Принципиальная схема усилителя. Простая принципиальная схема усилителя мощности без использования интегральных схем

Как сделать простую схему усилителя мощности на транзисторах без интегральных схем. Какие компоненты нужны для создания усилителя. Как работает схема усилителя на транзисторах. Каковы особенности и характеристики такой схемы.

Содержание

Компоненты, необходимые для создания простого усилителя

Для сборки простой схемы усилителя мощности без использования интегральных схем потребуются следующие компоненты:

Транзистор 13007 — 1 шт.
Динамик — 1 шт.
Разъем для наушников — 1 шт.
Резистор 1 кОм — 1 шт.
Электролитический конденсатор 1 мкФ — 1 шт.
Батарея 9В — 1 шт.

Ключевым компонентом схемы является транзистор 13007. Это высоковольтный NPN-транзистор, способный работать с напряжениями до 400 В и токами до 8 А. Он обеспечивает основное усиление сигнала в схеме.

Принципиальная схема простого усилителя

Рассмотрим принципиальную схему простого усилителя мощности на транзисторе:

[Здесь должно быть изображение схемы усилителя]

Основные элементы схемы:

Транзистор Q1 (13007) — активный усилительный элемент
Резистор R1 (1 кОм) — задает рабочую точку транзистора
Конденсатор C1 (1 мкФ) — разделительный, для подачи входного сигнала
Динамик LS1 — нагрузка усилителя
Батарея 9В — источник питания

Принцип работы схемы усилителя

Принцип работы данного усилителя основан на свойствах биполярного транзистора усиливать входной сигнал. Рассмотрим основные этапы работы схемы:

Входной аудиосигнал низкого уровня подается через разъем для наушников на базу транзистора Q1 через разделительный конденсатор C1.
Резистор R1 задает начальный ток базы транзистора, обеспечивая его работу в активном режиме.
Входной сигнал модулирует ток базы транзистора, вызывая пропорциональные изменения тока коллектора.
Усиленные колебания тока коллектора проходят через динамик LS1, преобразуясь в звуковые колебания.

Питание схемы осуществляется от батареи 9В.

Таким образом, за счет усилительных свойств транзистора, небольшие изменения входного сигнала преобразуются в значительные колебания выходного тока, что обеспечивает усиление мощности.

Особенности и характеристики простого транзисторного усилителя

Данная схема усилителя обладает следующими особенностями:

Простота конструкции — минимум компонентов
Низкая стоимость
Возможность работы от батарейного питания
Умеренная выходная мощность (до нескольких ватт)
Относительно высокий уровень искажений
Узкая полоса пропускания

Основные характеристики усилителя:

Коэффициент усиления по напряжению: 10-50
Выходная мощность: 0.5-2 Вт
Входное сопротивление: 1-10 кОм
Выходное сопротивление: 4-8 Ом (под динамик)

Диапазон рабочих частот: 100 Гц — 10 кГц

Области применения простых транзисторных усилителей

Несмотря на ограниченные характеристики, простые усилители на транзисторах находят применение в следующих областях:

Бытовые радиоприемники
Простые переговорные устройства
Усилители для наушников
Учебные и демонстрационные стенды
Любительские конструкции для начинающих

Для более серьезных применений, требующих высокого качества звука и большой мощности, используются более сложные многокаскадные схемы на современной элементной базе.

Заключение

Рассмотренная простая схема усилителя на одном транзисторе позволяет на практике изучить основные принципы работы усилителей мощности. Несмотря на ограниченные характеристики, такие схемы могут найти применение в несложных конструкциях. Для улучшения параметров усилителя необходимо использовать более сложные многокаскадные схемы с элементами частотной коррекции и температурной стабилизации.

Принципиальные схемы усилителя мощности класса A First Watt F5

Принципиальные схемы усилителя Нельсона Пасс — в этой публикации представлен легендарный, несложный двухкаскадный, двухтактный усилитель мощности класса А — First Watt F5 от Nelson Pass. Нельсон Пасс широко известен как приверженец создания маломощных высоко линейных аппаратов категории HI-END.

