Amplifikimi i frekuencës së ulët. Fuqia maksimale afatshkurtër

AMLIFIKATORË TRANSISTORI ME FREKUNCË TË ULËT. AMLIFIKATORËT E FUQISËS

Me kërkesë të vizitorëve të faqes, unë paraqes në vëmendjen tuaj një artikull kushtuar plotësisht përforcuesve të tranzistorit. Në mësimin e 8-të, ne prekëm pak temën e amplifikatorëve - fazat e amplifikatorit në transistorë, kështu që me ndihmën e këtij artikulli do të përpiqem të eliminoj të gjitha boshllëqet në lidhje me amplifikatorët e tranzistorit. Disa nga bazat teorike të paraqitura këtu janë të vlefshme si për amplifikatorët e tranzistorit ashtu edhe për amplifikatorët e tubave. Në fillim të artikullit, do të shqyrtohen llojet dhe metodat kryesore të ndezjes së fazave të amplifikatorit, në fund të artikullit do të shqyrtojmë të mirat dhe të këqijat kryesore të transformatorëve me një skaj dhe amplifikatorëve pa transformator, dhe do të marrim një Një vështrim i veçantë në transformatorët push-tërheqës dhe amplifikatorët pa transformator, pasi ato përdoren shpesh dhe përfaqësojnë një interes të madh. Në fund të artikullit, si në mësimet e mëparshme, do të ketë punë praktike. Në fakt, ky artikull nuk ndryshon nga mësimet, me ndryshimin e vetëm që ky dhe të gjithë artikujt pasues do të kenë tituj specifikë, gjë që ju lejon të zgjidhni një temë për studim sipas dëshirës. Në çdo rast, për të zgjedhur në mënyrë të sigurt një nga temat e mëposhtme, duhet patjetër të përfundoni kursin e plotë të përbërë nga 10 mësime.

Faza amplifikuese e tranzistorit është zakon të quhet një transistor me rezistorë, kondensatorë dhe pjesë të tjera që i sigurojnë atij kushte pune si një përforcues. Për riprodhimin me zë të lartë të lëkundjeve të frekuencës audio, përforcuesi i tranzitorit duhet të jetë së paku dy - tre faza ... Në amplifikatorët që përmbajnë disa faza, dallohen fazat fazat e para-amplifikimit dhe daljes, ose terminalit ... Faza e fundit e amplifikatorit, e cila funksionon në telefona ose në një kokë dinamike të altoparlantit, quhet faza e daljes, dhe të gjitha fazat para tij quhen faza paraprake. Detyra e një ose më shumë fazave të paraamplifikimit është rritja e tensionit të frekuencës audio në vlerën e nevojshme për funksionimin e transistorit të fazës së daljes. Nga transistori i fazës së daljes, kërkohet një rritje e fuqisë së lëkundjeve të frekuencës audio në nivelin e nevojshëm për funksionimin e kokës dinamike. Për fazat e daljes së amplifikatorëve më të thjeshtë të transistorit, amatorët e radios shpesh përdorin transistorë me fuqi të ulët, njësoj si në fazat e para-amplifikimit. Kjo shpjegohet me dëshirën për t'i bërë amplifikatorët më ekonomikë, gjë që është veçanërisht e rëndësishme për modelet portative me bateri. Fuqia dalëse e amplifikatorëve të tillë është e vogël - nga disa dhjetëra në 100 - 150 mW, por është gjithashtu e mjaftueshme për funksionimin e telefonave ose kokave dinamike me fuqi të ulët. Nëse çështja e kursimit të energjisë së furnizimit me energji nuk është aq e rëndësishme, për shembull, kur fuqizoni amplifikatorët nga një rrjet ndriçimi elektrik, në fazat e daljes përdoren transistorë të fuqishëm. Si funksionon një përforcues me shumë faza? Ju mund të shihni diagramin e një përforcuesi të thjeshtë transistor dyfazor LF në (Fig. 1). Konsideroni me kujdes. Në fazën e parë të amplifikatorit, funksionon transistori V1, në të dytën, tranzistori V2. Këtu, faza e parë është faza e paraampit, e dyta është faza e daljes. mes tyre - kondensator shkëputës C2. Parimi i funksionimit të cilitdo prej fazave të këtij amplifikatori është i njëjtë dhe i ngjashëm me parimin e funksionimit të një amplifikatori njëfazësh që ju jeni njohur. Dallimi i vetëm është në detaje: ngarkesa e tranzitorit V1 të fazës së parë është rezistenca R2, dhe ngarkesa e tranzitorit V2 të fazës së daljes është telefoni B1 (ose, nëse sinjali i daljes është mjaft i fortë, koka e altoparlantit). Paragjykimi në bazën e tranzitorit të fazës së parë ushqehet përmes rezistorit R1, dhe në bazën e tranzitorit të fazës së dytë përmes rezistencës R3. Të dy fazat mundësohen nga një burim i përbashkët Ui.p., i cili mund të jetë një bateri e qelizave galvanike ose një ndreqës. Mënyrat e funksionimit të transistorëve përcaktohen duke zgjedhur rezistorët R1 dhe R3, të cilat tregohen në diagram me yje.

Oriz. 1 Përforcues tranzistor me dy faza.

Efekti i përgjithshëm i amplifikatorit është si më poshtë. Sinjali elektrik i furnizuar përmes kondensatorit C1 në hyrjen e fazës së parë dhe i përforcuar nga transistori V1, nga rezistenca e ngarkesës R2 përmes kondensatorit bllokues C2 futet në hyrjen e fazës së dytë. Këtu ai përforcohet nga transistori V2 dhe telefonat B1, të lidhur me qarkun kolektor të tranzitorit, shndërrohen në zë. Cili është roli i kondensatorit C1 në hyrjen e amplifikatorit? Kryen dy detyra: kalon lirshëm një tension të alternuar të sinjalit në tranzistor dhe parandalon që baza të shkurtohet me emetuesin përmes burimit të sinjalit. Imagjinoni që nuk ka një kondensator të tillë në qarkun e hyrjes, dhe burimi i sinjalit të përforcuar është një mikrofon elektrodinamik me një rezistencë të ulët të brendshme. Cfare ndodh? Nëpërmjet rezistencës së ulët të mikrofonit, baza e tranzitorit do të lidhet me emetuesin. Transistori do të mbyllet pasi do të funksionojë pa një tension fillestar paragjykim. Do të hapet vetëm në gjysmë cikle negative të tensionit të sinjalit. Dhe gjysmëperiudhat pozitive, të cilat mbulojnë akoma më shumë transistorin, do të "ndërpriten" prej tij. Si rezultat, tranzistori do të shtrembërojë sinjalin e përforcuar. Kondensatori C2 lidh fazat e amplifikatorit në rrymë alternative. Duhet të kalojë mirë komponentin AC të sinjalit të përforcuar dhe të vonojë komponentin DC të qarkut kolektor të transistorit të fazës së parë. Nëse, së bashku me komponentin e ndryshueshëm, kondensatori gjithashtu përcjell rrymë të drejtpërdrejtë, mënyra e funksionimit të transistorit të fazës së daljes do të prishet dhe zëri do të shtrembërohet ose do të zhduket plotësisht. Kondensatorët që kryejnë funksione të tilla quhen kondensatorë bashkues, kalimtarë ose ndarës ... Kondensatorët e hyrjes dhe të tranzicionit duhet të kalojnë mirë të gjithë brezin e frekuencës së sinjalit që amplifikohet - nga më i ulëti në më i larti. Kjo kërkesë plotësohet nga kondensatorët me një kapacitet prej të paktën 5 μF. Përdorimi i kondensatorëve bashkues me kapacitet të madh në amplifikatorët e tranzistorit shpjegohet nga impedancat relativisht të ulëta hyrëse të transistorëve. Kondensatori i bashkimit siguron rrymën alternative me një rezistencë kondensative, e cila do të jetë sa më e vogël, aq më e madhe kapaciteti i tij. Dhe nëse rezulton të jetë më e madhe se rezistenca e hyrjes së tranzistorit, një pjesë e tensionit AC do të bjerë në të, e cila është më e madhe se rezistenca e hyrjes së tranzitorit, gjë që do të rezultojë në një humbje në amplifikimi. Kapaciteti i kondensatorit bashkues duhet të jetë të paktën 3 deri në 5 herë më pak se rezistenca e hyrjes së tranzitorit. Prandaj, kondensatorët me kapacitete të mëdha vendosen në hyrje, si dhe për komunikimin midis fazave të tranzitorit. Këtu zakonisht përdoren kondensatorë të vegjël elektrolitikë, me respektimin e detyrueshëm të polaritetit të përfshirjes së tyre. Këto janë tiparet më karakteristike të elementeve të një amplifikatori LF të tranzistorit me dy faza. Për të rregulluar parimin e funksionimit të një përforcuesi LF me dy faza të tranzitorit në memorie, unë propozoj që të grumbullohen, vendosen dhe testohen në veprim opsionet më të thjeshta për qarqet e amplifikatorit më poshtë. (Në fund të artikullit, do të propozohen opsione për punë praktike, tani ju duhet të montoni një model të amplifikatorit më të thjeshtë me dy faza në mënyrë që të gjurmoni shpejt deklaratat teorike në praktikë).

Përforcues të thjeshtë me dy faza

Diagramet skematike të dy varianteve të një amplifikuesi të tillë janë paraqitur në (Fig. 2). Ato janë, në thelb, një përsëritje e qarkut të amplifikatorit të tranzitorit tani të çmontuar. Vetëm mbi to tregohen detajet e pjesëve dhe futen tre elementë shtesë: R1, СЗ dhe S1. Rezistenca R1 - ngarkesa e burimit të lëkundjes së frekuencës së audios (marrësi i detektorit ose marrja); СЗ - kondensator që bllokon kokën B1 të altoparlantit në frekuencat më të larta të zërit; S1 - ndërprerësi i energjisë. Në përforcuesin në (Fig. 2, a) funksionojnë transistorët e strukturës p - n - p, në amplifikatorin në (Fig. 2, b) - strukturat n - p - n. Në këtë drejtim, polariteti i ndezjes së baterive që furnizojnë ato është i ndryshëm: Tensioni negativ aplikohet në kolektorët e transistorëve të versionit të parë të amplifikatorit, dhe tension pozitiv aplikohet në kolektorët e transistorëve të versionit të dytë. Polariteti i ndezjes së kondensatorëve elektrolitikë është gjithashtu i ndryshëm. Pjesa tjetër e amplifikatorëve janë saktësisht të njëjtë.

Oriz. 2 Përforcues LF me dy faza në transistorët e strukturës p - n - p (a) dhe në transistorët e strukturës n - p - n (b).

Në cilindo nga këto variante të amplifikatorit, transistorët me një koeficient të transferimit të rrymës statike h21e 20 - 30 dhe më shumë mund të funksionojnë. Një transistor me një koeficient të madh h21e duhet të vendoset në fazën paraprake të amplifikimit (i pari) - Roli i ngarkesës B1 të fazës së daljes mund të kryhet nga kufjet, një kapsulë telefonike DEM-4m. Për të fuqizuar amplifikatorin, përdorni një bateri 3336L (që zakonisht quhet bateri katrore) ose njësia e furnizimit me energji elektrike(që u sugjerua të bëhej në orën e 9-të). Montoni paraprakisht amplifikatorin dërrasë buke , dhe më pas transferoni detajet e tij në tabelën e qarkut të printuar, nëse lind një dëshirë e tillë. Së pari, montoni vetëm pjesët e fazës së parë dhe kondensatorin C2 në tabelën e bukës. Lidhni kufjet midis terminalit të djathtë (sipas diagramit) të këtij kondensatori dhe përcjellësit të tokëzuar të furnizimit me energji elektrike. Nëse tani hyrja e amplifikatorit është e lidhur me prizat e daljes për shembull: një marrës detektor i akorduar në një stacion radioje, ose ndonjë burim tjetër i një sinjali të dobët është i lidhur me të, telefonat do të marrin zërin e një transmetimi radioje ose sinjali i burimit të lidhur. Zgjedhja e rezistencës së rezistencës R2 (ashtu si kur rregulloni mënyrën e funksionimit të një amplifikuesi me një tranzistor, për çfarë fola në mësimin e 8-të ), përdorni volumin më të lartë. Në këtë rast, miliammetri i përfshirë në qarkun kolektor të tranzitorit duhet të tregojë një rrymë të barabartë me 0,4 - 0,6 mA. Me një tension furnizimi prej 4.5 V, kjo është mënyra më e favorshme e funksionimit për këtë tranzistor. Pastaj montoni detajet e fazës së dytë (dalëse) të amplifikatorit, lidhni telefonat me qarkun kolektor të tranzitorit të tij. Telefonat tani duhet të tingëllojnë dukshëm më të lartë. Edhe më fort, mbase ato do të tingëllojnë pasi zgjedhja e rezistencës R4 do të vendosë rrymën e kolektorit të tranzitorit në 0,4 - 0,6 mA. Mund të bëni ndryshe: montoni të gjitha pjesët e amplifikatorit, zgjidhni rezistorët R2 dhe R4 për të vendosur modalitetet e rekomanduara të transistorit (sipas rrymave ose tensioneve të qarkut të kolektorit në kolektorët e tranzitorit) dhe vetëm pas kësaj kontrolloni funksionimin e tij për riprodhimin e zërit. Kjo mënyrë është më teknike. Dhe për një përforcues më kompleks, dhe do të duhet të merreni kryesisht me amplifikatorë të tillë, është i vetmi i duhuri. Shpresoj se e kuptoni që këshilla ime për vendosjen e një amplifikuesi me dy faza zbatohet në mënyrë të barabartë për të dy opsionet. Dhe nëse raportet aktuale të transferimit të transistorëve të tyre janë afërsisht të njëjta, atëherë vëllimi i zërit të telefonave - ngarkesat e amplifikatorit duhet të jetë i njëjtë. Me një kapsulë DEM-4m, rezistenca e së cilës është 60 Ohm, rryma qetësuese e tranzistorit të kaskadës duhet të rritet (duke ulur rezistencën e rezistencës R4) në 4 - 6 mA. Diagrami skematik i versionit të tretë të amplifikatorit me dy faza është paraqitur në (Fig. 3). Një tipar i këtij përforcuesi është se në fazën e tij të parë, funksionon transistori i strukturës p - n - p, dhe në të dytën - struktura n - p - n. Për më tepër, baza e tranzitorit të dytë është e lidhur me kolektorin e të parit jo përmes një kondensatori tranzicioni, si në amplifikatorin e dy opsioneve të para, por drejtpërdrejt ose, siç thonë ata, në mënyrë galvanike. Me një lidhje të tillë, diapazoni i frekuencave të lëkundjeve të përforcuara zgjerohet, dhe mënyra e funksionimit të transistorit të dytë përcaktohet kryesisht nga mënyra e funksionimit të të parit, e cila përcaktohet duke zgjedhur rezistencën R2. Në një përforcues të tillë, ngarkesa e tranzitorit të fazës së parë nuk është rezistenca R3, por kryqëzimi i emetuesit p - n i tranzitorit të dytë. Rezistenca nevojitet vetëm si një element paragjykim: rënia e tensionit e krijuar në të hap transistorin e dytë. Nëse ky tranzistor është germanium (MP35 - MP38), rezistenca e rezistencës R3 mund të jetë 680 - 750 Ohm, dhe nëse është silic (MP111 - MP116, KT315, KT3102) - rreth 3 kOhm. Fatkeqësisht, stabiliteti i një amplifikuesi të tillë kur tensioni i furnizimit ose temperatura ndryshon nuk është i lartë. Përndryshe, gjithçka që thuhet në lidhje me amplifikatorët e dy opsioneve të para vlen edhe për këtë amplifikator. A mund të fuqizohen amplifikatorët nga një burim DC 9 V, për shembull, nga dy bateri 3336L ose Krona, ose, anasjelltas, nga një burim 1.5 - 3 V - nga një ose dy elementë 332 ose 316? Sigurisht, mundeni: në një tension më të lartë të furnizimit me energji elektrike, ngarkesa e amplifikatorit - koka e altoparlantit - duhet të tingëllojë më e fortë, në një tension më të ulët - më e qetë. Por në të njëjtën kohë, mënyrat e funksionimit të transistorëve gjithashtu duhet të jenë disi të ndryshme. Përveç kësaj, me një tension të furnizimit me energji elektrike prej 9 V, tensionet nominale të kondensatorëve elektrolitikë C2 të dy opsioneve të para të amplifikatorit duhet të jenë të paktën 10 V. Ndërsa pjesët e amplifikatorit janë montuar në tabelën e bukës, e gjithë kjo është e lehtë për t'u verifikuar në mënyrë empirike dhe nxirrni përfundimet e duhura.

