Un amplificator cu tranzistor este un exemplu practic de lucru. Descrierea funcționării unui amplificator de putere de sunet cu tranzistoare MOSFET

După ce a stăpânit elementele de bază ale electronicii, un radioamator începător este gata să-și lipe primele modele electronice. Amplificatoarele de putere audio sunt în general cele mai repetabile modele. Există o mulțime de scheme, fiecare diferă în parametrii și designul său. Acest articol va lua în considerare câteva dintre cele mai simple și complet 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 apară întrebări suplimentare.

Să începem cu un circuit mai puternic.
Deci, primul circuit este realizat pe binecunoscutul microcircuit 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 părți componente este minimizat, dar amplificatorul nu și-a pierdut parametrii de sunet. După ce am dezvoltat acest circuit, am început să-mi fac 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 0,01 până la 4,7 μF (de preferință 0,1 până la 0,47 μF); pot fi utilizați atât condensatoare cu film, cât și condensatoare ceramice. Este recomandabil să nu înlocuiți toate celelalte componente.

Controlul volumului de la 10 la 47 kOhm.
Puterea de ieșire a microcircuitului îi permite să fie utilizat în difuzoare de putere redusă pentru un computer. Este foarte convenabil să folosiți un microcircuit pentru difuzoare independente pentru un telefon mobil etc.
Amplificatorul funcționează imediat după pornire, nu necesită reglaje suplimentare. Se recomandă conectarea suplimentară a sursei de alimentare minus la radiator. Toți condensatorii electrolitici sunt de preferință de 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 complet.

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 suficient 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, radio etc. Ca sursă de alimentare este folosită o baterie de tip krone de 9 volți.
În etapa finală, se folosesc și tranzistoarele KT315. 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 μF.
Tranzistoarele din acest circuit nu se încălzesc, prin urmare nu este nevoie de răcire. 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 la fel de simplă, dar dovedită a structurii amplificatorului. Amplificatorul este capabil să funcționeze de la o tensiune redusă de până la 5 volți, caz în care puterea de ieșire a amplificatorului nu va fi mai mare de 0,5 W, iar puterea maximă atunci când este alimentat de 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 aceasta, este recomandabil să folosiți un trimmer de 1kOhm. Rotiți încet regulatorul 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 a parametrilor corespunzători, de exemplu, KT816 / 817. Amplificatorul poate conduce difuzoare independente de putere redusă, cu o impedanță de sarcină de 6-8 ohmi.

Lista radioelementelor

Pentru a crește puterea semnalului, în special în domeniul audio, se folosesc amplificatoare de joasă frecvență (ULF). Transformarea efectuată cu ajutorul unor astfel de dispozitive facilitează captarea și perceperea sunetului provenit de la emițător.

Amplificatoarele care oferă o schimbare de frecvență de până la 10-100 MHz sunt completate conform unui principiu similar, iar principala diferență între circuitele lor este nivelul de capacitate al condensatorului utilizat, care este calculat pe baza raportului dintre semnalele de la nivelul scăzut furnizat. și a produs frecvențe înalte. Adică, cu cât semnalul devine mai puternic, cu atât capacitatea condensatorului ar trebui să fie mai mică.

Utilizarea amplificatoarelor cu tranzistori este justificată de faptul că nu au nevoie de preîncălzire înainte de a începe lucrul (în comparație, de exemplu, cu amplificatoarele cu tuburi DIY) și se disting prin durabilitate, siguranță și disponibilitate.

Pentru a oferi un volum suficient pentru reproducerea sunetului, aveți nevoie de un amplificator cu două până la trei trepte. În acest caz, una dintre ele este ieșirea (terminalul), iar cealaltă (altele) sunt etapele de pre-amplificare. Etapa de ieșire oferă rezultatul final al amplificării semnalului. Din punct de vedere al economiei, poate fi destul de simplu (potrivit mai ales pentru structurile nestaționare). În diagrame, tranzistoarele din etapele de amplificare sunt desemnate ca V1 (V2, V3 ...) în conformitate cu ordinea etajului. Într-un design în două etape, un condensator de decuplare este situat între tranzistori. Un amplificator cu o singură treaptă și două trepte funcționează aproape la fel, cu excepția faptului că pre-stageul este încărcat de la rezistor, iar ieșirea de la difuzor.O sursă alimentează ambele trepte (atât bateriile, cât și redresoarele își pot juca rolul).

În funcție de structura tranzistorilor utilizați (n-p-n sau p-n-p), într-un caz, va trebui să vă conectați la polaritatea pozitivă a bateriei, iar în celălalt la negativă. Polaritatea de comutare va diferi în consecință.