Очень простая топология, выполнена по двухтактной схеме, с использованием комплементарных полевых транзисторов со статической индукцией, таких как JFET, для предварительного каскада усиления, и мощных полевиков MOSFET установленных в оконечном тракте.

Принципиальная схема высококачественного усилителя First Watt F5

Технические характеристики

Наименование	Значение
Искажение при 1 Вт	0,001% до 0,005%
Входное сопротивление	101 кОм
Коэффициент демпфирования	60
Выходная мощность стерео 8 Ом	25 Вт при 1% THD, 1 кГц
Усиление по напряжению	15,3 дБ
Максимальный разомкнутый выход	+/-20 Вольт
Максимальный выходной ток	10А
Частотный отклик	-0,0 дБ при постоянном токе, -3 дБ ~ 1 мегагерц
Шум	~60 мкВ, 20-20 кГц
Потребляемая мощность	180 Вт

Корпус усилителя выполнен в строгой лаконичной форме. На передней панели установлен электрический разъем типа IEC с встроенным предохранителем и устройством защиты, которое в случае резкого скачка тока отключает схему от питания. Ну и сам выключатель с подсветкой. Внутри корпуса установлен силовой тороидальный трансформатор 300W с двумя обмотками по 17v. Выпрямительный тракт обеспечен парой диодных мостов, расчитанных на максимальный ток 25А, установлено четыре электролитических конденсатора имеющих емкость 22000µF/35v каждый.

Кроме этого имеется дополнительный блок питания, состоящий из отдельного трансформатора мощностью 3W и напряжением 12v. Этот резервный БП служит для включения реле, которое управляется схемой входных селекторов. Всего там установлено 3 входных селектора на реле, переключение выполняется пр помощи галетного переключателя.

Регулировка громкости выполняется при помощи дискретного регулятора. Представленный здесь усилитель собран собственными руками, точно по схеме полученной с сайта производителя, изменений никаких не было.

Прежде чем использовать усилитель его необходимо настроить должным образом. Выполняется настройка с помощью двух подстроечных резисторов, которые расположены на печатной плате. В виду того, что усилитель работает в классе А и очень близок по звучанию к ламповому аппарату, то и настройка у него похожая на ламповый.

Поэтому, выполнять предварительную подстройку нужно через 1 час после его включения, это нужно для определенного прогрева всех компонентов схемы. А уже более точную корректировку рекомендуется производить примерно через пару часов работы. После эксплуатации в течении полумесяца, следует опять проверить настройки на предмет возможного изменения установленных ранее параметров. Дело в том, что изначально установленные значения, в процессе использования усилителя и полного его прогрева всех каскадов.

Через пару часов воспроизведения каких либо музыкальных композиций на средней громкости, мощные транзисторы в выходном каскаде нагреваются до температуры 45°С, в принципе у класса А так должно и быть. Следовательно, увеличивать площадь охлаждения выходного тракта в дальнейшем не планируется. В виду того, что установленные четыре алюминиевых радиатора, предварительно анодированных, а затем зачерненных, имеющие размеры 4 см толщины, 15 см высоты и в длину 20 см, вполне справляются с рассеиванием тепла.

Согласно инструкции разработчика, устанавливать выходное напряжение нужно в пределах 0,6v с помощью постоянных резисторов R11 — R12 с номинальным значением 0,47 Ом. При этом нужно еще следить за постоянным выходным током, так как выставить напряжение 0,6v можно двумя вариантами, получая разные величины U на выходе. В этом случае получилось установить 8mV и 14mV на двух каналах при падении напряжения на резисторах в пределах 0,57v.

По рекомендации первоисточника силовой трансформатор нужно устанавливать с двумя обмотками по 17v на каждой и током 8А. Около 60W в виде тепла рассеивается каждым теплоотводом, в общей сложности это получится более 120W. В результате измерений, потребляемая мощность составила 155W, это без подачи сигнала на вход.

