsto prednosti pred prvim vezjem, in sicer: nastavitev mirujočega toka (nastavil sem ga na 200mA), temperaturni režim mehkejša. Pri napajanju iz bipolarnega vira 35 V je Pmax = 50 W.

Nima smisla dvigniti napajalne napetosti nad 35 voltov, saj je največja disipacija moči na kolektorju P210 s črkama B in C 45 vatov.

Če imate P210 s črko Ш, potem je smiselno povečati moč na 42 voltov, potem lahko na izhodu dobite 60 -65 vatov. Med postopkom sestavljanja sem preizkusil možnost z dvema paroma izhodnih tranzistorjev P210B in uspelo mi je dobiti 80 vatov!!

Za germanij je to precej pomembna številka, toda zaradi številnih pomanjkljivosti - ogromnih radiatorjev, dostojnega ogrevanja je ta vzorec ostal test in zakaj toliko proizvodnje za dom.

Shema zanesljivo deluje že dve leti. Preračunal sem nekaj vrednosti uporov za ustrezne tranzistorje. Priporočam vgradnjo uporov v končno stopnjo z močjo vsaj 5W, lahko tudi močnejši, še bolje bo, če uporabite 100W akustiko, potem je 5W čisto dovolj.

Če ga na primer nastavite na tri vate, potem bodo pri polovični moči preprosto počili ali zgoreli v premog, kar bo najprej povzročilo okvaro tranzistorja GT404 in eden od izhodnih tranzistorjev bo verjetno odletel . Zato ne varčujemo z močjo upora - najboljši so žični.

Med pomanjkljivostmi: naletel sem na problem AC ozadja. Zame ostaja skrivnost, zakaj je v prvem krogu dovolj zmogljivost 4700, v tem krogu pa očitno premalo. Moral sem bankrotirati in kupiti dva kondenzatorja za 15000x63 voltov. Te na videz preproste podrobnosti so me stale 1500 rubljev. Seveda je bilo mogoče sestaviti baterijo iz kondenzatorjev 2000μFx50V, ki jih je polna škatla, vendar so stari sovjetski in velikokrat večji od uvoženih; velikost bi se prilegala v tla ohišja ojačevalnika.

Zato smo kupili uvožene, kdor pa ima rad, je seveda odvisno, v kakšen kovček hočeš vse skupaj stlačiti. Posledično sta bili dve posodi po 15.000 dovolj za popolno odstranitev izmeničnega toka v ozadju.

Obe shemi delujeta v razredu AB. Za boljši odvod toplote sem namestil srednje velik hladilnik iz računalnika, ga napajal skozi dušilni upor, tako da je hladilnik prejel 8 voltov. Iz hladilnika ni hrupa. To je več kot dovolj - pri največji moči eno uro se radiatorji ne segrejejo nad 45 stopinj. Če me spomin ne vara, je površina radiatorjev na fotografiji 200 kvadratnih cm.

Nastavitev tega vezja se prav tako zmanjša na nastavitev polovice izhodne moči s trimernim uporom v diferencialni kaskadi in mirovalnega toka s trimerjem v bazi MP26B.

Zdaj pa nekaj besed o predojačevalniku. Priložil sem diagrame, ki jih je predlagal avtor iz brošure, vendar so se mi zdeli dvomljivi. Zato je bila najpreprostejša kaskada sestavljena z enim tranzistorjem MP39b (z nizkim šumom). Ta kaskada je rahlo vidna na fotografiji na levi strani ohišja. Ne ponujam diagrama slednjega, ker ga nima smisla priporočati - priporočljivo je narediti to kaskado za obstoječi vir signala.

Predpogoj za predojačevalnik- vezje mora imeti skupni oddajnik. Seveda lahko uporabite tudi mikrovezja, vendar nisem preveril, kako bo vse skupaj delovalo. Ker imajo mikrovezja skupni minus, v vezju UCH pa skupni plus, obstaja velika verjetnost, da zadnja in predhodna stopnja ne bosta delovali pravilno iz istega vira.

Za napajanje je bil uporabljen običajen transformator TS-160 z navitim sekundarjem. En kanal potegne največ 3,5 ampera. Na podlagi tega mora sekundar zagotavljati najmanj 6 amperov. Usmernik uporablja diode D242, ker drugih ni bilo. Ampak KD202 je čisto dovolj.

Tukaj sem na kratko govoril o glavnih točkah sestavljanja in nastavitve ojačevalnika. No, na koncu bom dodal nekaj besed o kakovosti in barvi zvoka. Na splošno sem zadovoljen z rezultatom! In rezultat je bil nepričakovan - zvok je zelo prijeten za uho, pri čemer je treba opozoriti, da je nizkofrekvenčni spekter teh tranzistorjev precej globok in močan. Poslušate lahko ves čas, za primerjavo je bil zbran isti posnetek, vendar le na tranzistorjih serije KT - in zvok se zdi enak, vendar je v zvoku na silicijevih tranzistorjih še vedno nekaj tako mehanskega in suhega. Na KTshki nizke frekvence Tudi na videz niso bili slabi, a nekaj ušesu neopaznega je vseeno manjkalo.