Oriz. 3 Përforcues në transistorë të strukturave të ndryshme.

Nuk është e vështirë të montoni pjesët e një amplifikuesi të rregulluar në një tabelë të përhershme. Për shembull, (Fig. 4) tregon tabelën e qarkut të amplifikatorit të opsionit të parë (sipas diagramit në Fig. 2, a). Prisni dërrasën nga fleta getinax ose tekstil me fije qelqi me trashësi 1,5 - 2 mm. Dimensionet e tij të paraqitura në figurë janë të përafërta dhe varen nga përmasat e pjesëve që keni. Për shembull, në diagram, fuqia e rezistorëve tregohet si 0,125 W, kapaciteti i kondensatorëve elektrolitikë është 10 μF secila. Por kjo nuk do të thotë që vetëm pjesë të tilla duhet të instalohen në amplifikator. Fuqitë e shpërndarjes së rezistorëve mund të jenë çdo gjë. Në vend të kondensatorëve elektrolitikë K5O - 3 ose K52 - 1 të paraqitur në tabelën e qarkut, mund të ketë kondensatorë K50 - 6 ose analoge të importuara, për më tepër, për tensione të vlerësuara të larta. PCB-ja e amplifikatorit mund të ndryshojë në varësi të pjesëve që keni. Ju mund të lexoni në lidhje me metodat e montimit të radioelementeve, duke përfshirë instalime elektrike të shtypura, në seksion "teknologji radio amatore" .

Oriz. 4 Pllakë qarku për amplifikuesin e basit me dy faza.

Çdo nga amplifikatorët për të cilët fola në këtë artikull do të jetë i dobishëm për ju në të ardhmen, për shembull, për një marrës portativ tranzistor. Përforcues të ngjashëm mund të përdoren për komunikim telefonik me tela me një mik që jeton aty pranë.

Stabilizimi i mënyrës së funksionimit të tranzistorit

Përforcuesi i opsionit të parë ose të dytë (sipas diagrameve në Fig. 2), i montuar dhe i rregulluar në ambiente të mbyllura, do të funksionojë më mirë se jashtë, ku do të jetë nën rrezet e nxehta të diellit të verës ose në dimër në të ftohtë. Pse ndodh kjo? Sepse, për fat të keq, me një rritje të temperaturës, mënyra e funksionimit të tranzistorit është shkelur. Dhe arsyeja kryesore për këtë është rryma e pakontrolluar e kundërt e kolektorit Ikbo dhe ndryshimi në koeficientin e transferimit të rrymës statike h21E kur ndryshon temperatura. Në parim, Ikbo aktual është i vogël. Për transistorët e germaniumit me frekuencë të ulët, për shembull, kjo rrymë, e matur me një tension të kundërt në kryqëzimin p - n të kolektorit prej 5 V dhe një temperaturë prej 20 ° C, nuk kalon 20 - 30 μA, dhe për silikon tranzistorët është më pak se 1 μA. Por ndryshon ndjeshëm kur ekspozohet ndaj temperaturës. Me një rritje të temperaturës me 10 ° C, rryma Ikbo e transistorit të germaniumit dyfishohet afërsisht, dhe ajo e tranzitorit të silikonit - 2.5 herë. Nëse, për shembull, në një temperaturë prej 20 ° C, Ikbo aktuale e një transistori germanium është 10 μA, atëherë kur temperatura rritet në 60 ° C, rritet në rreth 160 μA. Por Ikbo aktuale karakterizon vetitë e vetëm kryqëzimit p - n kolektor. Në kushte reale të funksionimit, voltazhi i furnizimit me energji zbatohet në dy kryqëzime p - n - kolektor dhe emetues. Në këtë rast, rryma e kundërt e kolektorit gjithashtu rrjedh nëpër kryqëzimin e emetuesit dhe, si të thuash, amplifikohet. Si rezultat, vlera e rrymës së pakontrolluar, duke ndryshuar nën ndikimin e temperaturës, rritet disa herë. Dhe sa më i madh të jetë pjesa e tij në rrymën e kolektorit, aq më i paqëndrueshëm është funksionimi i transistorit në kushte të ndryshme të temperaturës. Një rritje në koeficientin e transferimit aktual h21E me temperaturën rrit paqëndrueshmërinë. Çfarë ndodh në këtë rast në kaskadën, për shembull, në transistorin V1 të amplifikatorit të opsionit të parë ose të dytë? Ndërsa temperatura rritet, rryma totale e kolektorit rritet, duke shkaktuar një rënie në rritje të tensionit në të gjithë rezistencën e ngarkesës R3 (shih Fig. 3). Në të njëjtën kohë, tensioni midis kolektorit dhe emetuesit zvogëlohet, gjë që çon në shfaqjen e shtrembërimeve të sinjalit. Ndërsa temperatura rritet më tej, voltazhi i kolektorit mund të ulet aq shumë sa transistori nuk do ta përforcojë më sinjalin e hyrjes fare. Zvogëlimi i efektit të temperaturës në rrymën e kolektorit është i mundur ose duke përdorur transistorë me rrymë shumë të ulët Ikbo në pajisjet e dizajnuara për të punuar me luhatje të konsiderueshme të temperaturës. për shembull, silikoni, ose përdorimi i masave të veçanta që stabilizojnë termikisht mënyrën e transistorëve. Një nga metodat stabilizimi termik i mënyrës së funksionimit një tranzistor germanium i strukturës p - n - p është paraqitur në diagramin në Fig. 5, a. Këtu, siç mund ta shihni, rezistenca bazë Rb nuk është e lidhur me përcjellësin negativ të furnizimit me energji elektrike, por me kolektorin e tranzitorit. Çfarë bën? Me rritjen e temperaturës, rryma në rritje e kolektorit rrit rënien e tensionit në të gjithë ngarkesën Rn dhe ul tensionin në të gjithë kolektorin. Dhe meqenëse baza është e lidhur (përmes rezistencës Rb) me kolektorin, tensioni negativ i paragjykimit gjithashtu zvogëlohet mbi të, i cili nga ana tjetër zvogëlon rrymën e kolektorit. Reagimi merret midis qarqeve të daljes dhe hyrjes së skenës - rryma në rritje e kolektorit ul tensionin në bazë, gjë që redukton automatikisht rrymën e kolektorit. Ndodh stabilizimi i mënyrës së specifikuar të funksionimit të transistorit. Por gjatë funksionimit të tranzitorit midis kolektorit të tij dhe bazës së cherozit, i njëjti rezistencë Rb shfaqet reagim negativ AC, i cili zvogëlon fitimin e përgjithshëm të kaskadës. Kështu, stabiliteti i mënyrës së tranzitorit arrihet me koston e fitimit të humbjes. Është për të ardhur keq, por ju duhet të shkoni për këto humbje në mënyrë që të ruani funksionimin normal të amplifikatorit kur ndryshon temperatura e transistorit.

Oriz. 5 faza të amplifikatorit me stabilizim termik të modalitetit të transistorit.

Sidoqoftë, ekziston një mënyrë për të stabilizuar mënyrën e funksionimit të tranzistorit me humbje pak më të ulëta të fitimit, por kjo arrihet duke komplikuar fazën. Diagrami i një amplifikuesi të tillë është paraqitur në (Fig. 5, b). Mënyra e qetësisë së tranzistorit për rrymën dhe tensionin e drejtpërdrejtë mbetet e njëjtë: rryma e qarkut të kolektorit është 0,8 - 1 mA, tensioni negativ i paragjykimit në bazë në lidhje me emetuesin është 0,1 V (1,5 - 1,4 = 0,1 V). Por mënyra është vendosur duke përdorur dy rezistorë shtesë: Rb2 dhe Re. Rezistorët Rb1 dhe Rb2 formojnë një ndarës me ndihmën e të cilit mbahet një tension i qëndrueshëm në bazë. Rezistenca e emetuesit Re është një element stabilizimi termik ... Stabilizimi termik i mënyrës së tranzistorit është si më poshtë. Ndërsa rryma e kolektorit rritet nën ndikimin e nxehtësisë, rënia e tensionit në të gjithë rezistencën Re rritet. Në këtë rast, diferenca e tensionit midis bazës dhe emetuesit zvogëlohet, gjë që zvogëlon automatikisht rrymën e kolektorit. Rezulton i njëjti reagim, vetëm tani midis emetuesit dhe bazës, falë së cilës është stabilizuar mënyra e tranzitorit. Mbuloni kondensatorin Ce të lidhur paralelisht me rezistencën Re dhe, për rrjedhojë, anashkaloni atë me letër ose gisht. Çfarë ju kujton tani ky diagram? Një fazë me një transistor OK (ndjekës emitues). Kjo do të thotë që gjatë funksionimit të tranzistorit, kur ndodh një rënie e tensionit në të gjithë rezistencën Re, jo vetëm përbërës konstant, por edhe të ndryshueshëm, ekziston midis emetuesit dhe bazës. 100% reagim negativ i tensionit AC , në të cilën fitimi i skenës është më i vogël se uniteti. Por kjo mund të ndodhë vetëm kur nuk ka kondensator C3. Ky kondensator krijon një rrugë paralele përgjatë së cilës, duke anashkaluar rezistencën Re, ekziston një përbërës i alternuar i rrymës së kolektorit, që pulson me frekuencën e sinjalit të përforcuar dhe reagimet negative nuk lindin (komponenti alternativ i rrymës së kolektorit shkon në tel i përbashkët). Kapaciteti i këtij kondensatori duhet të jetë i tillë që të mos ofrojë ndonjë rezistencë të ndjeshme ndaj frekuencave më të ulëta të sinjalit të përforcuar. Në fazën e amplifikimit të frekuencës audio, kjo kërkesë mund të plotësohet nga një kondensator elektrolitik me një kapacitet 10 - 20 μF ose më shumë. Një përforcues me një sistem të tillë për stabilizimin e modalitetit të tranzitorit është praktikisht i pandjeshëm ndaj luhatjeve të temperaturës dhe, përveç kësaj, gjë që nuk është më pak e rëndësishme, ndaj ndryshimit të transistorëve. Kështu duhet të stabilizohet transistori në të gjitha rastet? Sigurisht që jo. Në fund të fundit, gjithçka varet nga qëllimi për të cilin është menduar amplifikatori. Nëse amplifikatori do të funksionojë vetëm në shtëpi, ku ndryshimi i temperaturës është i parëndësishëm, nuk është i nevojshëm stabilizimi i ngurtë termik. Dhe nëse do të ndërtoni një përforcues ose marrës që do të funksiononte në mënyrë të qëndrueshme si në shtëpi ashtu edhe në rrugë, atëherë, sigurisht, duhet të stabilizoni mënyrën e transistorëve, edhe nëse pajisja duhet të jetë e ndërlikuar me detaje shtesë.

Përforcues i fuqisë me shtytje

Duke folur në fillim të këtij artikulli për qëllimin e fazave të amplifikatorit, unë, sikur vrapova përpara, thashë që në fazat e daljes, të cilat janë amplifikatorët e fuqisë, amatorët e radios përdorin të njëjtat transistorë me fuqi të ulët si në fazat e amplifikimit të tensionit. Në atë kohë, natyrshëm mund t'ju lindte një pyetje ose mund të kishte lindur: si arrihet kjo? Unë po i përgjigjem tani. Këto faza quhen amplifikatorë të fuqisë push-tërheqëse. Për më tepër, ato mund të jenë transformator, d.m.th. duke përdorur transformatorë në to, ose pa transformator. Modelet tuaja do të përdorin të dy llojet e amplifikatorit të frekuencës audio push-pull. Le të kuptojmë parimin e punës së tyre. Një diagram i thjeshtuar i një faze të amplifikimit të fuqisë së transformatorit shtytës-tërheqës dhe grafikët që ilustrojnë funksionimin e tij janë paraqitur në (Fig. 6). Siç mund ta shihni, ai përmban dy transformatorë dhe dy transistorë. Transformatori T1 është ndërfazor, që lidh fazën para-finale me hyrjen e amplifikatorit të fuqisë, dhe transformatori T2 është dalja. Transistorët V1 dhe V2 janë të lidhur sipas qarkut OE. Emituesit e tyre, si terminali i mesëm i mbështjelljes dytësore të transformatorit ndërfazor, janë "të tokëzuar" - të lidhur me përcjellësin e përbashkët të furnizimit me energji Ui.p. - Tensioni negativ i furnizimit me kolektorët e transistorëve furnizohet përmes mbështjelljes parësore të transformatorit të daljes T2: në kolektorin e tranzitorit V1 - përmes seksionit Ia, në kolektorin e tranzitorit V2 - përmes seksionit Ib. Secili transistor dhe seksionet përkatëse të mbështjelljes dytësore të transformatorit ndërfazorë dhe mbështjelljes parësore të transformatorit të daljes përfaqësojnë amplifikatorin e zakonshëm me një skaj me të cilin jeni njohur tashmë. Kjo është e lehtë për t'u parë nëse mbuloni një nga këto krahë kaskadë me një copë letër. Së bashku ata formojnë një përforcues të fuqisë shtytëse.

Oriz. 6 Përforcuesi i fuqisë së transformatorit shtytës dhe grafikët që ilustrojnë funksionimin e tij.