В конечном итоге, собранный усилитель выдает великолепное, теплое, что при воспроизведении компакт-дисков улавливаешь разницу относительно CD и DVD дисками. Такой звуковой картины на стандартном усилителе мощности добиться невозможно.

Документация усилителя предоставляется его создателем бесплатно: PDF

Скачать: Передняя и задняя панели в формате fpd

Принципиальная схема — усилитель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 5.4. Схема допускает работу с входным СФ сигналом 8 В и ПФ сигналом 5 В. [16]

Принципиальная схема усилителя с золотником изображена на рис. 115 а. При перемещении золотника рабочая жидкость от насоса направляется в одну из полостей сервомотора ( рис. 116) исполнительного механизма, вызывая перемещение поршня. [17]

Принципиальная схема усилителя с золотником изображена на рис. 115, а. При перемещении золотника рабочая жидкость от насоса направляется в одну из полостей сервомотора ( рис. 116) исполнительного механизма, вызывая перемещение поршня. [18]

Принципиальная схема усилителя заряда. ( Пояснения в тексте. [19]

Принципиальная схема усилителя заряда показана на рис. 3.95. Усилитель постоянного напряжения V с большим коэффициентом усиления имеет емкостную обратную связь через переключаемые конденсаторы Cg. Благодаря большому усилению ( 20 000) и обратной связи входное напряжение ие остается практически равным О, так что заряд датчика как бы стекает непосредственно на конденсатор обратной связи С… Переключаемое сверхвысокоомное сопротивление Rg обеспечивает определенную ( очень большую) постоянную времени и исключает дрейфовые явления. Кнопка Т служит для возвращения усилителя в начальное состояние, так что любую рабочую точку можно выбрать произвольно как новую нулевую точку. [20]

Принципиальная схема усилителя мощности ( 200 — 300 вт) для питания магнитострикционных вибраторов. [21]

Принципиальная схема усилителя ПЧ на микросхемах серии К122. [22]

Принципиальная схема усилителя ПЧ на микросхемах К122УД1Б и К122УН2Б приведена на рис. 3.3. При использовании микросхемы К122УД1 в качестве каскодного усилителя с токовым разветвителем начальный режим по постоянному току транзисторов дифференциального усилителя выбирают таким, чтобы один из транзисторов находился в режиме отсечки, а второй — в активной области. Входной сигнал подают на базу токостабилизи-рующего транзистора через вывод 12 микросхемы. Нагрузка каскодов резонансная, связь между каскадами, а также с амплитудным детектором — индуктивная. [23]

Принципиальная схема усилителя заряда. ( Пояснения в тексте.

[24]

Принципиальные схемы усилителей УЭУ-109М и УЭУ-209М ( рис. 73) отличаются друг от друга только входным устройством. Усилитель УЭУ-209М применяется в потенциометрах КСПЗ, где необходим вибропреобразовательный каскад ВП. [26]

Принципиальная схема усилителя мощности.

[27]

Принципиальная схема усилителя мощности представлена на рис. 3.7. Все используемые в блоке усилители выполнены по аналогичной схеме. [28]

Принципиальные схемы усилителей импульсных сигналов практически не отличаются от схем усилителей гармонического сигнала. Однако УЭ импульсных усилителей приходится выбирать по другим признакам. [29]

Принципиальная схема усилителя постоянного тока, построенная по принципу параллельно-балансного включения. [30]

Страницы: 1 2 3 4 5

Схема усилителя мощности 100 Вт с использованием MOSFET

Усилитель мощности является частью аудиоэлектроники. Он предназначен для максимизации величины мощности f заданного входного сигнала. В звуковой электронике операционный усилитель увеличивает напряжение сигнала, но не может обеспечить ток, необходимый для управления нагрузкой. В этом руководстве мы создадим схему усилителя мощности со среднеквадратичной выходной мощностью 100 Вт с использованием МОП-транзисторов и транзисторов с подключенным к ней динамиком с сопротивлением 4 Ом.

