Stadio di amplificazione su un transistor. Un amplificatore semplice e a bassa potenza su circuiti amplificatori a bassa frequenza KT315 su transistor KT315

Questo amplificatore può essere integrato in qualsiasi apparecchiatura a bassa potenza con alimentazione a bassa tensione: ricevitori, walkie-talkie, apparecchi acustici e altre apparecchiature simili.

Specifiche:
Potenza massima in uscita (carico 8Ω, 1kHz) = 0,3 W
Tensione di alimentazione nominale (0,3 W, 8 ohm) = 3 V
THD+N (alla massima potenza di uscita, 1 kHz) = 1 - 1,5%

Diagramma schematico dell'amplificatore:

Dispositivo e principio di funzionamento

L'amplificatore è costituito da due nodi: lo stadio di ingresso sul transistor T1 e il push-pull di uscita sui transistor T2 - T5. Il segnale amplificato dal transistor T1 entra nel carico R1 e nello stadio di uscita. I transistor dello stadio di uscita formano due cosiddette "spalle" dello stadio di uscita. Transistor in queste "spalle" di una struttura diversa, che è un prerequisito per questo amplificatore. Poiché il transistor KT315 si apre con una tensione positiva e KT361 con una tensione negativa, le “spalle” dello stadio di uscita da esse formate amplificano solo quella semionda del segnale proveniente dal transistor T1, che “apre” i transistor che le formano . Risulta così: T3 e T4 amplificano le semionde positive del segnale, T2 e T5 sono negative. Nel punto di connessione degli emettitori dei transistor T4 e T5, il segnale viene combinato e alimentato al carico. Poiché questo amplificatore è caratterizzato da distorsioni a gradino, che appariranno inevitabilmente durante il funzionamento di questo amplificatore, il resistore R2 viene attivato per attenuarle. Questo resistore crea una piccola tensione di polarizzazione alle basi dei transistor e attenua la distorsione del segnale.

Questo amplificatore richiede un'attenta messa a punto, vale a dire:
Selezionando il resistore R1, viene impostata la corrente di riposo iniziale dei transistor (la corrente che scorre attraverso i transistor in assenza di segnale). Selezionando questa resistenza, è necessario impostare la corrente di riposo al livello di 5 - 7 mA.
Selezionando la resistenza del resistore R5, è necessario impostare la tensione nel punto di connessione dei transistor dello stadio di uscita uguale alla metà della tensione di alimentazione, ovvero 1,5 V.

Possibili integrazioni

Se il dispositivo a cui è collegato l'amplificatore non dispone di un controllo di tono o il segnale da esso prelevato è debole, è possibile assemblare un preamplificatore.

Se non è necessario un controllo del tono, può essere escluso dal circuito.
Sul resistore R4 è montato un controllo timbrico passivo HF - LF con un resistore. Resistenza R3 - controllo del volume. Tutta l'amplificazione del segnale cade sul transistor. Non essere confuso dalla mancanza di un condensatore tra il resistore R3 e il collettore del transistor. Tutto funziona e così via.
Parti usate ed eventuale sostituzione.

Questo amplificatore è stato assemblato mediante montaggio su superficie, quindi non esiste un file del circuito stampato. Anche se disegnare un sigillo per questo amplificatore non è affatto difficile.

La maggior parte degli appassionati di audio è piuttosto categorica e non è pronta a scendere a compromessi nella scelta delle apparecchiature, ritenendo giustamente che il suono percepito debba essere chiaro, forte e impressionante. Come raggiungere questo obiettivo?

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Forse il ruolo principale nella risoluzione di questo problema sarà giocato dalla scelta dell'amplificatore.
Funzione
L'amplificatore è responsabile della qualità e della potenza della riproduzione del suono. Allo stesso tempo, al momento dell'acquisto, dovresti prestare attenzione alle seguenti designazioni, che segnano l'introduzione di alte tecnologie nella produzione di apparecchiature audio:

• Ciao fi. Fornisce la massima purezza e precisione del suono, liberandolo da rumori estranei e distorsioni.
• Ciao fine. La scelta di un perfezionista pronto a pagare molto per il piacere di distinguere le più piccole sfumature delle sue composizioni musicali preferite. Spesso le apparecchiature assemblate a mano rientrano in questa categoria.

