Κυκλώματα ενισχυτών χαμηλής συχνότητας σε τρανζίστορ. Ισχυρός και υψηλής ποιότητας σπιτικός ενισχυτής ήχου. Βίντεο: Φτιάξτο μόνος σου συνεστραμμένα καλώδια διασύνδεσης

Ο ενισχυτής που προσφέρεται στην πολύτιμη προσοχή σας είναι εύκολος στη συναρμολόγηση, τρομερά εύκολος στη ρύθμιση (στην πραγματικότητα δεν το απαιτεί), δεν περιέχει ιδιαίτερα σπάνια εξαρτήματα και ταυτόχρονα έχει πολύ καλά χαρακτηριστικά και τραβάει εύκολα τα λεγόμενα hi-fi, που αγαπήθηκε τόσο πολύ από τους περισσότερους πολίτες.Ο ενισχυτής μπορεί να λειτουργήσει σε φορτίο 4 και 8 ohms, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε γεφύρωση σε φορτίο 8 ohms, ενώ θα δώσει 200 ​​watt στο φορτίο.

Τα κύρια χαρακτηριστικά:

Τάση τροφοδοσίας, V .............................................. .................±35
Κατανάλωση ρεύματος σε αθόρυβη λειτουργία, mA ..................................... 100
Αντίσταση εισόδου, kOhm ................................................ ........... 24
Ευαισθησία (100 W, 8 Ohm), V.......................................... .......... ...... 1.2
Ισχύς εξόδου (KG=0,04%), W...................................... .. ...... 80
Αναπαραγώγιμη περιοχή συχνοτήτων, Hz .............................. 10 - 30000
Λόγος σήματος προς θόρυβο (χωρίς στάθμιση), dB.......................................... -73

Ο ενισχυτής είναι εντελώς σε διακριτά στοιχεία, χωρίς οπ ενισχυτές και άλλα κόλπα. Όταν λειτουργεί με φορτίο 4 ohms και τροφοδοτικό 35 V, ο ενισχυτής αναπτύσσει ισχύ έως και 100 Watt. Εάν υπάρχει ανάγκη σύνδεσης φορτίου 8 ohm, η ισχύς μπορεί να αυξηθεί στα +/-42 V, σε αυτήν την περίπτωση, θα λάβουμε τα ίδια 100 watt.Δεν συνιστάται ανεπιφύλακτα να αυξήσετε την τάση τροφοδοσίας πάνω από 42 V, διαφορετικά μπορείτε να μείνετε χωρίς τρανζίστορ εξόδου. Κατά τη λειτουργία σε λειτουργία γέφυρας, πρέπει να χρησιμοποιείται φορτίο 8 ohm, διαφορετικά, πάλι, χάνουμε κάθε ελπίδα για την επιβίωση των τρανζίστορ εξόδου. Παρεμπιπτόντως, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν υπάρχει προστασία από βραχυκύκλωμα στο φορτίο, επομένως πρέπει να είστε προσεκτικοί.Για να χρησιμοποιήσετε τον ενισχυτή σε λειτουργία γεφύρωσης, είναι απαραίτητο να στερεώσετε την είσοδο MT στην έξοδο άλλου ενισχυτή, στην είσοδο του οποίου εφαρμόζεται το σήμα. Η είσοδος που απομένει είναι κλειστή σε ένα κοινό καλώδιο. Η αντίσταση R11 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του ρεύματος ηρεμίας των τρανζίστορ εξόδου. Ο πυκνωτής C4 καθορίζει το ανώτερο όριο του κέρδους και δεν πρέπει να το μειώσετε - αποκτήστε αυτοδιέγερση σε υψηλές συχνότητες.
Όλες οι αντιστάσεις είναι 0,25W εκτός από τις R18, R12, R13, R16, R17. Τα τρία πρώτα είναι 0,5 W, τα δύο τελευταία είναι 5 W το καθένα. Το HL1 LED δεν είναι για ομορφιά, επομένως δεν χρειάζεται να κολλήσετε μια εξαιρετικά φωτεινή δίοδο στο κύκλωμα και να την εξάγετε στον μπροστινό πίνακα. Η δίοδος πρέπει να είναι το πιο κοινό πράσινο χρώμα - αυτό είναι σημαντικό, καθώς τα LED άλλων χρωμάτων έχουν διαφορετική πτώση τάσης.Εάν ξαφνικά κάποιος ήταν άτυχος και δεν μπορούσε να πάρει τα τρανζίστορ εξόδου MJL4281 και MJL4302, μπορούν να αντικατασταθούν με MJL21193 και MJL21194, αντίστοιχα.Είναι καλύτερο να κάνετε μια μεταβλητή αντίσταση R11 πολλαπλών στροφών, αν και μια κανονική είναι επίσης κατάλληλη. Δεν υπάρχει τίποτα κρίσιμο εδώ - είναι απλώς πιο βολικό να ρυθμίσετε το ρεύμα ηρεμίας.

Οι ενισχυτές χαμηλής συχνότητας (ULF) χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή αδύναμων σημάτων μιας κυρίως περιοχής ήχου σε πιο ισχυρά σήματα που είναι αποδεκτά για άμεση αντίληψη μέσω ηλεκτροδυναμικών ή άλλων εκπομπών ήχου.

Σημειώστε ότι οι ενισχυτές υψηλής συχνότητας έως συχνότητες 10 ... 100 MHz κατασκευάζονται σύμφωνα με παρόμοια σχήματα, η όλη διαφορά συνήθως οφείλεται στο γεγονός ότι οι τιμές των χωρητικοτήτων των πυκνωτών τέτοιων ενισχυτών μειώνονται όσες φορές η συχνότητα του σήματος υψηλής συχνότητας υπερβαίνει τη συχνότητα του σήματος χαμηλής συχνότητας.

