Un amplificatore a transistor è un esempio pratico di lavoro. Descrizione del funzionamento di un amplificatore di potenza sonora con transistor MOSFET

Dopo aver imparato le basi dell'elettronica, un radioamatore alle prime armi è pronto per saldare i suoi primi progetti elettronici. Gli amplificatori di potenza audio sono generalmente i progetti più ripetibili. Esistono molti schemi, ognuno diverso nei suoi parametri e design. Questo articolo prenderà in considerazione alcuni dei circuiti amplificatori più semplici e completamente funzionanti che possono essere ripetuti con successo da qualsiasi radioamatore. L'articolo non utilizza termini e calcoli complessi, tutto è semplificato il più possibile in modo che non sorgano ulteriori domande.

Cominciamo con un circuito più potente.
Quindi, il primo circuito è realizzato sul noto microcircuito TDA2003. Questo è un amplificatore mono con un massimo di 7 watt di potenza in uscita su un carico di 4 ohm. Voglio dire che il circuito di commutazione standard di questo microcircuito contiene un piccolo numero di componenti, ma un paio di anni fa ho inventato un altro circuito su questo microcircuito. In questo schema, il numero di componenti è ridotto al minimo, ma l'amplificatore non ha perso i suoi parametri sonori. Dopo aver sviluppato questo circuito, ho iniziato a realizzare tutti i miei amplificatori per altoparlanti a bassa potenza su questo circuito.

Il circuito dell'amplificatore presentato ha un'ampia gamma di frequenze riproducibili, l'intervallo di tensione di alimentazione va da 4,5 a 18 volt (tipico 12-14 volt). Il microcircuito è installato su un piccolo dissipatore di calore, poiché la potenza massima arriva fino a 10 watt.

Il microcircuito è in grado di funzionare su un carico di 2 ohm, il che significa che 2 testine con una resistenza di 4 ohm possono essere collegate all'uscita dell'amplificatore.
Il condensatore di ingresso può essere sostituito con qualsiasi altro con capacità da 0,01 a 4,7 μF (preferibilmente da 0,1 a 0,47 μF); possono essere utilizzati sia condensatori a film che ceramici. Si consiglia di non sostituire tutti gli altri componenti.

Controllo del volume da 10 a 47 kOhm.
La potenza di uscita del microcircuito consente di utilizzarlo in altoparlanti a bassa potenza per PC. È molto comodo utilizzare un microcircuito per altoparlanti autonomi per un telefono cellulare, ecc.
L'amplificatore funziona immediatamente dopo l'accensione, non necessita di ulteriori regolazioni. Si consiglia di collegare anche l'alimentatore negativo al dissipatore di calore. Tutti i condensatori elettrolitici sono preferibilmente da 25 volt.

Il secondo circuito è assemblato su transistor a bassa potenza ed è più adatto come amplificatore per cuffie.

Questo è probabilmente il circuito di più alta qualità di questo tipo, il suono è chiaro, si sente l'intero spettro di frequenza. Con delle buone cuffie, sembra di avere un subwoofer completo.

L'amplificatore è assemblato su solo 3 transistor a conduzione inversa, come opzione più economica, sono stati utilizzati transistor della serie KT315, ma la loro scelta è abbastanza ampia.

L'amplificatore può funzionare su un carico a bassa impedenza, fino a 4 ohm, il che rende possibile utilizzare il circuito per amplificare il segnale di un lettore, radio, ecc. Come fonte di alimentazione viene utilizzata una batteria di tipo corona da 9 volt.
Nella fase finale vengono utilizzati anche i transistor KT315. Per aumentare la potenza di uscita, puoi usare i transistor KT815, ma poi dovrai aumentare la tensione di alimentazione a 12 volt. In questo caso, la potenza dell'amplificatore raggiungerà fino a 1 Watt. Il condensatore di uscita può avere una capacità da 220 a 2200 μF.
I transistor in questo circuito non si riscaldano, quindi non è necessario il raffreddamento. Quando si utilizzano transistor di uscita più potenti, potrebbero essere necessari piccoli dissipatori di calore per ciascun transistor.

E infine, il terzo schema. Viene presentata una versione altrettanto semplice, ma comprovata, della struttura dell'amplificatore. L'amplificatore è in grado di funzionare da una tensione ridotta fino a 5 volt, nel qual caso la potenza di uscita dell'amplificatore non sarà superiore a 0,5 W e la potenza massima quando alimentato da 12 volt raggiunge i 2 watt.

Lo stadio di uscita dell'amplificatore è costruito su una coppia complementare domestica. Regolare l'amplificatore selezionando la resistenza R2. Per questo, si consiglia di utilizzare un trimmer da 1kOhm. Ruotare lentamente il regolatore fino a quando la corrente di riposo dello stadio di uscita è di 2-5 mA.

