Circuit de preamplificare de înaltă calitate pe tranzistori. Amplificator cu tranzistori: tipuri, circuite, simple și complexe. Scheme de ULF în cascadă pe tranzistoare bipolare

A existat dorința de a asambla un amplificator de clasă „A” mai puternic. După ce a citit o cantitate suficientă de literatură relevantă și a ales cea mai recentă versiune din cea oferită. Era un amplificator de 30W care se potrivea cu amplificatoarele high-end în ceea ce privește parametrii săi.

Nu am intenționat să fac nicio modificare asupra urmei existente a plăcilor cu circuite imprimate originale, cu toate acestea, din cauza lipsei tranzistoarelor de putere originale, a fost aleasă o etapă de ieșire mai fiabilă folosind tranzistoarele 2SA1943 și 2SC5200. Utilizarea acestor tranzistoare a făcut în cele din urmă posibilă furnizarea unei puteri mari de ieșire a amplificatorului. Schema de mai jos a versiunii mele a amplificatorului.

Aceasta este o imagine a plăcilor asamblate conform acestei scheme cu tranzistoare Toshiba 2SA1943 și 2SC5200.

Dacă te uiți cu atenție, poți vedea pe placa de circuit imprimat, împreună cu toate componentele, există rezistențe de polarizare, sunt de tip carbon de 1 W. S-a dovedit că sunt mai stabile termic. În timpul funcționării oricărui amplificator de mare putere, se generează o cantitate imensă de căldură, prin urmare, menținerea constantă a valorii componentei electronice atunci când este încălzită este o condiție importantă pentru funcționarea de înaltă calitate a dispozitivului.

Versiunea asamblată a amplificatorului funcționează la un curent de aproximativ 1,6 A și o tensiune de 35 V. Ca rezultat, 60 de wați de putere continuă sunt disipate în tranzistoarele din treapta de ieșire. Trebuie să spun că aceasta este doar o treime din puterea pe care sunt capabili să o reziste. Încercați să vă imaginați câtă căldură se eliberează pe calorifere atunci când sunt încălzite la 40 de grade.

Corpul amplificatorului este realizat manual din aluminiu. Placa superioara si placa de montaj grosime 3 mm. Radiatorul este format din două părți, dimensiunile sale totale sunt 420 x 180 x 35 mm. Elemente de fixare - șuruburi, majoritatea cu cap înecat din oțel inoxidabil și filet M5 sau M3. Numărul de condensatori a fost crescut la șase, capacitatea lor totală este de 220.000 de microfaradi. Pentru alimentarea cu energie a fost folosit un transformator toroidal de 500 W.

Sursa de alimentare a amplificatorului

Dispozitivul amplificator este clar vizibil, care are anvelope de cupru de design adecvat. A fost adăugat un mic toroid pentru a regla alimentarea sub controlul circuitului de protecție DC. Există, de asemenea, un filtru RF în circuitul de alimentare. Cu toată simplitatea ei, trebuie să spun simplitate înșelătoare, topologia plăcii acestui amplificator și sunetul este produs de acesta, parcă, fără niciun efort, ceea ce la rândul său implică posibilitatea amplificării sale infinite.

Oscilogramele amplificatorului

Roll-off 3 dB la 208 kHz

Undă sinusoidală 10 Hz și 100 Hz

Undă sinusoidală 1 kHz și 10 kHz

Semnale de 100 kHz și 1 MHz

Undă pătrată 10 Hz și 100 Hz

Undă pătrată 1 kHz și 10 kHz

Putere totală 60 W, întrerupere de simetrie la 1 kHz

Astfel, devine clar că un design UMZCH simplu și de înaltă calitate nu se realizează neapărat folosind circuite integrate - doar 8 tranzistoare fac posibilă obținerea unui sunet decent cu un circuit care poate fi asamblat într-o jumătate de zi.

Cumpărând un laptop bun sau un telefon cool, suntem mulțumiți de achiziție, admirând numeroasele caracteristici și viteza dispozitivului. Dar de îndată ce conectați gadgetul la difuzoare pentru a asculta muzică sau a viziona un film, înțelegem că sunetul produs de dispozitiv, așa cum se spune, „ne lasă jos”. În loc de un sunet plin și clar, auzim o șoaptă de neînțeles cu zgomot de fundal.

Dar nu vă supărați și certați producătorii, puteți rezolva singur problema sunetului. Dacă știi puțin despre microcircuite și știi să lipizi bine, atunci nu îți va fi greu să-ți faci propriul amplificator audio. În articolul nostru, vă vom spune cum să faceți un amplificator de sunet pentru fiecare tip de dispozitiv.

În etapa inițială a lucrărilor de creare a unui amplificator, trebuie să găsiți instrumente și să cumpărați componente. Circuitul amplificatorului este realizat pe o placă de circuit imprimat folosind un fier de lipit. Pentru a crea cipuri, utilizați stații speciale de lipit care pot fi cumpărate din magazin. Utilizarea unei plăci de circuit imprimat vă permite să faceți dispozitivul compact și ușor de utilizat.

Amplificator de frecvență audio

Nu uitați de caracteristicile amplificatoarelor compacte cu un singur canal bazate pe cipuri din seria TDA, a căror principală este generarea unei cantități mari de căldură. Prin urmare, încercați cu structura internă a amplificatorului să excludeți contactul microcircuitului cu alte părți. Pentru racirea suplimentara a amplificatorului, se recomanda folosirea unui gratar de radiator pentru a elimina caldura. Mărimea grătarului depinde de modelul microcircuitului și de puterea amplificatorului. Planificați în avans un loc pentru un radiator în carcasa amplificatorului.
O altă caracteristică a amplificatorului audio auto-producție este consumul redus de energie. Acest lucru, la rândul său, vă permite să utilizați amplificatorul în mașină conectându-l la baterie sau pe drum folosind puterea bateriei. Modelele de amplificatoare simplificate necesită o tensiune de doar 3 volți.