Când asamblați un amplificator, mai întâi trebuie să montați o singură treaptă și să-l conectați la un condensator. Apoi conectați difuzorul la cablul condensatorului și la sursa de alimentare cu împământare. Apoi încercați să aplicați un semnal slab la intrarea amplificatorului. Reglați rezistorul (prin selectarea rezistenței) astfel încât volumul să fie cel mai ridicat. Dacă ți se potrivește semnalul care a ajuns la difuzor, atunci poți continua asamblarea. Nivelul de tensiune de alimentare cel mai potrivit pentru acest circuit este de 4,5 volți.

Când treapta de ieșire este gata, este necesar să conectați difuzorul la circuitul colector.

Asamblarea unui amplificator de bas pe tranzistori pentru căști

Funcționarea unei astfel de scheme nu este complicată, dar depinde foarte mult de calitatea și caracteristicile elementelor incluse în ea. În plus, poate să nu pară suficient de compact.

De obicei, pentru căști, amplificatorul este asamblat conform celui mai simplu circuit în două etape cu două tranzistoare (KT315 sau analogii săi sunt potriviti). Cel mai slab punct al acestui dispozitiv este precizia selectării tensiunii care alimentează emițătorul, baza și colectorul. Mai mult, două tipuri de tensiune sunt furnizate bazei: pozitivă și negativă. Dacă rezistențele selectate pentru proiectare vor furniza cea mai mică tensiune necesară pentru bază, atunci amplificatorul va funcționa normal.

Pentru funcționarea fără probleme a unui astfel de dispozitiv, este necesară o tensiune mai mare de 5 volți. Când adăugați un microcircuit la design (de exemplu, TDA 2822), ieșirea va fi:

• Nivelul tensiunii de alimentare: 1,8 - 15 Volți;
• Valoarea puterii: nu va depăși 1,5 wați;
• Dimensiunea structurii va corespunde zonei unui PCB mic;
• Dimensiunea carcasei: puțin mai mare decât unitatea de alimentare a două baterii AA.

Pentru a asambla amplificatorul, va fi suficient:

• Microcircuite (TDA 2822 sau similar);
• Rezistor variabil pentru 10.000 ohmi;
• Două rezistențe fixe pentru 4.700 ohmi și una pentru 10.000 ohmi;
• Două condensatoare electrolitice pentru 10 microfarad;
• Trei condensatoare cu film nepolar de 100 nanofarads;
• Două prize de 3,5 mm;
• Două baterii AA;
• O bucată de folie;
• Potrivit pentru dimensiunea carcasei.

Când toate materialele sunt pregătite, ar trebui să schițați cum vor fi amplasate piesele în raport cu suprafața plăcii și să marcați urmele (ar trebui să aplicați lac pe ele sau să utilizați o imprimantă laser pentru a aplica diagrama).

Sarcina principală la asamblarea unui amplificator va fi fabricarea unei plăci de circuit imprimat. Acest lucru nu este deloc dificil dacă aveți un program special pentru proiectarea plăcilor. În absența acestora, puteți utiliza editorul grafic obișnuit, observând toate măsurătorile și desemnând locația conexiunilor și a pinilor. Rezultatul este transferat folosind imprimanta pe hârtie lucioasă. Îndrăzneala imprimării este maximă. Circuitul este strâns lipit de folie. După aceea, trebuie să plimbați placa cu un fier de călcat fierbinte de mai multe ori până când componenta de colorare din hârtie ajunge pe folie (nu uitați să degresați mai întâi placa). Hârtia este umezită ușor cu apă caldă și îndepărtată. Circuitul rămâne pe folie. Apoi, va trebui să gravați placa de circuit imprimat într-o soluție de clorură ferică până când cuprul este complet distrus. Apoi, tot ce rămâne este să montați toate componentele în conformitate cu diagrama. Alimentarea poate fi conectată numai după ce s-a verificat dacă toate elementele sunt instalate corect.

Pentru cei care doresc să asambleze un amplificator de sunet pe tranzistori cu propriile mâini, există o serie de recomandări simple:

• ar trebui folosiți tranzistori HF;
• Sarcina pe tranzistoarele etajului de ieșire nu trebuie să depășească jumătate din puterea lor nominală;
• Selectarea tranzistorilor de ieșire se datorează raportului de transfer al curentului;
• Spațiul pentru calorifer nu trebuie cruțat;
• Funcționarea etapelor preliminare trebuie să corespundă în mod necesar clasei A;
• Radioelementele ar trebui să aibă cele mai scurte conductoare posibile;
• Asigurați-vă că cumpărați condensatori de blocare de înaltă calitate;
• Instalarea se realizează folosind conductori rigidi scurti.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Uită-te la, mă voi bucura dacă vei găsi altceva util la al meu.