L'amplificatore non ha un'elevata sensibilità di ingresso, quindi è consigliabile utilizzare un preamplificatore prima dell'ingresso.

Un diodo svolge un ruolo importante nel circuito, è qui per stabilizzare la modalità dello stadio di uscita.
I transistor dello stadio di uscita possono essere sostituiti con qualsiasi coppia complementare dei parametri corrispondenti, ad esempio KT816 / 817. L'amplificatore può pilotare altoparlanti autonomi a bassa potenza con un'impedenza di carico di 6-8 ohm.

Elenco dei radioelementi

Per aumentare la potenza del segnale, soprattutto nella gamma audio, vengono utilizzati amplificatori a bassa frequenza (ULF). La trasformazione effettuata con l'ausilio di tali dispositivi rende più facile catturare e percepire il suono proveniente dall'emettitore.

Gli amplificatori che forniscono una variazione di frequenza fino a 10-100 MHz sono completati secondo un principio simile e la differenza principale tra i loro circuiti è il livello di capacità del condensatore utilizzato, che viene calcolato in base al rapporto tra i segnali del basso fornito e produceva alte frequenze. Cioè, più forte diventa il segnale, minore dovrebbe essere la capacità del condensatore.

L'uso di amplificatori a transistor è giustificato dal fatto che non necessitano di preriscaldamento prima di iniziare il lavoro (rispetto, ad esempio, agli amplificatori a valvole fai-da-te) e si distinguono per la loro durata, sicurezza e disponibilità.

Per fornire un volume sufficiente per la riproduzione del suono, è necessario un amplificatore con due o tre stadi. In questo caso, uno di questi è l'uscita (terminale) e l'altro (gli altri) sono gli stadi di preamplificazione. Lo stadio di uscita fornisce il risultato finale dell'amplificazione del segnale. Dal punto di vista economico, può essere abbastanza semplice (particolarmente adatto per strutture non fisse). Nei diagrammi, i transistor negli stadi dell'amplificatore sono designati come V1 (V2, V3 ...) secondo l'ordine dello stadio. In un design a due stadi, un condensatore di disaccoppiamento si trova tra i transistor. Un amplificatore a uno e due stadi funziona quasi allo stesso modo, tranne per il fatto che il pre-stadio viene caricato dal resistore e l'uscita dall'altoparlante.Una sorgente alimenta entrambi gli stadi (sia le batterie che i raddrizzatori possono svolgere il suo ruolo).

A seconda della struttura dei transistor utilizzati (n-p-n o p-n-p), in un caso sarà necessario collegarsi alla polarità positiva della batteria e nell'altro al negativo. Anche la polarità di commutazione sarà diversa di conseguenza.

Quando si assembla un amplificatore, è necessario prima montare solo uno stadio e collegarlo a un condensatore. Quindi collegare l'altoparlante al cavo del condensatore e all'alimentazione con messa a terra. Quindi prova ad applicare un segnale debole all'ingresso dell'amplificatore. Regolare la resistenza (selezionando la resistenza) in modo che il volume sia al massimo. Se il segnale che è andato all'altoparlante è adatto a te, puoi continuare l'assemblaggio. Il livello di tensione di alimentazione più adatto per questo circuito è di 4,5 volt.

Quando lo stadio di uscita è pronto, è necessario collegare l'altoparlante al circuito del collettore.

Assemblaggio di un amplificatore per basso su transistor per cuffie

Il funzionamento di un tale schema non è complicato, ma dipende molto dalla qualità e dalle caratteristiche degli elementi in esso inclusi. Inoltre, potrebbe non sembrare abbastanza compatto.

Di solito, per le cuffie, l'amplificatore è assemblato secondo il più semplice circuito a due stadi con due transistor (KT315 oi suoi analoghi sono adatti). Il punto più debole di questo dispositivo è l'accuratezza della selezione della tensione che alimenta l'emettitore, la base e il collettore. Inoltre, alla base vengono forniti due tipi di tensione: positiva e negativa. Se i resistori selezionati per il progetto forniranno la tensione più bassa richiesta per la base, l'amplificatore funzionerà normalmente.

Per il buon funzionamento di un tale dispositivo, è necessaria una tensione superiore a 5 volt. Quando si aggiunge un microcircuito al progetto (ad esempio, TDA 2822), l'output sarà:

• Livello di tensione di alimentazione: 1,8 - 15 Volt;
• Valore di potenza: non supererà 1,5 watt;
• La dimensione della struttura corrisponderà all'area di un piccolo PCB;
• Dimensioni della custodia: leggermente più grande dell'alimentatore di due batterie AA.

Per assemblare l'amplificatore, sarà sufficiente:

• Microcircuiti (TDA 2822 o simili);
• Resistore variabile per 10.000 ohm;
• Due resistori fissi per 4.700 ohm e uno per 10.000 ohm;
• Due condensatori elettrolitici per 10 microfarad;
• Tre condensatori a film non polare da 100 nanofarad;
• Due prese da 3,5 mm;
• Due batterie AA;
• Un pezzo di pellicola;
• Adatto alle dimensioni della custodia.