Na splošno bo za ljudi, ki imajo izostren sluh in tako rekoč občutljivo uho, razlika očitna. Z vsemi svojimi pomanjkljivostmi je zvok germanija veliko bolj naraven in mehkejši od zvoka silicija. Ne da bi se uvrščal med avdiofile, med katerimi je kar nekaj ljudi z maničnimi idejami in prepričanji, ampak kot navaden ljubitelj glasbe z izostrenim posluhom za glasbo, sem izbral nemško različico.

V prejšnjih člankih sem objavil tabelo lastnosti germanija in silicija, iz katere je razvidno, da ima germanij kljub vsem slabostim očitne prednosti pred silicijem. In kot zaključek bom rekel: tisti, ki želite ponoviti dizajn, pojdite ... vredno je!

"Že nekaj časa je minilo, odkar sem vzel v roke dame ..." Oziroma hotel sem povedati, da že dolgo nisem sestavljal tranzistorskih ojačevalnikov. Vse luči, da luči, saj veste. In potem sem, zahvaljujoč naši prijazni ekipi in sodelovanju, nabavil nekaj plošč za montažo. Plačila so ločena.

Plačila so prispela hitro. Igor (Datagor) je takoj poslal dokumentacijo s shemo, opisom sestave in konfiguracije ojačevalnika. Komplet je dober za vse, shema je klasična, preizkušena. Vendar me je premagal pohlep. 4,5 vatov na kanal ne bo dovolj. Hočem vsaj 10 W, pa ne zato, ker glasbo poslušam na glas (pri moji občutljivosti akustike 90 dB je 2 W dovolj), ampak ... da je.

Vezje ojačevalnika moči

Nobenemu odvetniku še ni uspelo zaobiti zakonov Ohm in Joule-Lenz, za povečanje izhodne moči UMZCH pa je potrebno povečati njegovo napajalno napetost. Naredimo to vsaj dvakrat, do 30 voltov. Tega ne boste mogli storiti takoj. Tranzistorja P416 in MP39B, ki sta uporabljena v originalnem vezju, imata največjo dovoljeno napetost 15 voltov.

S police sem moral vzeti staro izdajo Radioamaterskega priročnika iz leta 1978 in se poglobiti v študij parametrov germanijevih tranzistorjev serije MP in GT, hkrati pa izkopavati škatle z deli.

Iskal sem tranzistorje s parametri, ki so blizu tistim, ki se uporabljajo v vezju, vendar z največjo dovoljeno napetostjo najmanj 30 voltov.

Po izvedbi tega razburljivega raziskovalnega dela so bili najdeni potrebni kandidati. Za vhod je bil namesto P416 glavni kandidat tranzistor GT321D.
Odločeno je bilo zamenjati par MP39B + MP37A s podobnim parom MP14A + MP10B. Germanijevi tranzistorji serije MP s številkami od 9 do 16 so "vojaška oprema", tranzistorji za posebno opremo. Za razliko od njihovih analogov s številkami od 35 do 42, ki so namenjeni opremi široke uporabe.

Na izhodu sem se odločil za uporabo visokofrekvenčnih tranzistorjev GT906A. Razlogov za to je bilo več, glavni pa je bila prisotnost zaloge teh tranzistorjev v moji nočni omarici. Drugi razlog je visok koeficient prenosa toka. Med delovanjem se bodo tranzistorji predhodne stopnje manj "obremenili" za pogon izhodnih tranzistorjev, kar bi moralo zmanjšati njihovo segrevanje in pozitivno vplivati ​​na stopnjo popačenja ojačevalnika.

Naslednji korak, ki je prav tako pomemben, je izbira tranzistorjev v parih glede na koeficient prenosa toka h21e. Sprva sem to poskušal narediti z običajnim kitajskim testerjem, vendar so se rezultati meritev zdeli nekoliko čudni in očitno precenjeni. Poleg tega se kitajski tester očitno ni mogel spopasti z merjenjem parametrov močnih tranzistorjev.

S police sem moral vzeti dobro staro napravo PPT iz sovjetskih časov.

Po izbiri tranzistorjev sledi montaža tiskana vezja Po navodilih datagor ni vzelo veliko časa. Pozorni moramo biti tudi na napetost elektrolitskih kondenzatorjev. Ne sme biti manjša od izbrane napajalne napetosti ojačevalnika.
Uporabil sem 35 voltne kondenzatorje.

Ker sem nameraval dobiti več moči iz ojačevalnika, je bilo potrebno povečati kapaciteto izhodnega sklopitvenega kondenzatorja za vsaj dvakrat. Kondenzator te moči ni več mogel pristati na ploščo. Namesto tega sem spajkal nekaj vijačnih sponk, da sem lahko na žice povezal kateri koli kondenzator, ki mi je bil všeč, ne glede na njegovo velikost.

Še ena pomembno vprašanje Prišlo je do organizacije hlajenja izhodnih tranzistorjev. Našel sem par enakih, precej velikih radiatorjev, vendar so bili zasnovani za namestitev sodobnih tranzistorjev v ohišje TO-220.
Našel sem izhod v starem pogorelu računalniške enote prehrana. Par radiatorjev iz debelega aluminija debeline 4 mm, na katerega sem skozi izolacijska tesnila pritrdil tranzistorje GT906, sami radiatorji pa so bili s širokim koncem priviti skozi termalno pasto na velike radiatorje.