Elementele principale ale amplificatorului

Dacă sunteți un radioamator începător, atunci pentru o muncă mai convenabilă, vă recomandăm să utilizați un program special pentru computer - Sprint Layout. Cu acest program, puteți crea și vizualiza singur diagrame pe computer. Vă rugăm să rețineți că crearea propriei scheme are sens numai dacă aveți suficientă experiență și cunoștințe. Dacă sunteți un radioamator fără experiență, atunci utilizați scheme gata făcute și dovedite.

Mai jos oferim diagrame și descrieri ale diferitelor opțiuni pentru un amplificator de sunet:

Amplificator pentru căști

Amplificatorul portabil pentru căști nu este foarte puternic, dar consumă foarte puțină putere. Acesta este un factor important pentru amplificatoarele mobile care sunt alimentate de baterii. De asemenea, puteți pune un conector pe dispozitiv pentru alimentarea rețelei printr-un adaptor de 3 volți.

Amplificator pentru căști de casă

Pentru a face un amplificator pentru căști, veți avea nevoie de:

• Chip TDA2822 sau echivalent KA2209.
• Schema de asamblare a amplificatorului.
• Condensatori 100uF 4 buc.
• Mufă pentru căști.
• Conector pentru adaptor.
• Aproximativ 30 de centimetri de sârmă de cupru.
• Element radiator (pentru carcasa închisă).

Circuit amplificator căști

Amplificatorul este realizat pe o placă de circuit imprimat sau montat pe suprafață. Nu utilizați un transformator de impulsuri în acest tip de amplificator, deoarece poate provoca interferențe. După fabricație, acest amplificator este capabil să ofere un sunet puternic și plăcut de la un telefon, player sau tabletă.
Puteți vedea o altă versiune a unui amplificator pentru căști de casă în videoclip:

Amplificator de sunet pentru notebook

Un amplificator pentru un laptop este asamblat în cazurile în care puterea difuzoarelor încorporate în acesta nu este suficientă pentru o ascultare normală sau dacă difuzoarele sunt nefuncționale. Amplificatorul trebuie să fie proiectat pentru difuzoare externe de până la 2 wați și rezistență la înfășurare de până la 4 ohmi.

Amplificator de sunet pentru notebook

Pentru a asambla amplificatorul veți avea nevoie de:

• Placă de circuit imprimat.
• Cip TDA 7231.
• sursa de alimentare de 9 volti.
• Carcasă pentru componente de carcasă.
• Condensator nepolar 0,1 uF - 2 buc.
• Condensator polar 100 microfarad - 1 bucată.
• Condensator polar 220 microfarad - 1 bucată.
• Condensator polar 470 microfarad - 1 bucata.
• Rezistor constant 10 Kom - 1 bucată.
• Rezistor constant 4,7 Ohm - 1 bucată.
• Comutator cu două poziții - 1 bucată.
• Mufă de intrare pentru difuzor - 1 bucată.

Circuit amplificator de sunet pentru laptop

Ordinea de asamblare este determinată independent în funcție de schemă. Radiatorul de răcire trebuie să fie de o asemenea dimensiune încât temperatura de funcționare din interiorul carcasei amplificatorului să nu depășească 50 de grade Celsius. Dacă intenționați să utilizați dispozitivul în aer liber, atunci trebuie să îi faceți o carcasă cu găuri pentru circulația aerului. Pentru carcasă, puteți folosi un recipient de plastic sau cutii de plastic din echipamente radio vechi.
Puteți vedea instrucțiunile vizuale în videoclip:

Amplificator de sunet pentru radio auto

Acest amplificator pentru un radio auto este asamblat pe un cip TDA8569Q, circuitul nu este complicat și foarte comun.

Amplificator de sunet pentru radio auto

Microcircuitul are următoarele caracteristici declarate:

• Putere de intrare 25 wați pe canal în 4 ohmi și 40 wați pe canal în 2 ohmi.
• Tensiune de alimentare 6-18 volți.
• Gama de frecvențe reproductibile este de 20-20000 Hz.

Pentru utilizarea într-o mașină, un filtru trebuie adăugat la circuit din interferența generată de generator și sistemul de aprindere. Microcircuitul are și protecție împotriva scurtcircuitului la ieșire și a supraîncălzirii.

Circuit amplificator de sunet pentru radio auto

Referindu-ne la schema prezentată, achiziționați componentele necesare. Apoi, desenați PCB-ul și găuriți în el. După aceea, gravați placa cu clorură ferică. În concluzie, reparam și începem să lipim componentele microcircuitului. Vă rugăm să rețineți că este mai bine să acoperiți pistele de alimentare cu un strat mai gros de lipit, astfel încât să nu existe scăderi de energie.
Trebuie să instalați un radiator pe microcircuit sau să organizați răcirea activă folosind un răcitor, altfel amplificatorul se va supraîncălzi la volum mare.
După asamblarea microcircuitului, este necesar să se realizeze un filtru pentru alimentarea cu energie conform schemei de mai jos:

Circuit de filtrare a zgomotului

Inductorul din filtru este înfășurat în 5 spire, cu un fir cu o secțiune transversală de 1-1,5 mm., Pe un inel de ferită cu diametrul de 20 mm.
De asemenea, acest filtru poate fi folosit dacă radioul tău prinde „pickup”.
Atenţie! Aveți grijă să nu inversați polaritatea sursei de alimentare, altfel cipul se va arde instantaneu.
Cum să faci un amplificator pentru un semnal stereo, poți învăța și din videoclip:

Amplificator audio cu tranzistor

Ca circuit pentru un amplificator cu tranzistor, utilizați circuitul de mai jos:

Circuit amplificator audio tranzistor

Schema, deși veche, are o mulțime de fani, din următoarele motive:

• Instalare simplificată datorită numărului mic de elemente.
• Nu este nevoie să sortați tranzistoarele în perechi complementare.
• 10 wați de putere, cu o marjă suficientă pentru sufragerie.
• Compatibilitate bună cu plăci de sunet și playere noi.
• Calitate excelentă a sunetului.