Quando tutti i materiali sono preparati, dovresti delineare come saranno posizionate le parti rispetto alla superficie della tavola e segnare le tracce (dovresti applicare la vernice su di esse o utilizzare una stampante laser per applicare il diagramma).

Il compito principale durante l'assemblaggio di un amplificatore sarà la produzione di un circuito stampato. Questo non è affatto difficile se hai un programma speciale per la progettazione delle schede. In assenza di tale, è possibile utilizzare il solito editor grafico, osservando tutte le misurazioni e designando la posizione di connessioni e pin. Il risultato viene trasferito utilizzando la stampante su carta lucida. L'audacia della stampa è massima. Il circuito è strettamente legato alla lamina. Dopodiché, devi camminare sulla tavola con un ferro caldo più volte fino a quando il componente colorante dalla carta non va sulla lamina (non dimenticare di sgrassare prima la tavola). La carta viene delicatamente inumidita con acqua tiepida e rimossa. Il circuito rimane sul foglio. Successivamente, dovrai incidere il circuito stampato in una soluzione di cloruro ferrico fino a quando il rame non sarà completamente distrutto. Quindi non resta che montare tutti i componenti secondo lo schema. L'alimentazione può essere collegata solo dopo aver verificato che tutti gli elementi siano installati correttamente.

Per coloro che desiderano assemblare un amplificatore del suono su transistor con le proprie mani, ci sono una serie di semplici consigli:

• Dovrebbero essere usati transistor HF;
• Il carico sui transistor dello stadio di uscita non deve superare la metà della loro potenza nominale;
• La scelta dei transistor di uscita è dovuta al rapporto di trasferimento di corrente;
• Lo spazio per il radiatore non deve essere risparmiato;
• Il funzionamento delle fasi preliminari deve necessariamente corrispondere alla classe A;
• I radioelementi dovrebbero avere le derivazioni più corte possibili;
• Assicurati di acquistare condensatori di blocco di alta qualità;
• L'installazione viene eseguita utilizzando conduttori rigidi corti.

Scrivi commenti, integrazioni all'articolo, forse mi sono perso qualcosa. Dai un'occhiata, sarò felice se trovi qualcos'altro di utile sul mio.

Gli amplificatori a bassa frequenza (ULF) vengono utilizzati per convertire segnali deboli, principalmente nella gamma audio, in segnali più potenti accettabili per la percezione diretta attraverso emettitori elettrodinamici o di altro tipo.

Si noti che gli amplificatori ad alta frequenza fino a frequenze di 10 ... 100 MHz sono costruiti secondo schemi simili, tutta la differenza spesso si riduce al fatto che i valori di capacità dei condensatori di tali amplificatori diminuiscono tante volte quanto la frequenza del segnale ad alta frequenza supera la frequenza di quello a bassa frequenza.

Semplice amplificatore a transistor singolo

L'ULF più semplice, realizzato secondo lo schema con un emettitore comune, è mostrato in Fig. 1. Una capsula telefonica viene utilizzata come carico. La tensione di alimentazione consentita per questo amplificatore è 3 ... 12 V.

È desiderabile determinare sperimentalmente il valore del resistore di polarizzazione R1 (decine di kOhm), poiché il suo valore ottimale dipende dalla tensione di alimentazione dell'amplificatore, dalla resistenza della capsula telefonica e dal coefficiente di trasmissione di una particolare istanza di transistor.

Riso. 1. Schema di un semplice ULF su un transistor + condensatore e resistore.

Per selezionare il valore iniziale del resistore R1, è necessario tenere presente che il suo valore dovrebbe essere circa cento o più volte superiore alla resistenza inclusa nel circuito di carico. Per selezionare un resistore di polarizzazione, si consiglia di includere in sequenza un resistore costante con una resistenza di 20 ... 30 kOhm e un resistore variabile con una resistenza di 100 ... 1000 kOhm, dopodiché, applicando un segnale audio di piccola ampiezza all'ingresso dell'amplificatore, ad esempio da un registratore a nastro o da un lettore, ruotare la manopola del resistore variabile per ottenere la migliore qualità del segnale al volume più alto.

Il valore della capacità del condensatore di transizione C1 (Fig. 1) può essere compreso tra 1 e 100 μF: maggiore è il valore di questa capacità, minori sono le frequenze che l'ULF può amplificare. Per padroneggiare la tecnica di amplificazione delle basse frequenze, si consiglia di sperimentare la selezione dei valori nominali degli elementi e le modalità operative degli amplificatori (Fig. 1 - 4).

