Схема простого усилителя звука на транзисторах: принцип работы и сборка

В этой схеме:

• VT1, VT2 — транзисторы
• R1, R2 — резисторы смещения базы
• C1, C2 — разделительные конденсаторы
• BF1 — нагрузка (динамик)

Усиленный сигнал с коллектора первого транзистора через конденсатор C2 подается на базу второго, обеспечивая дополнительное усиление. Общий коэффициент усиления такой схемы может достигать 1000-2500.

Основные параметры транзисторных усилителей

При проектировании и анализе транзисторных усилителей важно учитывать следующие параметры:

• Коэффициент усиления по напряжению (Ku) — отношение выходного напряжения к входному
• Входное сопротивление (Rвх) — сопротивление усилителя для входного сигнала
• Выходное сопротивление (Rвых) — внутреннее сопротивление усилителя со стороны выхода
• Полоса пропускания — диапазон частот, в котором усилитель работает эффективно
• Коэффициент нелинейных искажений (КНИ) — мера искажения формы сигнала при усилении

Эти параметры определяют качество и эффективность работы усилителя в конкретном применении.

Выбор транзисторов для усилителей НЧ

При выборе транзисторов для усилителей низкой частоты следует учитывать несколько ключевых параметров:

• Коэффициент усиления по току (β или h21э) — чем выше, тем лучше
• Максимально допустимый ток коллектора (Ic max) — должен соответствовать требуемой мощности
• Граничная частота (fT) — должна быть значительно выше верхней границы усиливаемых частот
• Максимальная рассеиваемая мощность (Pmax) — определяет необходимость теплоотвода

Для маломощных усилителей НЧ часто используются транзисторы серий КТ315, КТ361, BC547, 2N3904 и подобные. Для мощных выходных каскадов применяются транзисторы КТ819, КТ818, TIP41, 2N3055 и аналогичные.

Особенности настройки транзисторных усилителей

При настройке транзисторных усилителей важно обеспечить правильный режим работы каждого каскада. Основные этапы настройки включают:

1. Установка правильного напряжения смещения на базе транзистора
2. Проверка напряжения коллектор-эмиттер (должно быть примерно половина напряжения питания)
3. Настройка связи между каскадами (подбор номиналов разделительных конденсаторов)
4. Проверка частотной характеристики усилителя
5. Измерение и минимизация нелинейных искажений

Правильная настройка обеспечивает оптимальную работу усилителя и минимальные искажения сигнала.

Применение обратной связи в транзисторных усилителях

Отрицательная обратная связь (ООС) широко применяется в транзисторных усилителях для улучшения их характеристик. Основные преимущества использования ООС:

• Уменьшение нелинейных искажений
• Расширение полосы пропускания
• Стабилизация коэффициента усиления
• Увеличение входного и уменьшение выходного сопротивления

Наиболее распространенные виды ООС в усилителях НЧ:

1. Последовательная ООС по напряжению (неошунтированный эмиттерный резистор)
2. Параллельная ООС по току (резистор между коллектором и базой)
3. Общая ООС (охват обратной связью нескольких каскадов)

Правильное применение ООС позволяет значительно улучшить качество работы усилителя, хотя и приводит к снижению общего коэффициента усиления.

Схема модернизации усилителя Lanzar RK-1200C » Паятель.Ру

Категория: Усилители

От оригинальной схемы данный усилитель отличается и элементной базой и режимами работы элементов в усилителе, что позволило не только значительно увеличить выходную мощность, а так же снизить THD. Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке 1, краткие технические характеристики сведены в таблицу. Сразу следует оговориться, что собственный коэффициент усиления довольно высок (31 дБ) и при желании снизить уровень THD необходимо увеличить номинал резистора R9 до 680 Ом.

В этом случае собственный коэффициент усиления будет составлять 26 дБ, поскольку соотношение номиналов резисторов R9-R14 как раз определяет собственный коэффициент усиления усилителя. Уровень THD при использовании резистора на 680 Ом снизиться до 0,04 % для полностью биполярного варианта и до 0,02 % для варианта с полевыми транзисторами в предпоследнем каскаде на нагрузке 4 Ома и выходной мощности 100 Вт.

Схемотехника усилителя практически полностью симметрична, что позволяет добиться минимальных искажений и довольно высокой термостабильности. Сигнал с источника звукового сигнала подается на составной проходной конденсатор С1-С3. Подобное решение о выполнении проходного конденсатора вызвано тем, что электролитические конденсаторы при приложении обратной полярности имеют токи утечки.