Ένας απλός ενισχυτής μονού τρανζίστορ

Το απλούστερο ULF, κατασκευασμένο σύμφωνα με το σχήμα με έναν κοινό πομπό, φαίνεται στο Σχ. 1. Ως φορτίο χρησιμοποιήθηκε τηλεφωνική κάψουλα. Η επιτρεπόμενη τάση τροφοδοσίας για αυτόν τον ενισχυτή είναι 3 ... 12 V.

Είναι επιθυμητό να προσδιοριστεί πειραματικά η τιμή της αντίστασης πόλωσης R1 (δεκάδες kΩ), καθώς η βέλτιστη τιμή της εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας του ενισχυτή, την αντίσταση της τηλεφωνικής κάψουλας και τον συντελεστή μετάδοσης μιας συγκεκριμένης περίπτωσης του τρανζίστορ .

Ρύζι. 1. Σχέδιο ενός απλού ULF σε ένα τρανζίστορ + πυκνωτή και αντίσταση.

Για να επιλέξετε την αρχική τιμή της αντίστασης R1, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η τιμή της πρέπει να είναι περίπου εκατό ή περισσότερες φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα φορτίου. Για να επιλέξετε μια αντίσταση πόλωσης, συνιστάται να συνδέσετε σε σειρά μια σταθερή αντίσταση με αντίσταση 20 ... 30 kOhm και μια μεταβλητή αντίσταση με αντίσταση 100 ... 1000 kOhm, μετά την οποία, εφαρμόζοντας έναν ήχο μικρού πλάτους σήμα στην είσοδο του ενισχυτή, για παράδειγμα, από ένα μαγνητόφωνο ή συσκευή αναπαραγωγής, περιστρέφοντας το κουμπί μεταβλητής αντίστασης, επιτυγχάνετε την καλύτερη ποιότητα σήματος στην υψηλότερη ένταση.

Η τιμή της χωρητικότητας του μεταβατικού πυκνωτή C1 (Εικ. 1) μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 100 microfarads: όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή αυτής της χωρητικότητας, τόσο χαμηλότερες συχνότητες μπορεί να ενισχύσει το ULF. Για να κυριαρχήσετε την τεχνική της ενίσχυσης χαμηλών συχνοτήτων, συνιστάται να πειραματιστείτε με την επιλογή των τιμών των στοιχείων και των τρόπων λειτουργίας των ενισχυτών (Εικ. 1 - 4).

Βελτιωμένες επιλογές ενισχυτή μονού τρανζίστορ

Πολύπλοκο και βελτιωμένο σε σύγκριση με το σχήμα στο σχ. 1 κυκλώματα ενισχυτή φαίνονται στο σχ. 2 και 3. Στο διάγραμμα στο σχ. 2, το στάδιο ενίσχυσης περιέχει επιπλέον ένα κύκλωμα αρνητικής ανάδρασης που εξαρτάται από τη συχνότητα (αντίσταση R2 και πυκνωτής C2), το οποίο βελτιώνει την ποιότητα του σήματος.

Ρύζι. 2. Σχέδιο ULF ενός τρανζίστορ με αλυσίδα αρνητικής ανάδρασης που εξαρτάται από τη συχνότητα.

Ρύζι. 3. Ένας ενισχυτής μονού τρανζίστορ με διαχωριστή για την παροχή τάσης πόλωσης στη βάση του τρανζίστορ.

Ρύζι. 4. Ενισχυτής μονού τρανζίστορ με αυτόματη ρύθμιση πόλωσης για τη βάση του τρανζίστορ.

Στο διάγραμμα στο σχ. 3, η πόλωση στη βάση του τρανζίστορ ρυθμίζεται πιο «άκαμπτα» χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστικό, το οποίο βελτιώνει την ποιότητα του ενισχυτή όταν αλλάζουν οι συνθήκες λειτουργίας του. Μια "αυτόματη" ρύθμιση πόλωσης που βασίζεται σε ένα τρανζίστορ ενίσχυσης χρησιμοποιείται στο κύκλωμα στο σχ. 4.

Ενισχυτής τρανζίστορ δύο σταδίων

Συνδέοντας σε σειρά δύο απλά στάδια ενίσχυσης (Εικ. 1), μπορείτε να αποκτήσετε ένα ULF δύο σταδίων (Εικ. 5). Το κέρδος ενός τέτοιου ενισχυτή είναι ίσο με το γινόμενο των απολαβών των επιμέρους σταδίων. Ωστόσο, δεν είναι εύκολο να αποκτήσετε ένα μεγάλο σταθερό κέρδος με μια επακόλουθη αύξηση του αριθμού των σταδίων: ο ενισχυτής πιθανότατα θα αυτοδιεγερθεί.

Ρύζι. 5. Σχέδιο απλού ενισχυτή μπάσων δύο σταδίων.

Οι νέες εξελίξεις των ενισχυτών χαμηλής συχνότητας, τα κυκλώματα των οποίων αναφέρονται συχνά στις σελίδες των περιοδικών τα τελευταία χρόνια, στοχεύουν στην επίτευξη ενός ελάχιστου συντελεστή μη γραμμικής παραμόρφωσης, στην αύξηση της ισχύος εξόδου, στην επέκταση του εύρους ζώνης των ενισχυμένων συχνοτήτων κ.λπ.

Ταυτόχρονα, κατά τη ρύθμιση διαφόρων συσκευών και τη διεξαγωγή πειραμάτων, χρειάζεται συχνά ένα απλό ULF, το οποίο μπορεί να συναρμολογηθεί σε λίγα λεπτά. Ένας τέτοιος ενισχυτής θα πρέπει να περιέχει έναν ελάχιστο αριθμό ελλειμματικών στοιχείων και να λειτουργεί σε ένα ευρύ φάσμα τάσης τροφοδοσίας και αντίστασης φορτίου.

