Tranzistorsko pojačalo je praktičan primjer rada. Opis rada pojačivača snage zvuka sa MOSFET tranzistorima

Nakon savladavanja osnova elektronike, početnik radio-amater spreman je da lemi svoje prve elektronske dizajne. Audio pojačala snage su općenito dizajn koji se najviše ponavlja. Postoji mnogo shema, svaka se razlikuje po svojim parametrima i dizajnu. Ovaj članak će razmotriti nekoliko najjednostavnijih i potpuno funkcionalnih krugova pojačala koje svaki radio-amater može uspješno ponoviti. U članku se ne koriste složeni pojmovi i izračuni, sve je pojednostavljeno što je više moguće tako da se ne pojavljuju dodatna pitanja.

Počnimo sa snažnijim krugom.
Dakle, prvo kolo je napravljeno na dobro poznatom mikrokolu TDA2003. Ovo je mono pojačalo sa do 7 vati izlazne snage u opterećenju od 4 oma. Želim reći da standardni sklopni krug ovog mikrokola sadrži mali broj komponenti, ali prije nekoliko godina sam smislio još jedan krug na ovom mikrokrugu. U ovoj shemi, broj sastavnih dijelova je minimiziran, ali pojačalo nije izgubilo svoje zvučne parametre. Nakon razvoja ovog kola, počeo sam da pravim sva svoja pojačala za zvučnike male snage na ovom kolu.

Krug predstavljenog pojačala ima širok raspon reproducibilnih frekvencija, raspon napona napajanja je od 4,5 do 18 volti (tipično 12-14 volti). Mikrokrug je instaliran na malom hladnjaku, jer maksimalna snaga doseže do 10 vati.

Mikrokrug je sposoban da radi na opterećenju od 2 oma, što znači da se 2 glave sa otporom od 4 oma mogu spojiti na izlaz pojačala.
Ulazni kondenzator se može zamijeniti bilo kojim drugim kapaciteta od 0,01 do 4,7 μF (poželjno od 0,1 do 0,47 μF); mogu se koristiti i filmski i keramički kondenzatori. Preporučljivo je ne mijenjati sve ostale komponente.

Kontrola jačine zvuka od 10 do 47 kOhm.
Izlazna snaga mikrokola omogućava da se koristi u zvučnicima male snage za PC. Vrlo je zgodno koristiti mikrokolo za samostalne zvučnike za mobilni telefon itd.
Pojačalo radi odmah nakon uključivanja, nije mu potrebno dodatno podešavanje. Preporučljivo je dodatno spojiti minus napajanje na hladnjak. Svi elektrolitski kondenzatori su poželjno 25 volti.

Drugi krug je sastavljen na tranzistorima male snage i prikladniji je kao pojačalo za slušalice.

Ovo je vjerovatno najkvalitetniji sklop ove vrste, zvuk je čist, osjeti se cijeli frekventni spektar. Uz dobre slušalice, čini se da imate kompletan subwoofer.

Pojačalo je sastavljeno na samo 3 tranzistora reverzne vodljivosti, kao najjeftinija opcija korišteni su tranzistori serije KT315, ali njihov izbor je dovoljno širok.

Pojačalo može raditi na opterećenju niske impedancije, do 4 oma, što omogućava korištenje kola za pojačavanje signala plejera, radija itd. Kao izvor napajanja koristi se 9-voltna baterija tipa krone.
U završnoj fazi koriste se i tranzistori KT315. Da biste povećali izlaznu snagu, možete koristiti tranzistore KT815, ali tada ćete morati povećati napon napajanja na 12 volti. U ovom slučaju, snaga pojačala će doseći do 1 W. Izlazni kondenzator može imati kapacitet od 220 do 2200 μF.
Tranzistori u ovom krugu se ne zagrijavaju, stoga nije potrebno hlađenje. Kada koristite snažnije izlazne tranzistore, možda će vam trebati mali hladnjaki za svaki tranzistor.

I na kraju, treća šema. Predstavljena je jednako jednostavna, ali dokazana verzija strukture pojačala. Pojačalo može raditi sa smanjenim naponom do 5 volti, u kom slučaju izlazna snaga PA neće biti veća od 0,5 W, a maksimalna snaga pri napajanju od 12 volti dostiže do 2 vata.

Izlazni stepen pojačala je izgrađen na domaćem komplementarnom paru. Podesite pojačalo odabirom otpornika R2. Za to je preporučljivo koristiti trimer od 1 kOhm. Polako rotirajte regulator sve dok struja mirovanja izlaznog stepena ne bude 2-5 mA.

Pojačalo nema veliku ulaznu osjetljivost, pa je preporučljivo koristiti pretpojačalo prije ulaza.