В данном же случае два последовательно соединенных конденсатора С2-С3 позволяют полностью избавиться от этого эффекта. Кроме этого электролитические конденсаторы на частотах свыше 10 кГц уже довольно сильно увеличивают свое реактивное сопротивление и конденсатор С1 компенсирует этот уход параметров.

Далее установлен RC фильтр R2-C8, который помогает избавиться от импульсных и СВЧ помех, наводимых в соединительных сигнальных проводах.

Далее сигнал входной переменный сигнал разделяется на два, практически идентичных, усилительных тракта — для положительной и отрицательной полуволн. После дифференциального усилителя на транзисторах TV1, VT3 (VT2, VT4) сигнал поступает на усилительный каскад на транзисторе включенным по схеме с общим эмиттером (VT5 и VT6) и уже окончательно приобретает необходимую амплитуду.

По сути усиление входного сигнала уже закончено — он уже приобрел достаточно большую амплитуду и осталось лишь усилить сигнал по току, для чего используются обычно эмиттерные повторители из мощных транзисторов. Однако токи баз мощных транзисторов имеют достаточно большие величины и без промежуточного повторителя подавать сигнал означает получить огромные нелинейные искажения.

В данном усилителе в качестве «промежуточного» усилителя тока могут использоваться как биполярные транзисторы так и полевые (VT8, VT9). Назначение этого каскада по возможности разгрузить предыдущий каскад, нагрузочная способность которого не велика. Использование в качестве VT8, VT9 полевых транзисторов довольно сильно разгружает каскад на VT5, VT6 что снижает уровень THD практически в 2 раза.

Однако снижается и общее КПД усилителя — при одном и том же напряжении питания усилитель с полевыми транзисторами выдаст меньше мощности не искаженного киплингом сигнала (ограничение выходного сигнала сверху и снизу), чем полностью биполярный вариант.

Так же было бы не справедливым умолчать и тот факт, что на слух эти усилители несколько отличаются, хотя и приборы этого не фиксируют, но все же звуковой окрас у каждого варианта свой, поэтому рекомендовать использовать именно полностью биполярный вариант или же с полевыми транзисторами было бы глупо — на вкус и цвет…

После предварительного усилителя тока, нагруженного на резистор R22 (нагрузка этого каскада не привязана ни к общему проводу, ни к нагрузке, т.е. является плавающей нагрузкой, что позволяет минимально изменяться току протекающему через этот каскад и ведет к дополнительному снижению THD) и уже подается на базу оконечного каскада.

В данном варианте используется по два транзистора включенных параллельно. Однако количество этих транзисторов может быть уменьшено при необходимости создания усилителя мощность до 150 Вт и увеличено до трех пар, при необходимости сборки усилителя на 450 Вт.

Параллельное включение оконечных транзисторов позволяет получить большую суммарную мощность, но следует обратить внимание на некоторые особенности такого решения. Транзисторы включенные в параллель должны быть не только одного типа, но и еще одной партии, т.е. выпущены за одну смену изготовления на заводе изготовителе.

Это позволит избавится от подбора транзисторов по параметрам, поскольку разброс параметров между транзисторами одной партии гарантирован менее 2% заводом изготовителем, что и на самом деле соответствует действительности. Другими словами — транзисторы для оконечного каскада следует покупать в одном месте и сразу все необходимое количество.

Так же следует обратить внимание на маркировку транзисторов — на транзисторах действительно фирмы Toshiba маркировка выполнена лазером, т.е. имеет охристый оттенок надписи и ее не очень хорошо видно. Шрифт надписей имеет некоторые особенности некоторые буквы и цифры разрезаны (рисунок 2).

Ну и наконец — в данном случае надпись 547 и значок овала, расположенный чуть левее этих цифр, есть номер партии, следовательно у всех транзисторов включенных в параллель должна быть такая же маркировка и такие же цифры и знаки. Кстати вместо овала может быть буква, цифра или цифра с буквой.

Подбор же параметров между транзисторами n-p-n и р-n-р структур желателен, но совсем не обязателен — как правило используя качественную комплектацию подобный разброс компенсируется действием отрицательной обратной связи.

На рисунке 3 приведен чертеж печатной платы усилителя, (вид со стороны дорожек, размер платы 127х88 мм), на рисунке 4-расположение деталей и схема подключения (вид со стороны деталей).