Топология конструкции для усилителей

В цепочке усилителей усилитель мощности используется на последнем или заключительном этапе перед нагрузкой. Как правило, система усилителя звука использует следующую топологию, показанную на блок-схеме

. Как видно из приведенной выше блок-схемы, усилитель мощности является последним каскадом, который напрямую подключен к нагрузке. Как правило, перед усилителем мощности сигнал корректируется с помощью предварительных усилителей и усилителей с регуляторами напряжения. Кроме того, в некоторых случаях, когда требуется регулировка тембра, схема регулировки тембра добавляется перед усилителем мощности.

Знайте свою нагрузку

В случае системы аудиоусилителя нагрузка и нагрузочная способность усилителя являются важным аспектом конструкции. Основной нагрузкой для усилителя мощности является громкоговоритель . Выход усилителя мощности зависит от импеданса нагрузки, поэтому подключение неподходящей нагрузки может поставить под угрозу эффективность усилителя мощности, а также его стабильность.

Громкоговоритель представляет собой огромную нагрузку, которая действует как индуктивная и резистивная нагрузка. Усилитель мощности обеспечивает выход переменного тока, поэтому импеданс динамика является критическим фактором для правильной передачи мощности.

Полное сопротивление — это эффективное сопротивление электронной схемы или компонента для переменного тока, возникающее в результате комбинированных эффектов, связанных с омическим сопротивлением и реактивным сопротивлением.

В Аудиоэлектроника доступны различные типы громкоговорителей различной мощности и импеданса. Импеданс динамика можно лучше всего понять, используя соотношение между потоком воды внутри трубы. Просто представьте громкоговоритель как водопроводную трубу, вода, текущая по трубе, представляет собой переменный звуковой сигнал. Теперь, если труба стала больше в диаметре, вода будет легко течь через трубу, объем воды будет больше, а если мы уменьшим диаметр, тем меньше воды будет проходить через трубу, поэтому объем воды будет ниже. Диаметр — это эффект, создаваемый омическим сопротивлением и реактивным сопротивлением. Если труба становится больше в диаметре, импеданс будет низким, поэтому динамик может получить большую мощность, а усилитель обеспечит передачу большей мощности, а если импеданс станет высоким, усилитель будет подавать на динамик меньшую мощность.

На рынке доступны разные варианты, а также различные сегменты динамиков, как правило, с сопротивлением 4 Ом, 8 Ом, 16 Ом и 32 Ом, из которых громкоговорители на 4 и 8 Ом широко доступны по низким ценам. . Кроме того, мы должны понимать, что усилитель мощностью 5 Вт, 6 Вт, 10 Вт или даже больше — это среднеквадратическая мощность, которую усилитель выдает на определенную нагрузку при непрерывной работе.

Таким образом, мы должны быть осторожны с номиналом динамика, номиналом усилителя, эффективностью динамика и импедансом.

Создание простой схемы усилителя звука мощностью 100 Вт

В предыдущих уроках мы сделали усилитель мощности 10 Вт, усилитель мощности 25 Вт и усилитель мощности 50 Вт. Но в этом руководстве мы разработаем усилитель мощности со среднеквадратичной выходной мощностью 100 Вт с использованием МОП-транзисторов .

В конструкции усилителя мощностью 100 Вт используются несколько транзисторов и МОП-транзисторов. Давайте посмотрим на спецификации и схемы контактов важных полевых МОП-транзисторов и транзисторов. В каскаде усиления усилителя использован высоковольтный транзистор 9.0003 MPSA43 . Это высоковольтный NPN-транзистор, который действует как усилитель. Вывод NPN-транзистора MPSA43 :

Мы использовали два комплементарных транзистора средней мощности MJE350 и MJE340 . MJE350 — это PNP-транзистор на 500 мА в корпусе TO-225, а идентичная пара NPN-транзисторов — MJE340. MJE340 имеет те же характеристики, что и MJE350, но представляет собой транзистор средней мощности NPN.

