Как собрать простой усилитель звука своими руками. Какие детали нужны для сборки простейшего усилителя. Как работает схема простого усилителя звука. Какие преимущества и недостатки у простейших усилителей.
Схема простейшего усилителя звука на транзисторах
Простейший усилитель звука можно собрать всего на нескольких транзисторах. Такая схема отлично подойдет для знакомства с основами усиления аудиосигнала и принципами работы усилителей.
Рассмотрим схему простого усилителя мощностью около 6 Вт на канал:
- Входной каскад на операционном усилителе К548УН1А
- Выходной каскад на комплементарной паре транзисторов
- Питание от источника +12В
- Нагрузка — акустическая система 4 Ом
Основные характеристики:
- Диапазон частот: 60-22000 Гц (при неравномерности 6 дБ)
- Входное напряжение: 0,25 В
- Выходная мощность: 6 Вт (на нагрузке 4 Ом)
- Коэффициент нелинейных искажений: не более 0,3%
Необходимые детали для сборки простейшего усилителя
Для сборки простейшего усилителя звука понадобятся следующие компоненты:
- Микросхема К548УН1А (или аналог)
- Комплементарная пара транзисторов (например, КТ814 и КТ815)
- Резисторы различного номинала
- Конденсаторы электролитические и керамические
- Диоды для термостабилизации
- Радиаторы для выходных транзисторов
- Печатная плата или макетная плата
Все детали достаточно распространенные и недорогие. Их можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Принцип работы схемы простейшего усилителя
Как работает схема простейшего усилителя звука? Рассмотрим основные этапы усиления сигнала:
- Слабый входной сигнал поступает на вход операционного усилителя
- ОУ усиливает сигнал по напряжению
- Усиленный сигнал подается на выходной каскад на транзисторах
- Транзисторы усиливают сигнал по току
- С выхода усилителя сигнал подается на акустическую систему
Для стабилизации режима работы применяется отрицательная обратная связь. Диоды в выходном каскаде обеспечивают температурную стабилизацию тока покоя транзисторов.
Сборка и настройка простейшего усилителя звука
Процесс сборки простейшего усилителя звука включает следующие этапы:
- Подготовка печатной платы или макетной платы
- Монтаж компонентов согласно принципиальной схеме
- Установка выходных транзисторов на радиаторы
- Подключение источника питания и входного сигнала
- Настройка режимов работы
Настройка усилителя заключается в установке тока покоя выходных транзисторов и напряжения покоя на выходе, равного половине напряжения питания.
Преимущества и недостатки простейших усилителей звука
Простейшие усилители звука имеют ряд достоинств и недостатков:
Преимущества:
- Простота схемы и конструкции
- Низкая стоимость компонентов
- Возможность самостоятельной сборки
- Наглядность работы усилителя
Недостатки:
- Невысокое качество звучания
- Низкий КПД
- Повышенный уровень шумов и искажений
- Ограниченная выходная мощность
Несмотря на недостатки, простейшие усилители отлично подходят для обучения и экспериментов.
Области применения простых усилителей звука
Где можно использовать простейшие усилители звука? Основные области применения:
- Учебные и лабораторные стенды
- Простые акустические системы
- Портативные колонки
- Усилители для наушников
- Ремонтные модули для аудиотехники
Такие усилители подойдут для воспроизведения звука с компьютера, смартфона или MP3-плеера через небольшие акустические системы.
Улучшение характеристик простейшего усилителя
Как улучшить параметры простейшего усилителя звука? Рассмотрим основные способы:
- Применение более качественных компонентов
- Оптимизация схемы и топологии платы
- Использование глубокой отрицательной обратной связи
- Добавление цепей коррекции АЧХ
- Установка фильтров для подавления шумов
Однако следует помнить, что чрезмерное усложнение схемы нивелирует основное достоинство простейших усилителей — их простоту.
Современные альтернативы простейшим усилителям
В настоящее время простейшие транзисторные усилители практически не используются в коммерческой аудиотехнике. Их заменили более совершенные решения:
- Интегральные усилители мощности (например, TDA2030)
- Усилители класса D на специализированных микросхемах
- Многоканальные усилители для домашних кинотеатров
- Цифровые усилители с DSP-обработкой
Эти решения обеспечивают лучшее качество звука, более высокий КПД и компактные размеры. Однако для обучения и экспериментов простейшие усилители по-прежнему актуальны.