Κύκλωμα ULF σε τρανζίστορ πεδίου και πυριτίου

Ένα διάγραμμα ενός απλού ενισχυτή ισχύος χαμηλής συχνότητας με άμεση σύνδεση μεταξύ των καταρρακτών φαίνεται στο σχ. 6 [Rl 3/00-14]. Η σύνθετη αντίσταση εισόδου του ενισχυτή καθορίζεται από την τιμή του ποτενσιόμετρου R1 και μπορεί να ποικίλλει από εκατοντάδες ohms έως δεκάδες megohm. Η έξοδος του ενισχυτή μπορεί να συνδεθεί με φορτίο με αντίσταση 2 ... 4 έως 64 ohms και άνω.

Με φορτίο υψηλής αντίστασης, το τρανζίστορ KT315 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως VT2. Ο ενισχυτής λειτουργεί στο εύρος τάσης τροφοδοσίας από 3 έως 15 V, αν και η αποδεκτή απόδοσή του διατηρείται ακόμη και όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει στα 0,6 V.

Ο πυκνωτής C1 μπορεί να επιλεγεί από 1 έως 100 microfarads. Στην τελευταία περίπτωση (C1 \u003d 100 μF), το ULF μπορεί να λειτουργήσει στη ζώνη συχνοτήτων από 50 Hz έως 200 kHz και άνω.

Ρύζι. 6. Σχέδιο απλού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας σε δύο τρανζίστορ.

Το πλάτος του σήματος εισόδου ULF δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5 ... 0,7 V. Η ισχύς εξόδου του ενισχυτή μπορεί να ποικίλλει από δεκάδες mW έως μονάδες W, ανάλογα με την αντίσταση φορτίου και το μέγεθος της τάσης τροφοδοσίας.

Η ρύθμιση του ενισχυτή συνίσταται στην επιλογή των αντιστάσεων R2 και R3. Με τη βοήθειά τους, ρυθμίζεται η τάση στην αποστράγγιση του τρανζίστορ VT1, ίση με το 50 ... 60% της τάσης της πηγής ισχύος. Το τρανζίστορ VT2 πρέπει να εγκατασταθεί σε πλάκα ψύκτρας (καλοριφέρ).

Track-cascade ULF με απευθείας σύνδεση

Στο σχ. Το 7 δείχνει ένα διάγραμμα ενός άλλου εξωτερικά απλού ULF με άμεσες συνδέσεις μεταξύ των καταρρακτών. Αυτό το είδος σύνδεσης βελτιώνει την απόκριση συχνότητας του ενισχυτή στην περιοχή χαμηλής συχνότητας, το κύκλωμα στο σύνολό του απλοποιείται.

Ρύζι. 7. Σχηματικό διάγραμμα ULF τριών σταδίων με άμεση σύνδεση μεταξύ των σταδίων.

Ταυτόχρονα, ο συντονισμός του ενισχυτή περιπλέκεται από το γεγονός ότι κάθε αντίσταση ενισχυτή πρέπει να επιλεγεί ξεχωριστά. Χονδρικά, η αναλογία των αντιστάσεων R2 και R3, R3 και R4, R4 και R BF πρέπει να είναι εντός (30 ... 50) προς 1. Η αντίσταση R1 πρέπει να είναι 0,1 ... 2 kOhm. Ο υπολογισμός του ενισχυτή που φαίνεται στο σχ. 7 μπορεί να βρεθεί στη βιβλιογραφία, π.χ. [P 9/70-60].

Σχέδια καταρράκτη ULF σε διπολικά τρανζίστορ

Στο σχ. Τα Σχήματα 8 και 9 δείχνουν κυκλώματα ULF με κωδικοποίηση σε διπολικά τρανζίστορ. Τέτοιοι ενισχυτές έχουν μάλλον υψηλό κέρδος Ku. Ο ενισχυτής στο σχ. Το 8 έχει Ku=5 στη ζώνη συχνοτήτων από 30 Hz έως 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF σύμφωνα με το σχήμα στο Σχ. 9 με αρμονικό συντελεστή μικρότερο από 1% έχει κέρδος 100 [RL 3/99-10].

Ρύζι. 8. Καταρράκτης ULF σε δύο τρανζίστορ με κέρδος = 5.

Ρύζι. 9. Cascade ULF σε δύο τρανζίστορ με κέρδος = 100.

Οικονομικό ULF σε τρία τρανζίστορ

Για φορητό ηλεκτρονικό εξοπλισμό, σημαντική παράμετρος είναι η απόδοση του VLF. Το σχήμα ενός τέτοιου ULF φαίνεται στο σχ. 10 [RL 3/00-14]. Εδώ, χρησιμοποιείται μια σύνδεση καταρράκτη ενός τρανζίστορ πεδίου VT1 και ενός διπολικού τρανζίστορ VT3 και το τρανζίστορ VT2 ενεργοποιείται με τέτοιο τρόπο ώστε να σταθεροποιεί το σημείο λειτουργίας των VT1 και VT3.

Με την αύξηση της τάσης εισόδου, αυτό το τρανζίστορ διακλαδίζει τη διασταύρωση VT3 βάσης εκπομπού και μειώνει την τιμή του ρεύματος που ρέει μέσω των τρανζίστορ VT1 και VT3.

Ρύζι. 10. Σχέδιο απλού οικονομικού ενισχυτή χαμηλής συχνότητας σε τρία τρανζίστορ.