Номиналы резисторов R3, R6 зависят от используемого напряжения питания и могут колебаться от 1,8 кОм до 3 кОм. Индуктивность L1 мотается на оправке диаметром 10 мм и содержит 10 витков провода диаметром 1,2…1,3 мм.

Ток покоя оконечного каскада должен быть в пределах от 30 до 60 мА — регулировка производится подстроенным резистором R15. Выше поднимать не надо — при прогреве усилителя внутри корпуса возможно возникновение подвозбудов, т.е. возбуждение усилителя на верхушках синусоиды. На слух это не ощутимо, однако вызывает дополнительный нагрев оконечного каскада.

Ток покоя выставляют перед первым включением минимальным (движок подстроенного резистора ставится в верхнее по схеме положение). После включения выставляется необходимый ток покоя и после прогрева усилителя (примерно 2…3 минуты) производится дополнительная корректировка — транзисторы TV5, VT6 достигнут своей рабочей температуры и больше из температура подниматься не будет.

Транзисторы оконечного и предпоследнего каскадов крепятся на общий теплоотвод вместе с транзистором термокомпенсации VT7 через теплопроводящие прокладки (слюду). На транзисторы VT5, VT6 так же необходимо установить теплоотвод, который можно изготовить из листового алюминия толщиной 1…1,5 мм и размером 20×40 мм для каждого транзистора.

Установить этот теплоотвод можно сразу на оба транзистора, т.е. транзисторы зажимаются между алюминиевыми пластинами винтом, который вставляется в отверстие как раз между транзисторами.

Самый простой усилитель звука на транзисторе. Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10… 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3…12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20…30 кОм и переменный сопротивлением 100… 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 — 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема простого усилителя мощности НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2…4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5…0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50…60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30…50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1…2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.

При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2… 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит — напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 — 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 — вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 — 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов СЗ, С4.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна схема простого лампового УНЧ то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

В режиме усиления транзистор усилитель работает в схемах приемников и усилителях звуковой частоты (УЗЧ и УНЧ). При работе применяются малые токи в базовой цепи, управляющие большими токами в коллекторе.В этом заключается и отличие режима усиления от режима переключения, который лишь открывает или закрывает транзистор в зависимости от Uб на базе.

В качестве опыта для начинающего радиолюбителя соберем самый простой усилитель транзистор, в соответствии с предлагаемой схемой и рисунком.

К коллектору VT1 подсоединим высокоомный телефон BF2 , между базой и минусом блока питания подключим сопротивление

Конечно, сильного усиления звукового сигнала от такой схемы мы не получим, но услышать звук в телефоне BF1 все таки можно, т.к мы собрали ваш первый усилительный каскад.

Усилительным каскадом называют схему транзистора с резисторами, конденсаторами и другими радиокомпонентами, обеспечивающими последнему условия работы как транзистор усилитель. Кроме того сразу скажем о том, что усилительные каскады можно соединять между собой и получать многокаскадные усилительные устройства.

При подключение источника питания к схеме, на базу транзистора через сопротивление Rб идет небольшое отрицательное напряжение порядка 0,1 – 0,2В, называемое напряжением смещения. Оно немного приоткрывает транзистор, т.е снижает высоту потенциальных барьеров, и через переходы полупроводникового прибора начинает течь небольшой ток, который держит усилитель в дежурном режиме, из которого он способен мгновенно выйти, как только на входе появится входной сигнал.

Без присутствия напряжения смещения эмиттерный переход будет заперт и, как диод, будет не пропускать положительные полупериоды входного напряжения, а усиленный сигнал будет искажаться.

Если на вход усилителя подсоединить еще один телефон и применить его в роли микрофона, то он будет преобразовывать возникающие на его мембране звуковые колебания в переменное напряжение звукового диапазона, которое через емкость Ссв будет следовать на базу транзистора.

Конденсатор Ссв является связующим компонентом между телефоном и базой. Он отлично пропускает напряжение ЗЧ, но создает серьезную преграду постоянному току идущему из базовой цепи к телефону. Кроме того телефон обладает внутренним сопротивлением порядка 1600 Ом, поэтому без этой емкости конденсатора база через внутреннее сопротивление соединялась бы с эмиттером и никакого усиления не было бы.

Теперь, если начать говорить в телефон-микрофон, то эмиттерной цепи появятся колебания тока телефона Iтлф, которые и будут управлять большим током возникающем в коллекторе и эти усиленные колебания, преобразованные вторым телефоном в обычный звук, мы и будем слышать.