Specifiche a cui prestare attenzione:

• potenza in ingresso e in uscita. Il valore nominale della potenza di uscita è determinante, poiché i valori dei bordi sono spesso inaffidabili.
• Intervallo di frequenze. Varia da 20 a 20000 Hz.
• Il coefficiente di distorsione non lineare. È semplice: più piccolo è, meglio è. Il valore ideale, secondo gli esperti, è 0,1%.
• Rapporto segnale-rumore. La tecnologia moderna presuppone un valore di questo indicatore superiore a 100 dB, che riduce al minimo il rumore estraneo durante l'ascolto.
• fattore di dumping Riflette l'impedenza di uscita dell'amplificatore in relazione all'impedenza di carico nominale. In altre parole, un fattore di smorzamento sufficiente (più di 100) riduce il verificarsi di vibrazioni non necessarie nelle apparecchiature, ecc.

Va ricordato: la produzione di amplificatori di alta qualità è un processo laborioso e high-tech, quindi un prezzo troppo basso con caratteristiche decenti dovrebbe avvisarti.

Classificazione

Per comprendere tutta la varietà delle offerte del mercato è necessario distinguere il prodotto secondo vari criteri. Gli amplificatori possono essere classificati:

• Per potere. Preliminare - una sorta di collegamento intermedio tra la sorgente sonora e l'amplificatore di potenza finale. L'amplificatore di potenza, a sua volta, è responsabile della potenza e del volume del segnale in uscita. Insieme formano un amplificatore completo.

Importante: la conversione primaria e l'elaborazione del segnale avviene proprio nei preamplificatori.

• In base alla base dell'elemento si distinguono i PA a tubo, a transistor e integrati. Quest'ultimo è nato per combinare i vantaggi e ridurre al minimo gli svantaggi dei primi due, ad esempio la qualità del suono degli amplificatori a valvole e la compattezza di quelli a transistor.
• In base alla modalità di funzionamento, gli amplificatori sono divisi in classi. Le classi principali sono A, B, AB. Se gli amplificatori di classe A consumano molta potenza, ma producono un suono di alta qualità, la classe B è esattamente l'opposto, la classe AB sembra essere la scelta migliore, rappresentando un compromesso tra qualità del segnale ed efficienza sufficientemente elevata. Ci sono anche le classi C, D, H e G, che sono sorte con l'uso delle tecnologie digitali. Esistono anche modalità di funzionamento a ciclo singolo e push-pull dello stadio di uscita.
• In base al numero di canali, gli amplificatori possono essere a uno, due e multicanale. Questi ultimi sono utilizzati attivamente negli home theater per formare il volume e il realismo del suono. Molto spesso ci sono due canali, rispettivamente, per i sistemi audio destro e sinistro.

Attenzione: lo studio delle componenti tecniche dell'acquisto, ovviamente, è necessario, ma spesso il fattore determinante è l'ascolto elementare dell'apparecchiatura secondo il principio dei suoni o non suona.

Applicazione

La scelta dell'amplificatore è più giustificata dalle finalità per le quali viene acquistato. Elenchiamo le principali aree di utilizzo degli amplificatori di frequenza audio:

1. Come parte di un sistema audio domestico. Ovviamente la scelta migliore è una valvola a due canali monociclo in classe A, inoltre la scelta migliore può essere una a tre canali in classe AB, dove viene definito un canale per un subwoofer, con funzione Hi-fi.
2. Per impianto audio per auto. Gli amplificatori a quattro canali più popolari sono di classe AB o D, in base alle capacità finanziarie dell'acquirente. Nelle automobili, è richiesta anche la funzione crossover per un controllo regolare della frequenza, che consente di tagliare le frequenze nella gamma alta o bassa secondo necessità.
3. nelle apparecchiature da concerto. Le esigenze più elevate sono ragionevolmente poste alla qualità e alle capacità delle apparecchiature professionali a causa dell'ampio spazio per la propagazione dei segnali sonori, nonché dell'elevata necessità di intensità e durata dell'uso. Si consiglia quindi di acquistare un amplificatore con classe non inferiore a D, in grado di funzionare quasi al limite della sua potenza (70-80% di quella dichiarata), preferibilmente in una custodia realizzata con materiali ad alta tecnologia che protegga contro le condizioni atmosferiche negative e gli influssi meccanici.
4. nell'attrezzatura da studio. Tutto quanto sopra è vero per le apparecchiature da studio. È possibile aggiungere la più ampia gamma di riproduzione della frequenza - da 10 Hz a 100 kHz rispetto a quella da 20 Hz a 20 kHz in un amplificatore domestico. Degna di nota è anche la possibilità di un controllo del volume separato su canali diversi.