Όπως και στο παραπάνω κύκλωμα (βλ. Εικ. 6), η σύνθετη αντίσταση εισόδου αυτού του ULF μπορεί να ρυθμιστεί στην περιοχή από δεκάδες ohms έως δεκάδες megohm. Ένα αστάρι τηλεφώνου, για παράδειγμα, TK-67 ή TM-2V, χρησιμοποιήθηκε ως φορτίο. Μια τηλεφωνική κάψουλα συνδεδεμένη με ένα βύσμα μπορεί ταυτόχρονα να χρησιμεύσει ως διακόπτης ισχύος για το κύκλωμα.

Η τάση τροφοδοσίας ULF κυμαίνεται από 1,5 έως 15 V, αν και η συσκευή παραμένει σε λειτουργία ακόμη και όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει στα 0,6 V. Στο εύρος τάσης τροφοδοσίας 2 ... 15 V, το ρεύμα που καταναλώνεται από τον ενισχυτή περιγράφεται από την έκφραση :

1(μA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

όπου Upit είναι η τάση τροφοδοσίας σε Volts (V).

Εάν απενεργοποιήσετε το τρανζίστορ VT2, το ρεύμα που καταναλώνεται από τη συσκευή αυξάνεται κατά μια τάξη μεγέθους.

ULF δύο καταρράξεων με άμεση σύνδεση μεταξύ των καταρρακτών

Παραδείγματα ULF με απευθείας συνδέσεις και ελάχιστη επιλογή του τρόπου λειτουργίας είναι τα κυκλώματα που φαίνονται στο Σχ. 11 - 14. Έχουν υψηλό κέρδος και καλή σταθερότητα.

Ρύζι. 11. Ένα απλό ULF δύο σταδίων για μικρόφωνο (χαμηλό επίπεδο θορύβου, υψηλό κέρδος).

Ρύζι. 12. Ενισχυτής χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων με βάση τρανζίστορ KT315.

Ρύζι. 13. Ενισχυτής χαμηλής συχνότητας δύο σταδίων που βασίζεται σε τρανζίστορ KT315 - επιλογή 2.

Ο ενισχυτής μικροφώνου (Εικ. 11) χαρακτηρίζεται από χαμηλό επίπεδο εγγενούς θορύβου και υψηλό κέρδος [MK 5/83-XIV]. Ως μικρόφωνο BM1 χρησιμοποιήθηκε ένα μικρόφωνο ηλεκτροδυναμικού τύπου.

Μια τηλεφωνική κάψουλα μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως μικρόφωνο. Σταθεροποίηση του σημείου λειτουργίας (αρχική πόλωση με βάση το τρανζίστορ εισόδου) των ενισχυτών στο σχ. 11 - 13 πραγματοποιείται λόγω της πτώσης τάσης στην αντίσταση του εκπομπού του δεύτερου σταδίου ενίσχυσης.

Ρύζι. 14. ULF δύο σταδίων με τρανζίστορ πεδίου.

Ο ενισχυτής (Εικ. 14), ο οποίος έχει υψηλή αντίσταση εισόδου (περίπου 1 MΩ), κατασκευάζεται σε τρανζίστορ πεδίου VT1 (πηγή ακολούθου) και διπολικό - VT2 (με κοινό).

Ένας καταρρακτικός ενισχυτής τρανζίστορ με εφέ πεδίου χαμηλής συχνότητας, ο οποίος έχει επίσης υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου, φαίνεται στο σχήμα. 15.

Ρύζι. 15. διάγραμμα απλού ULF δύο σταδίων σε δύο τρανζίστορ πεδίου.

Κυκλώματα ULF για εργασία με φορτίο χαμηλού ohm

Τυπικά ULF, σχεδιασμένα να λειτουργούν με φορτίο χαμηλής αντίστασης και έχουν ισχύ εξόδου δεκάδων mW ή περισσότερο, παρουσιάζονται στο Σχ. 16, 17.

Ρύζι. 16. Ένα απλό ULF για εργασία με φορτίο χαμηλής αντίστασης.

Η ηλεκτροδυναμική κεφαλή BA1 μπορεί να συνδεθεί στην έξοδο του ενισχυτή, όπως φαίνεται στην εικ. 16, ή στη διαγώνιο της γέφυρας (Εικ. 17). Εάν η πηγή τροφοδοσίας αποτελείται από δύο μπαταρίες (συσσωρευτές) συνδεδεμένες σε σειρά, η έξοδος της κεφαλής BA1, ακριβώς σύμφωνα με το διάγραμμα, μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο μέσο τους, χωρίς πυκνωτές C3, C4.

Ρύζι. 17. Κύκλωμα ενισχυτή χαμηλής συχνότητας με συμπερίληψη φορτίου χαμηλής αντίστασης στη διαγώνιο της γέφυρας.

Εάν χρειάζεστε ένα κύκλωμα για έναν απλό σωλήνα ULF, τότε ένας τέτοιος ενισχυτής μπορεί να συναρμολογηθεί ακόμη και σε έναν μόνο σωλήνα, δείτε τον ιστότοπο ηλεκτρονικών μας στην κατάλληλη ενότητα.

Λογοτεχνία: Shustov M.A. Practical Circuitry (Βιβλίο 1), 2003.

Διορθώσεις στην ανάρτηση:στο σχ. 16 και 17 αντί της διόδου D9, τοποθετείται μια αλυσίδα διόδων.

Οι συντάκτες του ιστότοπου Two Circuits παρουσιάζουν έναν απλό αλλά υψηλής ποιότητας ενισχυτή χαμηλής συχνότητας που βασίζεται σε τρανζίστορ MOSFET. Το κύκλωμά του θα πρέπει να είναι πολύ γνωστό στους ηχοφίλους ραδιοερασιτέχνες, αφού είναι ήδη 20 ετών.Το κύκλωμα είναι η ανάπτυξη του διάσημου Anthony Holton, γι' αυτό και μερικές φορές ονομάζεται ULF Holton. Το σύστημα ενίσχυσης ήχου έχει χαμηλή αρμονική παραμόρφωση, που δεν υπερβαίνει το 0,1%, με φορτίο ισχύος περίπου 100 watt.