Tudi ojačevalne plošče so bile pritrjene na iste radiatorje s kovinskimi vogali. Med rebri hladilnega telesa računalnika, v bližini izhodnih tranzistorjev, je priročno nameščena dioda D310, ki zagotavlja toplotno stabilnost ojačevalnika. Brez oklevanja sem ga napolnil s kitajskim talilnim lepilom.

Najprej vklopite, nastavite ojačevalnik

Najprej sem ga nastavil na napajalno napetost 15 voltov. Mirovalni tok ojačevalca sem nastavil na 100 mA, izhod uravnotežil tako, da je imel točno polovico napajalne napetosti, nato pa postopoma začel dvigovati napajalno napetost na zahtevanih 30 Voltov.

Med to operacijo je bilo treba nekoliko spremeniti vrednosti nekaterih uporov, ker ... Ko se je napajalna napetost povečala, je mirovalni tok začel močno naraščati. Brez napajalnika, ki omejuje tok, bi verjetno izgubil več kot en par izhodnih tranzistorjev. Ampak vse se je dobro izšlo.

Nekaj ​​meritev

Frekvenčni pas Tudi jaz sem bil zadovoljen. Skoraj brez prevračanja s 15 Hz na 60 kHz. Če bi odstranili kondenzatorje 100 pF iz povratnega tokokroga in na vhodu, bi bil verjetno še širši.

Ravno to, kar potrebujete! To natančno ustreza nivoju izhodnega signala zvočna kartica računalnik, ki bo uporabljen kot glavni vir signala.

Preveril sem, koliko največjega toka porabi ojačevalec. Ko je na vhod doveden pravokotni signal s frekvenco 10 kHz in amplitudo 1,5 V, ojačevalnik črpa iz napajalnika malo manj kot 2 A toka.

Splošni sklop ojačevalnika

Močnostni transformator toroidni. S strašnim imenom BY5.702.010-02, ki je bil namenjen zmedi morebitnega sovražnika. Transformator proizvaja 20 voltov na izhodu. Nisem našel trenutnih parametrov tega navitja, vendar zadržuje toploto žarnice GM-70 (ki je 3,5 A) brez naprezanja ali pregrevanja. Torej za napajanje dveh kanalov tega ojačevalca ima dovolj moči tudi z rezervo.

Uporabil sem tudi germanijeve usmerniške diode D305 (10 A, 50 V). Tako je bilo mogoče sestaviti ojačevalnik, v katerem ni niti enega silikonskega dela. Vse je po Feng Shuiju.

Filtrirni kondenzatorji - 2 kos. 10000 µF vsak. Ena bi bila dovolj, a kot sem napisal na začetku, je zmagal pohlep, poleg tega pa je bil prostor v stavbi.

Na izhod sem vgradil tri kondenzatorje 1000 μF 63 V. Kondenzatorji so kvalitetni, japonske Matsushita.

Ko so vsi sestavni deli varno pritrjeni v ohišje, ostane le še, da jih med seboj povežemo z žicami, ne da bi se kaj pomešalo. Montažo sem izvedel z bakrenim jedrom s presekom 0,5 kvadratnih mm v silikonski toplotno odporni izolaciji. To žico sem vzel iz kabla, ki se uporablja za požarne alarme. Priporočam za uporabo. Ker je žica toga, jo je mogoče brez posebnega truda enakomerno in lepo položiti v ohišje.

Od nekaterih mojih prijateljev sem slišal dobre ocene o zvoku ULF na germanijevih tranzistorjih. In odločil sem se sestaviti običajno klasično vezje z uporabo komplementarnih germanijevih tranzistorjev GT703/705. Za nadgradnjo - kaskada SRPP na 6N30P za pridobitev najnižje možne izhodne impedance.

Shema je naslednja:

Upor VR2 nastavi ničlo na izhodu, upor VR1 nastavi tok mirovanja izhodnih tranzistorjev. Zener diode so potrebne za preprečevanje pojava nevarne napetosti za tranzistorje med tlemi SRPP v primeru okvare ene od polovic svetilk. Preliminarno poslušanje prototipa je pokazalo zelo dober zvok, največjo sinusno moč - 8 vatov, pasovno širino pri minus 1 dB od 20 Hz do 80 kHz. Občutljivost - 0,6 V. Prototip je igral kakšnih 10 minut na najvišji glasnosti (kolikor so ušesa zdržala) in radiatorji izhodnih tranzistorjev se niso segreli niti do 50 stopinj, le tok mirovanja se je povečal iz začetnih 40 mA na 100. ponudba:

Za nadaljnje eksperimentatorje je bila sestavljena maketa v stereo različici. Prvi testi so bili opravljeni brez prenapetostne zaščite. Dodatek tega elementa je vrnil čistost zvoka, ki je lastna cevnim ojačevalnikom. Na splošno to seveda ni 2A3, a glede na preprosto očarljivo preprostost zasnove je zvok zelo, zelo spodoben. Splošni vtis je, da je tipično triodna, torej čista, detajlna, natančna, a zato nekoliko nečustvena in rustikalna. Težko je reči, ali je razlog za to cevni ali tranzistorski del vezja, ali vezje samo - to bodo pokazali nadaljnji poskusi - zagotovo se bodo nadaljevali.

In za konec še par slik, kako to izgleda:

Posodobljeno 21. februarja 2013. Očitno je možno napajati izhodno stopnjo z uporabo LM7812 in LM7912, nameščenih na radiatorju.