Процесс усиления сигнала можно представить так. В момент отсутствия напряжения входного сигнала Uвх, в цепях базы и коллектора протекают незначительные токи (прямые участки диаграммы а, б, в), заданные приложенным напряжением блока питания, напряжением смещения и усилительными характеристиками биполярного транзистора.

Как только на базу поступает входной сигнал (правая часть диаграммы а), то в зависимости от него начнут изменяться и токи в цепях трехвыводного полупроводникового прибора (правая часть диаграммы б, в).

В отрицательной полуволне сигнала, когда Uвх и напряжение БП суммируются на базе — токи протекающие через транзистор возрастают.

При плюсовой волне минусовое напряжение на базе снижается, как и протекающие токи. Вот таким образом и работает транзистор усилитель.

Если на выход подключить не телефон а резистор, то появляющееся на нем напряжение переменной составляющей усиленного сигнала можно подвести ко входной цепи второго каскада для дополнительного усиления. Один прибор способен усиливать сигнал в 30 — 50 раз.

По этому же принципу работают VT противоположной структуры n-p-n. Но для них полярность включения блока питания необходимо поменять на противоположную.

Для работы транзистора усилителя на его базу, относительно эмиттера, вместе с напряжением входного сигнала обязательно должно поступать постоянное напряжение смещения, открывающее полупроводниковый прибор.

Для германиевых VT открывающее напряжение должно быть не более 0,2 вольта, а для кремниевых 0,7 вольта. Напряжение смещения на базу не подают только тогда, когда эмиттерный переход транзистора применяют для детектирования сигнала, но об этом мы поговорим позднее.

Здравствуйте уважаемые читатели сайта . Продолжаем осваивать биполярный транзистор и сегодня мы рассмотрим его работу в режиме усиления на примере простого усилителя звуковой частоты, собранного на одном транзисторе.

В режиме усиления транзисторы работают в схемах радиовещательных приемников и усилителях звуковой частоты (УЗЧ). При работе используются малые токи в базовой цепи транзистора, управляющие большими токами в коллекторной цепи. Этим и отличается режим усиления от режима , который лишь открывает или закрывает транзистор под действием напряжения Uб на базе.

1. Схема усилителя.

В качестве эксперимента соберем простой усилитель на одном транзисторе и разберем его работу.

В коллекторную цепь транзистора VT1 включим высокоомный электромагнитный телефон BF2 , между базой и минусом источника питания GB установим резистор Rб , и развязывающий конденсатор Cсв , включенный в базовую цепь транзистора.

Конечно, сильного усиления от такого усилителя мы не услышим, да и чтобы услышать звук в телефоне BF1 его придется очень близко преподнести к уху. Так как для громкого воспроизведения звука нужен усилитель как минимум с двумя-тремя транзисторами или так называемый двухкаскадный усилитель. Но чтобы понять сам принцип усиления, нам будет достаточно и усилителя, собранного на одном транзисторе или однокаскадном усилителе.

Усилительным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими элементами схемы, обеспечивающими транзистору условия работы как усилителя.

2. Работа схемы усилителя.

При подаче напряжения питания в схему, на базу транзистора через резистор Rб поступает небольшое отрицательное напряжение 0,1 — 0,2В, называемое напряжением смещения . Это напряжение приоткрывает транзистор, и через эмиттерный и коллекторный переходы начинает течь незначительный ток, который как бы переводит усилитель в дежурный режим, из которого он мгновенно выйдет, как только на входе появится входной сигнал.

Без начального напряжения смещения эмиттерный p-n переход будет закрыт и, подобно диоду, «срезать » положительные полупериоды входного напряжения, отчего усиленный сигнал будет искаженным.

Если на вход усилителя подключить еще один телефон BF1 и использовать его как микрофон, то телефон будет преобразовывать звуковые колебания в переменное напряжение звуковой частоты, которое через конденсатор Ссв будет поступать на базу транзистора.

Здесь, конденсатор Ссв выполняет функцию связующего элемента между телефоном BF1 и базой транзистора. Он прекрасно пропускает напряжение звуковой частоты, но преграждает путь постоянному току из базовой цепи к телефону BF1 . А так как телефон имеет свое внутреннее сопротивление (около 1600 Ом), то без этого конденсатора база транзистора через внутреннее сопротивление телефона была бы соединена с эмиттером по постоянному току. И естественно, ни о каком усилении сигнала речи и быть не могло.