Începeți asamblarea amplificatorului cu putere. Separați cele două canale pentru stereo cu două înfășurări secundare care provin de la același transformator. Pe aspect, faceți punți pe diode Schottky pentru redresor. După poduri, există filtre CRC de doi condensatori de 33.000 de microfarad și un rezistor de 0,75 ohmi între ele. Este nevoie de un rezistor de ciment puternic în filtru, cu un curent de repaus de până la 2A, va disipa 3 W de căldură, deci este mai bine să-l luați cu o marjă de 5-10 W. Pentru restul rezistențelor din circuit va fi suficientă o putere de 2 W.

amplificator tranzistor

Să trecem la placa amplificatorului. Totul, cu excepția tranzistorilor de ieșire Tr1/Tr2, se află pe placa în sine. Tranzistoarele de ieșire sunt montate pe radiatoare. Este mai bine să puneți mai întâi rezistențele R1, R2 și R6 cu trimmere, după toate ajustările, dezlipiți-le, măsurați rezistența lor și lipiți rezistențele fixe finale cu aceeași rezistență. Setarea se reduce la următoarele operații - cu ajutorul lui R6 se setează astfel încât tensiunea dintre X și zero să fie exact jumătate din tensiunea + V și zero. Apoi, folosind R1 și R2, este setat curentul de repaus - setăm testerul să măsoare curentul continuu și să măsoare curentul la punctul de intrare al sursei plus. Curentul de repaus al amplificatorului din clasa A este maxim și, de fapt, în absența unui semnal de intrare, totul intră în energie termică. Pentru difuzoarele de 8 ohmi, aceasta ar trebui să fie de 1,2 amperi la 27 de volți, ceea ce înseamnă 32,4 wați de căldură pe canal. Deoarece pot dura câteva minute pentru ca curentul să fie setat, tranzistoarele de ieșire trebuie să fie deja pe radiatoarele de răcire, altfel se vor supraîncălzi rapid.
La reglarea și scăderea rezistenței amplificatorului, frecvența de tăiere a frecvențelor joase poate crește, așa că pentru condensatorul de la intrare este mai bine să folosiți nu 0,5 microfarad, ci 1 sau chiar 2 microfarad într-o peliculă polimerică. Se crede că acest circuit nu este predispus la autoexcitare, dar pentru orice eventualitate, un circuit Zobel este plasat între punctul X și pământ: R 10 Ohm + C 0,1 microfarad. Siguranțele trebuie instalate atât pe transformator, cât și pe intrarea de putere a circuitului.
Este o idee bună să folosiți pastă termică pentru a maximiza contactul dintre tranzistor și radiator.
Acum câteva cuvinte despre corp. Dimensiunea carcasei este stabilită de radiatoare - NS135-250, 2500 de centimetri pătrați pentru fiecare tranzistor. Corpul în sine este realizat din plexiglas sau plastic. După ce ați asamblat amplificatorul, înainte de a începe să vă bucurați de muzică, este necesar să diluați corect pământul pentru a minimiza fundalul. Pentru a face acest lucru, conectați SZ la minusul de intrare-ieșire și aduceți minusurile rămase la "stea" lângă condensatorii filtrului.

Carcasa amplificatorului audio tranzistor

Costul aproximativ al consumabilelor pentru un amplificator audio cu tranzistor:

• Condensatoare de filtrare 4 bucăți - 2700 de ruble.
• Transformator - 2200 de ruble.
• Radiatoare - 1800 de ruble.
• Tranzistoare de ieșire - 6-8 bucăți 900 de ruble.
• Elemente mici (rezistoare, condensatoare, tranzistoare, diode) aproximativ - 2000 de ruble.
• Conectori - 600 de ruble.
• Plexiglas - 650 de ruble.
• Vopsea - 250 de ruble.
• Placă, fire, lipire aproximativ - 1000 de ruble

Rezultatul este suma - 12100 de ruble.
De asemenea, puteți viziona un videoclip despre asamblarea unui amplificator bazat pe tranzistoare cu germaniu:

Amplificator de sunet cu tub

Un circuit amplificator cu tub simplu este format din două etape - un preamplificator 6N23P și un amplificator de putere 6P14P.

Circuit amplificator cu tub

După cum se poate observa din diagramă, ambele trepte funcționează într-o conexiune triodă, iar curentul anodic al lămpilor este aproape de limită. Curenții sunt aliniați cu rezistențe catodice - 3mA pentru intrare și 50mA pentru lampa de ieșire.
Piesele folosite pentru amplificatorul cu tuburi trebuie sa fie noi si de inalta calitate. Abaterea admisibilă a valorilor rezistenței poate fi de plus sau minus 20%, iar capacitățile tuturor condensatoarelor pot fi mărite de 2-3 ori.
Condensatoarele de filtru trebuie să fie nominale pentru cel puțin 350 de volți. Condensatorul interetaj trebuie să fie, de asemenea, evaluat pentru aceeași tensiune. Transformatoarele pentru amplificator pot fi obișnuite - TV31-9 sau un analog mai modern - TWSE-6.