Dioda igra važnu ulogu u kolu, ona je ovdje da stabilizira način izlaznog stupnja.
Tranzistori izlaznog stupnja mogu se zamijeniti bilo kojim komplementarnim parom odgovarajućih parametara, na primjer, KT816 / 817. Pojačalo može pokretati samostalne zvučnike male snage sa impedancijom opterećenja od 6-8 oma.

Spisak radioelemenata

Da bi se povećala jačina signala, posebno u audio opsegu, koriste se niskofrekventna pojačala (ULF). Transformacija koja se provodi uz pomoć ovakvih uređaja olakšava hvatanje i percepciju zvuka koji dolazi iz emitera.

Pojačala koja omogućavaju promenu frekvencije do 10-100 MHz su završena po sličnom principu, a glavna razlika između njihovih kola je nivo kapaciteta korišćenog kondenzatora, koji se izračunava na osnovu omjera signala isporučenog niskog nivoa. i proizvodi visoke frekvencije. Odnosno, što signal postaje jači, kapacitet kondenzatora bi trebao biti manji.

Upotreba tranzistorskih pojačala opravdana je činjenicom da im nije potrebno predgrijavanje prije početka rada (u usporedbi, na primjer, s DIY cijevnim pojačalima) i odlikuju se svojom izdržljivošću, sigurnošću i dostupnošću.

Da biste obezbedili dovoljnu jačinu zvuka za reprodukciju zvuka, potrebno vam je pojačalo sa dva do tri stepena. U ovom slučaju, jedan od njih je izlaz (terminal), a drugi (ostali) su stepeni za pretpojačavanje. Izlazni stepen daje konačni rezultat pojačanja signala. Sa stanovišta ekonomije, može biti prilično jednostavno (posebno pogodno za nestacionarne strukture). Na dijagramima su tranzistori u stepenu pojačala označeni kao V1 (V2, V3 ...) u skladu sa redosledom stepena. U dvostepenom dizajnu, kondenzator za razdvajanje se nalazi između tranzistora. Jednostepeno i dvostepeno pojačalo funkcionišu skoro isto, samo što se predstepen napaja sa otpornika, a izlaz iz zvučnika.Jedan izvor napaja oba stepena (i baterije i ispravljači mogu igrati njegovu ulogu).

Ovisno o strukturi korištenih tranzistora (n-p-n ili p-n-p), u jednom slučaju ćete morati spojiti na pozitivni polaritet baterije, au drugom na negativan. Shodno tome će se razlikovati i polaritet prebacivanja.

Kada sastavljate pojačalo, prvo treba montirati samo jedan stepen i spojiti ga na kondenzator. Zatim spojite zvučnik na vod kondenzatora i uzemljeno napajanje. Zatim pokušajte primijeniti slab signal na ulaz pojačala. Podesite otpornik (odabirom otpora) tako da jačina zvuka bude najveća. Ako vam odgovara signal koji je otišao na zvučnik, onda možete nastaviti sa montažom. Najprikladniji nivo napona napajanja za ovaj krug je 4,5 volti.

Kada je izlazni stepen spreman, potrebno je spojiti zvučnik na kolektorsko kolo.

Sastavljanje bas pojačala na tranzistorima za slušalice

Rad takve sheme nije kompliciran, ali uvelike ovisi o kvaliteti i karakteristikama elemenata uključenih u nju. Osim toga, možda se ne čini dovoljno kompaktnim.

Obično se za slušalice pojačalo sastavlja prema najjednostavnijem dvostepenom krugu s dva tranzistora (prikladni su KT315 ili njegovi analozi). Najslabija tačka ovog uređaja je tačnost odabira napona koji napaja emiter, bazu i kolektor. Štaviše, na bazu se napajaju dvije vrste napona: pozitivan i negativan. Ako će otpornici odabrani za dizajn osigurati najniži napon potreban za bazu, tada će pojačalo raditi normalno.

Za nesmetan rad takvog uređaja potreban je napon veći od 5 volti. Prilikom dodavanja mikrokola u dizajn (na primjer, TDA 2822), izlaz će biti:

• Nivo napona napajanja: 1,8 - 15 Volti;
• Vrijednost snage: neće prelaziti 1,5 vati;
• Veličina strukture će odgovarati površini malog PCB-a;
• Veličina kućišta: nešto veća od jedinice za napajanje dvije AA baterije.

Za sastavljanje pojačala bit će dovoljno:

• Mikro kola (TDA 2822 ili slično);
• Varijabilni otpornik za 10.000 oma;
• Dva fiksna otpornika za 4.700 oma i jedan za 10.000 oma;
• Dva elektrolitička kondenzatora za 10 mikrofarada;
• Tri nepolarna filmska kondenzatora od 100 nanofarada;
• Dvije utičnice od 3,5 mm;
• Dvije AA baterije;
• Komad folije;
• Pogodno za veličinu kućišta.

