ทรานซิสเตอร์ใดที่จำเป็นสำหรับเครื่องขยายเสียง แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำที่ง่ายที่สุด การปรากฏตัวของความผิดเพี้ยนในคลาสต่าง ๆ ของแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำ

มีสิ่งพิมพ์บน Habré เกี่ยวกับเครื่องขยายเสียงหลอด DIY ซึ่งน่าสนใจมากที่จะอ่าน ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันฟังดูยอดเยี่ยม แต่สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันนั้นง่ายกว่าการใช้อุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์สะดวกกว่าเพราะไม่ต้องอุ่นเครื่องก่อนใช้งานและทนทานกว่า และไม่ใช่ทุกคนที่กล้าเริ่มตำนานเกี่ยวกับหลอดไฟด้วยศักย์ไฟฟ้าขั้วบวกต่ำกว่า 400 V และหม้อแปลงทรานซิสเตอร์ขนาดไม่กี่สิบโวลต์นั้นปลอดภัยกว่าและราคาไม่แพงมาก

ฉันเลือกวงจรของ John Linsley Hood ในปี 1969 เป็นวงจรในการสร้างซ้ำ โดยใช้พารามิเตอร์ของผู้เขียนตามอิมพีแดนซ์ของลำโพงของฉันที่ 8 โอห์ม

วงจรคลาสสิกจากวิศวกรชาวอังกฤษที่เผยแพร่เมื่อเกือบ 50 ปีที่แล้ว ยังคงเป็นหนึ่งในวงจรที่ทำซ้ำได้มากที่สุดและรวบรวมบทวิจารณ์เชิงบวกเกี่ยวกับตัวมันเอง มีคำอธิบายมากมายสำหรับสิ่งนี้:
- จำนวนองค์ประกอบขั้นต่ำทำให้การติดตั้งง่ายขึ้น ก็ยังถือว่าเป็น การออกแบบที่เรียบง่ายหัวข้อ เสียงดีขึ้น;
- แม้ว่าจะมีทรานซิสเตอร์เอาท์พุตสองตัว แต่ก็ไม่จำเป็นต้องจัดเรียงเป็นคู่เสริม
- เอาต์พุต 10 วัตต์พร้อมระยะขอบเพียงพอสำหรับที่อยู่อาศัยของมนุษย์ทั่วไปและความไวอินพุต 0.5-1 โวลต์นั้นสอดคล้องกับเอาต์พุตของการ์ดเสียงหรือเครื่องเล่นส่วนใหญ่เป็นอย่างดี
- คลาส A - ยังเป็นคลาส A ในแอฟริกา หากเรากำลังพูดถึงเสียงที่ดี เกี่ยวกับการเปรียบเทียบกับคลาสอื่น ๆ จะต่ำกว่าเล็กน้อย



การออกแบบภายใน

เครื่องขยายเสียงเริ่มต้นด้วยพลังงาน การแยกสองแชนเนลสำหรับสเตอริโอทำได้ดีที่สุดจากหม้อแปลงสองตัวที่แตกต่างกัน แต่ฉันจำกัดตัวเองไว้ที่หม้อแปลงหนึ่งตัวกับสองตัว ขดลวดทุติยภูมิ. หลังจากการพันเหล่านี้ แต่ละช่องจะมีตัวของมันเอง ดังนั้นเราต้องไม่ลืมที่จะคูณทุกอย่างที่กล่าวถึงด้านล่างด้วยสอง บนเขียงหั่นขนมเราสร้างสะพานบนไดโอด Schottky สำหรับวงจรเรียงกระแส

เป็นไปได้กับไดโอดธรรมดาหรือแม้แต่บริดจ์สำเร็จรูป แต่จากนั้นจำเป็นต้องแบ่งตัวเก็บประจุและแรงดันตกคร่อมจะมากกว่า หลังจากบริดจ์ มีตัวกรอง CRC ของตัวเก็บประจุขนาด 33,000 ไมโครฟารัดสองตัวและตัวต้านทาน 0.75 โอห์มอยู่ระหว่างทั้งสองตัว หากคุณใช้ทั้งความจุและตัวต้านทานน้อยลง ตัวกรอง CRC จะมีราคาถูกลงและให้ความร้อนน้อยลง แต่แรงกระเพื่อมจะเพิ่มขึ้น ซึ่งไม่ใช่เรื่องผิด IMHO พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสมเหตุสมผลในแง่ของราคา-ผลกระทบ จำเป็นต้องมีตัวต้านทานซีเมนต์ที่ทรงพลังในตัวกรองด้วยกระแสไฟนิ่งที่สูงถึง 2A จะกระจายความร้อน 3 W ดังนั้นควรใช้ด้วยระยะขอบ 5-10 W สำหรับตัวต้านทานที่เหลือในวงจรไฟฟ้า 2 W ก็เพียงพอแล้ว

ต่อไปเราไปที่บอร์ดเครื่องขยายเสียง ชุดอุปกรณ์สำเร็จรูปจำนวนมากมีจำหน่ายในร้านค้าออนไลน์ แต่ไม่มีการร้องเรียนเกี่ยวกับคุณภาพของส่วนประกอบของจีนหรือการจัดวางที่ไม่รู้หนังสือบนกระดาน ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะทำด้วยตัวเองภายใต้ "หลวม" ของคุณเอง ฉันทำทั้งสองช่องบนเขียงหั่นขนมแผ่นเดียว เพื่อที่ฉันจะได้ติดมันที่ด้านล่างของเคสในภายหลัง รันด้วยรายการทดสอบ:

ทุกอย่างยกเว้นทรานซิสเตอร์เอาท์พุต Tr1/Tr2 จะอยู่บนบอร์ดเอง ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตติดตั้งอยู่บนหม้อน้ำ เพิ่มเติมด้านล่าง สำหรับเค้าโครงของผู้เขียนจากบทความต้นฉบับ คุณต้องพูดต่อไปนี้:

ไม่จำเป็นต้องบัดกรีทุกอย่างทันที เป็นการดีกว่าที่จะใส่ตัวต้านทาน R1, R2 และ R6 ก่อนด้วยทริมเมอร์ หลังจากปรับทั้งหมดแล้ว ให้ปลดตัวต้านทานออก วัดค่าความต้านทานและบัดกรีตัวต้านทานคงที่สุดท้ายที่มีความต้านทานเดียวกัน การตั้งค่าจะลดลงเป็นการดำเนินการต่อไปนี้ ขั้นแรกให้ตั้งค่า R6 เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าระหว่าง X และศูนย์เท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงดัน + V และศูนย์ ในช่องใดช่องหนึ่งฉันขาด 100 kOhm ดังนั้นจึงควรใช้ทริมเมอร์เหล่านี้ด้วยระยะขอบ จากนั้นด้วยความช่วยเหลือของ R1 และ R2 (รักษาอัตราส่วนโดยประมาณไว้!) กระแสนิ่งจะถูกตั้งค่า - เราให้ผู้ทดสอบวัดกระแสตรงและวัดกระแสนี้ที่จุดอินพุตของแหล่งจ่ายบวก ฉันต้องลดความต้านทานของตัวต้านทานทั้งสองลงอย่างมากเพื่อให้ได้กระแสนิ่งที่ต้องการ กระแสนิ่งของแอมพลิฟายเออร์ในคลาส A นั้นมีค่าสูงสุด และในความเป็นจริงแล้ว หากไม่มีสัญญาณอินพุต ทุกอย่างจะเข้าสู่พลังงานความร้อน สำหรับลำโพง 8 โอห์ม กระแสนี้ตามคำแนะนำของผู้เขียนควรเป็น 1.2 A ที่ 27 โวลต์ ซึ่งหมายถึงความร้อน 32.4 วัตต์ต่อแชนเนล เนื่องจากอาจใช้เวลาหลายนาทีในการส่งกระแสไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตต้องอยู่บนฮีทซิงค์ระบายความร้อนอยู่แล้ว มิฉะนั้นจะร้อนมากเกินไปและตายอย่างรวดเร็ว เพราะส่วนใหญ่จะร้อน