Amplificatoarele de joasă frecvență (ULF) sunt folosite pentru a converti semnale slabe, în principal în domeniul audio, în semnale mai puternice, care sunt acceptabile pentru percepția directă prin electrodinamici sau alți emițători de sunet.

Rețineți că amplificatoarele de înaltă frecvență până la frecvențe de 10 ... 100 MHz sunt construite după scheme similare, toată diferența se reduce cel mai adesea la faptul că valorile capacității condensatoarelor unor astfel de amplificatoare scad de câte ori frecvența semnalului de înaltă frecvență depășește frecvența celui de joasă frecvență.

Amplificator simplu cu un singur tranzistor

Cel mai simplu ULF, realizat conform schemei cu un emițător comun, este prezentat în Fig. 1. O capsulă telefonică este folosită ca încărcătură. Tensiunea de alimentare admisă pentru acest amplificator este de 3 ... 12 V.

Este de dorit să se determine experimental valoarea rezistorului de polarizare R1 (zeci de kΩ), deoarece valoarea sa optimă depinde de tensiunea de alimentare a amplificatorului, rezistența capsulei telefonice și coeficientul de transmisie al unei anumite instanțe de tranzistor.

Orez. 1. Schema unui ULF simplu pe un tranzistor + condensator și rezistor.

Pentru a selecta valoarea inițială a rezistorului R1, trebuie avut în vedere că valoarea acestuia ar trebui să fie de aproximativ o sută sau de mai multe ori mai mare decât rezistența inclusă în circuitul de sarcină. Pentru a selecta un rezistor de polarizare, se recomandă includerea secvenţială a unui rezistor constant cu o rezistenţă de 20 ... 30 kOhm şi a unui rezistor variabil cu o rezistenţă de 100 ... 1000 kOhm, după care, prin aplicarea unui semnal audio de amplitudine mică. la intrarea amplificatorului, de exemplu, de la un magnetofon sau un player, rotiți butonul cu rezistență variabilă pentru a obține cea mai bună calitate a semnalului la cel mai mare volum.

Valoarea capacității condensatorului de tranziție C1 (Fig. 1) poate fi în intervalul de la 1 la 100 μF: cu cât valoarea acestei capacități este mai mare, cu atât frecvențele mai mici ULF-ul poate amplifica. Pentru a stăpâni tehnica de amplificare a frecvențelor joase, se recomandă experimentarea cu selecția valorilor nominale ale elementelor și a modurilor de funcționare ale amplificatoarelor (Fig. 1 - 4).

Opțiuni îmbunătățite de amplificator cu un singur tranzistor

Complicat și îmbunătățit în comparație cu circuitul din fig. 1 circuite amplificatoare sunt prezentate în Fig. 2 și 3. În schema din fig. 2, etapa de amplificare conține în plus un lanț de feedback negativ dependent de frecvență (rezistor R2 și condensator C2), care îmbunătățește calitatea semnalului.

Orez. 2. Schema unui ULF cu un singur tranzistor cu un circuit de feedback negativ dependent de frecvență.

Orez. 3. Un singur amplificator cu tranzistor cu un divizor pentru furnizarea de tensiune de polarizare la baza tranzistorului.

Orez. 4. Amplificator cu un singur tranzistor cu setare automată de polarizare pentru baza tranzistorului.

În diagrama din fig. 3, polarizarea la baza tranzistorului este setată mai „rigid” cu ajutorul unui divizor, care îmbunătățește calitatea amplificatorului atunci când condițiile de funcționare ale acestuia se schimbă. În circuitul din Fig. 4.

Amplificator cu tranzistor în două trepte

Prin conectarea în serie a două cele mai simple trepte de amplificare (Fig. 1), puteți obține un ULF în două trepte (Fig. 5). Câștigul unui astfel de amplificator este egal cu produsul câștigurilor etajelor individuale. Cu toate acestea, nu este ușor să obțineți un câștig mare susținut prin creșterea ulterioară a numărului de trepte: este probabil ca amplificatorul să se autoexcite.

Orez. 5. Schema unui amplificator de bas simplu în două trepte.

Noile dezvoltări ale amplificatoarelor de joasă frecvență, ale căror circuite sunt adesea citate în paginile revistelor din ultimii ani, urmăresc realizarea unei distorsiuni armonice totale minime, creșterea puterii de ieșire, extinderea benzii de frecvență de amplificat etc.