Kada su svi materijali pripremljeni, potrebno je ocrtati kako će se dijelovi nalaziti u odnosu na površinu ploče i označiti tragove (na njih nanijeti lak ili koristiti laserski štampač za nanošenje dijagrama).

Glavni zadatak pri sastavljanju pojačala bit će izrada tiskane ploče. To uopće nije teško ako imate poseban program za dizajn ploča. U nedostatku takvog, možete koristiti uobičajeni grafički uređivač, promatrajući sva mjerenja i označavajući lokaciju priključaka i pinova. Rezultat se pomoću štampača prenosi na sjajni papir. Podebljanost štampe je maksimalna. Kolo je čvrsto vezano za foliju. Nakon toga, potrebno je nekoliko puta prošetati dasku vrelim gvožđem dok komponenta za bojenje sa papira ne pređe na foliju (ne zaboravite da prvo odmastite dasku). Papir se lagano navlaži toplom vodom i ukloni. Kolo ostaje na foliji. Zatim ćete morati nagrizati tiskanu ploču u otopini željeznog klorida dok se bakar potpuno ne uništi. Zatim ostaje samo da montirate sve komponente u skladu sa dijagramom. Napajanje se može priključiti tek nakon što se provjeri da li su svi elementi ispravno instalirani.

Za one koji žele sastaviti pojačalo zvuka na tranzistorima vlastitim rukama, postoji niz jednostavnih preporuka:

• Treba koristiti VF tranzistori;
• Opterećenje na tranzistorima izlaznog stupnja ne smije prelaziti polovinu njihove nazivne snage;
• Izbor izlaznih tranzistora je zbog omjera prijenosa struje;
• Ne treba štedjeti prostor za radijator;
• Rad preliminarnih faza mora nužno odgovarati A-klasi;
• Radioelementi treba da imaju najkraće moguće provodnike;
• Obavezno kupite visokokvalitetne kondenzatore za blokiranje;
• Instalacija se izvodi kratkim čvrstim provodnicima.

Pišite komentare, dopune članka, možda sam nešto propustio. Pogledajte, bit će mi drago ako nađete još nešto korisno kod mene.

Pojačala niske frekvencije (ULF) se koriste za pretvaranje slabih signala, uglavnom u audio opsegu, u moćnije signale koji su prihvatljivi za direktnu percepciju putem elektrodinamičkih ili drugih emitera zvuka.

Imajte na umu da su visokofrekventna pojačala do frekvencija od 10 ... 100 MHz izgrađena prema sličnim shemama, a sva razlika se najčešće svodi na činjenicu da se vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora takvih pojačala smanjuju onoliko puta koliko se frekvencija visokofrekventnog signala prelazi frekvenciju niskofrekventnog.

Jednostavno jednotranzistorsko pojačalo

Najjednostavniji ULF, napravljen prema shemi sa zajedničkim emiterom, prikazan je na Sl. 1. Kao teret se koristi telefonska kapsula. Dozvoljeni napon napajanja za ovo pojačalo je 3 ... 12 V.

Vrijednost bias otpornika R1 (desetine kOhm) poželjno je odrediti eksperimentalno, jer njegova optimalna vrijednost ovisi o naponu napajanja pojačala, otporu telefonske kapsule i koeficijentu prijenosa određenog tranzistora.

Rice. 1. Shema jednostavnog ULF-a na jednom tranzistoru + kondenzator i otpornik.

Da biste odabrali početnu vrijednost otpornika R1, treba imati na umu da bi njegova vrijednost trebala biti oko stotinu ili više puta veća od otpora uključenog u krug opterećenja. Za odabir prednaponskog otpornika preporučuje se uzastopno uključiti konstantni otpornik otpora od 20 ... 30 kOhm i varijabilni otpornik od 100 ... 1000 kOhm, nakon čega se primjenom audio signala male amplitude na na ulazu za pojačalo, na primjer, iz kasetofona ili plejera, rotirajte dugme promenljivog otpornika da biste postigli najbolji kvalitet signala pri najvećoj jačini zvuka.

Vrijednost kapacitivnosti prijelaznog kondenzatora C1 (slika 1) može biti u rasponu od 1 do 100 μF: što je veća vrijednost ovog kapaciteta, niže frekvencije ULF može pojačati. Da biste savladali tehniku ​​pojačanja niskih frekvencija, preporučuje se eksperimentiranje s odabirom nazivnih vrijednosti elemenata i načina rada pojačala (sl. 1 - 4).

Poboljšane opcije pojačala sa jednim tranzistorom

Komplikovano i poboljšano u poređenju sa krugom na sl. 1 kola pojačala prikazana su na sl. 2 i 3. Na dijagramu na sl. 2, stepen pojačanja dodatno sadrži lanac frekventno zavisne negativne povratne sprege (otpornik R2 i kondenzator C2), što poboljšava kvalitet signala.