เป็นไปได้ว่าในการทดลองคุณจะต้องการเปรียบเทียบเสียง ทรานซิสเตอร์แบบต่างๆดังนั้นสำหรับพวกเขาคุณสามารถทิ้งความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนที่สะดวก ฉันลองใช้อินพุต 2N3906, KT361 และ BC557C มีความแตกต่างเล็กน้อยสำหรับอินพุตหลัง ในช่วงก่อนวันหยุดสุดสัปดาห์ เราได้ลอง KT630, BD139 และ KT801 โดยตัดสินด้วยการนำเข้า แม้ว่าทรานซิสเตอร์ข้างต้นทั้งหมดจะดีมาก แต่ความแตกต่างนั้นค่อนข้างเป็นเรื่องส่วนตัว ที่เอาต์พุตฉันใส่ 2N3055 (ST Microelectronics) ทันทีเนื่องจากหลายคนชอบพวกเขา

เมื่อปรับและลดความต้านทานของแอมพลิฟายเออร์ ความถี่คัตออฟของความถี่ต่ำอาจเพิ่มขึ้น ดังนั้นสำหรับตัวเก็บประจุที่อินพุต ควรใช้ไม่ใช่ 0.5 ไมโครฟารัด แต่ควรใช้ 1 หรือ 2 ไมโครฟารัดในฟิล์มโพลีเมอร์ รูปแบบภาพรัสเซีย "Ultralinear Class A Amplifier" ยังคงเผยแพร่บนเว็บซึ่งโดยทั่วไปแล้วตัวเก็บประจุนี้เสนอเป็น 0.1 microfarads ซึ่งเต็มไปด้วยการตัดเสียงเบสทั้งหมดที่ 90 Hz:

พวกเขาเขียนว่าวงจรนี้ไม่มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตัวเอง แต่ในกรณีนี้วงจร Zobel จะอยู่ระหว่างจุด X กับพื้น: R 10 โอห์ม + C 0.1 ไมโครฟารัด
- ฟิวส์สามารถติดตั้งได้ทั้งบนหม้อแปลงและที่อินพุตไฟฟ้าของวงจร
- ควรใช้แผ่นระบายความร้อนเพื่อการสัมผัสสูงสุดระหว่างทรานซิสเตอร์และฮีทซิงค์

ช่างทำกุญแจและช่างไม้

ตอนนี้เกี่ยวกับส่วนที่ยากที่สุดใน DIY แบบดั้งเดิมนั่นคือเคส ขนาดของเคสกำหนดโดยหม้อน้ำ และในคลาส A ควรมีขนาดใหญ่ จำความร้อนประมาณ 30 วัตต์ในแต่ละด้าน ในตอนแรก ฉันประเมินกำลังนี้ต่ำไป และสร้างเคสที่มีหม้อน้ำเฉลี่ย 800 ตร.ซม. ต่อแชนเนล อย่างไรก็ตาม ด้วยกระแสไฟนิ่งที่ตั้งไว้ 1.2A พวกมันจึงร้อนขึ้นถึง 100°C ในเวลาเพียง 5 นาที และเห็นได้ชัดว่าต้องการสิ่งที่ทรงพลังกว่านี้ นั่นคือคุณต้องติดตั้งหม้อน้ำขนาดใหญ่ขึ้นหรือใช้เครื่องทำความเย็น ฉันไม่ต้องการสร้างควอดคอปเตอร์ ดังนั้นฉันจึงซื้อ HS 135-250s รูปหล่อขนาดยักษ์ที่มีพื้นที่ 2,500 ตร.ซม. ต่อทรานซิสเตอร์แต่ละตัว ตามที่แสดงในทางปฏิบัติการวัดดังกล่าวกลายเป็นเรื่องซ้ำซ้อนเล็กน้อย แต่ตอนนี้สามารถสัมผัสแอมพลิฟายเออร์ด้วยมือได้อย่างปลอดภัย - อุณหภูมิเพียง 40 ° C แม้ในโหมดพัก การเจาะรูในหม้อน้ำสำหรับตัวยึดและทรานซิสเตอร์กลายเป็นปัญหา - ดอกสว่านโลหะจีนที่ซื้อมาแต่เดิมนั้นเจาะช้ามาก แต่ละรูจะใช้เวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมง ดอกสว่านโคบอลต์ที่มีมุมลับคม 135 °จากผู้ผลิตเยอรมันที่มีชื่อเสียงมาช่วย - แต่ละรูผ่านไปในไม่กี่วินาที!

ฉันสร้างร่างกายจากลูกแก้ว เราสั่งตัดสี่เหลี่ยมจากกระจกทันทีทำรูที่จำเป็นสำหรับการยึดและทาสีด้วย ด้านหลังทาสีดำ

ลูกแก้วที่ทาสีด้านหลังดูดีมาก ตอนนี้เหลือเพียงการประกอบทุกอย่างและเพลิดเพลินกับเสียงเพลง ... ใช่แล้ว ในระหว่างการประกอบขั้นสุดท้าย สิ่งสำคัญคือต้องเจือจางพื้นอย่างเหมาะสมเพื่อลดพื้นหลังให้เล็กที่สุด ดังที่เราค้นพบเมื่อหลายทศวรรษก่อน C3 จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับกราวด์สัญญาณเช่น ไปที่ลบอินพุตและลบอื่น ๆ ทั้งหมดสามารถส่งไปยัง "ดาว" ใกล้กับตัวเก็บประจุตัวกรอง หากทำทุกอย่างถูกต้อง จะไม่ได้ยินเสียงพื้นหลัง แม้ว่าคุณจะแนบหูไปที่ลำโพงด้วยระดับเสียงสูงสุดก็ตาม คุณสมบัติ "กราวด์" อีกประการหนึ่งซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการ์ดเสียงที่ไม่ได้แยกไฟฟ้าออกจากคอมพิวเตอร์คือการรบกวนจากเมนบอร์ด ซึ่งสามารถเล็ดลอดผ่าน USB และ RCA ได้ ตัดสินโดยอินเทอร์เน็ต ปัญหาเป็นเรื่องปกติ: ในลำโพง คุณจะได้ยินเสียงของ HDD, เครื่องพิมพ์, เมาส์ และพื้นหลังของแหล่งจ่ายไฟของยูนิตระบบ ในกรณีนี้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือหักสายกราวด์โดยการพันสายดินเข้ากับปลั๊กเครื่องขยายเสียงด้วยเทปพันสายไฟ ไม่มีอะไรต้องกลัวที่นี่เพราะ จะมีกราวด์ที่สองผ่านคอมพิวเตอร์

ฉันไม่ได้ควบคุมระดับเสียงที่แอมพลิฟายเออร์ เพราะฉันหา ALPS คุณภาพสูงไม่ได้ และฉันไม่ชอบเสียงโพเทนชิโอมิเตอร์ของจีนที่ส่งเสียงกรอบแกรบ มีการติดตั้งตัวต้านทานแบบธรรมดา 47 kΩ ระหว่าง "กราวด์" และ "สัญญาณ" ของอินพุตแทน ยิ่งไปกว่านั้นตัวควบคุมของการ์ดเสียงภายนอกนั้นอยู่ใกล้แค่เอื้อมและแต่ละโปรแกรมก็มีตัวเลื่อนด้วย เฉพาะเครื่องเล่นไวนิลเท่านั้นที่ไม่มีตัวควบคุมระดับเสียง ดังนั้นเพื่อฟัง ฉันจึงต่อโพเทนชิออมิเตอร์ภายนอกเข้ากับสายเชื่อมต่อ

ฉันเดาคอนเทนเนอร์นี้ได้ภายใน 5 วินาที...