Amplificator de sunet cu tub

Este mai bine să nu instalați controlul de volum și balans stereo pe amplificator, deoarece aceste ajustări pot fi făcute în computer sau în player. Lampa de intrare este selectată dintre - 6N1P, 6N2P, 6N23P, 6N3P. Ca pentod de ieșire se folosesc 6P14P, 6P15P, 6P18P sau 6P43P (cu o rezistență crescută a rezistenței catodice).
Chiar dacă aveți un transformator care funcționează, este mai bine să utilizați un transformator convențional cu un redresor de 40-60 de wați pentru a porni amplificatorul cu labe pentru prima dată. Numai după o testare și o reglare cu succes a amplificatorului poate fi instalat un transformator de impulsuri.
Utilizați prize standard pentru mufe și cabluri; pentru a conecta difuzoare, este mai bine să instalați „pedele” pe 4 pini.
Carcasa pentru amplificatorul cu labe este de obicei realizată din carcasa echipamentelor vechi sau a carcasei unităților de sistem.
Puteți vedea o altă versiune a amplificatorului cu tub în videoclip:

Clasificarea amplificatoarelor audio

Pentru a putea determina cărei clase de amplificatoare de sunet îi aparține dispozitivul pe care l-ați asamblat, consultați clasificarea UMZCH de mai jos:

Amplificator clasa A

• • Clasa a- amplificatoarele din această clasă funcționează fără întrerupere a semnalului în secțiunea liniară a caracteristicii curent-tensiune a elementelor de amplificare, ceea ce asigură un minim de distorsiuni neliniare. Dar acest lucru vine cu prețul unei dimensiuni mari a amplificatorului și al unui consum mare de energie. Eficiența amplificatorului de clasa A este de doar 15-30%. Această clasă include amplificatoare cu tuburi și tranzistori.

Amplificator clasa B

• • Clasa B- Amplificatoarele de clasa B funcționează cu un semnal de întrerupere de 90 de grade. Pentru modul de funcționare, se utilizează un circuit push-pull, în care fiecare parte își amplifică jumătate din semnal. Principalul dezavantaj al amplificatoarelor din clasa B este distorsiunea semnalului datorată unei tranziții treptate de la o jumătate de undă la alta. Avantajul acestei clase de amplificatoare este considerat a fi eficienta ridicata, ajungand uneori la 70%. Dar, în ciuda performanțelor înalte, nu veți găsi modele moderne de amplificatoare de clasă B pe rafturi.

Amplificator clasa AB

• • Clasa AB- aceasta este o încercare de a combina amplificatoare din clasele descrise mai sus, pentru a obține absența distorsiunii semnalului și eficiența ridicată.

Amplificator clasa H

• • Clasa H- conceput special pentru mașini care au o limită de tensiune care alimentează treptele de ieșire. Motivul pentru crearea amplificatoarelor de clasa H este că semnalul sonor real are un caracter pulsat și puterea sa medie este mult mai mică decât vârful. Circuitul acestei clase de amplificatoare se bazează pe un circuit simplu pentru un amplificator de clasă AB care funcționează într-un circuit în punte. S-a adăugat doar o schemă specială pentru dublarea tensiunii de alimentare. Elementul principal al circuitului de dublare este un condensator de stocare de mare capacitate, care este încărcat constant de la sursa principală de alimentare. La vârfurile de putere, acest condensator este conectat prin circuitul de control la sursa de alimentare principală. Sursa de alimentare a treptei de ieșire a amplificatorului este dublată, permițându-i să facă față transmisiei vârfurilor de semnal. Eficiența amplificatoarelor din clasa H ajunge la 80%, cu o distorsiune a semnalului de doar 0,1%.

Amplificator clasa D

• Clasa D este o clasă separată de amplificatoare numită „amplificatoare digitale”. Conversia digitală oferă posibilități suplimentare pentru procesarea sunetului: de la ajustarea volumului și a tonului până la implementarea efectelor digitale precum reverb, reducerea zgomotului, suprimarea feedback-ului acustic. Spre deosebire de amplificatoarele analogice, amplificatoarele de clasa D scot o undă pătrată. Amplitudinea lor este constantă, iar durata variază în funcție de amplitudinea semnalului analogic care intră în intrarea amplificatorului. Eficiența amplificatoarelor de acest tip poate ajunge la 90% -95%.

În concluzie, aș dori să spun că ocupația de electronică radio necesită o cantitate mare de cunoștințe și experiență, care sunt dobândite pe o perioadă lungă de timp. Prin urmare, dacă ceva nu a funcționat pentru tine, nu te descuraja, întărește-ți cunoștințele din alte surse și încearcă din nou!

După ce a stăpânit elementele de bază ale electronicii, un radioamator începător este gata să-și lipe primele modele electronice. Amplificatoarele de putere audio tind să fie cele mai repetabile modele. Există o mulțime de scheme, fiecare diferă în parametrii și designul său. Acest articol va analiza unele dintre cele mai simple și mai funcționale circuite amplificatoare care pot fi repetate cu succes de orice radioamator. Articolul nu folosește termeni și calcule complexe, totul este simplificat pe cât posibil, astfel încât să nu existe întrebări suplimentare.

Să începem cu o schemă mai puternică.
Deci, primul circuit este realizat pe binecunoscutul cip TDA2003. Acesta este un amplificator mono cu o putere de ieșire de până la 7 wați într-o sarcină de 4 ohmi. Vreau să spun că circuitul de comutare standard al acestui microcircuit conține un număr mic de componente, dar acum câțiva ani am venit cu un alt circuit pe acest microcircuit. În această schemă, numărul de componente este redus la minimum, dar amplificatorul nu și-a pierdut parametrii de sunet. După dezvoltarea acestui circuit, am început să-mi produc toate amplificatoarele pentru difuzoare de putere redusă pe acest circuit.

Circuitul amplificatorului prezentat are o gamă largă de frecvențe reproductibile, domeniul de tensiune de alimentare este de la 4,5 la 18 volți (tipic 12-14 volți). Microcircuitul este instalat pe un mic radiator, deoarece puterea maximă ajunge până la 10 wați.