Opzioni migliorate per l'amplificatore a transistor singolo

Complicato e migliorato rispetto al circuito di fig. 1 circuiti amplificatori sono mostrati in Fig. 2 e 3. Nello schema di fig. 2, lo stadio di amplificazione contiene inoltre una catena di feedback negativo dipendente dalla frequenza (resistenza R2 e condensatore C2), che migliora la qualità del segnale.

Riso. 2. Schema di un ULF a transistor singolo con un circuito di retroazione negativo dipendente dalla frequenza.

Riso. 3. Un singolo amplificatore a transistor con un divisore per fornire tensione di polarizzazione alla base del transistor.

Riso. 4. Amplificatore a transistor singolo con impostazione automatica del bias per la base del transistor.

Nello schema di fig. 3, la polarizzazione alla base del transistor è impostata più "rigidamente" con l'aiuto di un divisore, che migliora la qualità dell'amplificatore quando cambiano le sue condizioni operative. L'impostazione "automatica" della polarizzazione basata sul transistor di amplificazione viene utilizzata nel circuito di Fig. 4.

Amplificatore a transistor a due stadi

Collegando in serie due semplicissimi stadi di amplificazione (Fig. 1), si ottiene un ULF a due stadi (Fig. 5). Il guadagno di un tale amplificatore è uguale al prodotto dei guadagni dei singoli stadi. Tuttavia, non è facile ottenere un grande guadagno sostenuto aumentando successivamente il numero di stadi: è probabile che l'amplificatore si autoecciti.

Riso. 5. Schema di un semplice amplificatore per basso a due stadi.

I nuovi sviluppi degli amplificatori a bassa frequenza, i cui circuiti sono spesso citati nelle pagine delle riviste negli ultimi anni, mirano a ottenere una distorsione armonica totale minima, aumentare la potenza di uscita, espandere la banda di frequenza da amplificare, ecc.

Allo stesso tempo, quando si impostano vari dispositivi e si conducono esperimenti, è spesso necessario un semplice ULF, che può essere assemblato in pochi minuti. Tale amplificatore dovrebbe contenere un numero minimo di elementi carenti e operare su un'ampia gamma di variazioni della tensione di alimentazione e della resistenza di carico.

Circuito ULF su transistor ad effetto di campo e al silicio

Uno schema di un semplice amplificatore di potenza LF con collegamento diretto tra gli stadi è mostrato in Fig. 6 [Rl 3 / 00-14]. L'impedenza di ingresso dell'amplificatore è determinata dal valore del potenziometro R1 e può variare da centinaia di ohm a decine di megaohm. L'uscita dell'amplificatore può essere collegata a un carico con resistenza da 2 ... 4 a 64 Ohm e oltre.

Con un carico ad alta resistenza, il transistor KT315 può essere utilizzato come VT2. L'amplificatore è operativo nell'intervallo di tensioni di alimentazione da 3 a 15 V, sebbene le sue prestazioni accettabili rimangano anche quando la tensione di alimentazione viene ridotta a 0,6 V.

La capacità del condensatore C1 può essere selezionata nell'intervallo da 1 a 100 μF. In quest'ultimo caso (C1 = 100 μF), l'ULF può funzionare nella gamma di frequenze da 50 Hz a 200 kHz e oltre.

Riso. 6. Schema di un semplice amplificatore di bassa frequenza su due transistor.

L'ampiezza del segnale di ingresso ULF non deve superare 0,5 ... 0,7 V. La potenza di uscita dell'amplificatore può variare da decine di mW a unità di W, a seconda della resistenza di carico e dell'ampiezza della tensione di alimentazione.

La messa a punto dell'amplificatore consiste nella selezione dei resistori R2 e R3. Con il loro aiuto, viene impostata la tensione al drain del transistor VT1, pari al 50 ... 60% della tensione della fonte di alimentazione. Il transistor VT2 deve essere installato su una piastra del dissipatore di calore (dissipatore di calore).

ULF cingolato ad accoppiamento diretto

Nella fig. 7 mostra un diagramma di un altro ULF apparentemente semplice con collegamenti diretti tra gli stadi. Questo tipo di accoppiamento migliora la risposta in frequenza dell'amplificatore nella gamma delle basse frequenze e il circuito complessivo è semplificato.

Riso. 7. Schema schematico di un ULF a tre stadi con collegamento diretto tra gli stadi.

Allo stesso tempo, la sintonizzazione dell'amplificatore è complicata dal fatto che l'impedenza di ciascun amplificatore deve essere selezionata individualmente. Approssimativamente il rapporto tra i resistori R2 e R3, R3 e R4, R4 e R BF dovrebbe essere compreso tra (30 ... 50) e 1. Il resistore R1 dovrebbe essere 0,1 ... 2 kOhm. Calcolo dell'amplificatore mostrato in Fig. 7 si trova in letteratura, ad esempio [P 9/70-60].