ในที่สุดคุณสามารถเริ่มฟังได้ แหล่งกำเนิดเสียงคือ Foobar2000 → ASIO → Asus Xonar U7 ภายนอก ลำโพง Microlab Pro3. ข้อได้เปรียบหลักของลำโพงเหล่านี้คือบล็อกแอมพลิฟายเออร์แยกต่างหากบนชิป LM4766 ซึ่งสามารถถอดออกได้ทันทีในที่ห่างไกล แอมพลิฟายเออร์จากระบบมินิของ Panasonic ที่น่าสนใจกว่ามากด้วยอะคูสติกนี้พร้อม Hi-Fi ที่จารึกไว้อย่างภาคภูมิใจหรือแอมพลิฟายเออร์ของเครื่องเล่นโซเวียต Vega-109 อุปกรณ์ทั้งสองข้างต้นทำงานในคลาส AB JLH ที่นำเสนอในบทความเอาชนะสหายทั้งหมดข้างต้นในประตูเดียว ตามผลการทดสอบคนตาบอดสำหรับ 3 คน แม้ว่าจะได้ยินความแตกต่างด้วยหูเปล่าและไม่ต้องทดสอบใดๆ แต่เสียงนั้นมีรายละเอียดและโปร่งใสกว่าอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น ค่อนข้างง่ายที่จะฟังความแตกต่างระหว่าง MP3 256kbps และ FLAC ฉันเคยคิดว่าผลที่ไม่สูญเสียนั้นเหมือนกับยาหลอกมากกว่า แต่ตอนนี้ความคิดเห็นเปลี่ยนไปแล้ว ในทำนองเดียวกัน การฟังไฟล์ที่ไม่ได้ถูกบีบอัดจากสงครามความดังก็เป็นเรื่องที่น่ายินดีมากขึ้น - ช่วงไดนามิกที่น้อยกว่า 5 dB นั้นไม่เป็นน้ำแข็งเลย Linsley Hood คุ้มค่ากับเวลาและเงิน เนื่องจากแอมป์ยี่ห้อเดียวกันจะมีราคาสูงกว่ามาก

ค่าวัสดุ

หม้อแปลง 2200 ถู
ทรานซิสเตอร์เอาต์พุต (6 ชิ้นพร้อมระยะขอบ) 900 รูเบิล
ตัวเก็บประจุกรอง (4 ชิ้น) 2700 r.
"Rose" (ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุขนาดเล็กและทรานซิสเตอร์, ไดโอด) ~ 2,000 รูเบิล
หม้อน้ำ 1800 ร.
ลูกแก้ว 650 ถู
ทาสี 250 ถู
ตัวเชื่อมต่อ 600 รูเบิล
บอร์ด, สายไฟ, โลหะบัดกรีเงิน ฯลฯ ~1,000 r.
รวม ~ 12100 ถู


แอมป์สามารถส่งกำลังสูงสุด 2kW และต่อเนื่อง 1.5kW ซึ่งหมายความว่าแอมป์ตัวนี้จะเบิร์นลำโพงส่วนใหญ่ที่คุณรู้จัก หากต้องการจินตนาการถึงพลังในการทำงาน คุณสามารถเชื่อมต่อ (ซึ่งฉันไม่แนะนำอย่างยิ่งให้ทำเช่นนั้น) ลำโพง 8 โอห์มที่เชื่อมต่อซีรีส์สองตัวเข้ากับแหล่งจ่ายไฟหลัก 220V AC ในกรณีนี้ ลำโพงหนึ่งตัวจะมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจริง 110V ที่โหลด 8 โอห์ม - 1,500W คุณคิดว่าเสียงจะทำงานได้นานแค่ไหนในโหมดนี้ หากความปรารถนาที่จะจัดการกับแอมพลิฟายเออร์นี้ยังไม่หายไป ไปต่อ ...

คำอธิบายเครื่องขยายเสียง

อันดับแรก มาดูข้อกำหนดเพื่อให้ได้ 1.5kW เป็น 4 โอห์ม เราต้องการ 77.5V rms แต่เราต้องมีระยะเผื่อเนื่องจากแรงดันของแหล่งจ่ายจะลดลงภายใต้โหลด และจะมีแรงดันตกคร่อมทางแยกตัวสะสม-อิมิตเตอร์และตัวต้านทานอิมิตเตอร์เสมอ

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าควรเป็น ...

VDC = VRMS * 1.414
VDC = 77.5 * 1.414 = ±109.6V แรงดัน DC

เนื่องจากเราไม่ได้คำนึงถึงความสูญเสีย เราจึงต้องเพิ่มประมาณ 3-5V ที่ส่วนท้ายของเครื่องขยายเสียง และอีก 10V เพิ่มเติมสำหรับแรงดันตกที่แหล่งจ่ายขณะโหลดเต็ม

หม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 2 x 90V จะให้แรงดันไฟฟ้าขณะไม่มีโหลดที่ ±130V (260V ระหว่างปลายของวงจรเรียงกระแส) ดังนั้น แหล่งจ่ายไฟจึงต้องได้รับการดูแลเป็นอย่างดี

ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ได้รับการคัดเลือกว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับขั้นตอนสุดท้ายของแอมพลิฟายเออร์ สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเป็นหลัก ซึ่งส่วนใหญ่เกินขีดจำกัดของแรงดันไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์มอสเฟต. นี่เป็นจำนวนมากสำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้ว แต่ MJ15004 / 5 หรือ MJ21193 / 4 เป็นไปตามข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ดังนั้นเราจะมุ่งเน้นไปที่พวกเขา

พี = วี? / ร = 65 ? / 4 = 1056W

นั่นคือมันเท่ากับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเฉลี่ย ...
โปรดจำไว้ว่าเมื่อขับโหลดตัวต้านทานที่มีการเลื่อนเฟส 45° การกระจายพลังงานจะเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า จากนี้ไป การระบายความร้อนที่ดีเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอมพลิฟายเออร์นี้ คุณจะต้องมีฮีทซิงค์ที่ดี พัดลมระบายความร้อนแบบบังคับ (การพาความร้อนตามธรรมชาติจะไม่ช่วยอะไร)

ทรานซิสเตอร์ MJ15024/5 (หรือ MJ21193/4) ในแพ็คเกจ K-3 (เหล็กที่มีสายไฟสองเส้น เช่น KT825/827) และได้รับการจัดอันดับสำหรับการกระจาย 250W ที่อุณหภูมิ 25°C แพคเกจทรานซิสเตอร์ K-3 ถูกเลือกเนื่องจากมีอัตราการกระจายพลังงานสูงสุดเนื่องจากความต้านทานความร้อนต่ำกว่าทรานซิสเตอร์ในบรรจุภัณฑ์พลาสติกอื่นๆ