Теперь, если начать говорить в телефон BF1 , то в цепи эмиттер-база возникнут колебания электрического тока телефона Iтлф , которые и будут управлять большим током в коллекторной цепи транзистора. И уже этот усиленный сигнал, преобразованный телефоном BF2 в звук, мы и будем слышать.

Сам процесс усиления сигнала можно описать следующим образом.
При отсутствии напряжения входного сигнала Uвх , в цепях базы и коллектора текут небольшие токи (прямые участки графиков а , б , в ), определяемые напряжением источника питания, напряжением смещения на базе и усилительными свойствами транзистора.

Как только в цепи базы появляется входной сигнал (правая часть графика а ), то соответственно ему начинают изменяться и токи в цепях транзистора (правая часть графиков б , в ).

Во время отрицательных полупериодов, когда отрицательное входное Uвх и напряжение источника питания GB суммируются на базе — токи цепей увеличиваются .

Во время же положительных полупериодов, кода напряжение входного сигнала Uвх и источника питания GB положительны, отрицательное напряжение на базе уменьшается и, соответственно, токи в обеих цепях также уменьшаются . Вот таким образом и происходит усиление по напряжению и току.

Если же нагрузкой транзистора будет не телефон а резистор, то создающееся на нем напряжение переменной составляющей усиленного сигнала можно будет подать во входную цепь второго транзистора для дополнительного усиления.

Один транзистор может усилить сигнал в 30 – 50 раз.

На рисунке ниже показана зависимость тока коллектора от тока базы.

Например. Между точками А и Б ток базы увеличился от 50 до 100 мкА (микроампер), то есть составил 50 мкА, или 0,05 mA. Ток коллектора между этими точками возрос от 3 до 5,5 mA, то есть вырос на 2,5 mA. Отсюда следует, что усиление по току составляет: 2,5 / 0,05 = 50 раз.

Точно также работают транзисторы структуры n-p-n . Но для них полярность включения источника питания, питающей цепи базы и коллектора меняется на противоположную . То есть на базу и коллектор подается положительное, а на эмиттер отрицательное напряжения.

Запомните : для работы транзистора в режиме усиления на его базу, относительно эмиттера, вместе с напряжением входного сигнала обязательно подается постоянное напряжение смещения , открывающее транзистор.

Для германиевых транзисторов отпирающее напряжение составляет не более 0,2 вольта, а для кремниевых не более 0,7 вольта.

Напряжение смещения на базу не подают лишь в том случае, когда эмиттерный переход транзистора используют для детектирования радиочастотного модулированного сигнала.

3. Классификация транзисторов по мощности и по частоте.

В зависимости от максимальной мощности рассеивания биполярные транзисторы делятся на:

1. малой мощности — Pmax ≤ 0,3 Вт;
2. средней мощности — 0,3 3. большой мощности — Pmax > 1,5 Вт.

В зависимости от значения граничной частоты коэффициента передачи тока на транзисторы:

1. низкой частоты – fгр ≤ 3 МГц;
2. средней частоты – 3 МГц 3. высокой частоты — 30 МГц 4. сверхвысокой частоты (СВЧ-транзисторы) — fгр > 300 МГц.

Ну вот и все.
Теперь у Вас не должно возникнуть вопросов о работе биполярного транзистора в режиме усиления .
Удачи!

Литература:

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Е. Айсберг — Транзистор?.. Это очень просто! 1964г.

Источник питания должен выдавать стабильное или нестабильное двуполярное напряжение питания ±45V и ток 5А. Эта схема УНЧ на транзисторах весьма проста, так как в выходном каскаде используется пара мощных комплементарных транзисторов Дарлингтона . В соответствии с справочными характеристиками эти транзисторы могут коммутировать ток до 5А при напряжении эмиттерном-коллекторном переходе до 100V.

Схема УНЧ представлена на рисунке чуть ниже.

Сигнал требующий усиления через предварительный УНЧ подается на предварительный дифферециальный усилительный каскад построенный на составных транзисторах VT1 и VT2. Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде, снижает шумовые эффекты и обеспечивает работу отрицательной обратной связи. Напряжение ОС поступает на базу транзистора VT2 с выхода усилителя мощности. ОС по постоянному току реализуется через резистор R6. ОС по переменной состовляющей осуществляется через резистор R6, но её величина зависит от номиналов цепочки R7-C3. Но следует учитовать, что слишком сильное увеличение сопротивления R7 приводет к возбуждению.