Microcircuitul este capabil să funcționeze la o sarcină de 2 ohmi, ceea ce înseamnă că la ieșirea amplificatorului pot fi conectate 2 capete cu o rezistență de 4 ohmi.
Condensatorul de intrare poate fi înlocuit cu oricare altul, cu o capacitate de la 0,01 până la 4,7 microfarad (de preferință de la 0,1 până la 0,47 microfarad), putându-se folosi atât condensatoare cu film, cât și condensatoare ceramice. Toate celelalte componente nu trebuie înlocuite.

Controlul volumului de la 10 la 47 kOhm.
Puterea de ieșire a microcircuitului îi permite să fie utilizat în difuzoare de PC cu putere redusă. Este foarte convenabil să folosiți un cip pentru difuzoare independente pentru un telefon mobil etc.
Amplificatorul funcționează imediat după pornire, nu necesită reglaje suplimentare. Este recomandat să conectați suplimentar sursa de minus la radiatorul. Toți condensatorii electrolitici sunt utilizați de preferință la 25 volți.

Al doilea circuit este asamblat pe tranzistoare de putere redusă și este mai potrivit ca amplificator pentru căști.

Acesta este probabil circuitul de cea mai înaltă calitate de acest gen, sunetul este clar, se simte întregul spectru de frecvență. Cu căști bune, se simte ca și cum ai avea un subwoofer plin.

Amplificatorul este asamblat pe doar 3 tranzistoare de conducție inversă, fiind cea mai ieftină opțiune, s-au folosit tranzistori din seria KT315, dar alegerea lor este destul de largă.

Amplificatorul poate funcționa la o sarcină de impedanță scăzută, de până la 4 ohmi, ceea ce face posibilă utilizarea circuitului pentru a amplifica semnalul unui player, receptor radio etc. O baterie de 9 volți a fost folosită ca sursă de alimentare.
Tranzistoarele KT315 sunt, de asemenea, utilizate în etapa finală. Pentru a crește puterea de ieșire, puteți folosi tranzistoare KT815, dar apoi va trebui să creșteți tensiunea de alimentare la 12 volți. În acest caz, puterea amplificatorului va ajunge până la 1 watt. Condensatorul de ieșire poate avea o capacitate de la 220 la 2200 uF.
Tranzistoarele din acest circuit nu se încălzesc, prin urmare, nu este necesară răcirea. Când utilizați tranzistori de ieșire mai puternici, este posibil să aveți nevoie de radiatoare mici pentru fiecare tranzistor.

Și în sfârșit - a treia schemă. Este prezentată o versiune nu mai puțin simplă, dar dovedită a structurii amplificatorului. Amplificatorul poate funcționa de la tensiune joasă de până la 5 volți, caz în care puterea de ieșire a PA nu va fi mai mare de 0,5 W, iar puterea maximă atunci când este alimentat cu 12 volți ajunge până la 2 wați.

Etapa de ieșire a amplificatorului este construită pe o pereche complementară domestică. Reglați amplificatorul selectând rezistorul R2. Pentru a face acest lucru, este de dorit să utilizați un trimmer de 1 kOhm. Rotiți încet butonul până când curentul de repaus al treptei de ieșire este de 2-5 mA.

Amplificatorul nu are o sensibilitate mare de intrare, așa că este indicat să folosiți un preamplificator înainte de intrare.

O diodă joacă un rol important în circuit; este aici pentru a stabiliza modul etajului de ieșire.
Tranzistoarele etajului de ieșire pot fi înlocuite cu orice pereche complementară de parametri corespunzători, de exemplu, KT816/817. Amplificatorul poate alimenta difuzoare autonome de putere redusă cu o rezistență de sarcină de 6-8 ohmi.

Lista elementelor radio

Desemnare	Un fel	Denumirea	Cantitate	Notă	Scor	Blocnotesul meu
	Amplificator pe un cip TDA2003
	Amplificator audio	TDA2003	1			La blocnotes
C1		47uF x 25V	1			La blocnotes
C2	Condensator	100 nF	1	Film		La blocnotes
C3	condensator electrolitic	1uF x 25V	1			La blocnotes
C5	condensator electrolitic	470uF x 16V	1			La blocnotes
R1	Rezistor	100 ohmi	1			La blocnotes
R2	Rezistor variabil	50 kOhm	1	De la 10 kΩ la 50 kΩ		La blocnotes
Ls1	cap dinamic	2-4 ohmi	1			La blocnotes
	Circuitul amplificator tranzistor numărul 2
VT1-VT3	tranzistor bipolar	KT315A	3			La blocnotes
C1	condensator electrolitic	1uF x 16V	1			La blocnotes
C2, C3	condensator electrolitic	1000uF x 16V	2			La blocnotes
R1, R2	Rezistor	100 kOhm	2			La blocnotes
R3	Rezistor	47 kOhm	1			La blocnotes
R4	Rezistor	1 kOhm	1			La blocnotes
R5	Rezistor variabil	50 kOhm	1			La blocnotes
R6	Rezistor	3 kOhm	1			La blocnotes
	cap dinamic	2-4 ohmi	1			La blocnotes
	Circuitul amplificator tranzistor nr. 3
VT2	tranzistor bipolar	KT315A	1			La blocnotes
VT3	tranzistor bipolar	KT361A	1			La blocnotes
VT4	tranzistor bipolar	KT815A	1			La blocnotes
VT5	tranzistor bipolar	KT816A	1			La blocnotes
VD1	Diodă	D18	1	Sau orice putere scăzută		La blocnotes
C1, C2, C5	condensator electrolitic	10uF x 16V	3

Amplificatorul cu tranzistori, în ciuda istoriei sale deja îndelungate, rămâne un subiect de studiu preferat atât pentru începători, cât și pentru venerabilii radioamatori. Și acest lucru este de înțeles. Este o componentă indispensabilă a celor mai masive și de joasă frecvență (de sunet). Ne vom uita la modul în care sunt construite cele mai simple amplificatoare cu tranzistori.