În același timp, atunci când se instalează diverse dispozitive și se efectuează experimente, este adesea nevoie de un ULF simplu, care poate fi asamblat în câteva minute. Un astfel de amplificator ar trebui să conțină un număr minim de elemente deficiente și să funcționeze pe o gamă largă de variații ale tensiunii de alimentare și ale rezistenței de sarcină.

Circuit ULF pe tranzistoare cu efect de câmp și siliciu

În Fig. 6 [Rl 3 / 00-14]. Impedanța de intrare a amplificatorului este determinată de valoarea potențiometrului R1 și poate varia de la sute de ohmi la zeci de megaohmi. Ieșirea amplificatorului poate fi conectată la o sarcină cu rezistență de la 2 ... 4 la 64 Ohm și mai mare.

Cu o sarcină de mare rezistență, tranzistorul KT315 poate fi folosit ca VT2. Amplificatorul este operațional în intervalul de tensiuni de alimentare de la 3 la 15 V, deși performanța sa acceptabilă rămâne chiar și atunci când tensiunea de alimentare este redusă la 0,6 V.

Capacitatea condensatorului C1 poate fi selectată în intervalul de la 1 la 100 μF. În acest din urmă caz ​​(C1 = 100 μF), ULF poate funcționa în intervalul de frecvență de la 50 Hz la 200 kHz și mai mult.

Orez. 6. Schema unui amplificator simplu de joasă frecvență pe două tranzistoare.

Amplitudinea semnalului de intrare ULF nu trebuie să depășească 0,5 ... 0,7 V. Puterea de ieșire a amplificatorului poate varia de la zeci de mW la unități de W, în funcție de rezistența de sarcină și de mărimea tensiunii de alimentare.

Reglarea amplificatorului constă în selectarea rezistențelor R2 și R3. Cu ajutorul lor, se setează tensiunea la scurgerea tranzistorului VT1, egală cu 50 ... 60% din tensiunea sursei de alimentare. Tranzistorul VT2 trebuie instalat pe o placă de radiator (radiator de căldură).

ULF urmărit cu cuplare directă

În fig. 7 prezintă o diagramă a unui alt ULF aparent simplu cu conexiuni directe între etape. Acest tip de cuplare îmbunătățește răspunsul în frecvență al amplificatorului în domeniul de frecvență joasă, iar circuitul general este simplificat.

Orez. 7. Schema schematică a unui ULF în trei trepte cu legătură directă între etape.

În același timp, reglarea amplificatorului este complicată de faptul că fiecare impedanță a amplificatorului trebuie selectată individual. Aproximativ raportul dintre rezistențele R2 și R3, R3 și R4, R4 și R BF ar trebui să fie în intervalul (30 ... 50) la 1. Rezistorul R1 ar trebui să fie de 0,1 ... 2 kOhm. Calculul amplificatorului prezentat în Fig. 7 poate fi găsit în literatură, de exemplu [P 9 / 70-60].

Circuite ULF în cascadă pe tranzistoare bipolare

În fig. 8 și 9 prezintă diagrame ale tranzistoarelor bipolare ULF cascode. Astfel de amplificatoare au un câștig Ku destul de mare. Amplificatorul din fig. 8 are Ku = 5 în intervalul de frecvență de la 30 Hz la 120 kHz [MK 2 / 86-15]. ULF conform schemei din Fig. 9 cu un coeficient armonic mai mic de 1% are un câștig de 100 [RL 3 / 99-10].

Orez. 8. ULF în cascadă pe două tranzistoare cu câștig = 5.

Orez. 9. ULF în cascadă pe două tranzistoare cu câștig = 100.

ULF economic pe trei tranzistoare

Pentru echipamentele electronice portabile, un parametru important este eficiența ULF. Diagrama unui astfel de ULF este prezentată în Fig. 10 [RL 3 / 00-14]. Aici, se utilizează o conexiune în cascadă a unui tranzistor cu efect de câmp VT1 și a unui tranzistor bipolar VT3, iar tranzistorul VT2 este pornit astfel încât să stabilizeze punctul de funcționare VT1 și VT3.

Odată cu creșterea tensiunii de intrare, acest tranzistor oprește tranziția emițător-bază VT3 și reduce valoarea curentului care curge prin tranzistoarele VT1 și VT3.

Orez. 10. Schema unui amplificator de bas simplu economic pe trei tranzistoare.