MJE340/350 ในสเตจแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้ารับประกันความเป็นเส้นตรงที่ดี แต่ถึงแม้จะมีกระแส 12mA ผ่านสเตจ แต่กำลังไฟคือ 0.72W ดังนั้น Q4, Q6, Q9 และ Q10 จึงต้องมีฮีทซิงค์ ทรานซิสเตอร์ (Q5) ซึ่งกำหนดไบอัสของขั้นตอนสุดท้าย จะต้องติดตั้งบนหม้อน้ำร่วมกับขั้วต่อและมีหน้าสัมผัสระบายความร้อนที่เชื่อถือได้

วงจรป้องกันกับ ไฟฟ้าลัดวงจร(Q7, Q8) จำกัดกระแสไว้ที่ 12A และกำลังที่ปล่อยออกมาจากทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวที่ประมาณ 175W ในขณะที่เครื่องขยายเสียงไม่ได้รับอนุญาตให้ทำงานในโหมดนี้เป็นเวลานาน
วงจรเครื่องขยายเสียงระดับมืออาชีพ 1500W

องค์ประกอบข้อเสนอแนะเพิ่มเติม (R6a และ C3a แสดงในเส้นประ) เป็นทางเลือก อาจจำเป็นเมื่อแอมพลิฟายเออร์กระตุ้นตัวเอง ไดโอด Freewheel (D9 และ D10) ปกป้องทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์จาก EMF ด้านหลังเมื่อทำงานกับโหลดตัวต้านทาน ไดโอดซีรีส์ 1N5404 สามารถทนกระแสสูงสุดถึง 200A แรงดันไฟฟ้าต้องมีอย่างน้อย 400V

ตัวต้านทาน VR1 100 omo ใช้เพื่อปรับสมดุลแอมพลิฟายเออร์สำหรับ DC ด้วยค่าส่วนประกอบที่แสดงในแผนผัง ค่าชดเชยเริ่มต้นต้องอยู่ภายใน ±25mV ก่อนการปรับจูน ตัวต้านทาน VR2 ใช้เพื่อตั้งค่ากระแสนิ่งของสเตจสุดท้าย ปรับกระแสนิ่งโดยการวัดแรงดันคร่อมตัวต้านทาน R19 หรือ R20 ซึ่งควรอยู่ภายใน 150mV
ความไวของสเตจอินพุตคือ 1.77V สำหรับ 900W ที่ 8 โอห์ม หรือ 1800W ที่ 4 โอห์ม

แหล่งจ่ายไฟ:

แหล่งจ่ายไฟที่จำเป็นสำหรับแอมพลิฟายเออร์ต้องใช้แนวทางการออกแบบอย่างจริงจัง ขั้นแรก คุณต้องมีหม้อแปลงแบบ step-down ที่มีกำลังอย่างน้อย 2kW ตัวเก็บประจุกรองไฟต้องมีพิกัด 150V และทนกระแสกระเพื่อมได้สูงสุด 10A คาปาซิเตอร์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้สามารถระเบิดได้เมื่อแอมพลิฟายเออร์ทำงานเต็มกำลัง

รายละเอียดที่สำคัญคือวงจรเรียงกระแสของสะพาน แม้ว่าบริดจ์ 35A ดูเหมือนจะใช้งานได้ แต่กระแสที่เกิดซ้ำสูงสุดนั้นเกินพิกัดของบริดจ์ ฉันแนะนำให้ใช้สะพานสองอันที่เชื่อมต่อแบบขนานตามที่แสดงในแผนภาพ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ต้องไม่ต่ำกว่า 400V และต้องติดตั้งฮีตซิงก์ให้เพียงพอสำหรับการระบายความร้อน
วงจรจ่ายไฟสำหรับเครื่องขยายเสียง 1500W

แผนภาพแสดงตัวเก็บประจุที่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุแรงดันต่ำสี่ตัว เนื่องจากหาง่ายกว่า และวงจรเรียงกระแสยังประกอบด้วยบริดจ์สองตัวที่เชื่อมต่อแบบขนาน

สามารถยกเว้นแหล่งแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมใน 5V ได้ ในขณะที่กำลังไฟฟ้าสูงสุดจะลดลงจาก 2048W เป็น 1920W ซึ่งไม่มีนัยสำคัญ
โมดูล P39 เป็นระบบซอฟต์สตาร์ทและประกอบด้วยรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวต้านทานที่มีกำลังรวม 150W และค่าความต้านทาน 33 โอห์ม

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แม้จะมีประวัติอันยาวนานแล้ว แต่ยังคงเป็นหัวข้อศึกษาที่ชื่นชอบสำหรับทั้งผู้เริ่มต้นและนักวิทยุสมัครเล่นที่นับถือ และนี่เป็นสิ่งที่เข้าใจได้ เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของแอมพลิฟายเออร์ความถี่ (เสียง) ขนาดใหญ่และต่ำที่สุด เราจะดูว่าแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ที่ง่ายที่สุดถูกสร้างขึ้นอย่างไร

การตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียง

ในเครื่องรับโทรทัศน์หรือวิทยุทุกเครื่อง ศูนย์ดนตรีหรือเครื่องขยายเสียงก็ได้ เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์เสียง (ความถี่ต่ำ - LF) ความแตกต่างระหว่างแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์เสียงกับประเภทอื่นๆ อยู่ที่การตอบสนองความถี่

เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์มีการตอบสนองความถี่สม่ำเสมอในย่านความถี่ตั้งแต่ 15 Hz ถึง 20 kHz ซึ่งหมายความว่าสัญญาณอินพุตทั้งหมดที่มีความถี่ภายในช่วงนี้จะถูกแปลง (ขยาย) โดยแอมพลิฟายเออร์ด้วยวิธีเดียวกันโดยประมาณ รูปด้านล่างแสดงเส้นโค้งในอุดมคติในพิกัด "แอมพลิฟายเออร์รับ Ku - ความถี่สัญญาณอินพุต" การตอบสนองความถี่สำหรับเครื่องขยายสัญญาณเสียง

เส้นโค้งนี้เกือบจะแบนตั้งแต่ 15 Hz ถึง 20 kHz ซึ่งหมายความว่าควรใช้แอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวสำหรับสัญญาณอินพุตที่มีความถี่ระหว่าง 15 Hz ถึง 20 kHz โดยเฉพาะ สำหรับสัญญาณอินพุตที่สูงกว่า 20 kHz หรือต่ำกว่า 15 Hz ประสิทธิภาพและคุณภาพของการทำงานจะลดลงอย่างรวดเร็ว

ประเภทของการตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียงนั้นพิจารณาจากองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้า (ERE) ของวงจรและเหนือสิ่งอื่นใดโดยทรานซิสเตอร์เอง แอมพลิฟายเออร์เสียงที่ใช้ทรานซิสเตอร์มักจะประกอบอยู่บนทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำและความถี่กลางที่มีแบนด์วิธรวมของสัญญาณอินพุตตั้งแต่สิบและหลายร้อยเฮิรตซ์ถึง 30 กิโลเฮิรตซ์

คลาสเครื่องขยายเสียง

อย่างที่คุณทราบขึ้นอยู่กับระดับความต่อเนื่องของการไหลของกระแสตลอดช่วงเวลาผ่านขั้นตอนการขยายทรานซิสเตอร์