Raspunsul in frecventa amplificatorului

În orice televizor sau receptor radio, în fiecare centru muzical sau amplificator de sunet, puteți găsi amplificatoare de sunet cu tranzistori (frecvență joasă - LF). Diferența dintre amplificatoarele cu tranzistori audio și alte tipuri constă în răspunsul lor în frecvență.

Amplificatorul audio cu tranzistor are un răspuns de frecvență uniform în banda de frecvență de la 15 Hz la 20 kHz. Aceasta înseamnă că toate semnalele de intrare cu o frecvență în acest interval sunt convertite (amplificate) de către amplificator aproximativ în același mod. Figura de mai jos arată curba de răspuns în frecvență ideală pentru un amplificator audio în coordonatele „amplificator gain Ku - frecvența semnalului de intrare”.

Această curbă este aproape plată de la 15 Hz la 20 kHz. Aceasta înseamnă că un astfel de amplificator ar trebui utilizat special pentru semnale de intrare cu frecvențe între 15 Hz și 20 kHz. Pentru semnalele de intrare cu frecvențe peste 20 kHz sau sub 15 Hz, eficiența și performanța acestuia vor scădea rapid.

Tipul de răspuns în frecvență al amplificatorului este determinat de elementele radio electrice (ERE) ale circuitului său și, mai ales, de tranzistorii înșiși. Un amplificator audio bazat pe tranzistoare este de obicei asamblat pe așa-numitele tranzistoare de frecvență joasă și medie, cu o lățime de bandă totală a semnalelor de intrare de la zeci și sute de Hz la 30 kHz.

Clasa amplificatorului

După cum știți, în funcție de gradul de continuitate a fluxului de curent pe parcursul perioadei sale prin treapta de amplificare a tranzistorului (amplificator), se disting următoarele clase de funcționare a acestuia: "A", "B", "AB", "C", „D”.

În clasa de funcționare, curentul „A” trece prin etapă pentru 100% din perioada semnalului de intrare. Funcționarea cascadei în această clasă este ilustrată în figura următoare.

În clasa de funcționare a etapei de amplificare „AB”, curentul trece prin aceasta mai mult de 50%, dar mai puțin de 100% din perioada semnalului de intrare (a se vedea figura de mai jos).

În clasa de funcționare a etapei „B”, curentul trece prin aceasta exact 50% din perioada semnalului de intrare, așa cum este ilustrat în figură.

Și, în sfârșit, în clasa de funcționare a etapei "C", curentul prin acesta curge mai puțin de 50% din perioada semnalului de intrare.

Amplificator de joasă frecvență pe tranzistori: distorsiuni în principalele clase de lucru

În zona de lucru, un amplificator cu tranzistor de clasa „A” are un nivel scăzut de distorsiune neliniară. Dar dacă semnalul are creșteri de tensiune de impuls, ceea ce duce la saturarea tranzistorilor, atunci apar armonici mai mari (până la a 11-a) în jurul fiecărei armonici „standard” a semnalului de ieșire. Acest lucru determină fenomenul așa-numitului sunet tranzistor sau metalic.

Dacă amplificatoarele de putere cu frecvență joasă de pe tranzistoare au o sursă de alimentare nestabilizată, atunci semnalele lor de ieșire sunt modulate în amplitudine în apropierea frecvenței rețelei. Acest lucru duce la asprimea sunetului la marginea stângă a răspunsului în frecvență. Diverse metode de stabilizare a tensiunii fac proiectarea amplificatorului mai complexă.

Eficiența tipică a unui amplificator single-ended de clasă A nu depășește 20% datorită tranzistorului mereu pornit și fluxului continuu al componentei DC. Puteți face un amplificator de clasa A push-pull, eficiența va crește ușor, dar semi-undele semnalului vor deveni mai asimetrice. Transferul cascadei de la clasa de lucru „A” la clasa de lucru „AB” depășește de patru ori distorsiunea neliniară, deși eficiența circuitului său crește.

La amplificatoarele din clasele „AB” și „B”, distorsiunea crește pe măsură ce nivelul semnalului scade. Vrei involuntar să dai mai tare un astfel de amplificator pentru a completa senzațiile de putere și dinamică a muzicii, dar de multe ori acest lucru nu ajută prea mult.

Clase intermediare de muncă

Clasa de lucru "A" are o varietate - clasa "A +". În acest caz, tranzistoarele de intrare de joasă tensiune ai amplificatorului din această clasă funcționează în clasa „A”, iar tranzistoarele de ieșire de înaltă tensiune ale amplificatorului, atunci când semnalele lor de intrare depășesc un anumit nivel, intră în clasele „B” sau „AB”. Eficiența unor astfel de cascade este mai bună decât în ​​clasa pură „A”, iar distorsiunea neliniară este mai mică (până la 0,003%). Cu toate acestea, sunetul lor este și „metalic” datorită prezenței armonicilor mai mari în semnalul de ieșire.

Pentru amplificatoarele din altă clasă - "AA" gradul de distorsiune neliniară este și mai mic - aproximativ 0,0005%, dar sunt prezente și armonici mai mari.

O revenire la un amplificator cu tranzistori de clasa „A”?

Astăzi, mulți experți în domeniul reproducerii de înaltă calitate a sunetului pledează pentru o revenire la amplificatoarele cu tuburi, deoarece nivelul de distorsiune neliniară și armonici mai mari introduse de acestea în semnalul de ieșire este evident mai mic decât cel al tranzistorilor. Cu toate acestea, aceste avantaje sunt compensate în mare măsură de necesitatea unui transformator de potrivire între treapta de ieșire a tubului cu impedanță mare și difuzoarele cu impedanță joasă. Cu toate acestea, un amplificator tranzistor simplu poate fi realizat și cu o ieșire de transformator, așa cum va fi arătat mai jos.