Αυτός ο ενισχυτής είναι μια εναλλακτική στους δημοφιλείς ενισχυτές της σειράς TDA και παρόμοιους pop, γιατί με λίγο υψηλότερο κόστος μπορείτε να αποκτήσετε έναν ενισχυτή με σαφώς καλύτερα χαρακτηριστικά.

Το μεγάλο πλεονέκτημα του συστήματος είναι η απλή σχεδίαση και το στάδιο εξόδου, που αποτελείται από 2 φθηνά MOSFET. Ο ενισχυτής μπορεί να κινήσει και τα δύο ηχεία 4 και 8 ohm. Η μόνη ρύθμιση που πρέπει να γίνει κατά την εκκίνηση είναι να ρυθμίσετε την τιμή του ρεύματος ηρεμίας των τρανζίστορ εξόδου.

Σχηματικό διάγραμμα του UMZCH Holton

Ενισχυτής Holton σε MOSFET - κύκλωμα

Το κύκλωμα είναι ένας κλασικός ενισχυτής δύο σταδίων, αποτελείται από έναν ενισχυτή διαφορικής εισόδου και έναν ενισχυτή ισορροπημένης ισχύος, στον οποίο λειτουργεί ένα ζεύγος τρανζίστορ ισχύος. Το σχήμα του συστήματος παρουσιάζεται παραπάνω.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ULF - ολοκληρωμένη όψη

Εδώ είναι ένα αρχείο με αρχεία PDF της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος - .

Η αρχή λειτουργίας του ενισχυτή

Τα τρανζίστορ T4 (BC546) και T5 (BC546) λειτουργούν σε διαμόρφωση διαφορικού ενισχυτή και τροφοδοτούνται από μια πηγή ρεύματος που έχει κατασκευαστεί με βάση τα τρανζίστορ T7 (BC546), T10 (BC546) και τις αντιστάσεις R18 (22 kohm), R20 (680 ohms ) και R12 (22 com). Το σήμα εισόδου τροφοδοτείται σε δύο φίλτρα: ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης, κατασκευασμένο από τα στοιχεία R6 (470 ohms) και C6 (1 nf) - περιορίζει τα στοιχεία υψηλής συχνότητας του σήματος και ένα φίλτρο ζώνης, που αποτελείται από C5 (1 uF), R6 και R10 (47 kΩ), περιοριστικά στοιχεία σήματος σε υπέρ-χαμηλές συχνότητες.

Το φορτίο του διαφορικού ενισχυτή είναι οι αντιστάσεις R2 (4,7 kohm) και R3 (4,7 kohm). Τα τρανζίστορ T1 (MJE350) και T2 (MJE350) είναι ένα άλλο στάδιο ενίσχυσης και τα τρανζίστορ T8 (MJE340), T9 (MJE340) και T6 (BD139) είναι το φορτίο του.

Οι πυκνωτές C3 (33pF) και C4 (33pF) εξουδετερώνουν τη διέγερση του ενισχυτή. Ο πυκνωτής C8 (10 nF) που συνδέεται παράλληλα με το R13 (10 kΩ / 1 V) βελτιώνει τη μεταβατική απόκριση του ULF, η οποία είναι σημαντική για τα ταχέως αναπτυσσόμενα σήματα εισόδου.

Το τρανζίστορ T6, μαζί με τα στοιχεία R9 (4,7 ohms), R15 (680 ohms), R16 (82 ohms) και PR1 (5 ohms), σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τη σωστή πολικότητα των σταδίων εξόδου του ενισχυτή σε κατάσταση ηρεμίας. Χρησιμοποιώντας ένα ποτενσιόμετρο, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε το ρεύμα ηρεμίας των τρανζίστορ εξόδου εντός 90-110 mA, που αντιστοιχεί σε πτώση τάσης στα R8 (0,22 ohm / 5 W) και R17 (0,22 ohm / 5 W) εντός 20-25 mV. Η συνολική κατανάλωση ρεύματος στη λειτουργία ηρεμίας του ενισχυτή θα πρέπει να είναι στην περιοχή των 130 mA.

Τα στοιχεία εξόδου του ενισχυτή είναι τα MOSFET T3 (IRFP240) και T11 (IRFP9240). Αυτά τα τρανζίστορ είναι εγκατεστημένα ως ακολουθητές τάσης με μεγάλο μέγιστο ρεύμα εξόδου, επομένως τα πρώτα 2 στάδια πρέπει να ταλαντεύονται αρκετά μεγάλο πλάτος για το σήμα εξόδου.

Οι αντιστάσεις R8 και R17 χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για τη γρήγορη μέτρηση του ρεύματος ηρεμίας των τρανζίστορ ενισχυτή ισχύος χωρίς παρεμβολές στο κύκλωμα. Μπορεί επίσης να φανούν χρήσιμα εάν το σύστημα επεκταθεί με ένα άλλο ζεύγος τρανζίστορ ισχύος, λόγω διαφορών στην αντίσταση των ανοιχτών καναλιών των τρανζίστορ.

Οι αντιστάσεις R5 (470 ohms) και R19 (470 ohms) περιορίζουν τον ρυθμό φόρτισης της χωρητικότητας των τρανζίστορ διέλευσης και, επομένως, περιορίζουν το εύρος συχνοτήτων του ενισχυτή. Οι δίοδοι D1-D2 (BZX85-C12V) προστατεύουν ισχυρά τρανζίστορ. Με αυτά, η τάση κατά την εκκίνηση σε σχέση με τα τροφοδοτικά για τρανζίστορ δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 12 V.