Vezje ojačevalnika je preprosto, vsebuje najmanj podrobnosti, koristno bo za ponavljanje začetnikov, spodnje besedilo je tudi zanje. Ojačevalni elementi vezja - germanijevi tranzistorji - so se aktivno uporabljali pred tridesetimi leti. Vezje spominja na številna običajna vezja tistih let, na primer ojačevalnik Electron 20. Obstaja nekaj razlik, predvsem tehnološke narave.
Vir energije je enopolni, nestabiliziran, dušilka je videti nekoliko nenavadna. Izhodna stopnja deluje v načinu razreda AB.

Izhodna moč 10W, skupni THD do 3%, obremenitev - 8 Ohm zvočniki.

Delovanje ojačevalnika na primeru enega kanala:
Vhodni signal prispe na osnovo tranzistorja VT1, konstantna napetost pa prihaja iz delilnika R5, R9 - to nastavi prednapetostni potencial tranzistorja in hkrati izhodno simetrično napetost. Ojačani signal VT1 se napaja v bazo VT3 in nato v izhodno stopnjo VT5, VT6, VT9, VT10. Napetost iz izhoda ojačevalnika (točka + C9) pride do oddajnika VT1 - tvori splošno negativno povratno vezje, tako za enosmerni kot za izmenični tok hkrati. Če je napetost na oddajniku VT1, ki prihaja iz izhoda, večja kot na njegovi bazi, potem so VT1, VT3, VT6, VT9 zaprti, izhodni potencial se zmanjša zaradi istočasno odprtih VT5, VT10. Enako se zgodi, če oddajnik VT1 prejme napetost iz izhoda, ki je manjša kot na njegovi bazi (samo odklepanje/zaklepanje tranzistorjev se zgodi ravno nasprotno). Tisti. ojačevalnik samodejno vzdržuje izhodno napetost, določeno z delilnikom R5, R9 v bazi VT1. Vezje deluje na podoben način in ojača uporaben AC signal. Šele zdaj shema deluje zvočni signal vstop v bazo VT1 skozi C2. Globina delovanja OOOS ni enaka za enosmerni in izmenični tok zaradi prisotnosti kondenzatorja C4. Za izmenični tok je z delilnikom R11 R12 nastavljen Ku celotnega ojačevalnika za enosmerni tok, deluje 100% OOOS (skozi R11 do oddajnika VT1), ki dobro ohranja simetrijo enosmernega izhoda. Glavni napetostni ojačevalnik v smislu amplitude, potrebne za "pogon" izhodne stopnje, je tranzistor VT3. Za izboljšanje lastnosti te kaskade je njena obremenitev vezje pozitivne povratne informacije, ki se vzame skozi R23 iz izhoda ojačevalnika in tvori tako imenovano. "dinamična obremenitev". Delovanje tega vezja vodi do skoraj konstantnega toka skozi VT3 pri kateri koli amplitudi signala - tranzistor deluje v bolj linearnem načinu in razvije največji Ku, kar je pomembno z vidika zmanjšanja skupnega THD ojačevalnika in največja amplituda izhodnega signala. Seveda se za poenostavitev vezja na splošno uporablja vezje PIC, ki ni povsem popolno kot "dinamična obremenitev". Izhodna stopnja je povsem običajna, njena naloga je znatno povečati trenutno napetost, ki prihaja od stopnje do VT3 in napajati obremenitev. Kompozitni tranzistor VT6,VT9 je odklenjen na pozitivnem potencialu, kaskada VT5,VT10 je odklenjena na negativnem potencialu, s čimer se ojača signal izmeničnega toka v simetrični točki +C9. Zvočni signal vstopi v obremenitev skozi kondenzator C9, ki ne dopušča prehoda enosmerne napetosti iz simetrične točke ojačevalnika. Da bi zmanjšali popačenje, so izhodni tranzistorji rahlo odprti z določenim začetnim tokom (mirovni tok).
Ta tok se nastavi s padcem napetosti iz tekočega kolektorskega toka VT3 preko uporov R17, R18 in se uporablja med bazami predizhodnih tranzistorjev. Veriga R19, C6 odpravlja samovzbujanje ojačevalnika, ki se lahko pojavi pri frekvencah nad 50 kHz. Pri nameščanju ojačevalnika bodite pozorni na povezavo žic GND; presek žic, ki povezujejo izhodne tranzistorje, mora biti 0,75-1 mm2 (razen osnovne žice).
Nastavitev in prvi vklop ojačevalnika:
Nastavitev opravite tako, da namesto varovalke priključite močan upor 15-20 Ohm, namesto akustike pa močne upore 8-15 Ohm. Če vsi tranzistorji delujejo pravilno in v vezju ni napak, je treba na simetričnih točkah (+C9, +C10) takoj vzpostaviti napetost, ki je enaka polovici napajanja - to je treba najprej preveriti. Dodatno se nastavlja s trimerjem R4. Neuravnoteženost simetrije znotraj +/-2 voltov je povsem sprejemljiva. Nato se začetni tok izhodnih tranzistorjev (mirovni tok) nadzoruje z merjenjem padca napetosti na uporih R32 in R34, mora biti v območju 40-70 mV. Če so v vezju napake ali okvarjeni elementi, se lahko upor, priključen namesto varovalke, zelo segreje, hkrati pa tranzistorje vezja (izhod in predizhod) zaščiti pred okvaro - skrbno preverite vezje in odstranite napaka ali okvarjen element. Naslednja stopnja preverjanja je odsotnost RF samovzbujanja - na izhod morate priključiti osciloskop. Prisotnost samovzbujanja se odpravi s prilagoditvijo vezja R19, C6. Če je vse v redu, namestite varovalko na svoje mesto, priključite generator AF na vhod in preverite ojačevalnik s testnimi signali. Najprej morate preveriti simetrijo omejitve največje amplitude signala - omejitev naj bi se pojavila pri približno amplitudi 10 V, frekvenci 1000 Hz, morate izbrati upor R23 ali zamenjati VT3. Ojačevalnik lahko preiskujemo s signali različnih frekvenc, amplitud in oblik. Zaenkrat ne bomo dali podrobne metodologije - ojačevalnik je za začetnika. Pri frekvencah nad 10 kHz je nezaželeno dovajati nominalni signal na vhod - izhodni tranzistorji se lahko pregrejejo; to se ne zgodi na glasbenem signalu zaradi nizke amplitude teh signalov. Ponovno preverite tudi tok mirovanja izhodnih tranzistorjev, mora biti v območju 50-70 mA, nastavljen z izbiro upora R17. Če je tok večji, zmanjšajte upor in obratno. Tok je treba spremljati po približno drugi uri delovanja ojačevalnika - ne sme se povečati.
Zdaj lahko povežete zvočnike in vir signala - ojačevalnik je pripravljen za uporabo.
Kot vir, na primer, izhod CD predvajalnika z nivojem 0,775-1V.