Thelbi i amplifikatorit push-tërheqës është si më poshtë. Lëkundjet e frekuencës audio (grafiku në Fig. 6) nga faza para-finale futen në bazat e të dy transistorëve në mënyrë që tensionet në to të ndryshojnë në çdo kohë në drejtime të kundërta, dmth. në antifazë. Në këtë rast, transistorët funksionojnë në mënyrë alternative, për dy cikle për secilën periudhë të tensionit të furnizuar me to. Kur, për shembull, në bazën e tranzistorit V1 ka një gjysmëvalë negative, ajo hapet dhe vetëm kjo rrymë tranzistor rrjedh nëpër seksionin Ia të mbështjelljes primare të transformatorit të daljes (grafiku b). Në këtë kohë, transistori V2 është i mbyllur, pasi ka një gjysmë valë pozitive të tensionit në bazën e tij. Në gjysmë-ciklin tjetër, përkundrazi, gjysmëvala pozitive do të jetë në bazën e tranzitorit V1, dhe gjysmëvala negative do të jetë në bazën e tranzitorit V2. Tani transistori V2 hapet dhe rryma e kolektorit të tij rrjedh nëpër seksionin Ib të mbështjelljes parësore të transformatorit të daljes (grafiku c), dhe tranzistori V1, duke u mbyllur, "pushon". Dhe kështu për çdo periudhë të dridhjeve të zërit të furnizuara në amplifikator. Në dredha-dredha të transformatorit, rrymat e kolektorit të të dy transistorëve përmblidhen (grafi d), si rezultat, lëkundjet elektrike më të fuqishme të frekuencës audio merren në daljen e amplifikatorit sesa në një përforcues konvencional me një skaj. Altoparlanti B, i lidhur me mbështjelljen dytësore të transformatorit, i shndërron ato në zë. Tani, duke përdorur diagramin në (Fig. 7), do të kuptojmë parimin e funksionimit përforcues push-tërheqës pa transformator pushtetin. Janë edhe dy tranzistorë, por janë të strukturave të ndryshme: tranzistori Vl - p - n - p, transistor V2 - n - p - n. Për rrymën e drejtpërdrejtë, transistorët janë të lidhur në seri, duke formuar, si të thuash, një ndarës të tensionit të burimit të rrymës së drejtpërdrejtë që i furnizon ato. Në këtë rast, në kolektorin e tranzistorit V1 në lidhje me pikën e mesit midis tyre, të quajtur pika e simetrisë, krijohet një tension negativ i barabartë me gjysmën e tensionit të furnizimit me energji elektrike, dhe në kolektorin e tranzitorit V2 - pozitiv, dhe gjithashtu e barabartë me gjysmën e tensionit të furnizimit me energji elektrike Un.p. Koka dinamike B përfshihet në qarqet e emetuesit të transistorëve: për transistorin V1 - përmes kondensatorit C2, për tranzitorin V2 - përmes kondensatorit C1. Kështu, transistorët AC janë të lidhur sipas qarkut OK (ndjekës emitues) dhe punoni për një ngarkesë të përbashkët - kokën B.

Oriz. 7 Përforcues i fuqisë pa transformator me shtytje.

Në bazat e të dy transistorëve të amplifikatorit, një tension i alternuar me të njëjtën vlerë dhe frekuencë vepron nga faza para-finale. Dhe meqenëse transistorët janë të strukturave të ndryshme, ata punojnë në mënyrë alternative, për dy cikle: me një gjysmë valë negative të tensionit, hapet vetëm transistori V1 dhe në kokën e qarkut B - kondensatori C2 shfaqet një impuls i rrymës kolektori (në Fig. 6 - grafiku b), dhe me gjysmëvalë pozitive hapet vetëm transistori V2 dhe në kokën e qarkut - kondensatori C1 shfaqet një impuls i rrymës së kolektorit të këtij transistori (në Fig. 6 - grafiku c). Kështu, rryma totale e transistorëve rrjedh nëpër kokë (grafiku d në Fig. 6), i cili përforcohet në dridhjet e fuqisë së frekuencës audio, të cilën e shndërron në dridhje të zërit. Në praktikë, fitohet i njëjti efekt si në një përforcues me transformatorë, por për shkak të përdorimit të transistorëve të strukturave të ndryshme, nuk ka nevojë për një pajisje për furnizimin e një sinjali në bazën e transistorëve. antifazë ... Ju mund të keni vënë re një kontradiktë në shpjegimin tim për amplifikatorët e fuqisë shtytëse: nuk u aplikuan tensione të paragjykimit në bazat e transistorëve. Ju keni të drejtë, por këtu nuk ka ndonjë gabim të veçantë. Çështja është se transistorët shtytës-tërheqës mund të funksionojnë pa një tension fillestar paragjykim. Por më pas shfaqen shtrembërime të tipit në sinjalin e përforcuar "hap" veçanërisht ndihet fort kur sinjali hyrës është i dobët. Ata quhen "hap" sepse në oshilogramin e një sinjali sinusoidal kanë një formë të shkallëzuar (Fig. 8). Mënyra më e thjeshtë për të eliminuar shtrembërime të tilla është të aplikoni një tension paragjykim në bazat e transistorëve, gjë që ata bëjnë në praktikë.

Oriz. 8 Shtrembërim i tipit "Hapi".

Tani, përpara se të fillojmë të flasim për amplifikatorët që ofrojnë riprodhim të zërit me zë të lartë, dua t'ju njoh me disa parametra dhe klasa amplifikuese që karakterizojnë një amplifikator basi. Të gjitha avantazhet e amplifikatorëve push-tërheqës do të diskutohen në detaje më poshtë.

PARAMETRAT BAZË TË AMLIFIKATORËVE LF

Cilësia dhe përshtatshmëria e një amplifikatori për qëllime të caktuara gjykohet nga disa parametra, më të rëndësishmit prej të cilëve janë tre: Fuqia e daljes Fuqia, ndjeshmëria dhe përgjigja e frekuencës. Këto janë parametrat bazë që duhet të dini dhe kuptoni. Fuqia dalëse është fuqia e dridhjeve elektrike të frekuencës audio, e shprehur në vat ose milivat, që amplifikuesi i jep një ngarkese - zakonisht një drejtues me rrezatim të drejtpërdrejtë. Në përputhje me standardet e vendosura, bëhet një dallim midis Pnom nominale dhe fuqisë maksimale Pmax. Fuqia nominale është e tillë që i ashtuquajturi shtrembërim jolinear i sinjalit të daljes i futur nga amplifikatori nuk kalon 3 - 5% në lidhje me sinjalin e pashtrembëruar. Ndërsa fuqia rritet më tej, shtrembërimi harmonik i sinjalit të daljes rritet. Fuqia në të cilën shtrembërimi arrin 10% quhet maksimum. Fuqia maksimale e daljes mund të jetë 5 deri në 10 herë më e madhe se ajo nominale, por shtrembërimi është i dukshëm edhe nga veshi. Kur flas për amplifikatorët në këtë artikull, zakonisht do të tregoj fuqitë e tyre mesatare të daljes dhe thjesht do t'i referohem si fuqi dalëse. Ndjeshmëria e amplifikatorit është voltazhi i sinjalit të frekuencës audio, i shprehur në volt ose milivolt, i cili duhet të aplikohet në hyrjen e tij në mënyrë që fuqia në ngarkesë të arrijë nominalen e saj. Sa më i ulët të jetë ky tension, aq më i mirë është ndjeshmëria e amplifikatorit. Për shembull, unë do të them: ndjeshmëria e shumicës dërrmuese të amplifikatorëve amatorë dhe industrialë të destinuar për riprodhimin e sinjaleve nga dalja e linjës së një magnetofoni, DVD player dhe burime të tjera mund të jetë 100 - 500 mV dhe deri në 1V, ndjeshmëria e Amplifikuesit e mikrofonit janë 1 - 2 mV. Përgjigja e frekuencës - AFC (ose brezi i frekuencës së funksionimit të amplifikatorit) shprehet grafikisht nga një vijë horizontale, disi e lakuar që tregon varësinë e tensionit të sinjalit të daljes Uout nga frekuenca e tij në një tension të vazhdueshëm hyrje Uin. Fakti është se çdo përforcues, për një sërë arsyesh, përforcon sinjalet e frekuencave të ndryshme në mënyrë të pabarabartë. Si rregull, dridhjet e frekuencave më të ulëta dhe më të larta të diapazonit audio përforcohen më keq nga të gjitha. Prandaj, linjat - karakteristikat e frekuencës së amplifikatorëve - janë të pabarabarta dhe domosdoshmërisht kanë ulje (bllokime) në skajet. Lëkundjet e frekuencave ekstreme të ulëta dhe të larta, amplifikimi i të cilave në krahasim me lëkundjet e frekuencave të mesme (800 - 1000 Hz) bie në 30%, konsiderohen kufijtë e brezit të frekuencës së amplifikatorit. Brezi i frekuencës së amplifikatorëve të destinuar për riprodhimin e veprave muzikore duhet të jetë së paku nga 20 Hz në 20-30 kHz, përforcuesit e marrësve të transmetimit të rrjetit - nga 60 Hz në 10 kHz, dhe amplifikatorët e marrësve të transistorit me madhësi të vogël - nga rreth 200 Hz në 3-4 kHz. Për të matur parametrat kryesorë të amplifikatorëve, ju nevojitet një oshilator i frekuencës audio, një voltmetër i tensionit alternativ, një oshiloskop dhe disa instrumente të tjera matëse. Ato janë në laboratorët e radios së prodhimit, qarqet radio-elektronike dhe për radio elektronike më produktive, duhet të përpiqeni t'i merrni vetë, në mënyrë që të jenë gjithmonë pranë.

Klasat e amplifikimit të amplifikatorëve LF. Roli i klasës së amplifikimit në arritjen e parametrave të fuqisë dhe efikasitetit të lartë

Deri më tani, ne nuk kemi folur se sa energji është shpenzuar për të krijuar një sinjal të përforcuar, për të krijuar një "kopje të fuqishme" të sinjalit hyrës. Ne, në fakt, nuk kishim një pyetje të tillë. Duhet thënë se furnizuesi i energjisë për krijimin e një sinjali të përforcuar mund të jetë një bateri ose një furnizim me energji elektrike. Në këtë rast, konsiderohet e qartë se bateria ka rezerva të mëdha energjie dhe nuk ka asgjë për ta kursyer atë vetëm për të krijuar një sinjal të përforcuar. Tani që qëllimi është arritur, kur kemi mësuar të përforcojmë një sinjal të dobët me ndihmën e një transistori, do të përpiqemi të zbulojmë se çfarë energjie duhet të japë furnizuesi i tij - një bateri kolektori. Le të përpiqemi të zbulojmë se sa kushton një vat i sinjalit të përforcuar, sa vat energji DC duhet të paguajë bateria për të. Duke bërë një sërë supozimesh, duke supozuar se seksioni drejtvizor i karakteristikës së hyrjes fillon drejtpërdrejt nga "zero", se nuk ka as kthesa në karakteristikën e daljes, që një element (për shembull, një transformator) përfshihet si një ngarkesa e kolektorit, në të cilën voltazhi DC nuk humbet, arrijmë në përfundimin se në rastin më të mirë, vetëm gjysma e fuqisë së konsumuar nga bateria shkon në sinjalin e përforcuar. Kjo mund të thuhet ndryshe: efikasitet (efikasitet) Përforcuesi i tranzistorit nuk kalon 50%. Për çdo vat fuqi dalëse ju duhet të paguani dyfishin e çmimit, dy vat fuqi baterie kolektori (Figura 9).

Oriz. 9 Sa më i lartë të jetë efikasiteti i një amplifikuesi, aq më pak energji harxhon për të krijuar një fuqi të caktuar dalëse.

Është mjaft e lehtë të vërtetosh vlefshmërinë e këtij përfundimi. Për të llogaritur fuqinë e konsumuar nga bateria, duhet të shumëzoni tensionin konstant të saj Ek në rrymën e konsumuar, domethënë në rrymën qetësuese të kolektorit Ic.p. ... tranzistor (Ppot. = EK * Ic.p.) ... Nga ana tjetër, amplituda e komponentit të ndryshueshëm të rrymës së kolektorit në asnjë mënyrë nuk mund të jetë më e madhe se rryma e qetë, përndryshe tranzistori do të funksionojë me ndërprerje. Në rastin më të mirë, amplituda e komponentit të ndryshueshëm është e barabartë me rrymën qetësuese Ic.p. dhe vlera efektive e komponentit të ndryshueshëm të rrymës së kolektorit është In.ef. = 07 * Ic.p .. Në të njëjtën mënyrë, amplituda e tensionit të alternuar në ngarkesë nuk mund të jetë më e madhe se tensioni i baterisë, përndryshe në disa momente në kolektor nuk do të shfaqet një "minus", por një "plus". Dhe kjo, në rastin më të mirë, do të çojë në shtrembërime të rënda. Kështu, vlera efektive e tensionit të daljes Un.eff. nuk mund të tejkalojë Un.eff. = 07 * Ek ... Tani ajo që mbetet është të shumëzohet 07 * Ic.p .. në 07 * EC. dhe merrni që fuqia maksimale efektive që mund të japë amplifikatori nuk e kalon Ref. = 0,5 * Ic.p. * EK = W.eff. , domethënë nuk kalon gjysmën e konsumit të energjisë. Vendimi është i formës së prerë, por i nënshtrohet ankimimit. Është e mundur, me koston e sakrificave të caktuara, të rritet efikasiteti i amplifikatorit, të kalohet kufiri i efikasitetit pesëdhjetë përqind. Për të rritur efikasitetin, është e nevojshme që amplifikuesi të krijojë një sinjal më të fuqishëm me të njëjtin konsum të energjisë. . Dhe për këtë ju nevojitet, pa rritur rrymën qetësuese Ic.p. dhe tension konstant Ek , rrisin komponentët e alternuar të rrymës së kolektorit IN dhe tensionit të ngarkesës Un. Çfarë na pengon të ngremë këto dy komponentë? Deformim ... Mund ta rrisim rrymën IN (për këtë mjafton, për shembull, të rritet niveli i sinjalit të hyrjes), dhe tensioni Un (për këtë, mjafton, përsëri, të rritet sinjali i hyrjes ose të rritet rezistenca e ngarkesës për (rrymë alternative). Por në çdo rast, forma e sinjalit do të shtrembërohet, gjysmëvalët e tij negative do të ndërpriten. Dhe megjithëse një sakrificë e tillë duket e papranueshme (kush ka nevojë për një përforcues ekonomik, nëse jep produkte me defekt?), ne do të vazhdojmë ta bëjmë atë. Së pari, sepse duke lejuar shtrembërimet (dhe më pas duke i hequr qafe ato), do të jemi në gjendje të transferojmë amplifikatori në një mënyrë më ekonomike dhe rrit efikasitetin e tij. Amplifikimi pa shtrembërim, kur amplituda e komponentit të ndryshueshëm të rrymës së kolektorit nuk e kalon rrymën qetësuese Ic.p., quhet klasa e fitimit (A). Një përforcues i vetëm që vepron në klasën A quhet përforcues me një fund. Nëse gjatë amplifikimit "ndërpritet" një pjesë e sinjalit, nëse amplituda e komponentit të ndryshueshëm të rrymës së kolektorit është më e madhe se Ic.p, dhe rryma është ndërprerë në qarkun e kolektorit, atëherë marrim një nga amplifikimit. klasat (AB), (B) ose (C). Kur përforcohet në klasën B, kufiri është i barabartë me gjysmën e periudhës, d.m.th. në gjysmën e periudhës ka rrymë në qarkun e kolektorit, dhe në gjysmën tjetër të periudhës nuk ka rrymë. Nëse ka një rrymë në më shumë se gjysmën e periudhës, atëherë kemi një klasë të amplifikimit AB, nëse është më pak se një klasë C. (Më shpesh, klasat e amplifikimit shënohen me shkronjat latine A, AB, B, C). Imagjinoni që ne nuk kemi një, por dy përforcues identikë që veprojnë në klasën B: njëri riprodhon gjysmë perioda pozitive të sinjalit, tjetri negativ. Tani imagjinoni që të dy punojnë për një ngarkesë të përbashkët. Në këtë rast, ne do të marrim një rrymë alternative normale të pashtrembëruar në ngarkesë - një sinjal, si të thuash, të qepur së bashku nga dy gjysma (Fig. 10).