Circuiti ULF in cascata su transistor bipolari

Nella fig. 8 e 9 mostrano diagrammi di transistor bipolari ULF cascode. Tali amplificatori hanno un guadagno Ku abbastanza alto. L'amplificatore in Fig. 8 ha Ku = 5 nella gamma di frequenze da 30 Hz a 120 kHz [MK 2 / 86-15]. ULF secondo lo schema di Fig. 9 con un coefficiente armonico inferiore all'1% ha un guadagno di 100 [RL 3 / 99-10].

Riso. 8. ULF in cascata su due transistor con guadagno = 5.

Riso. 9. ULF in cascata su due transistor con guadagno = 100.

ULF economico su tre transistor

Per le apparecchiature elettroniche portatili, un parametro importante è l'efficienza dell'ULF. Il diagramma di un tale ULF è mostrato in Fig. 10 [RL 3 / 00-14]. Qui viene utilizzata una connessione in cascata di un transistor ad effetto di campo VT1 e un transistor bipolare VT3 e il transistor VT2 viene acceso in modo tale da stabilizzare il punto operativo VT1 e VT3.

Con un aumento della tensione di ingresso, questo transistor devia la transizione emettitore-base VT3 e riduce il valore della corrente che scorre attraverso i transistor VT1 e VT3.

Riso. 10. Schema di un semplice amplificatore per basso economico su tre transistor.

Come nel circuito sopra (vedi Fig. 6), l'impedenza di ingresso di questo ULF può essere impostata nell'intervallo da decine di ohm a decine di megaohm. Come carico è stata utilizzata una capsula telefonica, ad esempio TK-67 o TM-2V. La capsula telefonica, collegata tramite una spina, può fungere contemporaneamente da interruttore di alimentazione del circuito.

La tensione di alimentazione dell'ULF va da 1,5 a 15 V, sebbene il dispositivo rimanga operativo anche quando la tensione di alimentazione scende a 0,6 V. Nell'intervallo della tensione di alimentazione di 2 ... 15 V, la corrente consumata dall'amplificatore è descritta da l'espressione:

1 (μA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit),

dove Usup è la tensione di alimentazione in Volt (V).

Se si spegne il transistor VT2, la corrente consumata dal dispositivo aumenta di un ordine di grandezza.

ULF bistadio con collegamento diretto tra gli stadi

Esempi di ULF con collegamenti diretti e una selezione minima della modalità di funzionamento sono i circuiti mostrati in Fig. 11 - 14. Hanno un alto guadagno e una buona stabilità.

Riso. 11. Semplice ULF a due stadi per un microfono (basso rumore, alto KU).

Riso. 12. Amplificatore a due stadi di bassa frequenza su transistor KT315.

Riso. 13. Amplificatore a bassa frequenza a due stadi su transistor KT315 - opzione 2.

L'amplificatore microfonico (Fig. 11) è caratterizzato da un basso livello di rumore intrinseco e da un elevato guadagno [MK 5/83-XIV]. Un microfono di tipo elettrodinamico viene utilizzato come microfono VM1.

Una capsula telefonica può fungere anche da microfono. Stabilizzazione del punto di lavoro (polarizzazione iniziale basata sul transistor di ingresso) degli amplificatori di Fig. 11 - 13 viene eseguita a causa della caduta di tensione sulla resistenza di emettitore del secondo stadio di amplificazione.

Riso. 14. ULF a due stadi con un transistor ad effetto di campo.

L'amplificatore (Fig. 14), che ha un'elevata impedenza di ingresso (circa 1 MΩ), è realizzato su un transistor ad effetto di campo VT1 (source follower) e bipolare - VT2 (con uno comune).

Un amplificatore a transistor ad effetto di campo a bassa frequenza in cascata, anch'esso con un'elevata impedenza di ingresso, è mostrato in Fig. 15.

Riso. 15. circuito di un semplice ULF a due stadi su due transistor ad effetto di campo.

Circuiti ULF per lavorare con un carico a basso ohm

I tipici ULF progettati per funzionare su un carico a bassa impedenza e con una potenza di uscita di decine di mW e oltre sono mostrati in Fig. 16, 17.

Riso. 16. ULF semplice per lavorare con l'inclusione di un carico a bassa resistenza.

La testa elettrodinamica VA1 può essere collegata all'uscita dell'amplificatore, come mostrato in Fig. 16, o nella diagonale del ponte (Fig. 17). Se la fonte di alimentazione è composta da due batterie collegate in serie (accumulatori), l'uscita destra della testa BA1 secondo lo schema può essere collegata direttamente al loro punto medio, senza condensatori СЗ, С4.

Riso. 17. Circuito amplificatore a bassa frequenza con l'inclusione di un carico a bassa impedenza nella diagonale del ponte.

Se hai bisogno di un circuito di un semplice tubo ULF, allora un tale amplificatore può essere assemblato anche su una lampada, guarda il nostro sito Web di elettronica nella sezione appropriata.