Na fotografiji je bil ojačevalnik za poslušanje sestavljen na matrici, nikoli ga nisem dal v ohišje (to je bilo leta 2005).

Zvok je čisto v redu, ampak izurjeno uho zazna nekaj gladkosti v samih vrhovih, rahlo ohlapno spodaj, a glasovni razpon zveni precej prijetno, toplo. Med avdicijo je bil uporabljen 160-litrski zvočnik OYA s parom zvočnikov 4A28 in 6GD2 v vsakem. Ojačevalec deluje precej dobro na 10MAS1M, prvih izdajah, pri čemer guma nizkotoncev še vedno "neotrdi".
Na ojačevalniku in njegovem osnovnem vezju je mogoče narediti nekaj sprememb, ki bodo izboljšale njegove zmogljivostne lastnosti, hkrati pa je priporočljivo izbrati tranzistorje. Delovanje ojačevalnika se vzdržuje, dokler se napajalna napetost ne zmanjša na 12-15V, lahko je nižja, vendar je treba prilagoditi simetrijo in tok mirovanja. Zmogljivost ojačevalnika bo ob zmanjšanju moči seveda slabša, pade in izhodna moč. Tranzistorje je mogoče zamenjati s podobnimi serijami MP, GT404V,G, 402ZH,I. P214 najbolje na črko A, možne pa so tudi druge, možna je tudi uporaba P215,16,17, vendar bo zvok nekoliko slabši, predvsem pri visokih frekvencah. Uporabite lahko tudi tranzistorje serije P213 in celo P201, 202, potem je treba napajalno napetost zmanjšati na 27-30V. Uporabljen tranzistor MP37B deluje na meji po Uk-e max, vendar nisem imel nobenih okvar ali okvar.

Preprost tranzistorski ojačevalnik je lahko dobro orodje za preučevanje lastnosti naprav. Vezja in zasnove so precej preproste, napravo lahko izdelate sami in preverite njeno delovanje, opravite meritve vseh parametrov. Zahvaljujoč sodobnim tranzistorjem na učinku polja je mogoče narediti miniaturni mikrofonski ojačevalnik dobesedno iz treh elementov. In ga povežite z osebnim računalnikom, da izboljšate parametre snemanja zvoka. In sogovorniki med pogovori bodo veliko bolje in jasneje slišali vaš govor.

Frekvenčne značilnosti

Nizkofrekvenčni (zvočni) ojačevalniki se nahajajo v skoraj vseh gospodinjskih aparatih - glasbeni centri, televizije, radia ter celo osebni računalniki. Obstajajo pa tudi RF ojačevalniki, ki temeljijo na tranzistorjih, žarnicah in mikrovezjih. Razlika med njima je v tem, da ULF omogoča samo ojačanje signala zvočna frekvenca, ki ga zazna človeško uho. Tranzistorski avdio ojačevalniki vam omogočajo reprodukcijo signalov s frekvencami v območju od 20 Hz do 20.000 Hz.

Posledično lahko tudi najpreprostejša naprava ojača signal v tem območju. In to počne čim bolj enakomerno. Dobiček je neposredno odvisen od frekvence vhodnega signala. Graf teh količin je skoraj ravna črta. Če na vhod ojačevalnika pride signal s frekvenco izven območja, se kakovost delovanja in učinkovitost naprave hitro zmanjšata. ULF kaskade Praviloma so sestavljeni z uporabo tranzistorjev, ki delujejo v nizko- in srednjefrekvenčnem območju.