ในคลาสการทำงาน กระแส "A" จะไหลผ่านสเตจเป็นเวลา 100% ของระยะเวลาของสัญญาณอินพุต การทำงานของคาสเคดในชั้นนี้แสดงในรูปต่อไปนี้

ในระดับการทำงานของเครื่องขยายเสียง "AB" กระแสไหลผ่านมากกว่า 50% แต่น้อยกว่า 100% ของระยะเวลาของสัญญาณอินพุต (ดูรูปด้านล่าง)

ในระดับการทำงานของขั้นตอน "B" กระแสจะไหลผ่าน 50% ของช่วงเวลาของสัญญาณอินพุตดังแสดงในรูป

และสุดท้ายในระดับการทำงานของสเตจ "C" กระแสที่ไหลผ่านจะไหลน้อยกว่า 50% ของระยะเวลาของสัญญาณอินพุต

แอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำบนทรานซิสเตอร์: การบิดเบือนในคลาสหลักของงาน

ในพื้นที่ทำงาน แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์คลาส "A" มีระดับต่ำ การบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้น. แต่ถ้าสัญญาณมีแรงดันไฟกระชากแรงกระตุ้นซึ่งนำไปสู่ความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น (สูงสุดที่ 11) จะปรากฏขึ้นรอบ ๆ ฮาร์มอนิก "มาตรฐาน" แต่ละตัวของสัญญาณเอาต์พุต สิ่งนี้ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเสียงทรานซิสเตอร์หรือเสียงโลหะ

หากเครื่องขยายสัญญาณเสียงความถี่ต่ำบนทรานซิสเตอร์มีแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เสถียร สัญญาณเอาต์พุตจะถูกมอดูเลตในแอมพลิจูดใกล้กับความถี่หลัก สิ่งนี้นำไปสู่เสียงที่กระด้างขึ้นที่ขอบด้านซ้ายของการตอบสนองความถี่ วิธีการรักษาแรงดันไฟฟ้าแบบต่างๆ ทำให้การออกแบบแอมพลิฟายเออร์ซับซ้อนขึ้น

ประสิทธิภาพโดยทั่วไป เครื่องขยายเสียงแบบปลายเดี่ยวคลาส A ไม่เกิน 20% เนื่องจากทรานซิสเตอร์เปิดตลอดเวลาและการไหลต่อเนื่องของส่วนประกอบกระแสตรง คุณสามารถสร้าง push-pull ของแอมพลิฟายเออร์คลาส A ได้ ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ครึ่งคลื่นของสัญญาณจะไม่สมมาตรมากขึ้น การถ่ายโอนน้ำตกจากเวิร์กคลาส "A" ไปยังเวิร์กคลาส "AB" จะเพิ่มการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นเป็นสี่เท่า แม้ว่าประสิทธิภาพของวงจรจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

ในแอมพลิฟายเออร์ของคลาส "AB" และ "B" การบิดเบือนจะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับสัญญาณลดลง คุณต้องการเปิดแอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวให้ดังขึ้นโดยไม่สมัครใจเพื่อเติมเต็มความรู้สึกของพลังและไดนามิกของดนตรี แต่บ่อยครั้งสิ่งนี้ไม่ได้ช่วยอะไรมากนัก

ชั้นเรียนระดับกลางของการทำงาน

คลาสของงาน "A" มีความหลากหลาย - คลาส "A +" ในกรณีนี้ทรานซิสเตอร์อินพุตแรงดันต่ำของแอมพลิฟายเออร์ของคลาสนี้ทำงานในคลาส "A" และทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแรงดันสูงของแอมพลิฟายเออร์เมื่อสัญญาณอินพุตเกินระดับหนึ่งให้เข้าสู่คลาส "B" หรือ "AB" ประสิทธิภาพของการลดหลั่นดังกล่าวดีกว่าในคลาสบริสุทธิ์ "A" และการบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้นจะน้อยกว่า (มากถึง 0.003%) อย่างไรก็ตามเสียงของพวกเขายังเป็น "โลหะ" เนื่องจากมีฮาร์โมนิกสูงกว่าในสัญญาณเอาต์พุต

สำหรับแอมพลิฟายเออร์ของคลาสอื่น - "AA" ระดับความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นจะต่ำกว่า - ประมาณ 0.0005% แต่ยังมีฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นด้วย

กลับไปใช้แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์คลาส "A" หรือไม่

ทุกวันนี้ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขาการสร้างเสียงคุณภาพสูงแนะนำให้กลับไปใช้แอมพลิฟายเออร์หลอด เนื่องจากระดับของการบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้นและฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นที่นำเข้าโดยพวกเขาในสัญญาณเอาต์พุตนั้นต่ำกว่าทรานซิสเตอร์อย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบเหล่านี้ถูกหักล้างไปอย่างมากจากความต้องการหม้อแปลงที่ตรงกันระหว่างสเตจเอาต์พุตของท่อความต้านทานสูงและความต้านทานต่ำ ลำโพง. อย่างไรก็ตาม แอมพลิไฟเออร์แบบทรานซิสเตอไรซ์อย่างง่ายยังสามารถสร้างได้ด้วยเอาต์พุตของหม้อแปลงดังที่แสดงไว้ด้านล่าง

นอกจากนี้ยังมีมุมมองที่ว่าเฉพาะแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบหลอดไฮบริดเท่านั้นที่สามารถให้คุณภาพเสียงขั้นสูงสุด ทุกขั้นตอนเป็นแบบ single-end ไม่ครอบคลุม และทำงานในคลาส "A" นั่นคือผู้ติดตามพลังงานคือเครื่องขยายเสียงบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียว รูปแบบสามารถมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ทำได้ (ในคลาส "A") ไม่เกิน 50% แต่ทั้งพลังและประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของการสร้างเสียง ในกรณีนี้ คุณภาพและความเป็นเชิงเส้นของคุณลักษณะของ ERE ทั้งหมดในวงจรมีความสำคัญเป็นพิเศษ

เนื่องจากวงจรปลายด้านเดียวได้รับมุมมองดังกล่าว เราจะพิจารณาด้านล่าง ตัวเลือกที่เป็นไปได้.

แอมพลิฟายเออร์แบบปลายเดี่ยวพร้อมทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว

วงจรที่ทำด้วยอีซีแอลทั่วไปและการเชื่อมต่อ RC สำหรับสัญญาณอินพุตและเอาท์พุตสำหรับการทำงานในคลาส "A" แสดงอยู่ในรูปด้านล่าง

แสดงทรานซิสเตอร์ npn Q1 ตัวสะสมเชื่อมต่อกับขั้วบวก +Vcc ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส R3 และอิมิตเตอร์เชื่อมต่อกับ -Vcc เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ โครงสร้าง p-n-pจะมีวงจรเหมือนกัน แต่สายไฟกลับกัน

C1 เป็นตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนโดยแยกแหล่งอินพุต AC ออกจากแหล่งจ่ายแรงดัน DC Vcc ในเวลาเดียวกัน C1 ไม่ได้ป้องกันการผ่านของกระแสไฟสลับผ่านทางแยกเบส-อิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q1 ตัวต้านทาน R1 และ R2 พร้อมด้วยความต้านทานของทางแยก "E - B" สร้าง Vcc เพื่อเลือกจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ Q1 ในโหมดคงที่ โดยทั่วไปสำหรับวงจรนี้คือค่า R2 = 1 kOhm และตำแหน่งของจุดทำงานคือ Vcc / 2 R3 เป็นตัวต้านทานโหลดของวงจรคอลเลกเตอร์และทำหน้าที่สร้างบนคอลเลกเตอร์ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสัญญาณขาออก

สมมติว่า Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ และอัตราขยายปัจจุบัน h = 150 เราเลือกแรงดันอิมิตเตอร์ Ve = 9 V และแรงดันตกที่จุดแยก EB คือ Vbe = 0.7 V ค่านี้สอดคล้องกับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนที่เรียกว่า หากเราพิจารณาเครื่องขยายเสียง ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมจากนั้นแรงดันตกคร่อมช่วงเปิด "E - B" จะเท่ากับ Vbe \u003d 0.3 V.