Pertanto, per godere a lungo di un suono chiaro e di alta qualità, è consigliabile studiare in anticipo tutta la varietà di offerte e scegliere l'opzione dell'attrezzatura audio più adatta alle proprie esigenze.

Lettori! Ricorda il soprannome di questo autore e non ripetere mai i suoi schemi.
Moderatori! Prima di bannarmi per insulti, pensa di "lasciare al microfono un normale gopnik", che non dovrebbe nemmeno avvicinarsi all'ingegneria radiofonica e, inoltre, all'insegnamento ai principianti.

In primo luogo, con un tale circuito di commutazione, una grande corrente continua scorrerà attraverso il transistor e l'altoparlante, anche se il resistore variabile è nella giusta posizione, cioè si sentirà la musica. E con una grande corrente, l'altoparlante è danneggiato, cioè prima o poi si esaurirà.

In secondo luogo, in questo circuito deve essere presente un limitatore di corrente, cioè un resistore costante, di almeno 1 KΩ, collegato in serie con uno variabile. Qualsiasi fai-da-te girerà completamente il regolatore del resistore variabile, avrà resistenza zero e una grande corrente andrà alla base del transistor. Di conseguenza, il transistor o l'altoparlante si bruceranno.

È necessario un condensatore variabile in ingresso per proteggere la sorgente sonora (questo dovrebbe essere spiegato dall'autore, perché subito c'è stato un lettore che lo ha rimosso proprio così, ritenendosi più intelligente dell'autore). Senza di essa, funzioneranno normalmente solo quei lettori in cui tale protezione è già installata in uscita. E se non è presente, l'uscita del lettore potrebbe essere danneggiata, soprattutto, come ho detto sopra, se sviti il ​​resistore variabile "a zero". In questo caso, l'output di un costoso laptop verrà alimentato dalla fonte di alimentazione di questo penny gingillo e potrebbe esaurirsi. A quelli fatti in casa piace molto rimuovere resistori e condensatori di protezione, perché "funziona!" Di conseguenza, il circuito può funzionare con una sorgente sonora, ma non con un'altra, e anche un costoso telefono o laptop può essere danneggiato.

La resistenza variabile, in questo circuito, dovrebbe essere solo un trimmer, cioè dovrebbe essere regolata una volta e chiusa nella custodia, e non tirata fuori con una comoda maniglia. Questo non è un controllo del volume, ma un controllo della distorsione, ovvero seleziona la modalità di funzionamento del transistor in modo che vi sia una distorsione minima e che il fumo non esca dall'altoparlante. Pertanto, non dovrebbe mai essere accessibile dall'esterno. È IMPOSSIBILE regolare il volume cambiando la modalità. Per questo è necessario "uccidere". Se vuoi davvero regolare il volume, è più facile accendere un altro resistore variabile in serie con il condensatore, e ora può già essere emesso nel case dell'amplificatore.

In generale, per i circuiti più semplici - e per funzionare subito e non danneggiare nulla, è necessario acquistare un chip di tipo TDA (ad esempio TDA7052, TDA7056 ... ci sono molti esempi su Internet) e l'autore ha preso un transistor a caso che era in giro nella sua scrivania. Di conseguenza, i dilettanti creduloni cercheranno proprio un tale transistor, sebbene il suo guadagno sia solo 15 e la corrente consentita sia fino a 8 ampere (brucerà qualsiasi altoparlante senza nemmeno accorgersene).

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 tendono ad essere i modelli più ripetibili. Ci sono molti schemi, ognuno differisce per parametri e design. Questo articolo esaminerà 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 ci siano ulteriori domande.

Cominciamo con uno schema più potente.
Quindi, il primo circuito è realizzato sul noto chip TDA2003. Questo è un amplificatore mono con una potenza di uscita fino a 7 watt 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 circuito diverso 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 lo sviluppo di 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 con un carico di 2 ohm, il che significa che è possibile collegare 2 testine con una resistenza di 4 ohm all'uscita dell'amplificatore.
Il condensatore di ingresso può essere sostituito con qualsiasi altro, con capacità da 0,01 a 4,7 uF (preferibilmente da 0,1 a 0,47 uF), possono essere utilizzati condensatori sia a film che ceramici. Tutti gli altri componenti non devono essere sostituiti.