Ca și în circuitul de mai sus (vezi Fig. 6), impedanța de intrare a acestui ULF poate fi setată în intervalul de la zeci de ohmi la zeci de megaohmi. O capsulă telefonică a fost folosită ca încărcătură, de exemplu, TK-67 sau TM-2V. Capsula telefonului, care este conectată prin intermediul unui ștecher, poate servi simultan ca întrerupător de alimentare pentru circuit.

Tensiunea de alimentare a ULF este de la 1,5 la 15 V, deși dispozitivul rămâne funcțional chiar și atunci când tensiunea de alimentare scade la 0,6 V. În domeniul tensiunii de alimentare de 2 ... 15 V, curentul consumat de amplificator este descris de expresia:

1 (μA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit),

unde Usup este tensiunea de alimentare în Volți (V).

Dacă opriți tranzistorul VT2, curentul consumat de dispozitiv crește cu un ordin de mărime.

ULF în două trepte cu conexiune directă între etape

Exemple de ULF cu conexiuni directe și o selecție minimă a modului de funcționare sunt circuitele prezentate în Fig. 11 - 14. Au câștig mare și stabilitate bună.

Orez. 11. ULF simplu în două etape pentru un microfon (zgomot redus, KU ridicat).

Orez. 12. Amplificator cu două trepte de joasă frecvență pe tranzistoare KT315.

Orez. 13. Amplificator de joasă frecvență în două trepte pe tranzistoare KT315 - opțiunea 2.

Amplificatorul de microfon (Fig. 11) se caracterizează printr-un nivel scăzut de zgomot intrinsec și câștig mare [MK 5/83-XIV]. Un microfon de tip electrodinamic este folosit ca microfon VM1.

O capsulă telefonică poate acționa și ca microfon. Stabilizarea punctului de funcționare (polarizare inițială bazată pe tranzistorul de intrare) a amplificatoarelor din Fig. 11 - 13 se realizează din cauza căderii de tensiune pe rezistența emițătorului celei de-a doua etape de amplificare.

Orez. 14. ULF în două trepte cu un tranzistor cu efect de câmp.

Amplificatorul (Fig. 14), care are o impedanță de intrare mare (aproximativ 1 MΩ), este realizat pe un tranzistor cu efect de câmp VT1 (sursă follower) și bipolar - VT2 (cu unul comun).

În Fig. 15.

Orez. 15. circuitul unui ULF simplu în două trepte pe două tranzistoare cu efect de câmp.

Circuite ULF pentru lucrul cu o sarcină de ohm scăzut

În Fig. 16, 17.

Orez. 16. ULF simplu de lucrat cu includerea unei sarcini cu rezistență scăzută.

Capul electrodinamic VA1 poate fi conectat la ieșirea amplificatorului, așa cum se arată în Fig. 16, sau în diagonala podului (Fig. 17). Dacă sursa de alimentare este formată din două baterii (acumulatoare) conectate în serie, ieșirea dreaptă a capului BA1 conform schemei poate fi conectată direct la punctul lor de mijloc, fără condensatori СЗ, С4.

Orez. 17. Circuit amplificator de joasă frecvență cu includerea unei sarcini de impedanță scăzută în diagonala punții.

Dacă aveți nevoie de un circuit al unui tub simplu ULF, atunci un astfel de amplificator poate fi asamblat chiar și pe o lampă, consultați site-ul nostru de electronice în secțiunea corespunzătoare.

Literatură: Shustov M.A. Circuituri practice (Cartea 1), 2003.

Corecții în publicație:în fig. 16 și 17, în locul diodei D9, este instalat un lanț de diode.

Schema nr. 1

Selectarea clasei amplificatorului ... Vom avertiza imediat radioamatorul - nu vom face un amplificator de clasa A folosind tranzistori. Motivul este simplu - așa cum sa menționat în introducere, tranzistorul amplifică nu numai semnalul util, ci și polarizarea aplicată acestuia. Mai simplu spus, amplifică curentul continuu. Acest curent, împreună cu semnalul util, va curge prin sistemul acustic (AC), iar difuzoarele, din păcate, sunt capabile să reproducă acest curent constant. Ei fac acest lucru în cel mai evident mod - împingând sau trăgând difuzorul din poziția sa normală într-una nenaturală.

Încercați să apăsați conul difuzorului cu degetul - și veți vedea în ce coșmar se va transforma sunetul. Curentul continuu in actiunea sa iti inlocuieste cu succes degetele, deci este absolut contraindicat intr-un cap dinamic. Este posibil să se separe curentul continuu de semnalul alternativ numai prin două mijloace - un transformator sau un condensator - și ambele opțiuni, după cum se spune, sunt una mai proastă decât cealaltă.