Rice. 2. Shema jednotranzistorskog ULF-a sa frekvencijsko-ovisnim krugom negativne povratne sprege.

Rice. 3. Jednotranzistorsko pojačalo sa razdjelnikom za dovod prednapona na bazu tranzistora.

Rice. 4. Pojačalo sa jednim tranzistorom sa automatskim podešavanjem prednapona za bazu tranzistora.

Na dijagramu na sl. 3, predrasuda prema bazi tranzistora je postavljena "rigidnije" uz pomoć razdjelnika, što poboljšava kvalitetu pojačala kada se njegovi radni uvjeti promijene. "Automatsko" podešavanje prednapona zasnovano na pojačavajućem tranzistoru koristi se u kolu na sl. 4.

Dvostepeno tranzistorsko pojačalo

Serijskim povezivanjem dva najjednostavnija stepena pojačanja (slika 1), možete dobiti dvostepeni ULF (slika 5). Pojačanje takvog pojačala je jednako proizvodu pojačanja pojedinih stupnjeva. Međutim, nije lako postići veliki kontinuirani dobitak naknadnim povećanjem broja stupnjeva: pojačalo će se vjerovatno samopobuditi.

Rice. 5. Šema jednostavnog dvostepenog bas pojačala.

Novi razvoj niskofrekventnih pojačala, čija se kola posljednjih godina često citiraju na stranicama časopisa, imaju za cilj postizanje minimalne ukupne harmonijske distorzije, povećanje izlazne snage, proširenje frekvencijskog pojasa koji treba pojačati, itd.

Istovremeno, prilikom postavljanja raznih uređaja i provođenja eksperimenata često je potreban jednostavan ULF koji se može sastaviti za nekoliko minuta. Takvo pojačalo treba da sadrži minimalan broj manjkavih elemenata i da radi u širokom rasponu varijacija napona napajanja i otpora opterećenja.

ULF kolo na tranzistorima s efektom polja i silicijumskim tranzistorima

Dijagram jednostavnog NF pojačala snage s direktnom vezom između stupnjeva prikazan je na Sl. 6 [Rl 3 / 00-14]. Ulazna impedansa pojačala određena je vrijednošću potenciometra R1 i može varirati od stotina oma do desetina megoma. Izlaz pojačala može se spojiti na opterećenje s otporom od 2 ... 4 do 64 Ohma i više.

Uz opterećenje visokog otpora, KT315 tranzistor se može koristiti kao VT2. Pojačalo radi u opsegu napona napajanja od 3 do 15 V, iako njegove prihvatljive performanse ostaju čak i kada se napon napajanja smanji na 0,6 V.

Kapacitet kondenzatora C1 može se odabrati u rasponu od 1 do 100 μF. U drugom slučaju (C1 = 100 μF), ULF može raditi u frekvencijskom opsegu od 50 Hz do 200 kHz i više.

Rice. 6. Šema jednostavnog pojačivača niske frekvencije na dva tranzistora.

Amplituda ULF ulaznog signala ne bi trebala prelaziti 0,5 ... 0,7 V. Izlazna snaga pojačala može varirati od desetina mW do jedinica W, ovisno o otporu opterećenja i veličini napona napajanja.

Podešavanje pojačala se sastoji u odabiru otpornika R2 i R3. Uz njihovu pomoć postavlja se napon na odvodu tranzistora VT1, jednak 50 ... 60% napona izvora napajanja. Tranzistor VT2 mora biti instaliran na ploču hladnjaka (rashladni element).

Direktno spojeni gusjenični ULF

Na sl. 7 prikazuje dijagram još jednog naizgled jednostavnog ULF-a s direktnim vezama između stupnjeva. Ova vrsta spajanja poboljšava frekvencijski odziv pojačala u niskofrekventnom opsegu, a cjelokupno kolo je pojednostavljeno.

Rice. 7. Šematski dijagram trostepenog ULF-a s direktnom vezom između stupnjeva.

U isto vrijeme, podešavanje pojačala je komplicirano činjenicom da se svaka impedanca pojačala mora odabrati pojedinačno. Otprilike omjer otpornika R2 i R3, R3 i R4, R4 i R BF bi trebao biti unutar (30 ... 50) do 1. Otpornik R1 bi trebao biti 0,1 ... 2 kOhm. Proračun pojačala prikazanog na sl. 7 se može naći u literaturi, na primjer [P 9 / 70-60].