Există, de asemenea, un punct de vedere conform căruia doar un amplificator hibrid tub-tranzistor poate oferi cea mai bună calitate a sunetului, toate etapele fiind cu un singur capăt, neacoperite și funcționând în clasa „A”. Adică, un astfel de adept de putere este un amplificator pe un singur tranzistor. Schema sa poate avea eficiența maximă realizabilă (în clasa „A”) nu mai mult de 50%. Dar nici puterea, nici eficiența amplificatorului nu sunt indicatori ai calității reproducerii sunetului. În acest caz, calitatea și liniaritatea caracteristicilor tuturor ERE din circuit sunt de o importanță deosebită.

Deoarece circuitele cu un singur capăt capătă această perspectivă, ne vom uita la opțiunile lor mai jos.

amplificator single-ended cu un tranzistor

Circuitul său, realizat cu un emițător comun și conexiuni R-C pentru semnalele de intrare și ieșire pentru funcționarea în clasa „A”, este prezentat în figura de mai jos.

Acesta arată tranzistorul npn Q1. Colectorul său este conectat la borna pozitivă +Vcc printr-un rezistor de limitare a curentului R3, iar emițătorul său este conectat la -Vcc. Amplificatorul tranzistorului p-n-p va avea același circuit, dar cablurile de alimentare vor fi inversate.

C1 este un condensator de decuplare prin care sursa de intrare AC este separată de sursa de tensiune DC Vcc. În același timp, C1 nu împiedică trecerea unui curent de intrare alternativ prin joncțiunea bază-emițător a tranzistorului Q1. Rezistoarele R1 și R2, împreună cu rezistența joncțiunii "E - B", formează Vcc pentru a selecta punctul de funcționare al tranzistorului Q1 în modul static. Tipic pentru acest circuit este valoarea lui R2 = 1 kOhm, iar poziția punctului de operare este Vcc / 2. R3 este rezistența de sarcină a circuitului colector și este utilizat pentru a crea un semnal de ieșire cu tensiune variabilă pe colector.

Să presupunem că Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ, iar amplificarea curentului h = 150. Selectăm tensiunea emițătorului Ve = 9 V, iar căderea de tensiune la joncțiunea E-B este Vbe = 0,7 V. Această valoare corespunde -numit tranzistor de siliciu. Dacă am lua în considerare un amplificator bazat pe tranzistoare cu germaniu, atunci căderea de tensiune pe joncțiunea E-B deschisă ar fi Vbe = 0,3 V.

Curentul emițătorului, aproximativ egal cu curentul colectorului

Ie = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Curentul de bază Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Căderea de tensiune la rezistorul R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 V - 9,7 V = 10,3 V,

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

C2 este necesar pentru a crea un circuit pentru trecerea componentei variabile a curentului emițătorului (de fapt curentul colectorului). Dacă nu ar fi acolo, atunci rezistența R2 ar limita sever componenta variabilă, astfel încât amplificatorul cu tranzistor bipolar în cauză ar avea un câștig de curent scăzut.

În calculele noastre, am presupus că Ic = Ib h, unde Ib este curentul de bază care curge în el de la emițător și care apare atunci când se aplică o tensiune de polarizare pe bază. Totuși, prin bază întotdeauna (atât cu și fără polarizare) curge și curentul de scurgere de la colectorul Icb0. Prin urmare, curentul real al colectorului este Ic = Ib h + Icb0 h, i.e. curentul de scurgere în circuitul cu OE este amplificat de 150 de ori. Dacă am avea în vedere un amplificator bazat pe tranzistoare cu germaniu, atunci această circumstanță ar trebui să fie luată în considerare în calcule. Cert este că au un Icb0 semnificativ de ordinul mai multor μA. În siliciu, este cu trei ordine de mărime mai mic (aproximativ câțiva nA), așa că este de obicei neglijat în calcule.

Amplificator cu un singur capăt cu tranzistor MIS

Ca orice amplificator cu tranzistor cu efect de câmp, circuitul luat în considerare are propriul său analog între amplificatoare.De aceea, vom lua în considerare un analog al circuitului anterior cu un emițător comun. Este realizat cu o sursă comună și conexiuni R-C pentru semnalele de intrare și ieșire pentru funcționare în clasa „A” și este prezentat în figura de mai jos.

Aici C1 este același condensator de decuplare, prin intermediul căruia sursa semnalului de intrare alternativ este separată de sursa tensiunii constante Vdd. După cum știți, orice amplificator cu tranzistor cu efect de câmp trebuie să aibă potențialul de poartă al tranzistorilor săi MIS sub potențialul surselor lor. În acest circuit, poarta este împământată de R1, care este în mod obișnuit rezistență mare (100 kΩ la 1 MΩ), astfel încât să nu devieze semnalul de intrare. Practic nu există curent prin R1, astfel încât potențialul de poartă în absența unui semnal de intrare este egal cu potențialul de masă. Potențialul sursei este mai mare decât potențialul de masă din cauza căderii de tensiune pe rezistorul R2. Astfel, potențialul de poartă este mai mic decât potențialul sursei, care este necesar pentru funcționarea normală a Q1. Condensatorul C2 și rezistența R3 au același scop ca în circuitul anterior. Deoarece acesta este un circuit cu sursă comună, semnalele de intrare și de ieșire sunt defazate cu 180°.

Amplificator cu iesire transformator

Al treilea amplificator cu tranzistor simplu cu o singură treaptă, prezentat în figura de mai jos, este, de asemenea, realizat conform circuitului emițător comun pentru funcționare în clasa „A”, dar este conectat la un difuzor cu impedanță joasă printr-un transformator de potrivire.