Diagramă schematică

Schema primului amplificator pe care îl vom asambla este prezentată în Fig. 11.18.

Acesta este un amplificator de feedback, a cărui etapă de ieșire funcționează în modul B. Singurul avantaj al acestui circuit este simplitatea sa, precum și uniformitatea tranzistoarelor de ieșire (nu sunt necesare perechi complementare speciale). Cu toate acestea, este utilizat pe scară largă în amplificatoarele de putere mică. Un alt plus al schemei este că nu necesită nicio configurație, iar dacă piesele sunt intacte, va funcționa imediat, iar acest lucru este foarte important pentru noi acum.

Să luăm în considerare cum funcționează această schemă. Semnalul amplificat este alimentat la baza tranzistorului VT1. Semnalul amplificat de acest tranzistor de la rezistorul R4 este alimentat la baza tranzistorului compozit VT2, VT4, iar de la acesta la rezistorul R5.

Tranzistorul VT3 este pornit în modul urmăritor emițător. Amplifică semi-undele pozitive ale semnalului peste rezistorul R5 și le alimentează prin condensatorul C4 la AC.

Semiundele negative sunt amplificate de tranzistorul compozit VT2, VT4. În acest caz, căderea de tensiune pe dioda VD1 închide tranzistorul VT3. Semnalul de la ieșirea amplificatorului este transmis la divizorul buclei de feedback R3, R6 și de la acesta la emițătorul tranzistorului de intrare VT1. Astfel, tranzistorul VT1 pe care îl avem și joacă rolul unui dispozitiv de comparație în circuitul de feedback.

Amplifică curentul continuu cu un câștig egal cu unitatea (deoarece rezistența condensatorului C la curentul continuu este teoretic infinită), iar semnalul util cu un factor egal cu raportul R6 / R3.

După cum puteți vedea, valoarea rezistenței capacitive a condensatorului nu este luată în considerare în această formulă. Frecvența, începând de la care condensatorul poate fi neglijat în calcule, se numește frecvența de tăiere a lanțului RC. Această frecvență poate fi calculată prin formula

F = 1 / (R × C).

Pentru exemplul nostru, va fi de aproximativ 18 Hz, adică amplificatorul va amplifica frecvențele inferioare mai rău decât ar putea.

A plati ... Amplificatorul este asamblat pe o placă din fibră de sticlă cu o singură față cu o grosime de 1,5 mm și dimensiuni de 45 × 32,5 mm. Aspectul și aspectul PCB în oglindă sunt disponibile pentru descărcare. Puteți descărca un videoclip despre amplificator în format MOV pentru vizionare. Vreau să avertizez imediat radioamatorul - sunetul reprodus de amplificator a fost înregistrat în video folosind microfonul încorporat în cameră, așa că, din păcate, nu va fi pe deplin potrivit să vorbim despre calitatea sunetului! Vederea exterioară a amplificatorului este prezentată în Fig. 11.19.

Element de bază ... La fabricarea amplificatorului, tranzistoarele VT3, VT4 pot fi înlocuite cu orice tranzistoare proiectate pentru o tensiune de cel puțin tensiunea de alimentare a amplificatorului și cu un curent admisibil de cel puțin 2 A. Dioda VD1 trebuie calculată pentru același curent. .

Restul tranzistorilor - oricare cu o tensiune admisibilă de cel puțin tensiunea de alimentare și un curent admisibil de cel puțin 100 mA. Rezistoare - oricare cu o putere disipată admisibilă de cel puțin 0,125 W, condensatoare - electrolitice, cu o capacitate nu mai mică decât cea indicată în diagramă și o tensiune de funcționare mai mică decât tensiunea de alimentare a amplificatorului.

Radiatoare amplificatoare ... Înainte de a încerca să realizăm cel de-al doilea design, haideți, dragă radioamator, să ne oprim asupra radiatoarelor pentru amplificator și să dăm aici o metodă foarte simplificată de calculare a acestora.

Mai întâi, calculăm puterea maximă a amplificatorului folosind formula:

P = (U × U) / (8 × R), W,

Unde U- tensiunea de alimentare a amplificatorului, V; R- rezistenta difuzorului (de obicei este de 4 sau 8 ohmi, desi sunt si exceptii).

În al doilea rând, calculăm puterea disipată pe colectoarele de tranzistoare folosind formula:

P rase = 0,25 × P, W.

În al treilea rând, calculăm suprafața radiatorului necesară pentru a elimina cantitatea corespunzătoare de căldură:

S = 20 × P curse, cm 2

În al patrulea rând, selectăm sau fabricăm un radiator, a cărui suprafață nu va fi mai mică decât cea calculată.