กระแสอิมิตเตอร์โดยประมาณเท่ากับกระแสคอลเลกเตอร์

คือ = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic

กระแสเบส Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA

แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 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

จำเป็นต้องใช้ C2 เพื่อสร้างวงจรสำหรับทางเดินขององค์ประกอบตัวแปรของกระแสอิมิตเตอร์ (จริง ๆ แล้วคือกระแสสะสม) หากไม่มีตัวต้านทาน R2 จะ จำกัด ส่วนประกอบตัวแปรอย่างรุนแรงเพื่อให้แอมพลิฟายเออร์ที่เป็นปัญหา ทรานซิสเตอร์สองขั้วจะมีอัตราขยายกระแสต่ำ

ในการคำนวณของเรา เราสันนิษฐานว่า Ic = Ib h โดยที่ Ib คือกระแสเบสที่ไหลเข้าจากอิมิตเตอร์และเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไบอัสจ่ายให้กับฐาน อย่างไรก็ตาม ผ่านฐานเสมอ (ทั้งแบบมีและไม่มีไบแอส) กระแสไฟรั่วจากตัวสะสม Icb0 ก็จะไหลเช่นกัน ดังนั้นกระแสสะสมที่แท้จริงคือ Ic = Ib h + Icb0 h, เช่น กระแสไฟรั่วในวงจรที่มี OE เพิ่มขึ้น 150 เท่า หากเรากำลังพิจารณาแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม สถานการณ์นี้จะต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณ ความจริงก็คือ พวกมันมี Icb0 ที่มีนัยสำคัญของลำดับของ μA หลายตัว ในซิลิคอนนั้นมีขนาดเล็กกว่าสามลำดับ (ประมาณสองสาม nA) ดังนั้นจึงมักถูกละเลยในการคำนวณ

แอมพลิฟายเออร์แบบ Single End พร้อมทรานซิสเตอร์ MIS

เช่นเดียวกับเครื่องขยายเสียงใด ๆ ทรานซิสเตอร์สนามผล, วงจรที่อยู่ระหว่างการพิจารณามีอะนาล็อกของตัวเองในหมู่แอมพลิฟายเออร์ ดังนั้นเราจึงพิจารณาอะนาล็อกของวงจรก่อนหน้าด้วยอีซีแอลทั่วไป สร้างขึ้นโดยใช้แหล่งสัญญาณทั่วไปและการเชื่อมต่อ RC สำหรับสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตสำหรับการทำงานในคลาส "A" และแสดงในรูปด้านล่าง

ที่นี่ C1 เป็นตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนเดียวกันโดยแยกแหล่งที่มาของสัญญาณอินพุตสลับออกจากแหล่งที่มาของแรงดันคงที่ Vdd อย่างที่คุณทราบ แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ใด ๆ จะต้องมีศักยภาพเกทของทรานซิสเตอร์ MIS ต่ำกว่าศักยภาพของแหล่งที่มา ในวงจรนี้ เกตจะต่อสายดินโดย R1 ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความต้านทานสูง (100 kΩ ถึง 1 MΩ) เพื่อไม่ให้สัญญาณอินพุตหักเห แทบไม่มีกระแสผ่าน R1 ดังนั้นศักย์ของเกทในกรณีที่ไม่มีสัญญาณเข้าจะเท่ากับศักย์ไฟฟ้าของกราวด์ ศักยภาพของแหล่งจ่ายสูงกว่าศักย์ไฟฟ้ากราวด์เนื่องจากแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R2 ดังนั้น ศักยภาพของเกตจึงต่ำกว่าศักยภาพของแหล่งที่มา ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของ Q1 ตัวเก็บประจุ C2 และตัวต้านทาน R3 มีจุดประสงค์เดียวกับในวงจรก่อนหน้า เนื่องจากเป็นวงจรแหล่งร่วม สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตจึงอยู่นอกเฟส 180°

เครื่องขยายเสียงพร้อมเอาต์พุตหม้อแปลง

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบง่ายขั้นตอนที่สามที่แสดงในรูปด้านล่างยังผลิตขึ้นตามวงจรอิมิตเตอร์ทั่วไปสำหรับการทำงานในคลาส "A" แต่เชื่อมต่อกับลำโพงอิมพีแดนซ์ต่ำผ่านหม้อแปลงที่ตรงกัน

ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง T1 คือโหลดของวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ Q1 และพัฒนาสัญญาณเอาต์พุต T1 ส่งสัญญาณเอาต์พุตไปยังลำโพงและตรวจสอบให้แน่ใจว่าอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ตรงกับอิมพีแดนซ์ของลำโพงต่ำ (ตามลำดับไม่กี่โอห์ม)

ตัวแบ่งแรงดันของแหล่งจ่ายไฟของตัวเก็บประจุ Vcc ซึ่งประกอบอยู่บนตัวต้านทาน R1 และ R3 ให้ทางเลือกของจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ Q1 (จ่ายแรงดันไบอัสให้กับฐาน) จุดประสงค์ขององค์ประกอบที่เหลือของแอมพลิฟายเออร์นั้นเหมือนกับในวงจรก่อนหน้า

เครื่องขยายเสียงแบบกดดึง

แอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำแบบกด-ดึงทรานซิสเตอร์สองตัวจะแยกความถี่อินพุตออกเป็นครึ่งคลื่นต่อต้านเฟสสองเฟส ซึ่งแต่ละแอมปลิฟายด์โดยสเตจทรานซิสเตอร์ของตัวเอง หลังจากการขยายดังกล่าว ครึ่งคลื่นจะรวมกันเป็นสัญญาณฮาร์มอนิกที่สมบูรณ์ ซึ่งจะถูกส่งไปยังระบบลำโพง แน่นอนว่าการแปลงสัญญาณความถี่ต่ำ (การแยกและการรวมใหม่) ทำให้เกิดการบิดเบือนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เนื่องจากความแตกต่างของความถี่และคุณสมบัติไดนามิกของทรานซิสเตอร์สองตัวของวงจร การบิดเบือนเหล่านี้จะลดคุณภาพเสียงที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง

แอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลที่ทำงานในคลาส "A" ไม่ทำให้เกิดความซับซ้อน สัญญาณเสียงเนื่องจากกระแสคงที่ที่มีขนาดเพิ่มขึ้นไหลอย่างต่อเนื่องในไหล่ของพวกเขา สิ่งนี้นำไปสู่การไม่สมมาตรของครึ่งคลื่นของสัญญาณ การบิดเบือนเฟส และท้ายที่สุดคือการสูญเสียความชัดเจนของเสียง อุ่นเครื่องสอง ทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังเพิ่มความเพี้ยนของสัญญาณเป็นสองเท่าในย่านต่ำและอินฟราเรด ความถี่ต่ำ. แต่ถึงกระนั้น ข้อได้เปรียบหลักของวงจรพุชพูลคือประสิทธิภาพที่ยอมรับได้และกำลังขับที่เพิ่มขึ้น