Kaskadna ULF kola na bipolarnim tranzistorima

Na sl. Na slikama 8 i 9 prikazani su dijagrami kaskodnih ULF bipolarnih tranzistora. Takva pojačala imaju prilično visoko pojačanje Ku. Pojačalo na sl. 8 ima Ku = 5 u opsegu frekvencija od 30 Hz do 120 kHz [MK 2 / 86-15]. ULF prema šemi na sl. 9 sa koeficijentom harmonika manjim od 1% ima pojačanje od 100 [RL 3 / 99-10].

Rice. 8. Kaskadno ULF na dva tranzistora sa pojačanjem = 5.

Rice. 9. Kaskadno ULF na dva tranzistora sa pojačanjem = 100.

Ekonomičan ULF na tri tranzistora

Za prenosivu elektronsku opremu važan parametar je efikasnost ULF-a. Dijagram takvog ULF-a prikazan je na Sl. 10 [RL 3 / 00-14]. Ovdje se koristi kaskadna veza tranzistora s efektom polja VT1 i bipolarnog tranzistora VT3, a tranzistor VT2 je uključen na način da stabilizira radnu tačku VT1 i VT3.

Sa povećanjem ulaznog napona, ovaj tranzistor shuntuje prijelaz emiter-baza VT3 i smanjuje vrijednost struje koja teče kroz tranzistore VT1 i VT3.

Rice. 10. Šema jednostavnog ekonomičnog bas pojačala na tri tranzistora.

Kao iu gornjem krugu (vidi sliku 6), ulazna impedansa ovog ULF-a može se postaviti u rasponu od desetina oma do desetina megoma. Kao opterećenje korištena je telefonska kapsula, na primjer, TK-67 ili TM-2V. Telefonska kapsula, koja je povezana pomoću utikača, može istovremeno služiti i kao prekidač za napajanje strujnog kola.

Napon napajanja ULF-a je od 1,5 do 15 V, iako uređaj ostaje u funkciji čak i kada napon napajanja padne na 0,6 V. U opsegu napona napajanja od 2 ... 15 V, struja koju troši pojačalo opisuje se kao izraz:

1 (μA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit),

gdje je Usup napon napajanja u voltima (V).

Ako isključite tranzistor VT2, struja koju troši uređaj povećava se za red veličine.

Dvostepeni ULF sa direktnom vezom između stepenica

Primjeri ULF-a sa direktnim priključcima i minimalnim odabirom načina rada su kola prikazana na sl. 11 - 14. Imaju veliki dobitak i dobru stabilnost.

Rice. 11. Jednostavan dvostepeni ULF za mikrofon (niski šum, visoki KU).

Rice. 12. Dvostepeni pojačivač niske frekvencije na tranzistorima KT315.

Rice. 13. Dvostepeni niskofrekventni pojačivač na tranzistorima KT315 - opcija 2.

Mikrofonsko pojačalo (slika 11) karakteriše nizak nivo unutrašnjeg šuma i veliko pojačanje [MK 5/83-XIV]. Kao mikrofon VM1 koristi se mikrofon elektrodinamičkog tipa.

Telefonska kapsula može služiti i kao mikrofon. Stabilizacija radne tačke (početno odstupanje zasnovano na ulaznom tranzistoru) pojačavača na Sl. 11 - 13 se izvodi zbog pada napona na otporu emitera drugog stupnja pojačanja.

Rice. 14. Dvostepeni ULF sa tranzistorom sa efektom polja.

Pojačalo (slika 14), koje ima visoku ulaznu impedanciju (oko 1 MΩ), izrađeno je na tranzistoru sa efektom polja VT1 (izvorni sljedbenik) i bipolarnom - VT2 (sa zajedničkim).

Kaskadno niskofrekventno tranzistorsko pojačalo sa efektom polja, koje takođe ima visoku ulaznu impedanciju, prikazano je na Sl. 15.

Rice. 15. kolo jednostavnog dvostepenog ULF-a na dva tranzistora sa efektom polja.

ULF kola za rad sa niskim opterećenjem

Na sl. 16, 17.

Rice. 16. Jednostavan ULF za rad sa uključivanjem opterećenja sa malim otporom.

Elektrodinamička glava VA1 može se spojiti na izlaz pojačala, kao što je prikazano na sl. 16, odnosno u dijagonali mosta (sl. 17). Ako je izvor napajanja napravljen od dvije serijski spojene baterije (akumulatora), desni izlaz BA1 glave prema šemi može se spojiti direktno na njihovu središnju tačku, bez kondenzatora SZ, S4.

Rice. 17. Kolo niskofrekventnog pojačala sa uključenjem niskoimpedansnog opterećenja u dijagonali mosta.

Ako vam je potreban krug jednostavne cijevi ULF, onda se takvo pojačalo može sastaviti čak i na jednoj lampi, pogledajte našu web stranicu elektronike u odgovarajućem odjeljku.

Literatura: Shustov M.A. Praktična struja (knjiga 1), 2003.