Controllo del volume da 10 a 47 kOhm.
La potenza di uscita del microcircuito ne consente l'utilizzo in altoparlanti per PC a bassa potenza. È molto comodo utilizzare un chip per altoparlanti autonomi per un telefono cellulare, ecc.
L'amplificatore funziona subito dopo l'accensione, non necessita di ulteriori regolazioni. Si consiglia di collegare ulteriormente l'alimentatore negativo al dissipatore di calore. Tutti i condensatori elettrolitici sono preferibilmente utilizzati a 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 qualità più alta del suo genere, il suono è chiaro, l'intero spettro di frequenze si sente. Con delle buone cuffie, sembra di avere un subwoofer completo.

L'amplificatore è assemblato su soli 3 transistor a conduzione inversa, poiché l'opzione più economica sono stati utilizzati i transistor della serie KT315, ma la loro scelta è piuttosto ampia.

L'amplificatore può funzionare con un carico a bassa impedenza, fino a 4 ohm, il che consente di utilizzare il circuito per amplificare il segnale di un lettore, ricevitore radio, ecc. Come fonte di alimentazione è stata utilizzata una batteria da 9 volt.
Nella fase finale vengono utilizzati anche i transistor KT315. Per aumentare la potenza di uscita, puoi utilizzare i transistor KT815, ma 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 uF.
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 non meno semplice, ma collaudata della struttura dell'amplificatore. L'amplificatore è in grado di funzionare da bassa tensione fino a 5 volt, nel qual caso la potenza di uscita del PA non sarà superiore a 0,5 W e la potenza massima quando alimentato da 12 volt raggiunge fino a 2 watt.

Lo stadio di uscita dell'amplificatore è costruito su una coppia complementare domestica. Regolare l'amplificatore selezionando la resistenza R2. Per fare ciò, è preferibile utilizzare un trimmer da 1 kOhm. Ruotare lentamente la manopola fino a quando la corrente di riposo dello stadio di uscita è 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 di parametri appropriati, ad esempio KT816/817. L'amplificatore può alimentare altoparlanti autonomi a bassa potenza con una resistenza di carico di 6-8 ohm.

Elenco di elementi radio

L'amplificatore di facile utilizzo è realizzato su transistor di diverse strutture e ha un guadagno di tensione di circa 10. La tensione di ingresso massima può essere di circa 0,1 V.

Il principio di funzionamento di un amplificatore push-pull

Il primo stadio è assemblato su un transistor VT1, il secondo - su VT2 e VT3 di diverse strutture. Il primo stadio produce un'amplificazione di tensione del segnale di frequenza audio, con entrambe le semionde uguali. Il secondo amplifica il segnale di corrente, tuttavia, la cascata sul transistor VT2 opera con semionde positive e sul transistor VT3 - con quelle negative.

La modalità CC è scelta in modo tale che la tensione nel punto di giunzione degli emettitori dei transistor del secondo stadio sia circa la metà della tensione della fonte di alimentazione. Questa modalità si ottiene accendendo il resistore di feedback R2. La corrente del collettore del transistor di ingresso, che passa attraverso il diodo VD1, porta a una caduta di tensione su di esso, che è la tensione di polarizzazione alla base dei transistor di ingresso rispetto ai loro emettitori: consente di ridurre la distorsione del segnale amplificato .

Il carico è collegato all'amplificatore tramite un condensatore elettrolitico C2. Quando si utilizza l'amplificatore su una testa dinamica con una resistenza da 8 ohm a 10 ohm, la capacità di questo condensatore deve essere almeno il doppio.

Foto di montaggio schematica

Dai un'occhiata alla connessione di carico del primo stadio dell'amplificatore, che è il resistore R4. Il suo terminale superiore è collegato al terminale di carico inferiore. Questo è il cosiddetto circuito di "aumento di tensione", grazie al quale un piccolo valore della frequenza audio di feedback positivo entra nel circuito di base dei transistor di uscita, equalizzando le condizioni operative dei transistor.

Elenco delle parti usate