Oriz. 10 Klasa të fazës së shtytjes dhe amplifikimit.

Vërtetë, për të marrë një sinjal të pashtrembëruar nga dy të shtrembëruar, na u desh të krijonim një qark relativisht kompleks për qepjen e gjysmave (një qark i tillë siç u diskutua më lart në këtë artikull quhet shtytje-tërheqje), në fakt, i përbërë nga dy faza të pavarura amplifikuese . Por siç u shpjegua më lart, humbja jonë (në këtë rast, ndërlikimi i qarkut të amplifikatorit) sjell një fitim shumë më të madh. Fuqia totale që zhvillon një përforcues shtytje-tërheqjeje është më e madhe se fuqia që do të jepej veçmas nga të dyja gjysmat e tij. Dhe "kostoja" e një vat të sinjalit të daljes rezulton të jetë shumë më pak se në një përforcues me një fund. Në rastin ideal (modaliteti i çelësit), një vat i sinjalit të daljes mund të merret për të njëjtin vat të konsumit të energjisë, domethënë, në rastin ideal, efikasiteti i një amplifikuesi push-tërheqës mund të arrijë 100 përqind. Efikasiteti real është, natyrisht, më i vogël: në praktikë, është 67%. Por në fund të fundit, në një përforcues me një skaj që funksionon në klasë A, kemi marrë një efikasitet të barabartë me 50%, gjithashtu vetëm në rastin ideal. Një përforcues me të vërtetë me një fund ju lejon të merrni një efikasitet prej jo më shumë se 30 - 40%. Dhe për këtë arsye në një amplifikator push-pull, çdo vat fuqi dalëse na kushton dy deri në tre herë më "lirë" sesa në një me një fund. Për pajisjet portative të tranzistorit, një rritje e efikasitetit është e një rëndësie të veçantë. Sa më i lartë të jetë efikasiteti, aq më i ulët është konsumi i energjisë i baterisë së kolektorit me të njëjtën fuqi dalëse. Dhe kjo, nga ana tjetër, do të thotë që sa më i lartë të jetë efikasiteti, aq më rrallë do të duhet të zëvendësohet kjo bateri ose aq më e vogël mund të jetë bateria me të njëjtën jetëgjatësi. Kjo është arsyeja pse amplifikatorët push-tërheqës përdoren në pajisjet e tranzistorit në miniaturë, veçanërisht në marrës në miniaturë, ku do të duket e nevojshme të kurseni peshë dhe hapësirë, duke përfshirë një numër pjesësh të panevojshme në qark për këtë. Qarqet e amplifikatorëve push-tërheqës për përsëritje do të jepen në punë praktike. Praktikisht në të gjitha qarqet e shtytje-tërheqjes, përdoren amplifikatorët e fuqisë së tranzistorit, klasa AB ose B. Megjithatë, kur punoni në një klasë B shfaqen disa shtrembërime të vështira për t'u eliminuar (për shkak të përkuljes në karakteristikën e hyrjes), dhe kjo klasë përdoret më rrallë në amplifikatorët me frekuencë të ulët. Klasa C nuk përdoret fare në këta amplifikatorë për shkak të shfaqjes së shtrembërimit fatal. Tensioni i kontrollit në transistorët e daljes furnizohet nga të ashtuquajturat faza e përmbysur në fazë , bërë në një tranzistor sipas një qarku transformator. Ka edhe skema të tjera invertorët e fazës , por të gjithë kryejnë të njëjtën detyrë, krijojnë dy tensione antifazore që duhet të aplikohen në bazat e tranzistorëve push-tërheqës. Nëse i njëjti tension aplikohet në këta transistorë, atëherë ata nuk do të punojnë përmes një cikli, por në mënyrë sinkrone, dhe për këtë arsye të dy do të amplifikojnë vetëm gjysmëperiudhat pozitive ose, anasjelltas, vetëm negative të sinjalit. Në mënyrë që transistorët e fazës shtytëse të punojnë në mënyrë alternative, ju duhet t'i ushqeni ato në bazat e tyre, siç u përmend më lart. tensionet antifazore ... Në një inverter fazor me një transformator, fitohen dy tensione kontrolli duke ndarë mbështjelljen dytësore në dy pjesë të barabarta. Dhe këto tensione bëhen antifazë sepse pika e mesme e mbështjelljes dytësore është e tokëzuar. Kur një "plus" shfaqet në skajin e sipërm (sipas diagramit) në lidhje me pikën e mesit, një "minus" shfaqet në skajin e poshtëm në lidhje me këtë pikë. Dhe meqenëse voltazhi është i ndryshueshëm, "plus" dhe "minus" ndryshojnë vendet gjatë gjithë kohës (Fig. 11).

Oriz. 11 Inverteri fazor prodhon dy tensione të alternuara 180 gradë jashtë fazës.

Refleksi i basit të transformatorit e thjeshtë dhe e besueshme, praktikisht nuk ka nevojë të rregullohet. Një përforcues shtytës për një marrës tranzistor ose një radio të vogël mund të montohet sipas cilitdo prej qarqeve të amplifikatorit LF që do të jepet në punë praktike ose në qarqet e marrësit industrial. Për shembull, sipas skemës së marrësve "Alpinist", "Neva-2", "Spidola", etj.

Pak më shumë detaje mbi reagimet negative që u përmendën në fillim të këtij artikulli kur përshkruheshin amplifikatorët me një fund. Si e redukton reagimin negativ shtrembërimin, korrigjon formën e valës? Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, duhet të mbani mend se shtrembërimi i formës së valës, në fakt, nënkupton shfaqjen në sinjal harmonike të reja , komponentë të rinj sinusoidalë. Përmes ciklit të reagimeve negative, si rezultat janë shfaqur të reja shtrembërim harmonik ushqehen në hyrjen e amplifikatorit në një fazë (antifazë) të tillë që dobësohen vetë. Fuqia e këtyre harmonikëve në daljen e amplifikatorit rezulton të jetë më e vogël se sa do të ishte pa reagime. Në të njëjtën kohë, natyrisht, dobësohen edhe komponentët e dobishëm, nga të cilët duhet të formohet një sinjal i padeformuar, por kjo është një çështje e rregullueshme. Për të kompensuar këtë aktivitet të dëmshëm të reagimit negativ, është e mundur të rritet niveli i sinjalit që hyn në hyrjen e amplifikatorit, ndoshta edhe duke shtuar një fazë tjetër për këtë. Reagime negative në amplifikatorët e basit, veçanërisht në amplifikatorët push-pull që funksionojnë në klasa AB dhe B, gjen një aplikim shumë të gjerë: reagimet negative të lejojnë të bësh diçka që nuk mund të arrihet me asnjë mjet tjetër, e lejon zvogëloni shtrembërimin e formës së valës, zvogëloni të ashtuquajturin shtrembërim harmonik ... Reagimet negative ju lejojnë të kryeni një operacion tjetër të rëndësishëm për të rregulluar tonin, domethënë në drejtimin e dëshiruar ndryshoni përgjigjen e frekuencës së amplifikatorit Fig. 12 .

Oriz. 12. Një grafik i përafërt i përgjigjes amplitudë-frekuencë (AFC), amplifikatorë. Një grafik i ngjashëm mund të përdoret për të karakterizuar përgjigjen e frekuencës së çdo amplifikuesi.

Kjo karakteristikë tregon se si fitimi ndryshon me frekuencën e sinjalit. Për një përforcues ideal, përgjigja e frekuencës është vetëm një vijë e drejtë: fitimi në të gjitha frekuencat është i njëjtë për një përforcues të tillë. Por në një përforcues real, përgjigja e frekuencës është e përkulur, e mbingarkuar në rajonin e frekuencave më të ulëta dhe më të larta. Kjo do të thotë që frekuencat e ulëta dhe të larta të diapazonit audio përforcohen më keq se frekuencat e mesme. Arsyet për shfaqjen e bllokimeve të tilla në përgjigjen e frekuencës mund të jenë të ndryshme, por ato kanë një rrënjë të përbashkët. Fitimi i pabarabartë në frekuenca të ndryshme fitohet sepse qarku përmban elementë reaktivë, kondensatorë dhe bobina, rezistenca e të cilave ndryshon me frekuencën. Ka shumë mënyra për të korrigjuar përgjigjen e frekuencës, duke përfshirë futja e elementeve të varur nga frekuenca në ciklin e reagimit. Një shembull i elementëve të tillë është zinxhiri R13, C9 në amplifikatorin e paraqitur në (Fig. 13).

Oriz. 13 Dizajni praktik i një amplifikuesi push-tërheqës pa transformator.

Rezistenca e këtij zinxhiri rritet me uljen e frekuencës, reagimi zvogëlohet dhe për shkak të kësaj krijohet një rritje e caktuar e përgjigjes së frekuencës në rajonin e frekuencave më të ulëta. Ka disa qarqe të tjera reagimi negativ në përforcues. Ky është kondensatori C6, i cili lidh kolektorin e tranzitorit T2 me bazën e tij; rezistenca R12, e cila siguron jo vetëm një paragjykim të vazhdueshëm në bazat e transistorëve të daljes, por edhe një pjesë të sinjalit të daljes. Një qark që krijon një reagim të fazës së tretë me të dytën, por jo në rrymë alternative, por në rrymë direkte (një reagim i tillë rrit stabilitetin termik të amplifikatorit). Koka dinamike është e lidhur me qarqet kolektore të transistorëve të daljes përmes një kondensatori bllokues C4. Rezistenca e spirales së zërit në këtë qark mund të jetë 6 - 10 ohms. Amplifikatori zhvillon fuqi deri në 100 mW. në një tension të sinjalit hyrës prej rreth 30 - 50 mV. Ekziston një numër mjaft i madh i qarqeve amplifikatorë pa transformator të bazuar në transistorë me përçueshmëri të ndryshme. Në shumicën e tyre, transistorët e përbërë përdoren në fazën e daljes, domethënë, dy transistorë përfshihen në secilin krah. Mungesa e transformatorëve dhe reduktimi i numrit të kondensatorëve bllokues lejon që amplifikatorët e tillë të marrin një përgjigje shumë të mirë frekuence. Sidoqoftë, për një radio amator rishtar, ky fitim vjen me një çmim mjaft të lartë. Përforcuesit pa transformator, madje edhe me transistorë të përbërë, nuk janë gjithmonë të lehtë për t'u vendosur. Dhe për këtë arsye, nëse ende nuk keni shumë përvojë në vendosjen e pajisjeve të tranzistorit, është më mirë të montoni një përforcues sipas qarkut klasik të shtytjes me transformatorë (Fig. 14).

Oriz. 14 Push-pull ULF me stadin e daljes së transformatorit.

Karakteristika kryesore e këtij përforcuesi është zhvendosja nga një bateri e veçantë B2 në bazën e fazës së parë T1. Për shkak të kësaj, rryma e kolektorit të tranzistorit T1 mbetet praktikisht e pandryshuar kur voltazhi i baterisë së kolektorit zvogëlohet në 3.5 V. Nga fundi i ndarësit R4, R5, i përfshirë në qarkun e emetuesit T1, aplikohet një paragjykim në bazat e transistorëve të fazës së daljes. Dhe për këtë arsye, me një ulje të tensionit të kolektorit, paragjykimi i transistorëve T2, T3 nuk ndryshon. Si rezultat, amplifikatori funksionon me një tension të reduktuar, megjithëse me një fuqi dalëse më të ulët (në 3.5V, 20 mW), por pa shtrembërim. Rryma e konsumuar nga bateria B2 nuk kalon 500 μA. Amplifikatori ka një kontroll të thjeshtë të tonit R6 dhe një qark reagimi R8, C8 që redukton shtrembërimin. Rezistenca R9 është e nevojshme që kur B2 është i fikur (mund të ndodhë që Bk2 të hapë qarkun disa fraksione të sekondës më herët se Bk1, transistori T1 të mos rezultojë të jetë me një "bazë të varur". Kondensatorët C7, C6 elementet e reagimit negativ, duke parandaluar vetëngacmimin në frekuencat supersonike.Të njëjtën detyrë e kryen kondensatori C3. Transformatorët Tr1 dhe Tr2 janë marrë nga marrësi Alpinist. Kokë dinamike me rezistencë spirale zëri rreth 4 - 6 ohmë. Tensioni i kolektorit prej 9 V. Përforcuesi zhvillon një fuqi prej 180 mW. dhe konsumon nga bateria B2, rryma nuk është më shumë se 20 - 25 mA. Nëse keni nevojë të rrisni fuqinë e daljes, mund të ndizni transistorë të fuqishëm si T2 dhe T3, për shembull P201. Në këtë rast, duhet të përgjysmoni R7 dhe të zgjidhni R5 në mënyrë që rryma totale e qetë e kolektorit T2 dhe T3 të jetë 15 - 25 mA. Për transistorë të fuqishëm, nevojitet një transformator tjetër i daljes, për shembull, me sa vijon të dhënat: një bërthamë me një seksion kryq prej rreth 3,5 cm2 (W17 x 17); dredha-dredha parësore 3 30 + 330 rrotullime të PEV 0.31, mbështjellje dytësore prej 46 rrotullimesh të PEV 0.51. Me transistorët P201, amplifikatori zhvillon një fuqi dalëse prej 1,52 - 2 W. Rregullimi i të gjithë amplifikatorëve me frekuencë të ulët reduktohet në zgjedhjen e mënyrave të transistorit. Për qarqet shtytje-tërheqëse, këshillohet të zgjidhni paraprakisht transistorët për të dy krahët me parametra të ngjashëm: fitimi i rrymës dhe rryma e kundërt e kolektorit. Nëse të gjitha pjesët janë në gjendje të mirë pune dhe qarku është montuar saktë, atëherë amplifikuesi, si rregull , fillon pune menjehere. Dhe e vetmja telashe serioze që mund të shfaqet kur ndizni amplifikatorin është vetë-ngacmimi. Një mënyrë për ta luftuar këtë është futja e filtrave të shkëputjes që parandalojnë komunikimin midis fazave përmes furnizimit me energji elektrike.