Letteratura: Shustov M.A. Circuiti pratici (Libro 1), 2003.

Correzioni nella pubblicazione: in fig. 16 e 17, invece del diodo D9, è installata una catena di diodi.

Schema n. 1

Selezione della classe dell'amplificatore ... Avviseremo immediatamente il radioamatore: non realizzeremo un amplificatore di classe A usando i transistor. Il motivo è semplice: come accennato nell'introduzione, il transistor amplifica non solo il segnale utile, ma anche la polarizzazione applicata ad esso. In poche parole, amplifica la corrente continua. Questa corrente, insieme al segnale utile, passerà attraverso il sistema acustico (AC), e gli altoparlanti, purtroppo, sono in grado di riprodurre questa corrente costante. Lo fanno nel modo più ovvio: spingendo o tirando il diffusore dalla sua posizione normale a una innaturale.

Prova a premere il cono dell'altoparlante con il dito e vedrai in che incubo si trasformerà il suono. La corrente continua nella sua azione sostituisce con successo le dita, quindi è assolutamente controindicata in una testa dinamica. È possibile separare la corrente continua dal segnale alternato solo con due mezzi - un trasformatore o un condensatore - ed entrambe le opzioni, come si suol dire, sono una peggiore dell'altra.

Diagramma schematico

Lo schema del primo amplificatore che andremo ad assemblare è mostrato in Fig. 11.18.

Questo è un amplificatore di retroazione, il cui stadio di uscita funziona in modalità B. L'unico vantaggio di questo circuito è la sua semplicità, nonché l'uniformità dei transistor di uscita (non sono necessarie speciali coppie complementari). Tuttavia, è ampiamente utilizzato negli amplificatori a bassa potenza. Un altro vantaggio dello schema è che non richiede alcuna configurazione e, se le parti sono intatte, funzionerà immediatamente, e questo è molto importante per noi ora.

Consideriamo come funziona questo schema. Il segnale amplificato viene inviato alla base del transistor VT1. Il segnale amplificato da questo transistor dal resistore R4 viene inviato alla base del transistor composito VT2, VT4 e da esso al resistore R5.

Il transistor VT3 è acceso in modalità emettitore follower. Amplifica le semionde positive del segnale attraverso il resistore R5 e le alimenta attraverso il condensatore C4 all'AC.

Le semionde negative sono amplificate dal transistor composito VT2, VT4. In questo caso, la caduta di tensione sul diodo VD1 chiude il transistor VT3. Il segnale dall'uscita dell'amplificatore viene inviato al divisore del circuito di retroazione R3, R6 e da esso all'emettitore del transistor di ingresso VT1. Pertanto, il transistor VT1 che abbiamo e svolge il ruolo di un dispositivo di confronto nel circuito di retroazione.

Amplifica la corrente continua con un guadagno pari all'unità (perché la resistenza del condensatore C alla corrente continua è teoricamente infinita), e il segnale utile con un fattore pari al rapporto R6/R3.

Come puoi vedere, in questa formula non viene preso in considerazione il valore della resistenza capacitiva del condensatore. La frequenza, a partire dalla quale il condensatore può essere trascurato nei calcoli, è chiamata frequenza di taglio della catena RC. Questa frequenza può essere calcolata con la formula

F = 1 / (R × C).

Per il nostro esempio, sarà di circa 18 Hz, cioè l'amplificatore amplificherà le frequenze più basse peggio di quanto potrebbe.

Paga ... L'amplificatore è assemblato su un pannello in fibra di vetro unilaterale con uno spessore di 1,5 mm e dimensioni di 45 × 32,5 mm. Il layout e il layout del PCB con mirroring sono disponibili per il download. È possibile scaricare un video sull'amplificatore in formato MOV per la visualizzazione. Voglio avvertire subito il radioamatore: il suono riprodotto dall'amplificatore è stato registrato nel video utilizzando il microfono incorporato nella fotocamera, quindi parlare della qualità del suono, purtroppo, non sarà del tutto appropriato! La vista esterna dell'amplificatore è mostrata in Fig. 11.19.

Elemento base ... Nella fabbricazione dell'amplificatore, i transistor VT3, VT4 possono essere sostituiti con qualsiasi transistor progettato per una tensione pari almeno alla tensione di alimentazione dell'amplificatore e con una corrente ammissibile di almeno 2 A. Il diodo VD1 deve essere calcolato per la stessa corrente .

Il resto dei transistor - qualsiasi con una tensione ammissibile di almeno la tensione di alimentazione e una corrente ammissibile di almeno 100 mA. Resistori - qualsiasi con una potenza dissipata ammissibile di almeno 0,125 W, condensatori - elettrolitici, con una capacità non inferiore a quella indicata nel diagramma e una tensione operativa inferiore alla tensione di alimentazione dell'amplificatore.