Calculul indicat este foarte aproximativ, dar pentru practica radioamatorilor este de obicei suficient. Pentru amplificatorul nostru cu o tensiune de alimentare de 12 V și o rezistență AC de 8 ohmi, radiatorul „corect” ar fi o placă de aluminiu de 2 × 3 cm și grosime de cel puțin 5 mm pentru fiecare tranzistor. Rețineți că o placă mai subțire nu transferă bine căldura de la tranzistor la marginile plăcii. Aș dori să vă avertizez imediat - caloriferele din toate celelalte amplificatoare trebuie să aibă și ele dimensiuni „normale”. Care dintre ele - contează pentru tine!

Calitatea sunetului ... Odată ce asamblați circuitul, veți constata că sunetul amplificatorului nu este complet clar.

Motivul pentru aceasta este modul „pur” de clasă B în stadiul de ieșire, ale căror distorsiuni caracteristice nici măcar feedback-ul nu este capabil să le compenseze pe deplin. De dragul experimentului, încercați să înlocuiți tranzistorul VT1 din circuit cu KT3102EM și tranzistorul VT2 cu KT3107L. Aceste tranzistoare au un câștig semnificativ mai mare decât KT315B și KT361B. Și veți descoperi că sunetul amplificatorului s-a îmbunătățit semnificativ, deși se vor observa în continuare unele distorsiuni.

Motivul pentru aceasta este, de asemenea, evident - un câștig mai mare al amplificatorului în ansamblu oferă un feedback mai precis și un efect de compensare mai mare.

Continuați să citiți

Pagina 1 din 2

Principiul de funcționare al unui amplificator cu tranzistor se bazează pe faptul că, cu ajutorul unor mici modificări ale tensiunii sau curentului în circuitul de intrare al tranzistorului, pot fi obținute modificări mult mai mari ale tensiunii sau curentului în circuitul său de ieșire.
O modificare a tensiunii joncțiunii emițătorului determină o modificare a curenților tranzistorului. Această proprietate a tranzistorului este utilizată pentru amplificarea semnalelor electrice.
Pentru a converti modificările curentului de colector care decurg din acțiunea semnalelor de intrare într-o tensiune variabilă, o sarcină este pornită în circuitul colector al tranzistorului. Sarcina este cel mai adesea un rezistor sau un circuit oscilant. În plus, la amplificarea semnalelor electrice alternative între bază și emițătorul tranzistorului, este necesară pornirea unei surse de tensiune constantă, numită de obicei sursă de polarizare, cu care este setat modul de funcționare al tranzistorului. Acest mod se caracterizează prin curgerea prin electrozii săi în absența unui semnal electric de intrare a unor curenți continui ai emițătorului, colectorului și bazei. Odată cu utilizarea unei surse suplimentare, dimensiunile întregului dispozitiv cresc, greutatea acestuia, designul devine mai complicat și două surse sunt mai scumpe decât una. În același timp, vă puteți descurca cu o singură sursă folosită pentru alimentarea circuitului colector al tranzistorului. Unul dintre aceste circuite amplificatoare este prezentat în figură.

În acest circuit, sarcina amplificatorului este rezistorul R K și, folosind rezistorul R b, este setat curentul de bază necesar al tranzistorului. Dacă este setat modul de funcționare al tranzistorului (se spune adesea că punctul de funcționare este setat pe caracteristicile tranzistorului), devin cunoscute curentul de bază și tensiunea U BE, iar rezistența rezistorului R b, care asigură acest lucru curent, poate fi determinat prin formula:
R b = (G K -U BE) / I B.
Deoarece U BE este de obicei nu mai mare de 0,2 ... 0,3 V pentru tranzistoarele cu germaniu și 0,6 ... 0,8 V pentru tranzistoarele cu siliciu, iar tensiunea G K este măsurată în unități sau chiar zeci de volți, atunci U BE<si poti scrie:
R b ≈G K / I B.
Din expresii rezultă că, indiferent de tipul tranzistorului VT, curentul său de bază va fi constant: IB = G K / R b. Prin urmare, această schemă a fost numită circuite emițător comun (emițător comun).și un curent de bază fix.
Modul de funcționare al tranzistorului în treapta de amplificare la curenți și tensiuni constante ale electrozilor săi se numește modul inițial sau de repaus.
Includerea sarcinii în circuitul colector al tranzistorului duce la o cădere de tensiune pe rezistența de sarcină, egală cu produsul lui I K R K.
Ca urmare, tensiunea care acționează între colector și emițătorul Uke al tranzistorului se dovedește a fi mai mică decât tensiunea G K a sursei de alimentare cu cantitatea de cădere de tensiune pe rezistența de sarcină, adică:
U CE = G K -I K R K.
Dacă această dependență este afișată grafic pe familia de caracteristici statice de ieșire ale tranzistorului, atunci va arăta ca o linie dreaptă. Pentru a-l construi, este suficient să definiți doar două puncte care îi aparțin (deoarece doar o singură linie dreaptă poate fi trasată prin două puncte). Fiecare punct trebuie specificat prin două coordonate: I K și U FE.
După ce a dat o valoare specifică a uneia dintre coordonate, a doua coordonată este determinată prin rezolvarea ecuației U FE = G K -I K R K. O linie dreaptă construită în conformitate cu ecuația pe o familie de caracteristici statice de ieșire ale unui tranzistor se numește linie de sarcină.
Linia de sarcină prezentată în figura (a) este construită pentru cazul în care G K = 10V și RK = 200 Ohm.