Режим работы по постоянному току обеспечивается подбором резистора R6. Выходной каскад на транзисторах Дарлингтона VT3 и VT4 работает в классе АВ. Диоды VD1 и VD2 нужны для стабилизации рабочей точки выходного каскада.

Транзистор VT5 ппредназначен для раскачки выходного каскада, на его базу поступает сигнал с выхода дифференциального предварительного усилителя, а так же постоянное напряжение смещения, которое определяет режим работы выходного каскада по постоянному току.

Все конденсаторы схемы должны быть рассчитаны на максимальное постоянное напряжение не ниже 100V. Транзисторы выходного каскада рекомендуется закрепить на радиаторы площадью не меньше 200 см в квадрате

Рассмотренная схема простого двухкаскадного усилителя разработана для работы с наушниками или для использования в простых устройствах с функцией предварительного усилителя.

Первый транзистор усилителя подсоединен по схеме с общим эмиттером, а второй транзистор с общим коллектором. Первый каскад предназначен для базового усиления сигнала по напряжению, а второй каскада усиливает уже по мощности.

Малое выходное сопротивление второго каскада двухкаскадного усилителя, называемого эмиттерным повторителем, позволяет подсоединять не только наушники с большим сопротивлением, но и другие виды преобразователей акустического сигнала.

Эта тоже двухкаскадная схема УНЧ выполненная на двух транзисторах, но уже противоположной проводимости. Ее главная особенность в том, что связь между каскадами непосредственная. Охваченная ООС через сопротивление R3 напряжение смещения со второго каскада проходит на базу первого транзистора.

Конденсатор СЗ, шунтирует резистор R4, уменьшает ООС по переменному току, тем самым уменьшающая усиление VT2. Путем подбора номинала резистора R3 задают режим работы транзисторов.

Этот достаточно легкий усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) можно спаять всего на двух транзисторах. При напряжении питания 42В постоянного тока выходная мощность усилителя достигает 0,25 Вт при нагрузке 4 Ом. Потребляемый ток всего 23 mA. Усилитель работает в однотактном режиме «А».

Напряжение низкой частоты от источника сигнала подходит к регулятору громкости R1. Далее через защитный резистор R3 и конденсатор C1 сигнал оказывается на базе биполярного транзистора VT1 включенного по схеме с общим эмиттером. Усиленный сигнал через R8 подается на затвор мощного полевого транзистора VT2 включенный по схеме с общим истоком и его нагрузкой служит первичная обмотка понижающего трансформатора К вторичной обмотке трансформатора можно подключить динамическую головку или акустическую систему.

В обоих транзисторных каскадах присутствует местная отрицательная обратная связь по постоянному и переменному току, так и общей цепью ООС.

В случае увеличения напряжения на затворе полевого транзистора сопротивление сток исток его канала уменьшается и напряжение на его стоке уменьшается. Это влияет и на уровень сигнала поступающий на биполярный транзистор, что снижает напряжения затвор-исток.

Совместно с цепями местной отрицательной обратной связи, таким образом, стабилизируются режимы работы обоих транзисторов даже в случае незначительного изменения питающего напряжения. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R10 и R7. Стабилитрон VD1 предназначен для предотвращения выхода полевого транзистора из строя. Питание усилительного каскада на VT1 производится через RC фильтр R12C4. Конденсатор C5 блокировочный по цепи питания.

Усилитель может быть собран на печатной плате размерами 80×50 мм,на ней расположены все элементы кроме понижающего трансформатора и динамической головки

Наладку схемы усилителя осуществляют при том напряжении питания, при котором он будет работать. Для тонкой настройки рекомендуется использовать осциллограф, щуп которого подключают к выводу стока полевого транзистора. Подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 100 … 4000 Гц, с помощью регулировки подстроечного резистора R5 добиваются того, чтобы отсутствовали заметные искажения синусоиды при как можно большем размахе амплитуды сигнала на выводе стока транзистора.

Выходная мощность усилителя на полевом транзисторе небольшая, всего 0,25Вт, напряжение питания от 42В до 60В. Сопротивление динамической головки 4 Ома.

Аудио сигнал через переменное сопротивление R1, затем R3 и разделительную емкость C1 поступает на усилительный каскад на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером. Далее с этого транзистора усиленный сигнал через сопротивление R10 проходит на полевой транзистор.