Ispravke u publikaciji: na sl. 16 i 17, umjesto diode D9, ugrađen je lanac dioda.

Šema br. 1

Izbor klase pojačala ... Odmah ćemo upozoriti radio-amatera - nećemo napraviti pojačalo klase A pomoću tranzistora. Razlog je jednostavan - kao što je spomenuto u uvodu, tranzistor pojačava ne samo korisni signal, već i pristrasnost primijenjenu na njega. Jednostavno rečeno, pojačava jednosmernu struju. Ova struja, zajedno sa korisnim signalom, će teći kroz akustični sistem (AC), a zvučnici, nažalost, mogu da reprodukuju ovu konstantnu struju. Oni to rade na najočigledniji način - guranjem ili povlačenjem difuzora iz njegovog normalnog položaja u neprirodni položaj.

Pokušajte prstom pritisnuti membranu zvučnika - i vidjet ćete u kakvu će se noćnu moru zvuk pretvoriti. Jednosmjerna struja u svom djelovanju uspješno zamjenjuje vaše prste, tako da je apsolutno kontraindicirana kod dinamičke glave. Jednosmjernu struju od naizmjeničnog signala moguće je odvojiti samo na dva načina - transformatorom ili kondenzatorom - i obje su opcije, kako kažu, jedna lošija od druge.

Shematski dijagram

Dijagram prvog pojačala koji ćemo sastaviti prikazan je na sl. 11.18.

Ovo je pojačalo sa povratnom spregom čiji izlazni stepen radi u režimu B. Jedina prednost ovog kola je njegova jednostavnost, kao i uniformnost izlaznih tranzistora (nisu potrebni posebni komplementarni parovi). Ipak, široko se koristi u pojačalima male snage. Još jedan plus sheme je da ne zahtijeva nikakvu konfiguraciju, a ako su dijelovi netaknuti, radit će odmah, a to je za nas sada vrlo važno.

Razmotrimo kako ova shema funkcionira. Pojačani signal se dovodi do baze tranzistora VT1. Signal pojačan ovim tranzistorom iz otpornika R4 dovodi se do baze kompozitnog tranzistora VT2, VT4, a od njega do otpornika R5.

Tranzistor VT3 je uključen u režimu praćenja emitera. On pojačava pozitivne polutalase signala preko otpornika R5 i dovodi ih kroz kondenzator C4 do AC.

Negativni poluvalovi su pojačani kompozitnim tranzistorom VT2, VT4. U ovom slučaju, pad napona na diodi VD1 zatvara tranzistor VT3. Signal sa izlaza pojačala dovodi se do razdjelnika povratne petlje R3, R6, a od njega do emitera ulaznog tranzistora VT1. Dakle, tranzistor VT1 imamo i igra ulogu uređaja za poređenje u krugu povratne sprege.

On pojačava jednosmernu struju sa pojačanjem jednakim jedinici (jer je otpor kondenzatora C jednosmernoj struji teoretski beskonačan), a korisni signal sa faktorom jednakim omjeru R6/R3.

Kao što vidite, vrijednost kapacitivnog otpora kondenzatora nije uzeta u obzir u ovoj formuli. Frekvencija, počevši od koje se kondenzator može zanemariti u proračunima, naziva se granična frekvencija RC-lanca. Ova učestalost se može izračunati po formuli

F = 1 / (R × C).

Za naš primjer, to će biti oko 18 Hz, tj. pojačalo će pojačati niže frekvencije gore nego što bi moglo.

Plati ... Pojačalo je sastavljeno na jednostranoj ploči od stakloplastike debljine 1,5 mm i dimenzija 45 × 32,5 mm. Preslikani raspored i raspored PCB-a dostupni su za preuzimanje. Možete preuzeti video zapis o pojačalu u MOV formatu za gledanje. Odmah želim upozoriti radio-amatera - zvuk koji je reproducirao pojačalo snimljen je u videu pomoću mikrofona ugrađenog u kameru, tako da pričanje o kvaliteti zvuka, nažalost, neće biti sasvim prikladno! Spoljašnji izgled pojačala prikazan je na Sl. 11.19.

Elementna baza ... U proizvodnji pojačala, tranzistori VT3, VT4 mogu se zamijeniti bilo kojim tranzistorima dizajniranim za napon od najmanje napona napajanja pojačala i sa dopuštenom strujom od najmanje 2 A. Dioda VD1 mora biti izračunata za istu struju .

Ostali tranzistori - bilo koji s dopuštenim naponom od najmanje napona napajanja i dopuštenom strujom od najmanje 100 mA. Otpornici - bilo koji s dopuštenom rasipanom snagom od najmanje 0,125 W, kondenzatori - elektrolitički, kapaciteta ne manjeg od onog prikazanog na dijagramu, i radnog napona manjim od napona napajanja pojačala.