Razredi delovanja avdio ojačevalnikov

Vse ojačevalne naprave so razdeljene v več razredov, odvisno od stopnje pretoka toka skozi kaskado v času delovanja:

1. Razred "A" - tok teče neprekinjeno v celotnem obdobju delovanja ojačevalne stopnje.
2. V delovnem razredu "B" tok teče polovično obdobje.
3. Razred "AB" pomeni, da tok teče skozi ojačevalno stopnjo za čas, ki je enak 50-100% obdobja.
4. V načinu "C". elektrika je pretekla manj kot polovica časa delovanja.
5. ULF način "D" se je v radioamaterski praksi uporabljal pred kratkim - nekaj več kot 50 let. V večini primerov so te naprave izvedene na podlagi digitalni elementi in imajo zelo visoko učinkovitost - več kot 90%.

Prisotnost popačenja v različnih razredih nizkofrekvenčnih ojačevalnikov

Za delovno območje tranzistorskega ojačevalnika razreda "A" so značilna dokaj majhna nelinearna popačenja. Če dohodni signal oddaja impulze z več kot visokonapetostni, to povzroči nasičenost tranzistorjev. V izhodnem signalu se v bližini vsakega harmonika začnejo pojavljati višji (do 10 ali 11). Zaradi tega se pojavi kovinski zvok, značilen samo za tranzistorski ojačevalniki.

Če je napajanje nestabilno, bo izhodni signal modeliran v amplitudi blizu omrežne frekvence. Zvok bo na levi strani frekvenčni odziv bolj trda. Toda boljša kot je stabilizacija napajanja ojačevalnika, bolj zapletena postane zasnova celotne naprave. ULF, ki delujejo v razredu "A", imajo relativno nizko učinkovitost - manj kot 20%. Razlog je v tem, da je tranzistor stalno odprt in skozi njega stalno teče tok.

Za povečanje (čeprav rahlo) učinkovitosti lahko uporabite potisno-vlečna vezja. Ena pomanjkljivost je, da polvalovi izhodnega signala postanejo asimetrični. Če preidete iz razreda "A" v "AB", se bodo nelinearna popačenja povečala za 3-4 krat. Toda koeficient koristno dejanje celotno vezje naprave se bo še povečalo. Razreda ULF "AB" in "B" označujeta povečanje popačenja, ko se raven signala na vhodu zmanjša. Toda tudi če povečate glasnost, to ne bo pomagalo popolnoma znebiti pomanjkljivosti.

Delo v srednjih razredih

Vsak razred ima več sort. Na primer, obstaja razred ojačevalnikov "A+". V njem vhodni tranzistorji (nizka napetost) delujejo v načinu "A". Toda visokonapetostni, nameščeni v izhodnih stopnjah, delujejo v "B" ali "AB". Takšni ojačevalniki so veliko bolj ekonomični od tistih, ki delujejo v razredu "A". Opazno nižja številka nelinearno popačenje- ne višji od 0,003 %. Boljše rezultate je mogoče doseči z bipolarnimi tranzistorji. Načelo delovanja ojačevalnikov, ki temeljijo na teh elementih, bo obravnavano v nadaljevanju.

Ampak še vedno obstaja veliko število višje harmonike v izhodnem signalu, zaradi česar zvok postane značilno kovinski. Obstajajo tudi ojačevalna vezja, ki delujejo v razredu "AA". V njih so nelinearna popačenja še manjša - do 0,0005%. Toda glavna pomanjkljivost tranzistorskih ojačevalnikov še vedno obstaja - značilen kovinski zvok.

"Alternativni" modeli

To ne pomeni, da so alternativni, vendar nekateri strokovnjaki, ki se ukvarjajo s projektiranjem in sestavljanjem ojačevalnikov za kakovostno reprodukcijo zvoka, vedno bolj dajejo prednost cevnim izvedbam. Cevni ojačevalniki imajo naslednje prednosti:

1. Zelo nizka stopnja nelinearnega popačenja v izhodnem signalu.
2. Višjih harmonikov je manj kot v tranzistorskih izvedbah.

Vendar obstaja ena velika pomanjkljivost, ki odtehta vse prednosti - zagotovo morate namestiti napravo za koordinacijo. Dejstvo je, da ima stopnja cevi zelo visoko upornost - nekaj tisoč Ohmov. Toda upor navitja zvočnika je 8 ali 4 ohme. Če jih želite uskladiti, morate namestiti transformator.

Seveda ni zelo velika pomanjkljivost- obstajajo tudi tranzistorske naprave, ki uporabljajo transformatorje za uskladitev izhodne stopnje in zvočniški sistem. Nekateri strokovnjaki trdijo, da je najučinkovitejše vezje hibridno - ki uporablja enostranske ojačevalnike, na katere negativne povratne informacije ne vplivajo. Poleg tega vse te kaskade delujejo v načinu ULF razreda "A". Z drugimi besedami, močnostni ojačevalnik na tranzistorju se uporablja kot repetitor.

Poleg tega je učinkovitost takšnih naprav precej visoka - približno 50%. Vendar se ne bi smeli osredotočati samo na kazalnike učinkovitosti in moči - o njih ne govorijo visoka kvaliteta reprodukcija zvoka z ojačevalcem. Veliko pomembnejši sta linearnost karakteristik in njihova kakovost. Zato morate biti pozorni predvsem na njih in ne na moč.