Punë praktike

Në punën praktike, dua të paraqes disa amplifikatorë të thjeshtë për përsëritjen dhe konsolidimin e pjesës teorike të këtij artikulli. Shembujt e amplifikatorëve push-tërheqës të dhënë në fund të artikullit janë gjithashtu mjaft të përshtatshëm për përsëritje. Këto skema, si shumë vizatime të tjera, janë marrë nga burime letrare të viteve '60 - '70, por ato nuk e kanë humbur rëndësinë e tyre. Pse pyesni, a po përdor vizatime të tilla të vjetruara? Unë do të them se ka të paktën 2 arsye: 1). Katastrofikisht nuk ka kohë të mjaftueshme për t'i vizatuar vetë, megjithëse ende përpiqem t'i vizatoj disa prej tyre. 2). Mjaft e çuditshme, janë vizatimet nga letërsia e të shkuarës, viteve të harruara prej kohësh, ato që pasqyrojnë plotësisht thelbin e proceseve në studim. Ndoshta, nuk është ndjekja e honorareve, siç është zakon tani, ajo që ndikon në rëndësinë e paraqitjes me cilësi të lartë të materialit. Po dhe punëtorët e censurës në ato vite, jo më kot. hëngrën bukën e tyre.

Pra, në vend të transistorëve P13 - P16 të treguara në diagrame, mund të përdorni MP39 - 42, MP37, MP38 nga transistorët e silikonit, mund të përdorni përkatësisht KT315, KT361, kushtojini vëmendje llojit të përçueshmërisë dhe fuqisë së transistorëve të përdorur . Nëse amplifikatori ka transistorë të fuqishëm dalës të tipit P213 - 215 në qark, ato zakonisht mund të zëvendësohen me transistorë të fuqisë silikoni si KT814 - 817 ose KT805, KT837, duke respektuar përkatësisht llojin e përçueshmërisë. Në çdo rast, kur zëvendësoni transistorët e germaniumit me ato silikoni, është e nevojshme të rregulloni vlerat e rezistorëve në qarqet e transistorëve që zëvendësohen.

Një përforcues i thjeshtë shtytës-tërheqës pa transformator me fuqi 1,5 vat. Transistori me frekuencë të lartë P416 përdoret këtu për arsye të uljes sa më të madhe të zhurmës së fazës hyrëse, sepse përveçse është me frekuencë të lartë, është edhe me zhurmë të ulët. Në praktikë, ai mund të zëvendësohet me MP39 - 42, me një përkeqësim të karakteristikave të zhurmës, përkatësisht, ose me transistorë silikoni KT361 ose KT3107 me ndonjë shkronjë .. të përdorur në marrës detektor, për shkak të së cilës formohet një tension paragjykim në bazat e transistorëve. Tensioni në pikën e mesit (terminali negativ i kondensatorit C2) do të jetë i barabartë me 4.5v. Vendoset duke zgjedhur rezistorët R2, R4. Tensioni maksimal i lejuar i funksionimit të kondensatorit C2 mund të jetë 6V.

Më shumë opsione për amplifikatorët, 1, 2, e disponueshme për përsëritje nga radio amatorët fillestarë, duke përfshirë transistorët e silikonit. Tregohen gjithashtu variante të një para-përforcuesi dhe një blloku të thjeshtë pasiv të tonit. (hapet në një dritare të veçantë).

|

qëllimi i punës: Studimi i funksionimit të amplifikatorëve elektronikë dhe qarkut të tyre. Studimi eksperimental dhe kompjuterik i efektit OOS në karakteristikat kryesore të një amplifikuesi me frekuencë të ulët.

1. Prezantimi. Konceptet bazë

Për të rritur amplituda e tensionit ose rrymës, si dhe fuqinë e sinjaleve elektrike, përdoren pajisje speciale, të quajtura amplifikatorë elektronikë.

Të gjithë amplifikatorët mund të ndahen në dy klasa - linearë dhe jolinearë.

Për amplifikatorët me një mënyrë funksionimi linear, kërkesat vendosen për marrjen e një sinjali dalës afër formës së sinjalit hyrës. Shtrembërimi i formës valore të paraqitur nga amplifikuesi duhet të mbahet në minimum. Kjo arrihet për shkak të transferimit proporcional të vlerave të tensionit të menjëhershëm dhe rrymës nga amplifikatori, të cilat përbëjnë sinjalin e hyrjes në kohë.

Treguesi më i rëndësishëm i amplifikatorëve, si rrjete lineare me katër porte me një mënyrë funksionimi linear, është raporti kompleks i transferimit të tensionit ose rrymës:

.

Madhësia
është kompleks, d.m.th. karakterizon ndryshimin si në amplitudë ashtu edhe në fazën e sinjalit në daljen e amplifikatorit në krahasim me vlerat e tyre në hyrje. Moduli i fitimit të amplifikatorit
quhen fitojnë... Moduli i fitimit kompleks kundrejt frekuencës së përcaktuar për sinjalin hyrës harmonik është reagimi i frekuencës Përforcues (përgjigje e frekuencës). Varësia e argumentit të koeficientit kompleks të transmetimit nga frekuenca
mban emrin karakteristikat e frekuencës fazore të amplifikatorit.

Në varësi të llojit të përgjigjes së frekuencës, amplifikatorët me një mënyrë funksionimi linear ndahen në:

amplifikuesit e një sinjali që ndryshon ngadalë (përforcuesit DC - DCA),

përforcues me frekuencë të ulët (ULF),

përforcues me frekuencë të lartë (UHF),

brez i gjerë, përforcues pulsi (silos),

amplifikatorë selektivë me brez të ngushtë (UPA).

Një tipar karakteristik i UPT është aftësia për të përforcuar sinjalet me një frekuencë më të ulët që afrohet (f n  0). Kufiri i sipërm i frekuencës f në DCA mund të jetë, në varësi të qëllimit, 10 3  10 8 Hz. ULF karakterizohen nga një gamë frekuence nga dhjetëra herc në dhjetëra kilohertz. UHF kanë një gjerësi brezi nga dhjetëra kilohertz në dhjetëra dhe qindra megahertz. Silos - kanë një kufi të ulët të frekuencës afërsisht të njëjtë me atë të ULF, dhe atë të sipërm - si UHF. Përforcuesit linear të impulsit bëhen në bazë të kapanoneve. UPU - karakterizohet nga transmetimi i një brezi të ngushtë frekuence.

f në f f n f në f f n f në f f n f në f f o f

Në amplifikatorët me një mënyrë funksionimi jo-linear, nuk ka proporcionalitet në transmetimin e vlerave të menjëhershme të sinjalit të hyrjes. Në varësi të ligjit të ndryshimit të sinjalit dalës nga hyrja
, amplifikatorët me mënyrë funksionimi jolinear përfshijnë: amplifikatorët, kufizuesit, amplifikatorët logaritmikë etj fuqia.

Le të shqyrtojmë parametrat dhe karakteristikat kryesore të amplifikatorëve.

Fitimi . Fitimi i tensionit
amplifikatorë të ndryshëm arrin në dhjetëra mijëra. Shpesh për të arritur të nevojshmen
përdorni përforcues shumëfazësh në të cilët
faza e mëparshme është
për sa vijon dhe fitimi i përgjithshëm është:

Fitimi është një vlerë pa dimension dhe në disa raste është zakon që vetitë e fitimit të shprehen në njësi logaritmike - decibel:

.

Për një përforcues shumëfazësh:

Ata gjithashtu përdorin rrymën dhe fitimin e fuqisë, të cilat gjithashtu mund të shprehen në decibel.

.

Impedanca hyrëse dhe dalëse ... Përforcuesi mund të konsiderohet si një sistem aktiv me katër pole, në terminalet hyrëse të të cilit lidhet një burim i sinjalit të përforcuar me një EMF E në dhe një rezistencë të brendshme. R W, dhe në dalje - rezistenca e ngarkesës R N. Për qarkun e daljes, amplifikuesi është një burim i EMF E jashtë me një rezistencë të brendshme R jashtë.

Për sinjalin e përforcuar, përforcuesi karakterizohet nga një impedancë hyrëse
... Rezistenca R out përcaktohet midis terminaleve të daljes së amplifikatorit kur ngarkesa shkëputet.

R w R jashtë I jashtë = I n

E në U në R në E jashtë U jashtë R n

Përforcues

Rryma që rrjedh nga burimi i sinjalit në përforcues dhe voltazhi i hyrjes përcaktohen nga formula:

.

Në varësi të raportit ndërmjet R W dhe R në burimi i sinjalit mund të funksionojë në mënyrat e mëposhtme: a) joaktive, nëse R në> R w , kur
; b) lidhje e shkurtër nëse R në< R вт и значит I вх  E вх / R вт ; v) përputhje, kur R në  R W dhe fuqia maksimale transmetohet në amplifikator.

Fuqia e amplifikatorit:

Barazimi me zero i derivatit
, marrim
... Në këtë rast, amplifikatori merr
, d.m.th. një e katërta e fuqisë potenciale të burimit të sinjalit. Mënyra të ngjashme funksionimi janë të mundshme për qarkun e daljes.

Kur ngarkesa dhe impedanca e daljes së amplifikatorit përputhen, fuqia më e madhe lirohet në ngarkesë.

fuqia dalëse . Me një ngarkesë thjesht rezistente dhe tension sinusoidal

ku
- vlera efektive dhe maksimale e tensionit të daljes;
- amplituda e rrymës në ngarkesë.

Efikasiteti . Efikasiteti
, ku Р  është fuqia e konsumuar nga amplifikatori nga burimet e energjisë.

Duhet të theksohet se çdo përforcues, pavarësisht nga lloji i energjisë me të cilin funksionon, është, në thelb, vetëm një rregullator për daljen e energjisë P. , transmetohet nga burimi i energjisë në ngarkesë, dhe sinjali i hyrjes rregullon vetëm vlerën e kësaj fuqie të transmetuar, duke shpenzuar në këtë fuqi P në .

Karakteristikë e amplitudës së amplifikatorit. Karakteristika e amplitudës pasqyron varësinë e amplitudës së tensionit të daljes nga ndryshimi i amplitudës së tensionit të hyrjes. Kjo karakteristikë përdoret për të gjykuar gamën e mundshme të ndryshimeve në sinjalet hyrëse dhe dalëse të amplifikatorit. Është filmuar me një sinjal hyrës harmonik për rangun e mesëm.

Një formë tipike e karakteristikës së amplitudës është paraqitur në figurë. Rajoni 1-3 korrespondon me fitimin proporcional. Seksioni nën pikën 1 të karakteristikës së amplitudës nuk përdoret, pasi sinjali i dobishëm është i vështirë të dallohet nga zhurma e brendshme e amplifikatorit.

U jashtë. m .

U maksimum 3 U nga 3

U min . 1 U nga 1

Seksioni 3 - 4 korrespondon me një shkelje të varësisë proporcionale të tensionit të daljes nga hyrja. Zona pas pikës 4 korrespondon me gjendjen e kufizimit të sinjalit të daljes. Raporti i amplitudës së tensionit maksimal të lejueshëm të daljes me minimumin e lejueshëm
quhet diapazoni dinamik i amplifikatorit.

Përgjigja e frekuencës ... (Përgjigja e frekuencës) Kjo është varësia e fitimit (tensionit) nga frekuenca e sinjalit të përforcuar:

.

Një pamje e përafërt e përgjigjes së frekuencës për lloje të ndryshme amplifikatorësh është paraqitur në figurën për klasifikimin e amplifikatorëve sipas diapazonit të frekuencës së sinjaleve të përforcuar. Madhësia
tregon gjerësinë e brezit të amplifikatorit në diapazonin e frekuencës.

Përgjigja e fazës ... (FCH) Ai përfaqëson varësinë e këndit fazor "" ndërmjet tensioneve hyrëse dhe dalëse të amplifikatorit nga frekuenca e sinjalit.

Shtrembërim jolinear . Ato përfaqësojnë shkallën e ndryshimit të formës valore të sinjalit të përforcuar. Arsyeja kryesore e shfaqjes së tyre është jolineariteti i karakteristikave të elementeve amplifikuese. Figura tregon, si shembull, karakteristikën hyrëse të një transistori të lidhur në një qark me një OE dhe tregon se si është shtrembëruar forma aktuale
, d.m.th. rryma hyrëse e amplifikatorit, kundrejt formës së valës sinusoidale të tensionit të hyrjes
... Si rezultat i shtrembërimeve jolineare, voltazhi i daljes së amplifikatorit përmban, përveç komponentit konstant dhe komponentëve themelorë (të parë), më të lartë harmonikë.

I b I b + I m

Është vlerësuar shkalla e shtrembërimit të sinjalit nga amplifikatori koeficienti i shtrembërimit jolinear, që përfaqëson rrënjën katrore të raportit të fuqisë së të gjithëve harmonike më të larta të sinjalit të daljes ndaj fuqisë totale të daljes:

,

ose afër tij koeficienti harmonik:

,

ku
- vlerat efektive (ose amplituda) të së parës, të dytës, etj. harmonika e tensionit të daljes me një sinjal sinusoidal në hyrje. Këto raporte shpesh shprehen në%.

Përforcues me frekuencë të ulët

Amplifikatorët me frekuencë të ulët (VLF) janë pajisje relativisht të thjeshta në strukturë dhe, në të njëjtën kohë, shumë të vështira për t'u vlerësuar. Deri më tani, nuk ka parametra objektivë për krahasimin e tyre dhe ende nuk është e qartë nëse kjo është e mundur në parim. Pra, mosmarrëveshjet midis mbështetësve dhe kundërshtarëve të amplifikuesve të tubave ende nuk ulen. Por, meqenëse amplifikatorët ende duhet të vlerësohen disi, le të hedhim një vështrim më të afërt në klasifikimin e tyre dhe parametrat e pranuar përgjithësisht të përdorur për t'i vlerësuar ato. Ne nuk do të prekim llojet e tjera të amplifikatorëve, përveç përforcuesve të fuqisë AC me frekuencë të ulët, dhe janë ato që do të nënkuptojmë nën shkurtesën ULF, megjithëse shumë parametra janë të njëjtë për të gjitha llojet e amplifikatorëve.