Radiatori amplificatore ... Prima di provare a realizzare il nostro secondo progetto, soffermiamoci, caro radioamatore, sui radiatori per l'amplificatore e diamo qui un metodo molto semplificato per calcolarli.

Innanzitutto, calcoliamo la potenza massima dell'amplificatore utilizzando la formula:

P = (U × U) / (8 × R), W,

dove tu- tensione di alimentazione dell'amplificatore, V; R- resistenza dell'altoparlante (di solito è 4 o 8 ohm, anche se ci sono eccezioni).

In secondo luogo, calcoliamo la potenza dissipata sui collettori dei transistor utilizzando la formula:

P razze = 0,25 × P, W.

Terzo, calcoliamo l'area del radiatore necessaria per rimuovere la quantità di calore corrispondente:

S = 20 × P razze, cm 2

In quarto luogo, selezioniamo o produciamo un radiatore, la cui superficie non sarà inferiore a quella calcolata.

Il calcolo indicato è molto approssimativo, ma per la pratica radioamatoriale di solito è sufficiente. Per il nostro amplificatore con una tensione di alimentazione di 12 V e una resistenza AC di 8 ohm, il dissipatore "corretto" sarebbe una piastra di alluminio di 2 × 3 cm e spessa almeno 5 mm per ciascun transistor. Si noti che una piastra più sottile non trasferisce bene il calore dal transistor ai bordi della piastra. Vorrei avvertirti subito: anche i radiatori di tutti gli altri amplificatori devono essere di dimensioni "normali". Quali - conta per te stesso!

Qualità del suono ... Una volta assemblato il circuito, scoprirai che il suono dell'amplificatore non è del tutto chiaro.

La ragione di ciò è la modalità "pura" di classe B nello stadio di uscita, le cui distorsioni caratteristiche anche il feedback non è in grado di compensare completamente. Per motivi di esperimento, prova a sostituire il transistor VT1 nel circuito con KT3102EM e il transistor VT2 con KT3107L. Questi transistor hanno un guadagno significativamente maggiore rispetto a KT315B e KT361B. E scoprirai che il suono dell'amplificatore è migliorato in modo significativo, anche se alcune distorsioni saranno ancora evidenti.

Anche la ragione di ciò è ovvia: un maggiore guadagno dell'amplificatore nel suo insieme fornisce un feedback più accurato e un maggiore effetto di compensazione.

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Il principio di funzionamento di un amplificatore a transistor si basa sul fatto che con l'aiuto di piccole variazioni di tensione o corrente nel circuito di ingresso del transistor, è possibile ottenere variazioni molto maggiori di tensione o corrente nel suo circuito di uscita.
Una variazione della tensione della giunzione dell'emettitore provoca una variazione delle correnti del transistor. Questa proprietà del transistor viene utilizzata per amplificare i segnali elettrici.
Per convertire i cambiamenti nella corrente del collettore derivanti dall'azione dei segnali di ingresso in una tensione variabile, viene attivato un carico nel circuito del collettore del transistor. Il carico è molto spesso un resistore o un circuito oscillante. Inoltre, quando si amplificano segnali elettrici alternati tra la base e l'emettitore del transistor, è necessario accendere una sorgente di tensione costante, solitamente chiamata sorgente di polarizzazione, con la quale viene impostata la modalità di funzionamento del transistor. Questa modalità è caratterizzata dal flusso attraverso i suoi elettrodi in assenza di un segnale elettrico in ingresso di alcune correnti continue dell'emettitore, del collettore e della base. Con l'uso di una fonte aggiuntiva, le dimensioni dell'intero dispositivo aumentano, il suo peso, il design diventa più complicato e due fonti sono più costose di una. Allo stesso tempo, puoi cavartela con una fonte utilizzata per alimentare il circuito del collettore del transistor. Uno di questi circuiti amplificatori è mostrato in figura.