Enostransko ULF vezje na tranzistorju

Najenostavnejši ojačevalnik, zgrajen po skupnem oddajnem vezju, deluje v razredu "A". Vezje uporablja polprevodniški element s strukturo n-p-n. V kolektorskem vezju je nameščen upor R3, ki omejuje pretok toka. Kolektorsko vezje je priključeno na pozitivno napajalno žico, oddajno vezje pa na negativno žico. V primeru uporabe polprevodniških tranzistorjev s strukturo pnp vezje bo popolnoma enak, le polarnost morate spremeniti.

Z uporabo ločilnega kondenzatorja C1 je možno ločiti izmenični vhodni signal od vira enosmernega toka. V tem primeru kondenzator ni ovira za pretok izmeničnega toka vzdolž poti baza-emiter. Notranji upor spoja emiter-baza skupaj z uporoma R1 in R2 predstavlja najenostavnejši delilnik napajalne napetosti. Običajno ima upor R2 upor 1-1,5 kOhm - najbolj značilne vrednosti za takšna vezja. V tem primeru je napajalna napetost razdeljena točno na polovico. In če napajate vezje z napetostjo 20 voltov, lahko vidite, da bo vrednost tokovnega ojačanja h21 150. Treba je opozoriti, da so HF ojačevalniki na tranzistorjih izdelani po podobnih vezjih, le da delujejo malo drugače.

V tem primeru je napetost oddajnika 9 V, padec v odseku "E-B" vezja pa 0,7 V (kar je značilno za tranzistorje na silicijevih kristalih). Če upoštevamo ojačevalnik, ki temelji na germanijevih tranzistorjih, bo v tem primeru padec napetosti v odseku "E-B" enak 0,3 V. Tok v kolektorskem vezju bo enak tistemu, ki teče v oddajniku. Izračunate ga tako, da napetost oddajnika delite z uporom R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA. Za izračun vrednosti osnovnega toka morate 9 mA deliti z ojačenjem h21 - 9 mA/150 = 60 μA. IN ULF modeli običajno se uporabljajo bipolarni tranzistorji. Njegov princip delovanja se razlikuje od terenskih.

Na uporu R1 lahko zdaj izračunate vrednost padca - to je razlika med osnovno in napajalno napetostjo. V tem primeru je osnovno napetost mogoče najti s formulo - vsota značilnosti oddajnika in prehoda "E-B". Ko se napaja iz 20-voltnega vira: 20 - 9,7 = 10,3. Od tu lahko izračunate vrednost upora R1 = 10,3 V/60 μA = 172 kOhm. Vezje vsebuje kapacitivnost C2, ki je potrebna za izvedbo vezja, skozi katerega lahko prehaja izmenična komponenta oddajnega toka.

Če ne namestite kondenzatorja C2, bo spremenljiva komponenta zelo omejena. Zaradi tega bo imel tak tranzistorski avdio ojačevalnik zelo nizek tokovni dobiček h21. Treba je paziti na dejstvo, da so bili v zgornjih izračunih predpostavljeni enaki tokovi baze in kolektorja. Poleg tega je bil osnovni tok tisti, ki teče v tokokrog iz oddajnika. Pojavi se samo, če se na osnovni izhod tranzistorja uporabi prednapetost.

Vendar je treba upoštevati, da tok uhajanja kolektorja popolnoma vedno teče skozi osnovno vezje, ne glede na prisotnost pristranskosti. V tokokrogih običajnega oddajnika se tok uhajanja poveča vsaj 150-krat. Toda običajno se ta vrednost upošteva le pri izračunu ojačevalnikov na osnovi germanijevih tranzistorjev. V primeru uporabe silicija, pri katerem je tok vezja "K-B" zelo majhen, se ta vrednost preprosto zanemari.

Ojačevalniki na osnovi MOS tranzistorjev

Ojačevalec vklopljen tranzistorji z učinkom polja, predstavljen v diagramu, ima veliko analogov. Vključno z uporabo bipolarnih tranzistorjev. Zato lahko kot podoben primer obravnavamo zasnovo zvočnega ojačevalnika, sestavljenega po vezju s skupnim oddajnikom. Na fotografiji je prikazano vezje, izdelano po običajnem izvornem vezju. R-C priključki so sestavljeni na vhodnih in izhodnih tokokrogih, tako da naprava deluje v načinu ojačevalnika razreda “A”.

Izmenični tok iz vira signala je ločen od enosmerne napajalne napetosti s kondenzatorjem C1. Tranzistorski ojačevalnik z učinkom polja mora nujno imeti potencial vrat, ki bo nižji od iste karakteristike vira. Na prikazanem diagramu so vrata povezana s skupno žico preko upora R1. Njegova upornost je zelo visoka - v konstrukcijah se običajno uporabljajo upori 100-1000 kOhm. Tako velik upor je izbran tako, da vhodni signal ni ranžiran.

Ta upor skoraj ne prepušča električnega toka, zaradi česar je potencial vrat (v odsotnosti signala na vhodu) enak potencialu tal. Pri viru se izkaže, da je potencial višji od potenciala tal, samo zaradi padca napetosti na uporu R2. Iz tega je jasno, da imajo vrata nižji potencial kot vir. In ravno to je potrebno za normalno delovanje tranzistorja. Treba je biti pozoren na dejstvo, da imata C2 in R3 v tem ojačevalnem vezju enak namen kot pri zgoraj opisani zasnovi. In vhodni signal se premakne glede na izhodni signal za 180 stopinj.