Η πλακέτα του ενισχυτή παρέχει θέσεις για πυκνωτές φίλτρου ισχύος C2 (4700 uF / 50 V) και C13 (4700 uF / 50 V).

Σπιτικό τρανζίστορ ULF σε MOSFET

Ο έλεγχος τροφοδοτείται μέσω ενός πρόσθετου φίλτρου RC ενσωματωμένο στα στοιχεία R1 (100 ohm / 1 V), C1 (220 μF / 50 V) και R23 (100 Ω / 1 V) και C12 (220 μF / 50 V).

Τροφοδοτικό για UMZCH

Το κύκλωμα του ενισχυτή παρέχει ισχύ που φτάνει τα πραγματικά 100 watt (ενεργό ημιτονοειδές), με τάση εισόδου στην περιοχή των 600 mV και αντίσταση φορτίου 4 ohms.

Ενισχυτής Holton στον πίνακα με λεπτομέρειες

Ο προτεινόμενος μετασχηματιστής είναι ένα τοροειδές 200 W με τάση 2x24 V. Μετά την ανόρθωση και την εξομάλυνση, θα πρέπει να λάβετε διπολικούς ενισχυτές ισχύος στην περιοχή των +/-33 Volt. Ο σχεδιασμός που παρουσιάζεται εδώ είναι μια μονάδα μονοενισχυτή MOSFET πολύ καλής απόδοσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αυτόνομη μονάδα ή ως μέρος ενός .

Χρόνος ανάγνωσης ≈ 6 λεπτά

Οι ενισχυτές είναι πιθανώς μία από τις πρώτες συσκευές που αρχίζουν να σχεδιάζουν οι αρχάριοι ραδιοερασιτέχνες. Κατά τη συναρμολόγηση ULF σε τρανζίστορ με τα χέρια τους χρησιμοποιώντας ένα έτοιμο κύκλωμα, πολλοί χρησιμοποιούν μικροκυκλώματα.

Οι ενισχυτές τρανζίστορ, αν και διαφέρουν σε τεράστιο αριθμό, αλλά κάθε ραδιοηλεκτρονικός μηχανικός προσπαθεί συνεχώς να κάνει κάτι νέο, πιο ισχυρό, πιο περίπλοκο, ενδιαφέρον.

Επιπλέον, εάν χρειάζεστε έναν υψηλής ποιότητας, αξιόπιστο ενισχυτή, τότε θα πρέπει να κοιτάξετε προς την κατεύθυνση των μοντέλων τρανζίστορ. Άλλωστε, είναι τα φθηνότερα, ικανά να παράγουν καθαρό ήχο και κάθε αρχάριος μπορεί εύκολα να τα κατασκευάσει.

Επομένως, ας μάθουμε πώς να φτιάξουμε έναν σπιτικό ενισχυτή μπάσων κατηγορίας Β.

Σημείωση! Ναι, ενισχυτές κατηγορίαςΤο Β μπορεί επίσης να είναι καλό. Πολλοί άνθρωποι λένε ότι μόνο οι συσκευές σωλήνα μπορούν να παράγουν ήχο υψηλής ποιότητας. Αυτό είναι εν μέρει αλήθεια. Δείτε όμως το κόστος τους.

Επιπλέον, η συναρμολόγηση μιας τέτοιας συσκευής στο σπίτι δεν είναι εύκολη υπόθεση. Μετά από όλα, θα πρέπει να αναζητήσετε τους απαραίτητους ραδιοσωλήνες για μεγάλο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια να τους αγοράσετε σε αρκετά υψηλή τιμή. Και η ίδια η διαδικασία συναρμολόγησης και συγκόλλησης απαιτεί κάποια εμπειρία.

Επομένως, ας εξετάσουμε ένα κύκλωμα ενός απλού, και ταυτόχρονα υψηλής ποιότητας ενισχυτή χαμηλής συχνότητας ικανού να παράγει ήχο με ισχύ 50 watt.

Ένα παλιό αλλά αποδεδειγμένο σχέδιο από τη δεκαετία του '90

Το σχήμα ULF που θα συγκεντρώσουμε δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά στο περιοδικό Radio το 1991. Έχει συναρμολογηθεί με επιτυχία από εκατοντάδες χιλιάδες ραδιοερασιτέχνες. Επιπλέον, όχι μόνο για τη βελτίωση των δεξιοτήτων τους, αλλά και για χρήση στα ηχητικά τους συστήματα.

Έτσι, ο διάσημος ενισχυτής χαμηλής συχνότητας του Dorofeev:

Η μοναδικότητα και η ιδιοφυΐα αυτού του σχεδίου έγκειται στην απλότητά του. Αυτό το ULF χρησιμοποιεί έναν ελάχιστο αριθμό ραδιοστοιχείων και μια εξαιρετικά απλή πηγή ενέργειας. Όμως, η συσκευή είναι σε θέση να "πάρει" ένα φορτίο 4 ohms και να παρέχει ισχύ εξόδου 50 watt, η οποία είναι αρκετά αρκετή για ένα σύστημα ηχείων για το σπίτι ή το αυτοκίνητο.

Πολλοί ηλεκτρολόγοι μηχανικοί έχουν βελτιώσει, τελειοποιήσει αυτό το κύκλωμα. Και. για ευκολία, χρησιμοποιήσαμε την πιο μοντέρνα εκδοχή του, αντικαθιστώντας τα παλιά εξαρτήματα με νέα, έτσι ώστε να είναι πιο εύκολο για εσάς να σχεδιάσετε το ULF:

Περιγραφή του κυκλώματος ενισχυτή χαμηλής συχνότητας

Σε αυτό το «επανασχεδιασμένο» Doroveevsky ULF, χρησιμοποιήθηκαν μοναδικές και πιο αποτελεσματικές σχηματικές λύσεις. Για παράδειγμα, αντίσταση R12. Αυτή η αντίσταση περιορίζει το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ εξόδου, περιορίζοντας έτσι τη μέγιστη ισχύ εξόδου του ενισχυτή.