วงจรขยายกำลังทรานซิสเตอร์แบบพุชพูลแสดงอยู่ในรูป

นี่คือแอมพลิฟายเออร์สำหรับคลาส "A" แต่คลาส "AB" และแม้แต่ "B" ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน

เพาเวอร์แอมป์ทรานซิสเตอร์แบบไม่มีหม้อแปลง

Transformers แม้จะประสบความสำเร็จในการย่อขนาด แต่ก็ยังเป็น ERE ที่มีขนาดใหญ่ หนัก และแพงที่สุด ดังนั้นจึงพบวิธีที่จะกำจัดหม้อแปลงออกจากวงจรพุชพูลโดยดำเนินการกับทรานซิสเตอร์คู่ประกอบที่ทรงพลังสองตัว ประเภทต่างๆ(n-p-n และ p-n-p). เพาเวอร์แอมป์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้หลักการนี้และออกแบบมาเพื่อทำงานในคลาส "B" ไดอะแกรมของเพาเวอร์แอมป์ดังแสดงในภาพด้านล่าง

ทรานซิสเตอร์ทั้งสองนั้นเชื่อมต่อกันตามวงจรตัวสะสมทั่วไป (ตัวติดตามอิมิตเตอร์) ดังนั้นวงจรจึงถ่ายโอนแรงดันอินพุตไปยังเอาต์พุตโดยไม่มีการขยายสัญญาณ หากไม่มีสัญญาณอินพุตแสดงว่าทรานซิสเตอร์ทั้งสองอยู่ที่ขอบของสถานะเปิด แต่จะปิดอยู่

เมื่อป้อนสัญญาณฮาร์มอนิก ครึ่งคลื่นบวกจะเปิด TR1 แต่แปล ทรานซิสเตอร์ pnp TR2 เข้าสู่โหมดคัตออฟอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นมีเพียงครึ่งคลื่นบวกของกระแสขยายเท่านั้นที่ไหลผ่านโหลด ครึ่งคลื่นเชิงลบของสัญญาณอินพุตจะเปิดเฉพาะ TR2 และปิด TR1 เพื่อให้โหลดครึ่งคลื่นเชิงลบของกระแสขยายจ่ายให้กับโหลด เป็นผลให้สัญญาณไซน์ไซด์ที่ขยายเต็มกำลัง (เนื่องจากกำลังขยายปัจจุบัน) ถูกปล่อยออกมาที่โหลด

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์เดี่ยว

ในการดูดซึมข้างต้นเราจะประกอบแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์อย่างง่ายด้วยมือของเราเองและค้นหาวิธีการทำงาน

ในฐานะที่เป็นโหลดของทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำ T ของประเภท BC107 เราเปิดหูฟังที่มีความต้านทาน 2-3 kOhm เราใช้แรงดันไบอัสกับฐานจากตัวต้านทานความต้านทานสูง R* ที่ 1 MΩ เราเชื่อมต่อตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบแยกส่วน C ที่มีความจุ 10 μFถึง 100 μFในวงจรฐาน T เราจะจ่ายพลังงานให้วงจรจากแบตเตอรี่ 4.5 V / 0.3 A

หากไม่ได้เชื่อมต่อ R* แสดงว่าไม่มีทั้ง Ib กระแสฐานหรือ Ic กระแสสะสม หากเชื่อมต่อตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้าที่ฐานจะเพิ่มขึ้นเป็น 0.7 V และกระแส Ib = 4 μAจะไหลผ่าน อัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์คือ 250 ซึ่งให้ Ic = 250Ib = 1 mA

หลังจากประกอบแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์อย่างง่ายด้วยมือของเราเอง ตอนนี้เราสามารถทดสอบได้แล้ว เชื่อมต่อหูฟังและวางนิ้วของคุณบนจุดที่ 1 ของไดอะแกรม คุณจะได้ยินเสียงดัง ร่างกายของคุณรับรู้การแผ่รังสีของไฟหลักที่ความถี่ 50 Hz เสียงที่คุณได้ยินจากหูฟังคือการแผ่รังสีนี้ ซึ่งขยายโดยทรานซิสเตอร์เท่านั้น ให้เราอธิบายกระบวนการนี้โดยละเอียด แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 50 Hz เชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ผ่านตัวเก็บประจุ C ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าที่ฐานจะเท่ากับผลรวมของแรงดันไบอัส DC (ประมาณ 0.7 V) ที่มาจากตัวต้านทาน R* และแรงดันไฟ AC แบบนิ้ว เป็นผลให้กระแสสะสมได้รับส่วนประกอบสลับที่มีความถี่ 50 Hz นี้ กระแสสลับใช้เพื่อเลื่อนไดอะแฟรมของลำโพงไปมาที่ความถี่เดียวกัน ซึ่งหมายความว่าเราจะได้ยินเสียงโทน 50Hz ที่เอาต์พุต

การฟังระดับเสียง 50 Hz นั้นไม่น่าสนใจมากนัก คุณจึงสามารถเชื่อมต่อแหล่งสัญญาณความถี่ต่ำ (เครื่องเล่นซีดีหรือไมโครโฟน) กับจุดที่ 1 และ 2 และฟังเสียงพูดหรือเพลงที่มีการขยายเสียงได้

ขณะนี้บนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาวงจรจำนวนมากสำหรับแอมพลิฟายเออร์ต่างๆ บนไมโครเซอร์กิต ส่วนใหญ่เป็นซีรีย์ TDA มีลักษณะค่อนข้างดี ประสิทธิภาพดี และไม่แพงนัก ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่นิยม อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับพื้นหลังแล้ว แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ยังคงถูกลืมอย่างไม่สมควร ซึ่งแม้ว่าจะตั้งค่าได้ยาก แต่ก็น่าสนใจไม่น้อย

วงจรขยายเสียง

ในบทความนี้เราจะพิจารณาขั้นตอนการประกอบแอมพลิฟายเออร์ที่ผิดปกติมากซึ่งทำงานในคลาส "A" และมีทรานซิสเตอร์เพียง 4 ตัว โครงการนี้ได้รับการพัฒนาในปี 2512 โดยวิศวกรชาวอังกฤษ John Linsley Hood แม้ว่าเขาจะอายุมากแล้ว แต่ก็ยังคงมีความเกี่ยวข้องจนถึงทุกวันนี้

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ต้องการการปรับแต่งและการเลือกทรานซิสเตอร์อย่างระมัดระวัง รูปแบบนี้ไม่มีข้อยกเว้นแม้ว่าจะดูเรียบง่ายมากก็ตาม ทรานซิสเตอร์ VT1 - อินพุต, โครงสร้าง PNP คุณสามารถทดลองกับทรานซิสเตอร์ PNP พลังงานต่ำต่างๆ ได้ รวมถึงทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม เช่น MP42 ทรานซิสเตอร์เช่น 2N3906, BC212, BC546, KT361 ได้พิสูจน์ตัวเองเป็นอย่างดีในวงจรนี้ว่า VT1 ทรานซิสเตอร์ VT2 - โครงสร้าง NPN พลังงานปานกลางหรือต่ำ KT801, KT630, KT602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165 เหมาะสมที่นี่ ความสนใจเป็นพิเศษควรให้ความสนใจกับเอาต์พุตทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 หรือมากกว่านั้น KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198 เหมาะสมอย่างยิ่งที่นี่ จำเป็นต้องเลือกทรานซิสเตอร์สองตัวที่เหมือนกันโดยมีอัตราขยายใกล้เคียงกันมากที่สุดในขณะที่ควรมากกว่า 120 หากอัตราขยายของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตน้อยกว่า 120 จะต้องวางทรานซิสเตอร์ที่มีอัตราขยายสูง (300 ขึ้นไป) ในระยะขับ (VT2)