Схема простого 65 ваттного усилителя с меломанским звучанием
Переносим древнюю «германиевую» схемотехнику на современную элементную базу
Как-то, перелистывая книжку Владимира Полякова «Простые приёмники АМ сигналов», я заприметил схему одного приёмника, а вернее не самого приёмника, а маломощного и очень экономичного НЧ усилителя мощности, входящего в его состав (Рис.1).
|
Рис.1 Экономичный УНЧ для приёмника |
Как было написано в публикации уважаемого автора: подбором типа и числа параллельно включённых диодов VD1, VD2 устанавливается ток покоя около 1 мА при ещё незаметных на экране осциллографа искажениях. Подтверждаю – даже будучи переведённым на расхожие кремниевые полупроводники, данный УНЧ (при токе покоя выходных
транзисторов 1 мА и 9 В питания) выдаёт на широкополосный 1 ваттный динамик очень приличное звучание, по крайней мере, значительно лучшее, чем усилитель
на ИМС LM386 с током потребления в режиме молчания – около 5мА. На первый взгляд может несколько смутить наличие положительной обратной связи, идущей с выхода усилителя через R5 на вход выходного составного повторителя. Однако если зорко присмотреться к схемам усилителя JLH Линсли - |
На самом деле, чем больше разных конструкций УМЗЧ мне доводилось послушать, тем сильнее устаканивалась уверенность, что увенчанный
лаврами «ламповый» или, к примеру, «германиевый» звук определяется не только техническими особенностями усилительных элементов, но и
к тому же (а возможно даже и в большей степени) особенностями схемотехнического построения усилителя. При этом усилитель Худа, построенный
на кремнии по старой примитивной схемотехнике, будет звучать так же открыто и музыкально, как удачно спроектированный германиевый,
а навороченный сверх меры германиевый – так же сухо, как и многие начинённые глубокими ООС «кремниевые» усилители с якобы
«высокой верностью звучания».
Итак, плодотворная дебютная идея определена – создать усилитель мощности, опираясь на старую, добрую, отлично звучащую и
проверенную временем схемотехнику.
Цель – меломанское качество звучания в совокупности с простотой конструкции.
Ориентир – усилитель JLH, класс А, вариант 69-го, только (в нашем исполнении): работающий в классе АВ, более мощный и с лучшими техническими
характеристиками.
Рис.2 Схема простого 65-ваттного усилителя мощности
Двухтактный выходной каскад усилителя построен на составных парах транзисторов (Т4,Т6 и Т5,Т7). Он представляет собой два повторителя
напряжения, выполненных по схеме включения Шиклаи.
Хотя составные транзисторы по схеме Шиклаи используются значительно реже, чем Дарлингтоны, они обладают рядом преимуществ, которые мы
подробно описали на странице – ссылка на страницу.
Усиление входного сигнала осуществляется двумя каскадами на транзисторах Т1 и Т2, включённых по схеме с общим эмиттером.
Сигнал отрицательной обратной связи поступает через резистор R8 с выхода усилителя на эмиттер транзистора Т1. Для этой цепи усилительный каскад на Т1 является каскадом с общей базой, а глубина ОС и, соответственно, коэффициент усиления УНЧ определяются отношением величин R8 к R5, т. е. в нашем случае Ku = 21.
Транзистор Т3 образует цепь смещения транзисторов выходного каскада. Напряжение смещения, а соответственно, и ток покоя выходных транзисторов регулируются посредством многооборотного подстроечного резистора R7.
Корректирующая ёмкость С3 (номиналом, как правило, около 100пФ), которую часто устанавливают для повышения устойчивости усилителей,
как показывает практика – не является оптимальным выбором, т. к. она приводит к существенному росту нелинейности на высоких частотах.
Куда более правильной альтернативой будет являться конденсатор С4, включённый параллельно резистору ООС, и который
в большинстве случаев обеспечит необходимую стабильность.
Однако, если в силу тех или иных обстоятельств, усилитель начнёт «подгуживать» на частотах в несколько мегагерц, то включение конденсатора С3 ёмкостью 10…15 пФ легко справится с устранением данного паразитного эффекта без существенного влияния на коэффициент нелинейных искажений усилителя.
Цепочка ПОС (С5, R9, R10), идущая с выхода усилителя, служит не столько для повышения коэффициента усиления УНЧ,
сколько выступает в качестве источника вольтодобавки питания предоконечного каскада на транзисторе Т2.
Эта цепь как бы увеличивает (посредством выходного сигнала) напряжение питания каскада, что позволяет снять с него амплитуду
бОльшую, чем без ПОС. А это в свою очередь позволяет значительно повысить максимальную неискажённую выходную мощность и КПД усилителя.
Итого, что же у нас получилось в сухом остатке?
Основные параметры усилителя:
..250кГц;
На самом деле, приведённые выше характеристики не будут стоить и плевка, если спектральный состав гармоник выходного сигнала
окажется таким же неблагообразным, как у навороченных изделий с длинными и глубокими ООС, диф. каскадами и прочими
схемотехническими излишествами, негативно влияющими на звук.
Поэтому без спектрограммы амплитуд гармоник (Рис.3) говорить о качестве звучания какого-либо УМЗЧ не имеет никакого смысла.