Σπουδαίος! Μην αλλάξετε την τιμήR12 για αύξηση της ισχύος εξόδου, καθώς ταιριάζει ακριβώς με τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα. Αυτή η αντίσταση προστατεύει ολόκληρο το κύκλωμα από βραχυκυκλώματα..

Στάδιο εξόδου τρανζίστορ:

Το ίδιο R12 "ζωντανό":

Η αντίσταση R12 πρέπει να έχει ισχύ 1 W, αν δεν είναι διαθέσιμη, πάρτε μισό watt. Διαθέτει παραμέτρους που παρέχουν μη γραμμικό παράγοντα παραμόρφωσης έως και 0,1% σε συχνότητα 1 kHz και όχι περισσότερο από 0,2% στα 20 kHz. Δηλαδή, δεν θα παρατηρήσετε καμία αλλαγή στο αυτί. Ακόμη και όταν λειτουργεί με τη μέγιστη ισχύ.

Η τροφοδοσία του ενισχυτή μας πρέπει να επιλεγεί διπολική, με τάσεις εξόδου στην περιοχή 15-25 V (+ - 1%):

Για να «ανεβάσετε» την ισχύ του ήχου, μπορείτε να αυξήσετε την τάση. Αλλά, τότε θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε τα τρανζίστορ παράλληλα στο τελικό στάδιο του κυκλώματος. Πρέπει να τα αντικαταστήσετε με πιο ισχυρά και στη συνέχεια να υπολογίσετε ξανά αρκετές αντιστάσεις.

Τα εξαρτήματα R9 και R10 πρέπει να ονομάζονται σύμφωνα με την εφαρμοζόμενη τάση:

Αυτοί, με τη βοήθεια μιας διόδου zener, περιορίζουν το ρεύμα που διέρχεται. Στο ίδιο τμήμα του κυκλώματος, συναρμολογείται ένας παραμετρικός σταθεροποιητής, ο οποίος χρειάζεται για τη σταθεροποίηση της τάσης και του ρεύματος μπροστά από τον λειτουργικό ενισχυτή:

Λίγα λόγια για το τσιπ TL071 - την «καρδιά» του ULF μας. Θεωρείται ένας εξαιρετικός λειτουργικός ενισχυτής, ο οποίος συναντάται τόσο σε ερασιτεχνικά σχέδια όσο και σε επαγγελματικό εξοπλισμό ήχου. Εάν δεν υπάρχει κατάλληλο opamp, μπορεί να αντικατασταθεί με TL081:

Δείτε το "στην πραγματικότητα" στον πίνακα:

Σπουδαίος! Εάν αποφασίσετε να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε άλλο λειτουργικό ενισχυτή σε αυτό το κύκλωμα, μελετήστε προσεκτικά το pinout τους, γιατί τα «πόδια» μπορεί να έχουν άλλη σημασία..

Για ευκολία, το τσιπ TL071 θα πρέπει να τοποθετηθεί σε μια πλαστική υποδοχή προ-κολλημένη στην πλακέτα. Έτσι, θα είναι δυνατή η γρήγορη αντικατάσταση του εξαρτήματος με άλλο, εάν είναι απαραίτητο.

Καλό να ξέρω! Για έλεγχο, θα σας παρουσιάσουμε ένα άλλο διάγραμμα αυτού του ULF, αλλά χωρίς μικροκύκλωμα ενίσχυσης. Η συσκευή αποτελείται αποκλειστικά από τρανζίστορ, αλλά συναρμολογείται εξαιρετικά σπάνια λόγω απαρχαιότητας και ασχετοσύνης.

Για να το κάνουμε πιο βολικό, προσπαθήσαμε να κάνουμε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ελάχιστου μεγέθους - για συμπαγή και ευκολία εγκατάστασης σε ένα ηχοσύστημα:

Όλοι οι βραχυκυκλωτήρες στην πλακέτα πρέπει να συγκολληθούν αμέσως μετά τη χάραξη.

Τα μπλοκ τρανζίστορ (στάδια εισόδου και εξόδου) πρέπει να τοποθετηθούν σε ένα κοινό ψυγείο. Φυσικά, απομονώνονται προσεκτικά από την ψύκτρα.

Εδώ είναι στο διάγραμμα:

Και εδώ στο PCB:

Εάν δεν υπάρχουν έτοιμα, τα θερμαντικά σώματα μπορούν να κατασκευαστούν από πλάκες αλουμινίου ή χαλκού:

Τα τρανζίστορ σταδίου εξόδου θα πρέπει να έχουν διαρροή ισχύος τουλάχιστον 55 watt, και ακόμη καλύτερα - 70 ή έως και 100 watt. Όμως, αυτή η παράμετρος εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας που παρέχεται στην πλακέτα.

Είναι σαφές από το διάγραμμα ότι χρησιμοποιούνται 2 συμπληρωματικά τρανζίστορ στα στάδια εισόδου και εξόδου. Είναι σημαντικό για εμάς να τα επιλέξουμε σύμφωνα με τον ενισχυτικό παράγοντα. Για να προσδιορίσετε αυτήν την παράμετρο, μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε πολύμετρο με μια λειτουργία δοκιμής τρανζίστορ:

Εάν δεν έχετε μια τέτοια συσκευή, τότε θα πρέπει να δανειστείτε έναν ελεγκτή τρανζίστορ από κάποιον κύριο:

Οι δίοδοι Zener πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με την ισχύ ανά μισό watt. Η τάση σταθεροποίησής τους πρέπει να είναι 15-20 V:

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Εάν σκοπεύετε να τοποθετήσετε μια μονάδα τροφοδοσίας μετασχηματιστή στο ULF σας, τότε επιλέξτε πυκνωτές φίλτρου χωρητικότητας τουλάχιστον 5.000 microfarads. Εδώ, όσο περισσότερα, τόσο το καλύτερο.