Схемы распиновки для обоих приведены ниже-

На заключительном этапе используются два силовых МОП-транзистора IRFP244 и IRFP9240 . Комбинация этих двух компонентов обеспечивает среднеквадратичную выходную мощность 100 Вт при нагрузке 4 Ом.

Необходимые компоненты для схемы усилителя мощности

Плата Vero (с точками или подключенными, может использоваться любой)
Паяльник
Проволока для припоя
Кусачки и инструмент для зачистки проводов
Провода
Аудио разъемы в соответствии с требованиями
Высококачественный алюминиевый радиатор толщиной 5 мм и размерами 90 мм x 45 мм.
Источник питания Rail-to-Rail 40 В с выходом +40 В GND -40 В для силовой дорожки
Динамик 4 Ом, 100 Вт
Резистор 1/4 ^-й Вт (39R, 390R, 1к, 1,5к, 4,7к, 15к, 22к, 33к, 47к, 150к) – 1 шт.
330R Резистор 1/4 ^-й Вт – 3 шт.
10R Резистор 10 Вт
0,33R – 7 Вт – 2 шт.
0,22R – 10 Вт
Конденсатор 100нФ 100В – 2 шт.
Конденсатор 47 мкФ 100 В
470 пФ 100 В
470 нФ 63 В
10 пФ 100 В
1n4002 Диод
ИРФП244
ИРФ9240
МДЖЭ350
МДЖЭ340
BC546 – 2 шт.
MPSA43 – 3 шт.

Схема усилителя звука мощностью 100 Вт и объяснение

Схема для этого 100-ваттный аудиоусилитель имеет несколько каскадов. В начале первого каскада усиления секция фильтра блокирует нежелательные частотные шумы. Этот раздел фильтра создается с помощью R3, R4 и C1, C2.

На втором каскаде схемы транзисторы Q1 и Q2, представляющие собой транзисторы MPSA43, работают как дифференциальный усилитель и подают сигнал на каскад дальнейшего усиления.

Затем выполняется усиление мощности на двух полевых МОП-транзисторах, IRFP244N и IRF9.240. Эти два МОП-транзистора являются важной частью схемы. Эти два МОП-транзистора действуют как двухтактный драйвер (широко используемая топология или архитектура усиления). Для управления этими двумя МОП-транзисторами Q5 и Q7 используются транзисторы MJE350 и MJE340 . Эти два силовых транзистора обеспечивают достаточный ток затвора для управления полевыми МОП-транзисторами. R15 и R14 являются резисторами ограничения тока для защиты затвора MOSFET от пускового тока. То же самое происходит с R12 и R13 для защиты выходной нагрузки от привода пускового тока. R18 представляет собой резистор высокой мощности , который действует как фиксирующая цепь с конденсатором 100 нФ. R16 также обеспечивают дополнительную защиту от перегрузки по току.

Тестирование схемы усилителя мощностью 100 Вт

Мы использовали инструменты моделирования Proteus для проверки выхода схемы; мы измерили выход в виртуальном осциллографе. Вы можете просмотреть полное демонстрационное видео , приведенное ниже. Канал осциллографа A (желтый) подключен к выходу с нагрузкой 4 Ом, а входной сигнал подключен к каналу B (синий).

Мы можем видеть разницу между выходным сигналом и усиленным выходным сигналом на видео: —

Кроме того, мы проверили выходную мощность. Мощность усилителя сильно зависит от множества факторов, как обсуждалось ранее. Это сильно зависит от импеданса динамика, эффективности динамика, эффективности усилителя, топологии конструкции, общих гармонических искажений и т. д. Мы не могли учесть или рассчитать все возможные факторы, которые создают зависимости в мощности усилителя. Реальная схема отличается от симуляции, потому что при проверке или тестировании выхода необходимо учитывать множество факторов.

Расчет мощности усилителя

Мы использовали простую формулу для расчета мощности усилителя:

  Мощность усилителя = В ² / R

Мы подключили мультиметр переменного тока к выходу. Напряжение переменного тока, отображаемое на мультиметре, представляет собой пиковое напряжение переменного тока.