Рис.3 Спектр искажений сигнала 65-ваттного усилителя мощности (1 кГц, 10 Вт)
Ну что ж? Красивый график, похожий на быстро спадающую спектрограмму однотактных усилителей.
А для сравнения приведу аналогичный спектр искажений легендарного усилителя JLH Джона Линсли-Худа 1969 г, работающего в экстремальном
классе А.
Рис.
4 Спектр искажений сигнала усилителя мощности JLH (1 кГц, 2 Вт)
А ведь похоже, не правда ли? Конечно, у Худа и мощность пониже и общих нелинейных искажений побольше, но процентное распределение
спектра гармоник практически полностью совпадает с тем, что приведено на Рис.3.
Вот она сила и мощь, пусть и старомодной, но «правильной» схемотехники!
Расхожие и недорогие транзисторы BC546, BD139 и BD140 имеют хорошую репутацию при работе в составе звуковых трактов аппаратуры
практически любых классов. При этом их вполне можно заменить на отечественные: КТ3102, КТ814 и КТ815 с допустимыми значениями напряжений
– не менее 50 В.
Комплементарные выходные транзисторы MJL21193 и MJL21194 – это специализированные полупроводники, спроектированные для применения в
составе звуковой аппаратуры, а потому и не столь дёшевы, как хотелось бы. Однако именно с этими транзисторами удалось добиться
столь приличных для такой простой схемы «бумажных» характеристик.
Применение BD243/244, КТ818/819, TIP35/TIP36 или других бюджетных
комплементарных
пар тоже вполне допустимо, однако неизбежно приведёт к некоторому уменьшению максимальной выходной мощности и росту (на 50…100%)
величины нелинейных искажений.
Выходной каскад, выполненный по составных парах Шиклаи, имеет довольно высокую температурную стабильность и, как показывает практика, не требует мер по дополнительной термостабилизации. Поэтому на радиатор должны крепиться только транзисторы Т6, Т7, мало того, если туда же посадить любые другие транзисторы, включая Т3, ситуация только ухудшится.
Налаживание усилителя сводится к установке (резистором R7) тока покоя выходных транзисторов и (резистором R3) выходного напряжения,
равного половине напряжения питания. Крайне важно: перед первым включением питания, установить регулирующий вывод R7 в нижнее по схеме
положение, соответствующее максимальному сопротивлению потенциометра.
Усилитель оказался крайне нечувствительным к режиму работы выходных транзисторов, и уже при токе покоя 20 мА «выходит» на приведённые выше
характеристики, причём не изменяет их даже при существенном повышении тока (вплоть до режима А).
Схема простейшего стереоусилителя 6Вт » Паятель.Ру
Категория: Усилители
Этот усилитель можно использовать как ремонтный модуль при ремонте импортной или отечественной аудиотехники, как усилитель для воспроизведения сигнала от CD-ROMa персонального компьютера на небольшие акустические системы, и во многих других случаях. Применение современных составных транзисторов позволяет собрать усилитель в виде миниатюрного модуля.
При питании от источника +12В усилитель имеет следующие характеристики:
1. Номинальный диапазон частот при неравномерности 6 дб……….
……. 60-22000 Гц.
2. Входное напряжение ЗЧ, при котором обеспечивается номинальная мощность … 0,25 В.
3. Номинальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом (8 Ом ) …………….6 Вт (3 Вт).
4. КНИ не превышает 0,3%.
Принципиальная схема одного из каналов усилителя показана на рисунке. Он выполнен на одном из усилителей микросхемы К548УН1А и комплементарной паре составных мощных транзисторов. Основное усиление по напряжению происходит в микросхеме, а на транзисторах выполнен выходной каскад усиления мощности. Усилитель охвачен цепью ООС R2 R1 С3. Коэффициент усиления задается параметрами этой цепи.
Диоды VD1-VD4 задают ток покоя транзисторов выходного каскада и стабилизируют его при изменении температуры их переходов.
Нагрузка — акустическая система, которая подключается между выходом и общим проводом питания через разделительный конденсатор С5. От емкости этого конденсатора сильно зависит воспроизведения низких частот, поэтому, если позволяют габариты и имеется возможность, нужно устанавливать конденсаторы С5 как можно большей емкости (до 4700 мкФ).
Конденсатор С4 — блокировочный по цепи питания, он один на оба канала. Транзисторы выходного каскада нужно установить на радиаторы. Особенность схемы, состоящая в том, что коллекторы этих транзисторов имеют контакт с одной из шин питания позволяют для обеих каналов стереоусилителя использовать всего два радиатора, один общий для транзисторов VT1 и второй общий для транзисторов VT2.
Изолировать транзисторы не нужно, тогда радиатор транзисторов VT2 можно соединить с общим проводом (минусом), а радиатор транзисторов VT1 использовать как шину подачи плюса напряжения питания.