Первичная обмотка трансформатора является нагрузкой для полевого транзистора, а к вторичной обмотки подключен четырех омная динамическая головка. Соотношением сопротивлений R10 и R7 задаем степень усиления по напряжению. С целью защиты униполярного транзистора в схему добавлен стабилитрон VD1.

Все номиналы деталей имеются на схеме. Трансформатор можно использовать типа ТВК110ЛМ или ТВК110Л2, от блока кадровой развертки старого телевизора или аналогичный.

Наткнулся на эту схему в старом выпуске журнала радио, впечатления от нее остались самыми приятными,во первых схема настолько проста, что ее сможет собрать и начинающий радиолюбитель,во вторых при условии рабочих компонентов и правильной сборки наладки она не требует.

Если вас заинтересовала эта схема, то остальные подробности по ее сборке вы сможете найти в журнале радио №8 за 1982 год.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) является составной частью большинства радиотехнических устройств как то телевизора, плеера, радиоприемника и различных приборов бытового назначения. Рассмотрим две простые схемы двухкаскадного УНЧ на .

Первый вариант УНЧ на транзисторах

В первом варианте усилитель построен на кремниевых транзисторах n-p-n проводимости. Входной сигнал поступает через переменный резистор R1, который в свою очередь является нагрузочным сопротивлением для схемы источника сигнала. подсоединены к коллекторной электроцепи транзистора VT2 усилителя.

Настройка усилителя первого варианта сводится к подбору сопротивлений R2 и R4. Величину сопротивлений нужно подобрать такой, чтобы миллиамперметр, подключенный в коллекторную цепь каждого транзистора, показывал ток в районе 0,5…0,8 мА. По второй схеме необходимо также выставить коллекторный ток второго транзистора путем подбора сопротивления резистора R3.

В первом варианте возможно применить транзисторы марки КТ312, или их зарубежные аналоги, однако при этом необходимо будет выставить правильное смещение напряжения транзисторов путем подбора сопротивлений R2, R4. Во втором варианте в свою очередь, возможно применить кремневые транзисторы марки КТ209, КТ361, или зарубежные аналоги. При этом выставить режимы работы транзисторов можно путем изменения сопротивления R3.

В коллекторную электроцепь транзистора VT2 (обоих усилителей) взамен наушников возможно подключить динамик с высоким сопротивлением. Если же необходимо получить более мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на , который обеспечивает усиление до 15 Вт.

Самодельный усилитель на транзисторах. Качественный усилитель звука своими руками

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIP142-TIP147 установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и один BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на всю схему! Такая конструкция УМЗЧ свободно может быть использована например в составе домашнего музыкального центра или для раскачки сабвуфера установленного в автомобиле, на дискотеке.

Главная привлекательность данного усилителя мощности звука заключается в легкости его сборки даже начинающими радиолюбителями, нет необходимости в какой либо специальной его настройке, не возникает проблем в приобретении комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема УМ обладает электрическими характеристиками с высокой линейностью работы в частотном диапазоне от 20Гц до 20000Гц. p>

При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для блока питания нужно учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный запас по мощности, например: 300 Вт из расчета на один канал, в случае двухканального варианта, то естественно и мощность удваивается. Можно применить для каждого свой отдельный трансформатор, а если использовать стерео вариант усилителя, то тогда вообще получится аппарат типа «двойное моно», что естественно повысит эффективность усиления звука.

Действующее напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно составлять ~34v переменки, тогда постоянное напряжение после выпрямителя получится в районе 48v — 50v. В каждом плече по питанию необходимо установить плавкий предохранитель рассчитанный на рабочий ток 6А, соответственно для стерео при работе на одном блоке питания — 12А.

Редакция сайта «Две Схемы» представляет простой, но качественный усилитель НЧ на транзисторах MOSFET. Его схема должна быть хорошо известна радиолюбителям аудиофилам, так как ей уже лет 20. Схема является разработкой знаменитого Энтони Холтона, поэтому её иногда так и называют — УНЧ Holton. Система усиления звука имеет низкие гармонические искажения, не превышающие 0,1%, при мощности на нагрузку порядка 100 Ватт.

Данный усилитель является альтернативой для популярных усилителей серии TDA и подобных попсовых, ведь при чуть большей стоимости можно получить усилитель с явно лучшими характеристиками.

Большим преимуществом системы является простая конструкция и выходной каскад, состоящий из 2-х недорогих МОП-транзисторов. Усилитель может работать с динамиками сопротивлением как 4, так и 8 Ом. Единственной настройкой, которую необходимо выполнить во время запуска — будет установка значения тока покоя выходных транзисторов.