Мы предоставили очень низкочастотный синусоидальный сигнал 25-50Гц. Как и при низкой частоте, усилитель будет подавать больший ток на нагрузку, и мультиметр сможет правильно определить переменное напряжение.

Мультиметр показал +20,9 В переменного тока. Итак, по формуле выход усилителя мощности на нагрузке 4 Ом равен

  Мощность усилителя = 20,9 ² / 4 
Мощность усилителя =  109,20  (приблизительно более 100 Вт)

Что следует помнить при сборке аудиоусилителя мощностью 100 Вт

Радиатор большего размера обеспечивает лучший результат. Силовые транзисторы Q5 и Q7 должны быть хорошо отведены с помощью небольших U-образных алюминиевых радиаторов.
Для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать конденсаторы коробчатого типа для аудио класса.
Использование печатной платы для приложений, связанных со звуком, всегда является хорошим выбором.
Сделайте дорожки дифференциального усилителя короткими и как можно ближе к входной дорожке.
Держите линии аудиосигнала отдельно от линий питания с помехами.
Будьте осторожны с толщиной дорожек. Поскольку это конструкция на 100 Вт, требуется больший путь тока, поэтому максимально увеличьте ширину дорожки. Лучше использовать 70-микронную медную плату в двухсторонней разводке с максимальным количеством переходных отверстий для лучшего протекания тока.
Необходимо создать заземляющий слой поперек цепи. Следите за тем, чтобы путь возврата по земле был как можно короче.

Достижение лучших результатов

В этой 100-ваттной конструкции можно сделать несколько улучшений для повышения производительности.

Добавьте развязывающий конденсатор емкостью 4700 мкФ с номинальным напряжением не менее 100 В на положительной и отрицательной дорожке питания.
Для большей стабильности используйте резисторы с номиналом MFR 1 %.
Замените диод 1N4002 на UF4007.
Замените R11 на потенциометр 1k, чтобы контролировать ток покоя силовых полевых МОП-транзисторов.
Добавьте предохранитель на выход. Он защитит цепь при перегрузке динамика или коротком замыкании на выходе.

Также проверьте другие схемы аудиоусилителей:

40-ваттный аудиоусилитель на TDA2040
Схема аудиоусилителя мощностью 25 Вт
Аудиоусилитель мощностью 10 Вт с операционным усилителем
Схема усилителя мощности 50 Вт на МОП-транзисторах

Как сделать простую схему усилителя без ИС

2 месяца назад 7 месяцев назад Фарва Навази

6 138 просмотров

Введение

Для увеличения входной мощности любых сигналов широко используются усилители. По определению, усилители — это схемы, которые увеличивают амплитуду входного сигнала. Итак, аудиоусилители — это те, которые усиливают входной аудиосигнал. Но не каждый аудиоусилитель достаточно мощный, чтобы учесть все факторы и обеспечить идеальное увеличение выходной мощности. Также имейте в виду, что усилители могут изменять амплитуду сигнала от более низкого до более высокого значения, но частота и форма этого сигнала остаются такими же, как и на входе. Чтобы сделать схемы усилителя, их разработчики уже изобрели различные ИС, но мы здесь, чтобы изучить основную концепцию, поэтому в этом уроке мы собираемся сделать «Простую схему усилителя без ИС»

Buy from Amazon

Hardware Components

The following components are required to make Amplifier Circuit

Sr. No	Components	Value	Qty
1	Transistor	13007	1
2	Громкоговоритель		1
3	Разъем для наушников 9,3535	0335 1
4	Resistor	1K	1
5	Electrolytic Capacitor	1uf	1
6	Battery	9V

13007 Pinout

Для получения подробного описания цоколевки, размеров и технических характеристик загрузите техническое описание 13007

Схема усилителя

Принцип работы

Эта простая схема усилителя сначала принимает низкочастотный входной аудиосигнал любого типа.