Înfășurarea primară a transformatorului T1 este sarcina circuitului colector al tranzistorului Q1 și dezvoltă semnalul de ieșire. T1 trimite semnalul de ieșire către difuzor și se asigură că impedanța de ieșire a tranzistorului se potrivește cu impedanța scăzută (de ordinul a câțiva ohmi) a difuzorului.

Divizorul de tensiune al sursei de alimentare a colectorului Vcc, asamblat pe rezistențele R1 și R3, oferă alegerea punctului de funcționare al tranzistorului Q1 (furnizează o tensiune de polarizare la baza acestuia). Scopul elementelor rămase ale amplificatorului este același ca și în circuitele anterioare.

Amplificator audio Push-Pull

Un amplificator de joasă frecvență push-pull cu doi tranzistori împarte frecvența de intrare în două semi-unde anti-fază, fiecare dintre ele amplificată de propria treaptă a tranzistorului. După o astfel de amplificare, semi-undele sunt combinate într-un semnal armonic complet, care este transmis sistemului de difuzoare. O astfel de conversie a semnalului de joasă frecvență (diviziunea și reuniunea), desigur, provoacă o distorsiune ireversibilă în acesta, datorită diferenței de frecvență și proprietăți dinamice ale celor două tranzistoare ale circuitului. Aceste distorsiuni reduc calitatea sunetului la ieșirea amplificatorului.

Amplificatoarele push-pull care funcționează în clasa „A” nu reproduc suficient de bine semnale audio complexe, deoarece un curent constant de magnitudine crescută curge continuu în brațele lor. Acest lucru duce la asimetria semi-undelor semnalului, distorsiuni de fază și, în cele din urmă, la pierderea inteligibilității sunetului. Când sunt încălzite, doi tranzistori puternici dublează distorsiunea semnalului în frecvențele joase și infra-joase. Dar totuși, principalul avantaj al circuitului push-pull este eficiența acceptabilă și puterea de ieșire crescută.

Un circuit amplificator de putere cu tranzistor push-pull este prezentat în figură.

Acesta este un amplificator pentru clasa „A”, dar pot fi folosite și clasa „AB” și chiar „B”.

Amplificator de putere cu tranzistor fără transformator

Transformatoarele, în ciuda succesului în miniaturizare, sunt încă cele mai voluminoase, grele și scumpe ERE. Prin urmare, a fost găsită o modalitate de a elimina transformatorul din circuitul push-pull prin rularea acestuia pe două tranzistoare complementare puternice de diferite tipuri (n-p-n și p-n-p). Majoritatea amplificatoarelor de putere moderne folosesc acest principiu și sunt proiectate să funcționeze în clasa „B”. O diagramă a unui astfel de amplificator de putere este prezentată în figura de mai jos.

Ambii tranzistori ai săi sunt conectați conform unui circuit colector comun (urmare emițător). Prin urmare, circuitul transferă tensiunea de intrare la ieșire fără amplificare. Dacă nu există semnal de intrare, atunci ambii tranzistori sunt la limita stării de pornire, dar sunt opriți.

Când este introdus un semnal armonic, semi-undă pozitivă deschide TR1, dar pune tranzistorul p-n-p TR2 în modul de întrerupere completă. Astfel, numai semiunda pozitivă a curentului amplificat curge prin sarcină. Semiunda negativă a semnalului de intrare deschide doar TR2 și oprește TR1, astfel încât semiunda negativă a curentului amplificat este furnizată sarcinii. Ca rezultat, la sarcină este emis un semnal sinusoidal cu putere completă amplificată (datorită amplificării curentului).

Amplificator cu un singur tranzistor

Pentru a asimila cele de mai sus, vom asambla un simplu amplificator cu tranzistor cu propriile noastre mâini și vom da seama cum funcționează.

Ca sarcină a unui tranzistor de putere mică T de tip BC107, pornim căști cu o rezistență de 2-3 kOhm, aplicăm tensiunea de polarizare la bază de la un rezistor de înaltă rezistență R* de 1 MΩ, care decuplează un condensator electrolitic C cu o capacitate de 10 μF până la 100 μF, îl includem în circuitul de bază T. Alimentați circuitul vom fi de la o baterie de 4,5 V / 0,3 A.

Dacă rezistența R* nu este conectată, atunci nu există nici curent de bază Ib, nici curent de colector Ic. Dacă rezistorul este conectat, atunci tensiunea de la bază crește la 0,7 V și curentul Ib = 4 μA trece prin el. Câștigul de curent al tranzistorului este de 250, ceea ce dă Ic = 250Ib = 1 mA.

După ce am asamblat un amplificator cu tranzistor simplu cu propriile noastre mâini, acum îl putem testa. Conectați căștile și plasați degetul pe punctul 1 al diagramei. Vei auzi un zgomot. Corpul tău percepe radiația rețelei la o frecvență de 50 Hz. Zgomotul pe care îl auzi de la căști este această radiație, doar amplificată de tranzistor. Să explicăm acest proces mai detaliat. O tensiune de curent alternativ de 50 Hz este conectată la baza tranzistorului prin condensatorul C. Tensiunea de la bază este acum egală cu suma tensiunii de polarizare de curent continuu (aproximativ 0,7 V) provenită de la rezistorul R* și tensiunea de curent alternativ. Ca urmare, curentul colectorului primește o componentă alternativă cu o frecvență de 50 Hz. Acest curent alternativ este folosit pentru a muta diafragma difuzoarelor înainte și înapoi la aceeași frecvență, ceea ce înseamnă că putem auzi un ton de 50 Hz la ieșire.

Ascultarea nivelului de zgomot de 50 Hz nu este foarte interesantă, așa că puteți conecta surse de semnal de joasă frecvență (CD player sau microfon) la punctele 1 și 2 și puteți auzi vorbire sau muzică amplificată.