ULF s transformatorjem na izhodu

Takšen ojačevalnik lahko naredite z lastnimi rokami za domačo uporabo. Izvaja se po shemi, ki deluje v razredu "A". Zasnova je enaka tistim, ki smo jih obravnavali zgoraj - s skupnim oddajnikom. Ena značilnost je, da morate za ujemanje uporabiti transformator. To je slabost takšnega tranzistorskega avdio ojačevalnika.

Kolektorsko vezje tranzistorja je obremenjeno primarno navitje, ki razvije izhodni signal, ki se preko sekundarja prenaša do zvočnikov. Na uporih R1 in R3 je sestavljen napetostni delilnik, ki vam omogoča izbiro delovne točke tranzistorja. To vezje napaja prednapetost na bazo. Vse druge komponente imajo enak namen kot zgoraj obravnavana vezja.

Push-pull avdio ojačevalnik

Ne moremo reči, da je to preprost tranzistorski ojačevalnik, saj je njegovo delovanje nekoliko bolj zapleteno od prej obravnavanih. V potisnih in vlečnih ULF je vhodni signal razdeljen na dva polvala, različna v fazi. In vsak od teh pol valov je ojačan z lastno kaskado, narejeno na tranzistorju. Ko je vsak polval ojačan, se oba signala združita in pošljeta v zvočnike. Takšne zapletene transformacije lahko povzročijo popačenje signala, saj bodo dinamične in frekvenčne lastnosti dveh tranzistorjev, tudi istega tipa, drugačne.

Posledično se kakovost zvoka na izhodu ojačevalnika znatno zmanjša. Ko potisni in vlečni ojačevalnik deluje v razredu "A", ni mogoče reproducirati kompleksnega signala z visoko kakovostjo. Razlog je v tem, da skozi ramena ojačevalnika nenehno teče povečan tok, polvalovi so asimetrični in prihaja do faznih popačenj. Zvok postane manj razumljiv, pri segrevanju pa se popačenje signala še poveča, zlasti pri nizkih in ultra nizkih frekvencah.

ULF brez transformatorja

Tranzistorski ojačevalnik nizkih tonov, izdelan s pomočjo transformatorja, kljub dejstvu, da ima lahko zasnova majhne dimenzije, je še vedno nepopoln. Transformatorji so še vedno težki in okorni, zato se jih je bolje znebiti. Vezje, narejeno na komplementarnih polprevodniških elementih z različne vrste prevodnost. Večina sodobnih ULF je izdelana natančno po takšnih shemah in deluje v razredu "B".

Dva močan tranzistor, ki se uporabljajo v zasnovi, delujejo v skladu z oddajnim sledilnim vezjem (skupni kolektor). V tem primeru se vhodna napetost prenese na izhod brez izgube ali ojačanja. Če na vhodu ni signala, so tranzistorji na robu vklopa, vendar so še vedno izklopljeni. Ko je na vhodu harmonični signal, se prvi tranzistor odpre s pozitivnim polvalom, drugi pa je v tem trenutku v načinu izklopa.

Posledično lahko skozi obremenitev prehajajo samo pozitivni polvalovi. Toda negativni odprejo drugi tranzistor in popolnoma izklopijo prvega. V tem primeru se v obremenitvi pojavijo le negativni polvalovi. Posledično se na izhodu naprave pojavi močan signal. Takšno ojačevalno vezje z uporabo tranzistorjev je precej učinkovito in lahko zagotovi stabilno delovanje in visokokakovostno reprodukcijo zvoka.

ULF vezje na enem tranzistorju

Ko ste preučili vse zgoraj opisane funkcije, lahko ojačevalnik sestavite z lastnimi rokami s preprosto bazo elementov. Tranzistor se lahko uporablja domači KT315 ali kateri koli od njegovih tujih analogov - na primer BC107. Kot obremenitev morate uporabiti slušalke z uporom 2000-3000 Ohmov. Na osnovo tranzistorja je treba uporabiti prednapetost prek upora 1 MΩ in ločilnega kondenzatorja 10 μF. Vezje se lahko napaja iz vira z napetostjo 4,5-9 voltov, tok 0,3-0,5 A.

Če upor R1 ni priključen, v bazi in kolektorju ne bo toka. Ko pa je priključen, napetost doseže raven 0,7 V in omogoča pretok toka približno 4 μA. V tem primeru bo tokovni dobiček približno 250. Od tu lahko naredite preprost izračun ojačevalnika z uporabo tranzistorjev in ugotovite kolektorski tok - izkaže se, da je enak 1 mA. Ko sestavite to vezje tranzistorskega ojačevalnika, ga lahko preizkusite. Priključite obremenitev na izhod - slušalke.

S prstom se dotaknite vhoda ojačevalnika - pojavi se značilen hrup. Če ga ni, potem je najverjetneje struktura nepravilno sestavljena. Še enkrat preverite vse povezave in ocene elementov. Da bo predstavitev bolj jasna, povežite zvočni vir na ULF vhod - izhod iz predvajalnika ali telefona. Poslušajte glasbo in ocenite kakovost zvoka.