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

Dacă în modul inițial (modul de repaus) curentul de bază este de 2 mA, acest mod va fi determinat de punctul A, care se află pe linia de sarcină în punctul de intersecție cu caracteristica statică de ieșire obținută la I BO = 2 mA. În acest caz, I KO = 20 mA; U FEO = 5,8 V. Dacă transferați punctul A în familia de caracteristici de intrare (Fig., B), puteți găsi U BEO. Este egal cu 0,25 V.
Atunci când la intrarea amplificatorului este aplicată o tensiune alternativă cu amplitudinea de 50 mV (0,05 V), pe axa tensiunii caracteristicilor de intrare în raport cu tensiunea U BEO = 0,25 V, sunt segmente corespunzătoare unei tensiuni de 0,05 V. așezate pe ambele părți, iar perpendicularele sunt restabilite de la capetele lor pe axa EB U până la intersecția cu caracteristica statică, în care se află punctul A, indicând modul de repaus a amplificatorului. La punctele de intersectie a perpendicularelor cu caracteristica se alipesc literele B si C. Astfel, atunci cand la intrare ajunge o tensiune alternativa, modul de functionare va fi deja determinat nu de punctul A, ci de miscarile acestuia intre punctele B. și C. În acest caz, curentul de bază se modifică de la 1 la 3 mA. Cu alte cuvinte, tensiunea AC la intrarea amplificatorului duce la apariția unei componente AC în curentul său de intrare - curentul de bază. În acest exemplu, amplitudinea componentei AC a curentului de bază, după cum se poate vedea din figură, este de 1 mA.
Punctele B și C pot fi transferate în familia de ieșiri. Acestea vor fi amplasate la intersecția caracteristicilor de sarcină cu cele statice obținute la curenți de bază egali cu 1 și 3 mA. Din această figură, se poate observa că în modul de sarcină a apărut o componentă alternativă a tensiunii colectorului. În caz contrar, tensiunea colectorului nu mai rămâne constantă, ci se modifică sincron
cu modificări ale tensiunii de intrare. Mai mult, modificarea tensiunii colectorului ΔU CE = 7,5—4,3 = 3,2V se dovedește a fi de 32 de ori mai mare decât modificarea tensiunii de intrare ΔU BE = 0,3—0,2 = 0,1V; adică câștigul tensiunii de intrare a fost obținut cu un factor de 32.
Deoarece tensiunea sursei de alimentare GK este constantă, modificarea tensiunii colectorului este egală cu modificarea tensiunii pe rezistența de sarcină a colectorului, adică cu atât câștigul va fi mai mare. Cu toate acestea, este posibilă creșterea rezistenței rezistenței R K doar până la o anumită limită, depășirea acesteia poate duce chiar la o scădere a câștigului și la apariția unor distorsiuni mari ale semnalului amplificat.
În amplificatorul, al cărui circuit este prezentat în figura de sus, modul de funcționare al tranzistorului este determinat de curentul de bază, care este stabilit de rezistența R b. Modul de funcționare al tranzistorului poate fi setat și prin aplicarea tensiunii de la divizorul R1R2 la joncțiunea emițătorului acestuia.

Curentul divizor I D, care circulă prin rezistențele R1 și R2, provoacă o cădere de tensiune pe rezistența rezistorului R2, care este furnizată joncțiunii emițătorului tranzistorului și o polarizează în direcția înainte. Această tensiune este determinată în principal de raportul dintre rezistențele rezistențelor R1, R2 și curentul I D care curge prin ele și aproape nu depinde de tipul de tranzistor. Prin urmare, un astfel de circuit este uneori denumit circuit de polarizare fixă.