Ο ενισχυτής χαμηλής συχνότητας που έχουμε συναρμολογήσει ανήκει στην κατηγορία Β. Λειτουργεί σταθερά, παρέχοντας σχεδόν κρυστάλλινο ήχο. Όμως, το BN επιλέγεται καλύτερα έτσι ώστε να μην μπορεί να λειτουργήσει σε πλήρη ισχύ. Η καλύτερη επιλογή είναι ένας μετασχηματιστής με συνολική ισχύ τουλάχιστον 80 watt.

Αυτό είναι όλο. Καταλάβαμε πώς να συναρμολογήσουμε ένα ULF σε τρανζίστορ με τα χέρια μας χρησιμοποιώντας ένα απλό κύκλωμα και πώς μπορεί να βελτιωθεί στο μέλλον. Όλα τα εξαρτήματα της συσκευής μπορούν να βρεθούν και αν δεν υπάρχουν, αξίζει να αποσυναρμολογήσετε μερικά παλιά μαγνητόφωνα ή να παραγγείλετε εξαρτήματα ραδιοφώνου στο Διαδίκτυο (κοστίζουν σχεδόν μια δεκάρα).

Ενισχυτής μονού τρανζίστορ- εδώ είναι ο σχεδιασμός ενός απλού ULF σε ένα μόνο τρανζίστορ. Με τέτοια σχήματα ξεκίνησαν το ταξίδι τους πολλοί ραδιοερασιτέχνες. Αφού συναρμολογήσουμε έναν απλό ενισχυτή, προσπαθούμε πάντα να κάνουμε μια πιο ισχυρή και υψηλής ποιότητας συσκευή. Και έτσι όλα συνεχίζουν να αυξάνονται, υπάρχει πάντα η επιθυμία να φτιάξουμε έναν άψογο ενισχυτή ισχύος.

Το απλούστερο κύκλωμα ενισχυτή που φαίνεται παρακάτω βασίζεται σε ένα μόνο διπολικό τρανζίστορ και έξι ηλεκτρονικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου ενός ηχείου. Αυτός ο σχεδιασμός μιας συσκευής ενίσχυσης ήχου χαμηλής συχνότητας δημιουργήθηκε μόνο για αρχάριους ραδιοερασιτέχνες. Ο κύριος σκοπός του είναι να καταστήσει σαφή την απλή αρχή λειτουργίας του ενισχυτή, επομένως συναρμολογείται χρησιμοποιώντας έναν ελάχιστο αριθμό ηλεκτρονικών στοιχείων.

Αυτός ο ενισχυτής έχει φυσικά μικρή ισχύ, για αρχή είναι μεγάλος και δεν χρειάζεται. Ωστόσο, εάν εγκαταστήσετε ένα πιο ισχυρό τρανζίστορ και ανεβάσετε λίγο την τάση τροφοδοσίας, τότε μπορείτε να πάρετε περίπου 0,5 watt στην έξοδο. Και αυτή θεωρείται ήδη αρκετά αξιοπρεπής ισχύς για έναν ενισχυτή με τέτοιο σχεδιασμό. Στο διάγραμμα, για λόγους σαφήνειας, χρησιμοποιείται ένα διπολικό τρανζίστορ με αγωγιμότητα n-p-n, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε και με οποιαδήποτε αγωγιμότητα.

Για να λάβετε 0,5 W στην έξοδο, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ισχυρά διπολικά τρανζίστορ όπως το KT819 ή τα ξένα αντίστοιχα, για παράδειγμα 2N6288, 2N5490. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ πυριτίου όπως το KT805, το ξένο αντίστοιχο - BD148, BD149. Ο πυκνωτής στο κύκλωμα διαδρομής εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί στα 0,1 mF, αν και η ονομαστική του τιμή δεν παίζει μεγάλο ρόλο. Ωστόσο, σχηματίζει την ευαισθησία της συσκευής σε σχέση με τη συχνότητα του ηχητικού σήματος.

Εάν τοποθετήσετε έναν πυκνωτή με μεγάλη χωρητικότητα, τότε η έξοδος θα είναι κυρίως χαμηλές συχνότητες και οι υψηλές συχνότητες θα διακοπούν. Αντίθετα, εάν η χωρητικότητα είναι μικρή, τότε οι χαμηλές συχνότητες θα κοπούν και οι υψηλές συχνότητες θα παραβλεφθούν. Επομένως, αυτός ο πυκνωτής εξόδου επιλέγεται και εγκαθίσταται με βάση την προτίμησή σας για το εύρος ήχου. Η τάση τροφοδοσίας για το κύκλωμα πρέπει να επιλεγεί στην περιοχή από 3v - έως 12v.

Θα ήθελα επίσης να διευκρινίσω - αυτός ο ενισχυτής ισχύος σας παρουσιάζεται μόνο για λόγους επίδειξης, για να δείξει την αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας συσκευής. Ο ήχος αυτής της συσκευής θα είναι σίγουρα σε χαμηλό επίπεδο και δεν μπορεί να συγκριθεί με συσκευές υψηλής ποιότητας. Όταν η ένταση της αναπαραγωγής αυξάνεται, θα εμφανιστεί παραμόρφωση με τη μορφή συριγμού στο ηχείο.