Është absolutisht e nevojshme të përmendet se ne do të shqyrtojmë amplifikatorët e projektuar për riprodhim të tingullit me cilësi të lartë, prandaj, të gjitha vlerësimet e amplifikatorëve dhe parametrave të tyre, si më mirë ose më keq, do të rrjedhin nga ky kriter. Ideali është Hi-End, Hi-End klasik në inxhinieri, jo kuptimi audiofil i fjalës, zhvillimi i Hi-Fi-së së vjetër - besnikëri e lartë për sa i përket parametrave teknikë dhe termave shkencorë, e matshme dhe e riprodhueshme.

Këto leksione i kushtohen tërësisht amplifikatorëve të integruar me frekuencë të ulët. Askush nuk e di se çfarë do të ndodhë nesër, por sot nuk ka ULF të integruar që mund të krahasohen në cilësi me amplifikatorët diskretë. Përparësitë e tyre janë kostoja e ulët (mijëra e dhjetëra mijëra herë), dimensionet e vogla dhe lehtësia e përdorimit. Ekzistojnë gjithashtu një sërë avantazhesh që dalin nga teknologjia e prodhimit. Është e pamundur të arrihet një identitet i tillë i parametrave të transistorëve të çifteve diferenciale si ato të rritura në një kristal të vetëm duke përdorur elementë diskretë. Kontrolli automatik mbi mënyrat termike dhe elektrike të strukturave më të rëndësishme të fuqisë të vendosura në të njëjtin çip me pjesën tjetër të qarkut është i lehtë dhe i thjeshtë. Të gjitha avantazhet dhe e gjithë përvoja e fituar gjatë prodhimit të amplifikatorëve operacionalë janë në shërbimin tuaj. Disavantazhi i ULF-ve të integruara është, para së gjithash, heqja e vështirë e nxehtësisë dhe vështirësia e punës me rryma të larta dhe të ulëta njëkohësisht në të njëjtën substrate. Për më tepër, gjatë zhvillimit të tyre, detyra nuk është vendosur për të arritur diçka ekskluzive. Ky është, para së gjithash, një produkt masiv i lirë që ju lejon të merrni rezultate të shkëlqyera lehtësisht, me kosto të ulët dhe të përshtatshme.

Për ta bërë më të lehtë për të kuptuar se çfarë është në rrezik, është e nevojshme të kujtojmë një sërë pyetjesh të përgjithshme. Specialistët, natyrisht, mund të mos e lexojnë këtë, por shumica e lexuesve dëshirojnë të rifreskojnë kujtesën e tyre për një numër pyetjesh, veçanërisht pasi nuk ka shumë literaturë moderne për këtë çështje në rusisht. Për fillestarët, këto pyetje ndoshta nuk do të duken të mbuluara plotësisht, por ky nuk është një libër shkollor.

Parametrat bazë të amplifikatorëve

Një përforcues i sinjaleve elektrike është një pajisje që, për shkak të energjisë së një burimi energjie, siguron një rritje të amplitudës së rrymës dhe / ose tensionit në dalje, në krahasim me sinjalin e hyrjes, pa ndryshuar formën e tij. Ndoshta, ky nuk është përkufizimi më i mirë, por është mjaft i përshtatshëm për qëllimet tona (nga rruga, nuk kam hasur në përkufizime absolutisht të sakta). Nga përkufizimi mund të nxirren një sërë përfundimesh. Ata shpesh flasin për amplifikatorët e tensionit, amplifikatorët e rrymës dhe amplifikatorët e fuqisë. Në parim, këto nuk janë shprehje plotësisht të sakta. Ato mund të përdoren kur flasim për detyrën kryesore të një amplifikuesi të caktuar ose për një ngarkesë specifike. Kur flasim për ULF gjithmonë nënkuptojmë fitimin e fuqisë.Me çfarë njësi matet fitimi? Decibelët (dB) tani janë të pranuara përgjithësisht në mbarë botën. Për herë të parë, decibelët u futën në praktikë për të treguar një raport fuqie.

Kjo është për shkak të faktit se zhurma për veshin e njeriut perceptohet si një rritje e drejtpërdrejtë e intensitetit të ekspozimit akustik (d.m.th., fuqia dalëse e amplifikatorit), por si logaritmi i tij. Besohej se decibeli është vlera minimale e dallueshme nga një person. Sot, është bërë një normë e pranuar përgjithësisht të merret vlera prej 0,5 dB si ndjeshmëria minimale e veshit. Kjo duhet të jetë pika fillestare kur vlerësohen karakteristikat e ndryshme të amplifikatorëve. Disi më vonë, decibeli filloi të përdoret për të treguar thjesht raportin e tensioneve, megjithëse kjo nuk është plotësisht e saktë dhe për shkak të sasive të tjera. Nga sa u tha, rrjedh përfundimi i mëposhtëm: një përforcues, fuqia e të cilit është 10 herë më e madhe, tingëllon dy herë më shumë se vetëm. Kjo duhet të mbahet mend kur zgjidhni fuqinë dalëse të amplifikatorit.

Fitimi i tensionit për amplifikatorët përcaktohet me një sinjal hyrës sinusoidal si raport i tensionit të daljes me tensionin e hyrjes dhe, në përgjithësi, është një sasi komplekse në varësi të frekuencës.

Në teknologji, fitimi kuptohet si moduli i tij.

ku Uo është voltazhi i daljes, aUiN është tensioni i hyrjes.

Matjet e fitimit, si të gjithë parametrat e tjerë të një amplifikuesi ose çdo pajisjeje tjetër, bëhen sipas kushteve të miratuara më parë nga prodhuesi, dhe këto kushte nuk janë gjithmonë të njëjta për prodhues të ndryshëm.

Fitimi aktual përcaktohet në të njëjtën mënyrë si tensioni, por kjo karakteristikë e ULF përdoret rrallë, si dhe fitimi i fuqisë, prandaj, në të ardhmen, fitimin e tensionit do ta kuptojmë si fitim.

Fitimi (ndonjë) nuk është një vlerë konstante, por varet nga shumë faktorë. Në veçanti, kjo varet nga frekuenca e sinjalit të hyrjes. Varësia e fitimit nga frekuenca është një nga karakteristikat më të rëndësishme të amplifikatorit dhe quhet karakteristikë amplitudë-frekuencë (AFC) ose gjerësi brezi (përgjigje frekuencë).

Një përforcues ideal ka një përgjigje absolutisht të sheshtë të frekuencës, por amplifikatorët e vërtetë janë larg kësaj. Të gjithë amplifikatorët kanë një rënie të përgjigjes së frekuencës në rajonin me frekuencë të lartë për një sërë arsyesh, kryesore prej të cilave janë vetitë e kufizuara të frekuencës së elementëve aktivë: transistorët, llambat, etj. Shumë amplifikatorë kanë rrokullisje me frekuencë të ulët për shkak të ndikimit të kondensatorëve bashkues. Duhet të theksohet se për ULF, karakteristika ideale nuk është aspak një vijë e drejtë. Për ta është me interes vetëm diapazoni nga 16 Hz deri në 20 kHz, d.m.th. gamën e dridhjeve të zërit që dëgjon veshi i njeriut. Rajonet me frekuencë shtesë, në të cilat nuk ka sinjal të dobishëm, por vetëm zhurmë, si nga burimet e brendshme ashtu edhe nga ato të jashtme, vetëm sa përkeqësojnë funksionimin e amplifikatorit, duke ulur efikasitetin e tij dhe rajonin me frekuencë të lartë, në rastin e qarkut jo shumë të suksesshëm. zgjidhjet, madje përbën njëfarë rreziku për fazat e daljes dhe akustikën kur ndodh autogjenerimi. Sidoqoftë, në amplifikatorët e nivelit të lartë, një kufi i frekuencës është i nevojshëm për një sërë arsyesh, si psikoakustike ashtu edhe teknike. Prandaj, kufiri i sipërm i karakteristikës ideale është vendosur në rajonin prej 25 ... 50 kHz. Këtu nuk ka asnjë standard absolut. Mund të themi vetëm se nëse karakteristika e një pajisjeje të caktuar shkon përtej këtyre kufijve, atëherë ajo është e kufizuar artificialisht. Në disa raste, kjo zonë ngushtohet shumë më tepër nëse pajisja dalëse në thelb nuk mund të riprodhojë të gjithë spektrin e frekuencës, si megafoni ose telefoni, ose kjo zonë përmban një sasi të madhe ndërhyrjesh nga burime të jashtme, si në teknologjinë e automobilave.

Përgjigja e frekuencës duket e ndryshme edhe brenda informacionit të dhënë nga një zhvillues. Ndonjëherë ky është një grafik i varësisë së fitimit nga frekuenca, ndonjëherë është dobësimi i sinjalit të daljes. Ekzistojnë gjithashtu karakteristika të normalizuara kur raporti i tensionit të daljes ose fitimit me të njëjtën vlerë të matur në frekuencën qendrore vizatohet përgjatë boshtit Y. Kohët e fundit, termi POWERBANDWIDTH (BW) është bërë i përhapur, për të nënkuptuar gjerësinë e brezit të fuqisë. Gjëja më e rëndësishme kur vlerësoni këto karakteristika është të mbani mend se kufiri i përgjigjes së frekuencës përcaktohet në një nivel prej 0,5 të nivelit në frekuencat mesatare, nëse është një karakteristikë e fuqisë (d.m.th. në një nivel prej -3 dB) dhe në një niveli prej 0,707 (ose -6 dB), nëse është tension. Meqenëse këto karakteristika janë shumë uniforme për amplifikatorët modernë, më shpesh grafikët e tyre as nuk shfaqen, por thjesht jepen të dhëna tabelare për gjerësinë e brezit ose frekuencat e ndërprerjes, d.m.th. për ato frekuenca në të cilat rënia e përgjigjes së frekuencës arrin vlerat e përmendura më sipër. Pra, frekuencat e sipërme dhe të poshtme të ndërprerjes (fн, fL) ndryshojnë.

Karakteristika e dytë e fitimit kompleks është zhvendosja e fazës e futur nga amplifikatori. Varësia e zhvendosjes së fazës nga frekuenca e sinjalit quhet përgjigja fazore e amplifikatorit, ose thjesht përgjigja fazore. Meqenëse kjo marrëdhënie ndodh gjithmonë, kjo do të thotë që komponentë të ndryshëm spektralë kalojnë përmes amplifikatorit në kohë të ndryshme, gjë që çon në shtrembërim të formës së valës së daljes. Karakteristikat e fazës nuk jepen kurrë as për amplifikatorët e integruar dhe as për produktet e gatshme, pasi matja e tyre është jashtëzakonisht e vështirë dhe nuk ka standarde të përbashkëta për të bërë matje të tilla. Përveç kësaj, nuk ka konsensus se si shtrembërimi i fazës ndikon në perceptimin e sinjaleve akustike, dhe për këtë arsye nuk ka kërkesa uniforme. Të gjitha shtrembërimet e formës valore të përshkruara nga karakteristikat e frekuencës dhe fazës janë lineare, d.m.th. mund të përshkruhet nga funksionet e formës

ku A dhe B janë vlera konstante. Kjo për faktin se ato shkaktohen nga elementë reaktivë linearë dhe, në përputhje me rrethanat, nuk çojnë në shfaqjen e komponentëve të rinj në spektrin e sinjalit, por vetëm ndryshojnë raportin e fazave dhe amplitudave të atyre ekzistuese.

Përforcuesi më i thjeshtë i tranzistorit mund të jetë një udhëzues i mirë për studimin e vetive të pajisjeve. Skemat dhe modelet janë mjaft të thjeshta, ju mund ta bëni në mënyrë të pavarur pajisjen dhe të kontrolloni funksionimin e saj, të matni të gjithë parametrat. Falë transistorëve modernë me efekt në terren, ju mund të bëni fjalë për fjalë një përforcues mikrofoni në miniaturë nga vetëm tre elementë. Dhe lidheni atë me një kompjuter personal për të përmirësuar parametrat e regjistrimit të zërit. Dhe bashkëbiseduesit gjatë bisedave do ta dëgjojnë fjalimin tuaj shumë më mirë dhe më qartë.

Karakteristikat e frekuencës

Përforcuesit me frekuencë të ulët (të zërit) gjenden pothuajse në të gjitha pajisjet shtëpiake - qendrat muzikore, televizorët, radiot, regjistruesit e radios dhe madje edhe kompjuterët personalë. Por ka edhe përforcues RF në transistorë, llamba dhe mikroqarqe. Dallimi i tyre është se ULF ju lejon të përforconi sinjalin vetëm të frekuencës audio, e cila perceptohet nga veshi i njeriut. Përforcuesit audio transistor mund të riprodhojnë sinjale me frekuenca që variojnë nga 20 Hz në 20,000 Hz.

Prandaj, edhe pajisja më e thjeshtë është në gjendje të përforcojë një sinjal në këtë gamë. Dhe e bën atë në mënyrë sa më të barabartë. Fitimi varet drejtpërdrejt nga frekuenca e sinjalit të hyrjes. Grafiku i varësisë së këtyre vlerave është praktikisht një vijë e drejtë. Nëse një sinjal me një frekuencë jashtë gamës aplikohet në hyrjen e amplifikatorit, cilësia e funksionimit dhe efikasiteti i pajisjes do të ulen shpejt. Kaskadat ULF montohen, si rregull, në transistorë që veprojnë në intervalet e frekuencës së ulët dhe të mesme.

Klasat e funksionimit të përforcuesve audio

Të gjitha pajisjet amplifikuese ndahen në disa klasa, në varësi të shkallës së rrjedhës së rrymës nëpër kaskadë gjatë periudhës së funksionimit:

1. Klasa "A" - rryma rrjedh pa ndërprerje gjatë gjithë periudhës së funksionimit të fazës së amplifikatorit.
2. Në klasën e funksionimit "B" rryma rrjedh për gjysmën e periudhës.
3. Klasa "AB" tregon se rryma rrjedh nëpër fazën e amplifikatorit për një kohë të barabartë me 50-100% të periudhës.
4. Në modalitetin "C", rryma elektrike rrjedh për më pak se gjysmën e kohës së funksionimit.
5. Modaliteti "D" ULF përdoret në praktikën radio amatore mjaft kohët e fundit - pak më shumë se 50 vjet. Në shumicën e rasteve, këto pajisje zbatohen në bazë të elementeve dixhitale dhe kanë një efikasitet shumë të lartë - mbi 90%.

Shtrembërim në klasa të ndryshme të amplifikatorëve me frekuencë të ulët

Zona e punës e një amplifikuesi të transistorit të klasës "A" karakterizohet nga shtrembërime jolineare mjaft të ulëta. Nëse sinjali i hyrjes hedh jashtë pulset me një tension më të lartë, kjo shkakton ngopjen e transistorëve. Në sinjalin e daljes, afër çdo harmonike, fillojnë të shfaqen më të lartat (deri në 10 ose 11). Kjo prodhon një tingull metalik që është unik për amplifikatorët e tranzistorit.