Электролитические конденсаторы К50-16, К50-35 или аналогичные импортные. Емкость С1 может быть 1…5 мкФ. Емкость С2 — 0,047-0,22 мкФ.
Налаживание состоит в том, чтобы подбором номинала R2 установить на точке соединения эмиттеров VT1 и VT2 напряжение, равное половине напряжения питания.
Затем нужно установить необходимую чувствительность усилителя подбором номинала R1. Следует иметь ввиду, что с увеличением чувствительности происходит и увеличение КНИ.
Не исключено включение каналов стерео-усилителя по схеме мостового монофонического усилителя. Тогда мощность увеличится примерно в два раза, а конденсаторы С5 можно будет исключить.
Simple Basic audio Amplifier — CircuitBest
Музыка — очень важная вещь. Это способ выразить эмоции,
Лично я слушаю много музыки. Это мой секрет моей энергии. Даже я слушаю музыку, когда пишу посты для вас, ребята. Итак, давайте перейдем к нашей теме Базовый аудиоусилитель на транзисторе (IRFZ44N N-Channel MOSFET).
Вещи, необходимые для аудиоусилителя:
- IRFZ44N: https://www.utsource.net/itm/p/9223667.html 9Индикатор 0009: https://www.utsource.net/itm/p/6831354.html Резистор
- : https://www.utsource.net/itm/p/8328095.html
- Конденсатор: https://www.utsource.net/itm/p/1898386.html
- Паяльник: https://www.utsource.net/itm/p/8423764.html
- Железная подставка: https://www.
utsource.net/itm/p/7722853.html - Плоскогубцы для носа: https://www.utsource.net/itm/p/7671655.html
- Flux: https://www.utsource.net/itm/p/8423764.html 9.0010
utsource.net/itm/p/7722853.html
Посмотрите видео на YouTube по созданию простого базового усилителя звука:
Вот видео от Creative Creator Посмотрите его и вы все поймете.
Как работает схема усилителя звука?
Схема работает в базовой концепции транзисторов.
Низкочастотные звуковые сигналы исходили от устройств Audible. Этот сигнал слишком слаб, чтобы его можно было услышать через динамик.
Здесь используется один транзистор, что означает, что он может давать только моно выход. Если вам нужен выход Sterio, вам нужно использовать 2 N-канальных МОП-транзистора IRFZ44N.
Предположим, речь идет о левом сигнале. Левый сигнал имеет 2 провода: один — Left Signal Wire , а другой — GND .
Провод GND одинаков для левого и правого каналов. Но канальный провод для разных каналов разный.
Сигнальный провод подключается к выводу транзистора Gate. Теперь транзистор включается и выключается для последующих частот. Для этого напряжения стока и истока транзистора различаются.
Для этого слабые сигналы будут усиливаться. И пропускная способность тоже будет высокой. Теперь мы можем услышать громкий звук из динамика.
Шаги для создания Цепи:
Вот несколько фотографий для создания Цепи. Я сделал простую базовую схему аудиоусилителя на печатной плате, чтобы сделать схему максимально простой. Вы также можете сделать схему на макетной плате. Но может быть неплотное соединение, поэтому я припаял все компоненты напрямую. Таким образом, не будет никакого свободного соединения.
Принципиальная схема:
Вот полная схема простого усилителя звука.
Примечания:
Это простая схема.
Таким образом, у схемы есть некоторые недостатки. Вот почему эта схема не предназначена для практических целей.
Шумоподавление в схеме отсутствует. Таким образом, вы обнаружите дополнительный гул в усилителе.
Этот усилитель может издавать слышимый звук, но не слишком громкий.
Моноусилитель. Вы можете сделать это стерео, просто используя ту же другую схему.
Слишком большие потери в цепи. Это не энергоэффективно. Поэтому в настоящее время домашние кинотеатры и другие музыкальные системы используют усилитель класса D. Усилитель класса D имеет КПД от 80 до 90%.
Базовый и популярный усилитель класса D — PAM8403. Он может легко управлять динамиками мощностью 2,5 Вт. Он может дать максимум 10 Вт на выходе. И главное, что плате не нужны высокие напряжения. Он может работать с питанием от 3В до 5В. Он отлично подходит для портативных акустических систем Bluetooth.
Но в целом, это отличная схема для любителя. Они могут практиковать схемы для удовольствия.
Вы также можете прочитать другую статью о включенном, но не заряжающемся.
СВЯЗАННЫЕ СТАТЬИ
ВАМ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ
Аудиоусилитель на интегральной схеме KA2206B — поделитесь проектом
Инженер
8
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
6.
50
Инженер
10
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
10.
00
Инженер
10
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
10.
00
Инженер
5
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
6.
50
Инженер
6
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
6.
50
Инженер
7
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
7.
00
Инженер
8
дизайн
удобство использования
креативность
содержание
8.