In questo circuito, il carico dell'amplificatore è il resistore R K e, utilizzando il resistore R b, viene impostata la corrente di base richiesta del transistor. Se viene impostata la modalità operativa del transistor (si dice spesso che il punto operativo è impostato sulle caratteristiche del transistor), diventano note la corrente di base e la tensione U BE e la resistenza del resistore R b, che fornisce questo corrente, può essere determinato dalla formula:
R b = (G K -U BE) / I B.
Poiché U BE di solito non supera 0,2 ... 0,3 V per transistor al germanio e 0,6 ... 0,8 V per transistor al silicio e la tensione G K viene misurata in unità o anche decine di volt, quindi U BE<e puoi scrivere:
R b ≈G K / I B.
Dalle espressioni segue che, indipendentemente dal tipo di transistor VT, la sua corrente di base sarà costante: IB = G K / R b. Pertanto, questo schema è stato chiamato circuiti di emettitore comune (emettitore comune) e una corrente di base fissa.
La modalità di funzionamento del transistor nello stadio amplificatore a correnti e tensioni costanti dei suoi elettrodi è chiamata modalità iniziale o di riposo.
L'inclusione del carico nel circuito del collettore del transistor porta a una caduta di tensione attraverso la resistenza di carico, uguale al prodotto di I K R K.
Di conseguenza, la tensione che agisce tra il collettore e l'emettitore Uke del transistor risulta essere inferiore alla tensione G K della fonte di alimentazione per la quantità di caduta di tensione attraverso la resistenza di carico, ovvero:
U CE = G K -I K R K.
Se questa dipendenza viene visualizzata graficamente sulla famiglia delle caratteristiche di uscita statica del transistor, sembrerà una linea retta. Per costruirlo è sufficiente definire solo due punti che gli appartengono (poiché per due punti si può tracciare una sola retta). Ogni punto deve essere specificato da due coordinate: I K e U FE.
Avendo dato un valore specifico di una delle coordinate, la seconda coordinata viene determinata risolvendo l'equazione U FE = G K -I K R K. Una linea retta costruita secondo l'equazione su una famiglia di caratteristiche di uscita statica di un transistor è chiamata linea di carico.
La linea di carico mostrata in figura (a) è costruita per il caso in cui G K = 10 V e RK = 200 Ohm.

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

Se nella modalità iniziale (modalità di riposo) la corrente di base è 2 mA, questa modalità sarà determinata dal punto A, che si trova sulla linea di carico nel punto della sua intersezione con la caratteristica di uscita statica ottenuta a I BO = 2 mA. In questo caso I KO = 20 mA; U FEO = 5,8 V. Se trasferisci il punto A alla famiglia delle caratteristiche di ingresso (Fig., B), puoi trovare U BEO. È uguale a 0,25 V.
Quando all'ingresso dell'amplificatore viene applicata una tensione alternata con un'ampiezza di 50 mV (0,05 V), sull'asse della tensione delle caratteristiche di ingresso relative alla tensione U BEO = 0,25 V, i segmenti corrispondenti a una tensione di 0,05 V sono posato su entrambi i lati e le perpendicolari vengono ripristinate dalle loro estremità all'asse EB U fino all'intersezione con la caratteristica statica, su cui si trova il punto A, che indica la modalità di riposo dell'amplificatore. Nei punti di intersezione delle perpendicolari con la caratteristica, sono apposte le lettere B e C. Pertanto, quando una tensione alternata arriva all'ingresso, la modalità operativa sarà già determinata non dal punto A, ma dai suoi movimenti tra i punti B e C. In questo caso, la corrente di base cambia da 1 a 3 mA. In altre parole, la tensione CA all'ingresso dell'amplificatore porta alla comparsa di un componente CA nella sua corrente di ingresso - la corrente di base. In questo esempio, l'ampiezza della componente AC della corrente di base, come si vede dalla figura, è 1 mA.
I punti B e C possono essere trasferiti alla famiglia di output. Saranno posti all'intersezione delle caratteristiche di carico con quelle statiche ottenute a correnti di base pari a 1 e 3 mA. Da questa figura, si può vedere che nella modalità di carico è apparsa una componente alternata della tensione del collettore. In caso contrario, la tensione del collettore non rimane più costante, ma cambia in modo sincrono
con variazioni della tensione di ingresso. Inoltre, la variazione della tensione di collettore ΔU CE = 7,5—4,3 = 3,2V risulta essere 32 volte maggiore della variazione della tensione di ingresso ΔU BE = 0,3—0,2 = 0,1V; cioè, il guadagno della tensione di ingresso è stato ottenuto di un fattore 32.
Poiché la tensione dell'alimentatore GK è costante, la variazione della tensione del collettore è uguale alla variazione della tensione attraverso il resistore di carico del collettore, ovvero maggiore sarà il guadagno. Tuttavia, è possibile aumentare la resistenza del resistore R K solo fino a un certo limite, il cui superamento può anche portare a una diminuzione del guadagno e alla comparsa di grandi distorsioni del segnale amplificato.
Nell'amplificatore, il cui circuito è mostrato nella figura in alto, la modalità operativa del transistor è determinata dalla corrente di base, che è impostata dal resistore R b. La modalità di funzionamento del transistor può essere impostata anche applicando tensione dal partitore R1R2 alla sua giunzione di emettitore.

La corrente del partitore I D, che scorre attraverso i resistori R1 e R2, provoca una caduta di tensione ai capi della resistenza del resistore R2, che viene fornita alla giunzione di emettitore del transistor e la polarizza in avanti. Questa tensione è determinata principalmente dal rapporto tra le resistenze dei resistori R1, R2 e la corrente I D che li attraversa e quasi non dipende dal tipo di transistor. Pertanto, un tale circuito viene talvolta indicato come circuito a polarizzazione fissa.