Me një furnizim të paqëndrueshëm të energjisë, sinjali i daljes do të simulohet në amplitudë pranë frekuencës së rrjetit. Tingulli do të bëhet më i fortë në anën e majtë të përgjigjes së frekuencës. Por sa më mirë të jetë stabilizimi i furnizimit me energji të amplifikatorit, aq më kompleks bëhet dizajni i të gjithë pajisjes. ULF që operojnë në klasën "A" kanë një efikasitet relativisht të ulët - më pak se 20%. Arsyeja është se transistori është vazhdimisht i ndezur dhe rryma rrjedh vazhdimisht përmes tij.

Për të rritur (megjithëse në mënyrë të parëndësishme) efikasitetin, mund të përdorni qarqet shtytje-tërheqëse. Një pengesë është se gjysmëvalët në sinjalin e daljes bëhen të pabalancuara. Nëse kalojmë nga klasa "A" në "AB", shtrembërimet jolineare do të rriten me 3-4 herë. Por efikasiteti i të gjithë qarkut të pajisjes do të rritet akoma. Klasat ULF "AB" dhe "B" karakterizojnë rritjen e shtrembërimit me një ulje të nivelit të sinjalit në hyrje. Por edhe nëse e rritni volumin, nuk do t'i heqë plotësisht të metat.

Puna në klasat e mesme

Çdo klasë ka disa lloje. Për shembull, ekziston një klasë e amplifikatorëve "A +". Në të, transistorët e hyrjes (tensioni i ulët) funksionojnë në modalitetin "A". Por ato të tensionit të lartë të instaluar në fazat e daljes funksionojnë ose në "B" ose "AB". Përforcues të tillë janë shumë më ekonomikë sesa ata që funksionojnë në klasën "A". Një numër dukshëm më i vogël i shtrembërimeve jolineare - jo më shumë se 0.003%. Rezultate më të mira mund të arrihen duke përdorur transistorë bipolarë. Parimi i funksionimit të amplifikatorëve bazuar në këto elemente do të diskutohet më poshtë.

Por ka ende një numër të madh harmonikash më të larta në sinjalin e daljes, gjë që e bën tingullin karakteristik metalik. Ekzistojnë gjithashtu qarqe amplifikatorë që funksionojnë në klasën "AA". Ata kanë edhe më pak shtrembërim harmonik - deri në 0,0005%. Por pengesa kryesore e amplifikatorëve të tranzistorit është ende atje - një tingull karakteristik metalik.

Modele "alternative".

Kjo nuk do të thotë se ato janë alternative, vetëm disa specialistë që janë të angazhuar në projektimin dhe montimin e amplifikatorëve për riprodhimin e zërit me cilësi të lartë, po preferojnë gjithnjë e më shumë dizajnet e tubave. Përparësitë e amplifikatorëve të tubave janë:

1. Vlera shumë e ulët e nivelit të shtrembërimit jolinear në sinjalin e daljes.
2. Ka më pak harmonikë më të lartë sesa në modelet e tranzistorit.

Por ka një pengesë të madhe që tejkalon të gjitha avantazhet - është e domosdoshme të instaloni pajisjen për përputhje. Fakti është se faza e tubit ka një rezistencë shumë të lartë - disa mijëra ohmë. Por rezistenca e mbështjelljes së altoparlantit është 8 ose 4 ohmë. Për t'i përshtatur ato, duhet të instaloni një transformator.

Sigurisht, kjo nuk është një pengesë shumë e madhe - ka edhe pajisje tranzistor që përdorin transformatorë për të përshtatur fazën e daljes dhe sistemin e altoparlantëve. Disa ekspertë argumentojnë se skema më efektive është hibride - në të cilën përdoren përforcues me një fund, të cilët nuk mbulohen nga reagimet negative. Për më tepër, të gjitha këto kaskada funksionojnë në modalitetin ULF të klasës "A". Me fjalë të tjera, një përforcues i fuqisë së tranzitorit përdoret si ndjekës.

Për më tepër, efikasiteti i pajisjeve të tilla është mjaft i lartë - rreth 50%. Por nuk duhet të udhëhiqeni vetëm nga treguesit e efikasitetit dhe fuqisë - ata nuk flasin për cilësinë e lartë të riprodhimit të zërit nga amplifikatori. Lineariteti dhe cilësia janë shumë më të rëndësishme. Prandaj, duhet t'i kushtoni vëmendje para së gjithash atyre, dhe jo fuqisë.

Qarku ULF me një skaj në një transistor

Përforcuesi më i thjeshtë me emetues të zakonshëm funksionon në klasën "A". Qarku përdor një element gjysmëpërçues me një strukturë n-p-n. Rezistenca R3 është instaluar në qarkun e kolektorit, i cili kufizon rrymën rrjedhëse. Qarku i kolektorit është i lidhur me telin e fuqisë pozitive, dhe qarku i emetuesit është i lidhur me negativin. Në rastin e përdorimit të transistorëve gjysmëpërçues me një strukturë p-n-p, qarku do të jetë saktësisht i njëjtë, vetëm ju duhet të ndryshoni polaritetin.

Me anë të kondensatorit bllokues C1, është e mundur të ndahet sinjali i hyrjes AC nga burimi DC. Në këtë rast, kondensatori nuk është pengesë për rrjedhën e rrymës alternative përgjatë rrugës bazë-emetues. Rezistenca e brendshme e kryqëzimit emetues-bazë, së bashku me rezistorët R1 dhe R2, është ndarësi më i thjeshtë i tensionit të furnizimit. Zakonisht rezistenca R2 ka një rezistencë prej 1-1,5 kOhm - vlerat më tipike për qarqe të tilla. Në këtë rast, tensioni i furnizimit ndahet saktësisht në gjysmë. Dhe nëse e fuqizoni qarkun me një tension prej 20 volt, mund të shihni se vlera e fitimit aktual h21 do të jetë 150. Duhet të theksohet se amplifikatorët KV në transistorë kryhen sipas qarqeve të ngjashme, vetëm ata punojnë pak ndryshe.

Në këtë rast, voltazhi i emetuesit është 9 V dhe rënia në seksionin e qarkut E-B është 0,7 V (që është tipike për transistorët e bazuar në kristale silikoni). Nëse marrim parasysh një përforcues të bazuar në transistorë germanium, atëherë në këtë rast rënia e tensionit në seksionin "E-B" do të jetë e barabartë me 0.3 V. Rryma në qarkun e kolektorit do të jetë e barabartë me atë që rrjedh në emetues. Mund të llogaritet duke pjesëtuar tensionin e emetuesit me rezistencën R2 - 9V / 1 kΩ = 9 mA. Për të llogaritur rrymën bazë, duhet të ndani 9 mA me fitimin h21 - 9 mA / 150 = 60 μA. Në modelet ULF, zakonisht përdoren transistorë bipolarë. Parimi i punës së tij ndryshon nga ato në terren.

Në rezistencën R1, tani mund të llogaritni vlerën e rënies - ky është ndryshimi midis tensionit të bazës dhe furnizimit. Në këtë rast, tensioni bazë mund të gjendet me formulën - shuma e karakteristikave të emetuesit dhe tranzicioni "E-B". Kur mundësohet nga një burim 20 volt: 20 - 9.7 = 10.3. Nga këtu, mund të llogaritni vlerën e rezistencës R1 = 10.3V / 60 μA = 172 kΩ. Qarku përmban një kapacitet C2, i cili është i nevojshëm për të zbatuar një qark përmes të cilit mund të kalojë përbërësi alternativ i rrymës së emetuesit.

Nëse nuk e instaloni kondensatorin C2, komponenti i ndryshueshëm do të jetë shumë i kufizuar. Për shkak të kësaj, një përforcues i tillë i zërit me transistor do të ketë një fitim shumë të ulët të rrymës h21. Është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje faktit që në llogaritjet e mësipërme, rrymat e bazës dhe kolektorit supozoheshin të jenë të barabarta. Për më tepër, rryma bazë u mor si ajo që derdhet në qark nga emetuesi. Ndodh vetëm nëse një tension paragjykim aplikohet në terminalin bazë të tranzistorit.

Por duhet të kihet parasysh se rryma e rrjedhjes së kolektorit absolutisht gjithmonë rrjedh nëpër qarkun bazë, pavarësisht nga prania e një kompensimi. Në qarqet me një emetues të përbashkët, rryma e rrjedhjes përforcohet me të paktën 150 herë. Por zakonisht kjo vlerë merret parasysh vetëm kur llogariten amplifikatorët në transistorët e germaniumit. Në rastin e përdorimit të silikonit, në të cilin rryma e qarkut "K-B" është shumë e vogël, kjo vlerë thjesht neglizhohet.

Përforcues tranzistor MIS

Përforcuesi i transistorit me efekt në terren i paraqitur në diagram ka shumë analoge. Përfshirë përdorimin e transistorëve bipolarë. Prandaj, mund të konsiderojmë si një shembull të ngjashëm dizajnin e një përforcuesi të zërit, të montuar sipas skemës me një emetues të përbashkët. Fotografia tregon një qark të bërë sipas qarkut me një burim të përbashkët. Në qarqet hyrëse dhe dalëse, lidhjet R-C mblidhen në mënyrë që pajisja të funksionojë në modalitetin e amplifikatorit të klasës "A".

Rryma alternative nga burimi i sinjalit ndahet nga furnizimi me tension të drejtpërdrejtë nga kondensatori C1. Është e domosdoshme që amplifikuesi i tranzitorit me efekt në terren të ketë një potencial portash që do të jetë më i ulët se ai i burimit. Në diagramin e treguar, porta është e lidhur me telin e përbashkët përmes një rezistence R1. Rezistenca e saj është shumë e madhe - zakonisht në dizajne përdoren rezistorë 100-1000 kOhm. Një rezistencë kaq e madhe zgjidhet në mënyrë që sinjali në hyrje të mos shuhet.

Kjo rezistencë pothuajse nuk lejon që rryma elektrike të kalojë, si rezultat i së cilës potenciali i portës (në mungesë të një sinjali në hyrje) është i njëjtë me atë të tokës. Në burim, potenciali rezulton të jetë më i lartë se në tokë, vetëm për shkak të rënies së tensionit në rezistencën R2. Prandaj, është e qartë se potenciali i portës është më i ulët se ai i burimit. Domethënë, kjo është ajo që kërkohet për funksionimin normal të transistorit. Duhet të theksohet se C2 dhe R3 në këtë qark amplifikator kanë të njëjtin qëllim si në modelin e diskutuar më sipër. Dhe sinjali i hyrjes zhvendoset në lidhje me daljen me 180 gradë.

ULF me transformator në dalje

Ju mund të bëni një përforcues të tillë me duart tuaja për përdorim në shtëpi. Ajo kryhet sipas skemës që funksionon në klasën "A". Dizajni është i njëjtë me ato të diskutuara më sipër - me një emetues të përbashkët. Një veçori është se është e nevojshme të përdoret një transformator për përputhje. Ky është një disavantazh i një përforcuesi të tillë të zërit të tranzitorit.

Qarku kolektor i tranzistorit ngarkohet nga dredha-dredha parësore, e cila zhvillon një sinjal dalës të transmetuar përmes sekondarit te altoparlantët. Një ndarës i tensionit është mbledhur në rezistorët R1 dhe R3, i cili ju lejon të zgjidhni pikën e funksionimit të tranzitorit. Ky zinxhir furnizon një tension paragjykim në bazë. Të gjithë komponentët e tjerë kanë të njëjtin qëllim si në qarqet e diskutuara më sipër.

Përforcues audio me shtytje

Kjo nuk do të thotë se ky është një përforcues i thjeshtë tranzistor, pasi funksionimi i tij është pak më i komplikuar se ai i atyre të diskutuar më parë. Në ULF-të push-tërheqëse, sinjali i hyrjes ndahet në dy gjysmë valë, të ndryshme në fazë. Dhe secila prej këtyre gjysmëvalëve përforcohet nga faza e vet, e bërë në një transistor. Pasi të ketë ndodhur amplifikimi i secilës gjysmëvalë, të dy sinjalet lidhen dhe dërgohen te altoparlantët. Transformime të tilla komplekse mund të shkaktojnë shtrembërim të sinjalit, pasi vetitë dinamike dhe të frekuencës së dy transistorëve, madje edhe të të njëjtit lloj, do të jenë të ndryshme.

Si rezultat, cilësia e zërit në daljen e amplifikatorit zvogëlohet ndjeshëm. Kur përdorni një përforcues me shtytje të klasës "A", është e pamundur të riprodhoni një sinjal kompleks me cilësi të lartë. Arsyeja është se rryma e rritur rrjedh vazhdimisht përgjatë krahëve të amplifikatorit, gjysmëvalët janë asimetrike dhe ndodhin shtrembërime fazore. Tingulli bëhet më pak i kuptueshëm dhe kur nxehet, shtrembërimet e sinjalit rriten edhe më shumë, veçanërisht në frekuenca të ulëta dhe ultra të ulëta.

ULF pa transformator

Përforcuesi LF në një transistor, i bërë duke përdorur një transformator, pavarësisht nga fakti se dizajni mund të ketë dimensione të vogla, është ende i papërsosur. Transformatorët janë ende të rëndë dhe të rëndë, kështu që është më mirë t'i hiqni qafe. Shumë më efektiv është një qark i bazuar në elementë gjysmëpërçues plotësues me lloje të ndryshme përçueshmërie. Shumica e ULF moderne kryhet sipas skemave të tilla dhe punës në klasën "B".

Dy tranzistorët e fuqishëm të përdorur në projektim punojnë në një qark pasues emetues (kolektor i përbashkët). Në këtë rast, voltazhi i hyrjes transferohet në dalje pa humbje dhe përforcim. Nëse nuk ka sinjal në hyrje, atëherë transistorët janë në prag të ndezjes, por janë ende të fikur. Kur një sinjal harmonik aplikohet në hyrje, gjysma e valës pozitive të transistorit të parë hapet dhe e dyta është në modalitetin e ndërprerjes në këtë kohë.

Rrjedhimisht, vetëm gjysmë-valët pozitive janë në gjendje të kalojnë përmes ngarkesës. Por ato negative hapin tranzistorin e dytë dhe fikin plotësisht të parin. Në këtë rast, vetëm gjysmë-valët negative janë në ngarkesë. Si rezultat, sinjali i përforcuar me fuqi është në dalje të pajisjes. Një qark i tillë përforcues i tranzistorit është mjaft efektiv dhe i aftë të sigurojë funksionim të qëndrueshëm, riprodhim të zërit me cilësi të lartë.

Qarku ULF në një tranzistor

Pasi të keni studiuar të gjitha tiparet e mësipërme, mund të montoni një përforcues me duart tuaja në një bazë të thjeshtë elementi. Transistori mund të përdoret nga KT315 vendas ose ndonjë nga homologët e tij të huaj - për shembull, VS107. Si ngarkesë, duhet të përdorni kufje me një rezistencë prej 2000-3000 ohms. Një tension paragjykim duhet të aplikohet në bazën e tranzitorit përmes një rezistence 1 MΩ dhe një kondensatori shkëputës 10 μF. Qarku mund të mundësohet nga një burim me një tension prej 4,5-9 volt, rryma - 0,3-0,5 A.