การเลือกระดับเครื่องขยายเสียง

การจัดอันดับบางอย่างในวงจรจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าของวงจรและความต้านทานโหลด ตัวเลือกที่เป็นไปได้บางอย่างแสดงอยู่ในตาราง:


ไม่แนะนำให้เพิ่มแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 40 โวลต์ ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตอาจล้มเหลว คุณสมบัติของแอมพลิฟายเออร์คลาส A คือกระแสไฟนิ่งขนาดใหญ่ และส่งผลให้ทรานซิสเตอร์มีความร้อนสูง ตัวอย่างเช่น ด้วยแรงดันไฟฟ้า 20 โวลต์และกระแสไฟนิ่ง 1.5 แอมแปร์ แอมพลิฟายเออร์จะกินไฟ 30 วัตต์ โดยไม่คำนึงว่าสัญญาณจะถูกป้อนเข้าหรือไม่ ในเวลาเดียวกัน ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตแต่ละตัวจะกระจายความร้อน 15 วัตต์ และนี่คือพลังของหัวแร้งขนาดเล็ก! ดังนั้นต้องติดตั้งทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 บนหม้อน้ำขนาดใหญ่โดยใช้แผ่นระบายความร้อน
แอมพลิฟายเออร์นี้มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตัวเอง ดังนั้นวงจร Zobel จึงวางอยู่ที่เอาต์พุต: ตัวต้านทาน 10 โอห์มและตัวเก็บประจุ 100 nF ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมระหว่างกราวด์และจุดร่วมของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต (วงจรนี้แสดงในแผนภาพด้วยเส้นประ)
เมื่อคุณเปิดแอมพลิฟายเออร์ในช่องว่างของสายจ่ายไฟเป็นครั้งแรก คุณต้องเปิดแอมมิเตอร์เพื่อควบคุมกระแสนิ่ง จนกว่าทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะอุ่นขึ้นจนถึงอุณหภูมิในการทำงาน มันอาจจะลอยขึ้นเล็กน้อย ซึ่งเป็นเรื่องปกติ นอกจากนี้ เมื่อคุณเปิดเครื่องเป็นครั้งแรก คุณต้องวัดแรงดันระหว่างจุดร่วมของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต (ตัวสะสม VT4 และตัวส่ง VT3) และกราวด์ ควรมีแรงดันครึ่งหนึ่งของแหล่งจ่าย หากแรงดันไฟฟ้าแตกต่างกันขึ้นหรือลง คุณต้องหมุนตัวต้านทานการปรับค่า R2

บอร์ดเครื่องขยายเสียง:

(ดาวน์โหลด: 456)


บอร์ดนี้ทำโดยวิธี LUT

เครื่องขยายเสียงที่ฉันสร้างขึ้น






คำสองสามคำเกี่ยวกับตัวเก็บประจุ อินพุตและเอาต์พุต ความจุของตัวเก็บประจุอินพุตในแผนภาพแสดงเป็น 0.1 uF แต่ความจุนี้ไม่เพียงพอ ควรติดตั้งตัวเก็บประจุแบบฟิล์มที่มีความจุ 0.68 - 1 μFเป็นอินพุต มิฉะนั้นอาจเกิดการตัดความถี่ต่ำที่ไม่ต้องการได้ ควรใช้ตัวเก็บประจุเอาต์พุต C5 สำหรับแรงดันไฟฟ้าไม่น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้า คุณไม่ควรโลภด้วยความจุเช่นกัน
ข้อดีของวงจรขยายนี้คือไม่เป็นอันตรายต่อลำโพง ระบบลำโพงเนื่องจากลำโพงเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน (C5) ซึ่งหมายความว่าเมื่อแรงดันคงที่ปรากฏขึ้นที่เอาต์พุต ตัวอย่างเช่น เมื่อเครื่องขยายเสียงทำงานล้มเหลว ลำโพงจะยังคงอยู่เหมือนเดิม เนื่องจากตัวเก็บประจุจะไม่ยอมให้แรงดันคงที่ผ่าน


สำหรับใครที่พบว่ามันยากที่จะเลือกวงจรแรกสำหรับการประกอบ ผมอยากแนะนำแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ 1 ตัวนี้ วงจรนี้ง่ายมาก และสามารถทำได้ทั้งแบบพื้นผิวและแบบพิมพ์

ฉันต้องบอกทันทีว่าการประกอบแอมพลิฟายเออร์นี้เป็นเพียงการทดลองเท่านั้นเนื่องจากคุณภาพเสียงจะอยู่ในระดับเครื่องรับจีนราคาถูก - สแกนเนอร์ที่ดีที่สุด หากมีใครต้องการประกอบเครื่องขยายเสียงกำลังต่ำที่มีคุณภาพเสียงดีขึ้น ให้ใช้ไมโครเซอร์กิตทีดีเอ 2822ม คุณสามารถไปที่ลิงค์ต่อไปนี้:


ลำโพงพกพาสำหรับเครื่องเล่นหรือโทรศัพท์บนชิป tda2822m
ภาพการทดสอบเครื่องขยายเสียง:


รูปต่อไปนี้แสดงชิ้นส่วนที่จำเป็น:

สามารถใช้ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ขนาดกลางและกำลังสูงเกือบทุกชนิดในวงจรได้ n-p-n โครงสร้างเช่น KT 817 เป็นที่พึงปรารถนาที่จะใส่ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มที่อินพุตโดยมีความจุ 0.22 - 1 μF ตัวอย่างของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในภาพต่อไปนี้:

ฉันนำภาพวาดของแผงวงจรพิมพ์จากโปรแกรมรูปแบบ Sprint :


สัญญาณนำมาจากเอาต์พุตของเครื่องเล่น mp3 หรือโทรศัพท์ ใช้กราวด์และหนึ่งในช่องสัญญาณ ในรูปต่อไปนี้ คุณสามารถดูแผนภาพการเดินสายสำหรับปลั๊กแจ็ค 3.5 สำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งสัญญาณ:


หากต้องการ แอมพลิฟายเออร์นี้สามารถติดตั้งตัวควบคุมระดับเสียงได้โดยการเชื่อมต่อโพเทนชิออมิเตอร์ 50 KΩ ตามแบบแผนมาตรฐาน ใช้ 1 ช่องสัญญาณ:


ควบคู่ไปกับแหล่งจ่ายไฟ หากไม่มีตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าความจุสูงในแหล่งจ่ายไฟหลังจากไดโอดบริดจ์ คุณต้องจ่ายอิเล็กโทรไลต์ 1,000 - 2200 uF โดยมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของวงจร
ตัวอย่างของตัวเก็บประจุดังกล่าว:

ดาวน์โหลด แผงวงจรพิมพ์แอมพลิฟายเออร์บนทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวสำหรับโปรแกรมเค้าโครงวิ่งสามารถพบได้ในส่วนของเว็บไซต์ ไฟล์ของฉัน

คุณสามารถประเมินคุณภาพเสียงของแอมพลิฟายเออร์นี้ได้โดยดูวิดีโอการทำงานในช่องของเรา