Radijatori pojačala ... Prije nego pokušamo napraviti naš drugi dizajn, hajde, dragi radio amateri, da se zadržimo na radijatorima za pojačalo i damo ovdje vrlo pojednostavljenu metodu za njihovo izračunavanje.

Prvo izračunavamo maksimalnu snagu pojačala koristeći formulu:

P = (U × U) / (8 × R), W,

gdje U- napon napajanja pojačala, V; R- otpor zvučnika (obično je 4 ili 8 oma, iako postoje izuzeci).

Drugo, izračunavamo snagu raspršenu na kolektorima tranzistora koristeći formulu:

P trke = 0,25 × P, W.

Treće, izračunavamo površinu radijatora potrebnu za uklanjanje odgovarajuće količine topline:

S = 20 × P rasa, cm 2

Četvrto, odabiremo ili proizvodimo radijator, čija površina neće biti manja od izračunate.

Navedeni proračun je vrlo približan, ali za radioamatersku praksu obično je dovoljan. Za naše pojačalo sa naponom napajanja od 12 V i AC otporom od 8 oma, "ispravan" hladnjak bi bila aluminijska ploča veličine 2 × 3 cm i debljine najmanje 5 mm za svaki tranzistor. Imajte na umu da tanja ploča ne prenosi dobro toplinu od tranzistora do rubova ploče. Odmah vas upozoravam - radijatori u svim ostalim pojačalima također moraju biti "normalne" veličine. Koje - računajte sami!

Kvalitet zvuka ... Nakon što sastavite kolo, vidjet ćete da zvuk pojačala nije sasvim jasan.

Razlog tome je "čisti" način rada klase B u izlaznom stupnju, čija karakteristična izobličenja čak ni povratna sprega nije u stanju u potpunosti kompenzirati. Radi eksperimenta, pokušajte zamijeniti VT1 tranzistor u kolu sa KT3102EM, a VT2 tranzistor sa KT3107L. Ovi tranzistori imaju znatno veće pojačanje od KT315B i KT361B. I vidjet ćete da se zvuk pojačala značajno poboljšao, iako će neka izobličenja i dalje biti primjetna.

Razlog za to je također očigledan - veće pojačanje pojačala u cjelini daje precizniju povratnu informaciju i veći kompenzacijski efekat.

Nastavite čitati

Stranica 1 od 2

Princip rada tranzistorskog pojačivača zasniva se na činjenici da se uz pomoć malih promjena napona ili struje u ulaznom kolu tranzistora mogu postići mnogo veće promjene napona ili struje u njegovom izlaznom kolu.
Promjena napona emiterskog spoja uzrokuje promjenu struja tranzistora. Ovo svojstvo tranzistora koristi se za pojačavanje električnih signala.
Da bi se promjene struje kolektora koje proizlaze iz djelovanja ulaznih signala pretvorile u promjenjivi napon, u kolektorskom krugu tranzistora se uključuje opterećenje. Opterećenje je najčešće otpornik ili oscilirajući krug. Osim toga, kada se pojačavaju naizmjenični električni signali između baze i emitera tranzistora, potrebno je uključiti izvor konstantnog napona, koji se obično naziva bias izvor, s kojim se podešava način rada tranzistora. Ovaj način rada karakterizira protok kroz njegove elektrode u odsustvu ulaznog električnog signala nekih jednosmjernih struja emitera, kolektora i baze. Uz korištenje dodatnog izvora, povećavaju se dimenzije cijelog uređaja, njegova težina, dizajn postaje složeniji, a dva izvora su skuplja od jednog. U isto vrijeme, možete se snaći s jednim izvorom koji se koristi za napajanje kolektorskog kruga tranzistora. Jedan od ovih krugova pojačala prikazan je na slici.