Nëse rezistenca R1 nuk është e lidhur, atëherë nuk do të ketë rrymë në bazë dhe kolektor. Por kur lidhet, voltazhi arrin një nivel prej 0.7 V dhe lejon që një rrymë prej rreth 4 μA të rrjedhë. Në këtë rast, fitimi aktual do të jetë rreth 250. Nga këtu mund të bëni një llogaritje të thjeshtë të amplifikatorit në transistorë dhe të zbuloni rrymën e kolektorit - rezulton të jetë e barabartë me 1 mA. Pasi të keni montuar këtë qark të amplifikatorit të tranzitorit, mund ta kontrolloni atë. Lidhni ngarkesën me daljen - kufjet.

Prekni hyrjen e amplifikatorit me gishtin tuaj - duhet të shfaqet një zhurmë karakteristike. Nëse nuk është aty, atëherë, ka shumë të ngjarë, struktura është mbledhur gabimisht. Rishikoni të gjitha lidhjet dhe vlerësimet e elementeve. Për ta bërë më të qartë demonstrimin, lidhni një burim zëri me hyrjen - daljen ULF nga një luajtës ose telefon. Dëgjoni muzikë dhe shijoni cilësinë e zërit.

Përforcuesit me frekuencë të ulët (ULF) përdoren për të shndërruar sinjalet e dobëta, kryesisht në diapazonin audio, në sinjale më të fuqishme që janë të pranueshme për perceptim të drejtpërdrejtë nëpërmjet emetuesve elektrodinamikë ose të tjerë të zërit.

Vini re se amplifikatorët me frekuencë të lartë deri në frekuencat 10 ... 100 MHz janë ndërtuar sipas skemave të ngjashme, e gjithë ndryshimi më së shpeshti zbret në faktin se vlerat e kapacitetit të kondensatorëve të amplifikatorëve të tillë zvogëlohen aq herë sa frekuenca e sinjalit me frekuencë të lartë tejkalon frekuencën e sinjalit me frekuencë të ulët.

Përforcues i thjeshtë me një tranzistor

ULF më i thjeshtë, i bërë sipas skemës me një emetues të përbashkët, është paraqitur në Fig. 1. Një kapsulë telefonike përdoret si ngarkesë. Tensioni i lejuar i furnizimit për këtë përforcues është 3 ... 12 V.

Është e dëshirueshme të përcaktohet vlera e rezistencës së paragjykimit R1 (dhjetëra kOhm) në mënyrë eksperimentale, pasi vlera e saj optimale varet nga tensioni i furnizimit të amplifikatorit, rezistenca e kapsulës telefonike dhe koeficienti i transmetimit të një shembulli të veçantë të tranzitorit.

Oriz. 1. Skema e një ULF të thjeshtë në një transistor + kondensator dhe rezistencë.

Për të zgjedhur vlerën fillestare të rezistencës R1, duhet të kihet parasysh se vlera e tij duhet të jetë rreth njëqind ose më shumë herë më e lartë se rezistenca e përfshirë në qarkun e ngarkesës. Për të zgjedhur një rezistencë paragjykimi, rekomandohet të përfshini në mënyrë sekuenciale një rezistencë konstante me një rezistencë prej 20 ... 30 kOhm dhe një rezistencë të ndryshueshme me një rezistencë prej 100 ... 1000 kOhm, pas së cilës, duke aplikuar një sinjal audio me amplitudë të vogël në hyrjen e amplifikatorit, për shembull, nga një magnetofon ose një luajtës, rrotulloni çelësin e rezistencës së ndryshueshme për të arritur cilësinë më të mirë të sinjalit në volumin më të lartë.

Vlera e kapacitetit të kondensatorit të tranzicionit C1 (Fig. 1) mund të jetë në intervalin nga 1 në 100 μF: sa më e madhe të jetë vlera e këtij kapaciteti, aq më të ulëta frekuencat mund të amplifikojë ULF. Për të zotëruar teknikën e amplifikimit të frekuencave të ulëta, rekomandohet të eksperimentoni me zgjedhjen e vlerave nominale të elementeve dhe mënyrave të funksionimit të amplifikatorëve (Fig. 1 - 4).

Opsione të përmirësuara të amplifikatorit me një transistor të vetëm

I ndërlikuar dhe i përmirësuar në krahasim me qarkun në fig. 1 qarqet e amplifikatorit janë paraqitur në Fig. 2 dhe 3. Në diagramin në fig. 2, faza e amplifikimit përmban gjithashtu një zinxhir reagimesh negative të varura nga frekuenca (rezistenca R2 dhe kondensatori C2), i cili përmirëson cilësinë e sinjalit.

Oriz. 2. Skema e një ULF me një tranzistor me një qark reagimi negativ të varur nga frekuenca.

Oriz. 3. Një përforcues i vetëm tranzistor me një ndarës për furnizimin e tensionit të paragjykimit në bazën e tranzitorit.

Oriz. 4. Përforcues i vetëm tranzistor me vendosje automatike të paragjykimit për bazën e tranzitorit.

Në diagramin në fig. 3, paragjykimi në bazën e tranzistorit vendoset më "ngurtë" me ndihmën e një ndarësi, i cili përmirëson cilësinë e amplifikatorit kur ndryshojnë kushtet e tij të funksionimit. Vendosja "automatike" e paragjykimit bazuar në tranzistorin amplifikues përdoret në qark në Fig. 4.

Përforcues tranzistor me dy faza

Duke lidhur në seri dy faza më të thjeshta të amplifikimit (Fig. 1), mund të merrni një ULF me dy faza (Fig. 5). Fitimi i një amplifikuesi të tillë është i barabartë me produktin e fitimeve të fazave individuale. Megjithatë, nuk është e lehtë për të marrë një fitim të madh të qëndrueshëm duke rritur më pas numrin e fazave: amplifikuesi ka të ngjarë të vetë-ngacmohet.

Oriz. 5. Skema e një amplifikuesi të thjeshtë të basit me dy faza.

Zhvillimet e reja të amplifikatorëve me frekuencë të ulët, qarqet e të cilëve citohen shpesh në faqet e revistave vitet e fundit, synojnë arritjen e një shtrembërimi total harmonik minimal, rritjen e fuqisë dalëse, zgjerimin e brezit të frekuencës që do të përforcohet, etj.

Në të njëjtën kohë, kur vendosni pajisje të ndryshme dhe kryeni eksperimente, shpesh nevojitet një ULF i thjeshtë, i cili mund të montohet në pak minuta. Një përforcues i tillë duhet të përmbajë një numër minimal elementësh të mangët dhe të funksionojë në një gamë të gjerë ndryshimesh të tensionit të furnizimit dhe rezistencës së ngarkesës.

Qarku ULF në transistorë me efekt në terren dhe silikon

Një diagram i një amplifikuesi të thjeshtë të fuqisë LF me lidhje të drejtpërdrejtë midis fazave është paraqitur në Fig. 6 [Rl 3 / 00-14]. Impedanca e hyrjes së amplifikatorit përcaktohet nga vlera e potenciometrit R1 dhe mund të ndryshojë nga qindra ohmë në dhjetëra megohm. Dalja e amplifikatorit mund të lidhet me një ngarkesë me rezistencë nga 2 ... 4 në 64 Ohm dhe më të lartë.

Me një ngarkesë me rezistencë të lartë, transistori KT315 mund të përdoret si VT2. Amplifikatori është funksional në rangun e tensioneve të furnizimit nga 3 në 15 V, megjithëse performanca e tij e pranueshme mbetet edhe kur tensioni i furnizimit zvogëlohet në 0.6 V.

Kapaciteti i kondensatorit C1 mund të zgjidhet në intervalin nga 1 deri në 100 μF. Në rastin e fundit (C1 = 100 μF), ULF mund të funksionojë në intervalin e frekuencës nga 50 Hz në 200 kHz dhe më lart.

Oriz. 6. Skema e një përforcuesi të thjeshtë me frekuencë të ulët në dy transistorë.

Amplituda e sinjalit të hyrjes ULF nuk duhet të kalojë 0,5 ... 0,7 V. Fuqia dalëse e amplifikatorit mund të ndryshojë nga dhjetëra mW në njësi W, në varësi të rezistencës së ngarkesës dhe madhësisë së tensionit të furnizimit.

Akordimi i amplifikatorit konsiston në zgjedhjen e rezistorëve R2 dhe R3. Me ndihmën e tyre, voltazhi në kullimin e tranzistorit VT1 është vendosur, i barabartë me 50 ... 60% të tensionit të burimit të energjisë. Transistori VT2 duhet të instalohet në një pllakë ftohëse (heat lavaman).

ULF e gjurmuar me çiftim të drejtpërdrejtë

Në fig. 7 tregon një diagram të një ULF tjetër në dukje të thjeshtë me lidhje të drejtpërdrejta midis fazave. Ky lloj bashkimi përmirëson përgjigjen e frekuencës së amplifikatorit në intervalin e frekuencës së ulët dhe qarku i përgjithshëm thjeshtohet.

Oriz. 7. Skema skematike e një ULF trefazore me lidhje të drejtpërdrejtë ndërmjet fazave.

Në të njëjtën kohë, akordimi i amplifikatorit është i ndërlikuar nga fakti se çdo impedancë e amplifikatorit duhet të zgjidhet individualisht. Përafërsisht raporti i rezistorëve R2 dhe R3, R3 dhe R4, R4 dhe R BF duhet të jetë në intervalin (30 ... 50) deri në 1. Rezistenca R1 duhet të jetë 0,1 ... 2 kOhm. Llogaritja e amplifikatorit të treguar në Fig. 7 mund të gjendet në literaturë, për shembull [P 9 / 70-60].

Qarqet e kaskadës ULF në transistorë bipolarë

Në fig. 8 dhe 9 tregojnë diagramet e tranzistorëve bipolarë të kaskodës ULF. Përforcues të tillë kanë një fitim mjaft të lartë Ku. Përforcuesi në Fig. 8 ka Ku = 5 në diapazonin e frekuencës nga 30 Hz në 120 kHz [MK 2 / 86-15]. ULF sipas skemës në Fig. 9 me një koeficient harmonik më të vogël se 1% ka një fitim prej 100 [RL 3 / 99-10].

Oriz. 8. Kaskada ULF në dy transistorë me fitim = 5.

Oriz. 9. Kaskada ULF në dy transistorë me fitim = 100.

ULF ekonomike në tre transistorë

Për pajisjet elektronike portative, një parametër i rëndësishëm është efikasiteti i ULF. Diagrami i një ULF të tillë është paraqitur në Fig. 10 [RL 3 / 00-14]. Këtu, përdoret një lidhje kaskadë e një tranzistori me efekt në terren VT1 dhe një transistor bipolar VT3, dhe transistori VT2 ndizet në atë mënyrë që të stabilizojë pikën e funksionimit VT1 dhe VT3.

Me një rritje të tensionit të hyrjes, ky tranzitor largon tranzicionin e emetuesit-bazë VT3 dhe zvogëlon vlerën e rrymës që rrjedh nëpër transistorët VT1 dhe VT3.

Oriz. 10. Skema e një amplifikuesi të thjeshtë ekonomik të basit në tre transistorë.

Ashtu si në qarkun e mësipërm (shih Fig. 6), impedanca hyrëse e këtij ULF mund të vendoset në intervalin nga dhjetëra ohmë në dhjetëra megohm. Një kapsulë telefonike u përdor si ngarkesë, për shembull, TK-67 ose TM-2V. Kapsula e telefonit, e cila lidhet me anë të një prize, mund të shërbejë njëkohësisht si një ndërprerës energjie për qarkun.

Tensioni i furnizimit të ULF është nga 1.5 në 15 V, megjithëse pajisja mbetet funksionale edhe kur tensioni i furnizimit bie në 0.6 V. Në diapazonin e tensionit të furnizimit prej 2 ... 15 V, rryma e konsumuar nga amplifikatori përshkruhet nga shprehja:

1 (μA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit),

ku Usup është tensioni i furnizimit në Volt (V).

Nëse fikni transistorin VT2, rryma e konsumuar nga pajisja rritet me një renditje të madhësisë.

ULF me dy faza me lidhje direkte midis fazave

Shembuj të ULF me lidhje direkte dhe një përzgjedhje minimale të mënyrës së funksionimit janë qarqet e paraqitura në Fig. 11 - 14. Kanë fitim të lartë dhe stabilitet të mirë.

Oriz. 11. ULF i thjeshtë me dy faza për mikrofon (zhurmë e ulët, KU e lartë).

Oriz. 12. Përforcues me dy faza me frekuencë të ulët në transistorët KT315.

Oriz. 13. Përforcues me dy faza me frekuencë të ulët në transistorët KT315 - opsioni 2.

Përforcuesi i mikrofonit (Fig. 11) karakterizohet nga një nivel i ulët i zhurmës së brendshme dhe fitim i lartë [MK 5/83-XIV]. Një mikrofon i tipit elektrodinamik përdoret si mikrofon VM1.

Një kapsulë telefonike mund të veprojë edhe si mikrofon. Stabilizimi i pikës së funksionimit (paragjykimi fillestar i bazuar në tranzitorin e hyrjes) të amplifikatorëve në Fig. 11 - 13 kryhet për shkak të rënies së tensionit në rezistencën e emetuesit të fazës së dytë të amplifikimit.

Oriz. 14. ULF me dy faza me një transistor me efekt në terren.

Përforcuesi (Fig. 14), i cili ka një rezistencë të lartë hyrëse (rreth 1 MΩ), është bërë në një transistor me efekt në terren VT1 (pasues burimi) dhe bipolar - VT2 (me një të përbashkët).

Në Fig. 15.

Oriz. 15. qarku i një ULF të thjeshtë me dy faza në dy transistorë me efekt në terren.

Qarqet ULF për të punuar me një ngarkesë me ohm të ulët

Në Fig. 16, 17.

Oriz. 16. ULF e thjeshtë për të punuar me përfshirjen e një ngarkese me rezistencë të ulët.

Koka elektrodinamike VA1 mund të lidhet me daljen e amplifikatorit, siç tregohet në Fig. 16, ose në diagonalen e urës (Fig. 17). Nëse burimi i energjisë është bërë nga dy bateri (akumulatorë) të lidhur në seri, dalja e duhur e kokës BA1 sipas skemës mund të lidhet drejtpërdrejt në mes të tyre, pa kondensatorë СЗ, С4.

Oriz. 17. Qarku i amplifikatorit me frekuencë të ulët me përfshirjen e një ngarkese me rezistencë të ulët në diagonalen e urës.

Nëse keni nevojë për një qark të një tubi të thjeshtë ULF, atëherë një përforcues i tillë mund të montohet edhe në një llambë, shikoni faqen tonë të internetit të elektronikës në seksionin përkatës.

Literatura: Shustov M.A. Qarku praktik (Libri 1), 2003.

Korrigjimet në botim: në fig. 16 dhe 17, në vend të diodës D9, është instaluar një zinxhir diodash.