U ovom krugu opterećenje pojačala je otpornik R K, a pomoću otpornika R b postavlja se potrebna bazna struja tranzistora. Ako se podesi način rada tranzistora (često se kaže da je radna tačka postavljena na karakteristike tranzistora), postaje poznata bazna struja i napon U BE, a otpor otpornika R b, koji ovo obezbjeđuje. struja, može se odrediti formulom:
R b = (G K -U BE) / I B.
Budući da U BE obično nije veći od 0,2 ... 0,3 V za germanijeve tranzistore i 0,6 ... 0,8 V za silicijumske tranzistore, a napon G K se mjeri u jedinicama ili čak desetinama volti, tada je U BE<a možete napisati:
R b ≈G K / I B.
Iz izraza slijedi da će bez obzira na tip tranzistora VT, njegova bazna struja biti konstantna: IB = G K / R b. Stoga je ova šema dobila ime kola zajedničkog emitera (common emitter). i fiksnu baznu struju.
Način rada tranzistora u stepenu pojačala pri konstantnim strujama i naponima njegovih elektroda naziva se početni, odnosno mirovanje.
Uključivanje opterećenja u kolektorsko kolo tranzistora dovodi do pada napona na otporu opterećenja, jednakog umnošku I K R K.
Kao rezultat toga, napon koji djeluje između kolektora i emitera Uke tranzistora ispada manji od napona G K izvora napajanja za iznos pada napona na otporu opterećenja, tj.:
U CE = G K -I K R K.
Ako se ova ovisnost grafički prikaže na familiji statičkih izlaznih karakteristika tranzistora, tada će izgledati kao prava linija. Da bismo ga konstruisali, dovoljno je definisati samo dve tačke koje joj pripadaju (pošto se kroz dve tačke može povući samo jedna prava linija). Svaka tačka mora biti specificirana sa dvije koordinate: I K i U FE.
Nakon davanja određene vrijednosti jedne od koordinata, druga koordinata se određuje rješavanjem jednadžbe U FE = G K -I K R K. Prava linija izgrađena u skladu sa jednadžbom na familiji statičkih izlaznih karakteristika tranzistora naziva se linija opterećenja.
Linija opterećenja prikazana na slici (a) izgrađena je za slučaj kada je G K = 10V i RK = 200 Ohm.

1. tačka: = 0 U FE = G K —0R K = G K = 10 V;
2. tačka: I K = 30 mA; U CE = 10-30-10 ^ 3-200 = 10-6 = 4 V.

Ako je u početnom režimu (režim mirovanja) bazna struja 2 mA, ovaj režim će biti određen tačkom A, koja leži na liniji opterećenja u tački njenog preseka sa statičkom izlaznom karakteristikom dobijenom pri I BO = 2 mA. U ovom slučaju, I KO = 20 mA; U FEO = 5,8 V. Ako prebacite tačku A u familiju ulaznih karakteristika (Sl., B), možete pronaći U BEO. To je jednako 0,25 V.
Kada se na ulaz pojačala primeni naizmenični napon amplitude 50 mV (0,05 V), na osi napona ulaznih karakteristika u odnosu na napon U BEO = 0,25 V, pojavljuju se segmenti koji odgovaraju naponu od 0,05 V. položene sa obe strane, a okomite se vraćaju sa njihovih krajeva na EB osu U do preseka sa statičkom karakteristikom, na kojoj se nalazi tačka A koja označava mirni režim pojačala. U tačkama preseka okomica sa karakteristikom postavljena su slova B i C. Dakle, kada na ulaz dođe naizmenični napon, režim rada će već biti određen ne tačkom A, već njegovim kretanjem između tačaka B. i C. U ovom slučaju, struja baze se mijenja od 1 do 3 mA. Drugim riječima, izmjenični napon na ulazu pojačala dovodi do pojave AC komponente u njegovoj ulaznoj struji - bazne struje. U ovom primjeru, amplituda AC komponente bazne struje, kao što se može vidjeti sa slike, iznosi 1 mA.
Tačke B i C mogu se prenijeti u familiju izlaza. Oni će se nalaziti na preseku karakteristika opterećenja sa statičkim dobijenim pri baznim strujama od 1 i 3 mA. Iz ove slike se može vidjeti da se u režimu opterećenja pojavila naizmjenična komponenta napona kolektora. Inače, napon kolektora više ne ostaje konstantan, već se mijenja sinhrono
sa promjenama ulaznog napona. Štaviše, promena napona kolektora ΔU CE = 7,5—4,3 = 3,2V pokazuje se da je 32 puta veća od promene ulaznog napona ΔU BE = 0,3—0,2 = 0,1V; odnosno pojačanje ulaznog napona dobijeno je faktorom 32.
S obzirom da je napon napajanja GK konstantan, promjena napona kolektora jednaka je promjeni napona na otporniku opterećenja kolektora, odnosno pojačanje će biti veće. Međutim, moguće je povećati otpor otpornika R K samo do određene granice, prekoračenje koje može čak dovesti do smanjenja pojačanja i pojave velikih izobličenja pojačanog signala.
U pojačalu, čiji je krug prikazan na gornjoj slici, način rada tranzistora je određen baznom strujom, koju postavlja otpornik R b. Način rada tranzistora se također može podesiti primjenom napona sa razdjelnika R1R2 na njegov emiterski spoj.

Struja djelitelja I D, koja teče kroz otpornike R1 i R2, uzrokuje pad napona na otporu otpornika R2, koji se dovodi do emiterskog spoja tranzistora i pomjera ga u smjeru naprijed. Ovaj napon je uglavnom određen omjerom otpora otpornika R1, R2 i struje I D koja teče kroz njih i gotovo ne ovisi o vrsti tranzistora. Stoga se takvo kolo ponekad naziva kolom fiksnog prednapona.