Принципиальная схема УМЗЧ Holton

Схема является классическим двухступенчатым усилителем, он состоит из дифференциального входного усилителя и симметричного усилителя мощности, в котором работает одна пара силовых транзисторов. Схема системы представлена выше.

Печатная плата

Вот архив с PDF файлами печатной платы — .

Принцип работы усилителя

Транзисторы Т4 (BC546) и T5 (BC546) работают в конфигурации дифференциального усилителя и рассчитаны на питание от источника тока, построенного на основе транзисторов T7 (BC546), T10 (BC546) и резисторах R18 (22 ком), R20 (680 Ом) и R12 (22 ком). Входной сигнал подается на два фильтра: нижних частот, построенный из элементов R6 (470 Ом) и C6 (1 нф) — он ограничивает ВЧ компоненты сигнала и полосовой фильтр, состоящий из C5 (1 мкф), R6 и R10 (47 ком), ограничивающий составляющие сигнала на инфранизких частотах.

Нагрузкой дифференциального усилителя являются резисторы R2 (4,7 ком) и R3 (4,7 ком). Транзисторы T1 (MJE350) и T2 (MJE350) представляют собой еще один каскад усиления, а его нагрузкой являются транзисторы Т8 (MJE340), T9 (MJE340) и T6 (BD139).

Конденсаторы C3 (33 пф) и C4 (33 пф) противодействуют возбуждению усилителя. Конденсатор C8 (10 нф) включенный параллельно R13 (10 ком/1 В), улучшает переходную характеристику УНЧ, что имеет значение для быстро нарастающих входных сигналов.

Транзистор T6 вместе с элементами R9 (4,7 ком), R15 (680 Ом), R16 (82 Ом) и PR1 (5 ком) позволяет установить правильную полярность выходных каскадов усилителя в состоянии покоя. С помощью потенциометра необходимо установить ток покоя выходных транзисторов в пределах 90-110 мА, что соответствует падению напряжения на R8 (0,22 Ом/5 Вт) и R17 (0,22 Ом/5 Вт) в пределах 20-25 мВ. Общее потребление тока в режиме покоя усилителя должен быть в районе 130 мА.

Выходными элементами усилителя являются МОП-транзисторы T3 (IRFP240) и T11 (IRFP9240). Транзисторы эти устанавливаются как повторитель напряжения с большим максимальным выходным током, таким образом, первые 2 каскада должны раскачать достаточно большую амплитуду для выходного сигнала.

Резисторы R8 и R17 были применены, в основном, для быстрого измерения тока покоя транзисторов усилителя мощности без вмешательства в схему. Могут они также пригодиться в случае расширения системы на еще одну пару силовых транзисторов, из-за различий в сопротивлении открытых каналов транзисторов.

Резисторы R5 (470 Ом) и R19 (470 Ом) ограничивают скорость зарядки емкости проходных транзисторов, а, следовательно, ограничивают частотный диапазон усилителя. Диоды D1-D2 (BZX85-C12V) защищают мощные транзисторы. С ними напряжение при запуске относительно источников питания у транзисторов не должно быть больше 12 В.

На плате усилителя предусмотрены места для конденсаторов фильтра питания С2 (4700 мкф/50 в) и C13 (4700 мкф/50 в).

Управление питается через дополнительный RC фильтр, построенный на элементах R1 (100 Ом/1 В), С1 (220 мкф/50 в) и R23 (100 Ом/1 В) и C12 (220 мкф/50 в).

Источник питания для УМЗЧ

Схема усилителя обеспечивает мощность, которая достигает реальных 100 Вт (эффективное синусоидальная), при входном напряжении в районе 600 мВ и сопротивлением нагрузки 4 Ома.

Рекомендуемый трансформатор — тороид 200 Вт с напряжением 2х24 В. После выпрямления и сглаживания должно получиться двух полярное питание усилители мощности в районе +/-33 Вольт. Представленная здесь конструкция является модулем монофонического усилителя с очень хорошими параметрами, построенного на транзисторах MOSFET, который можно использовать как отдельный блок или в составе .

Транзисторные усилители, несмотря на появление более современных микросхемных, не потеряли свой актуальности. Достать микросхему бывает, порой, не так легко, а вот транзисторы можно выпаять практически из любого электронного устройства, именно поэтому у заядлых радиолюбителей иногда накапливаются горы этих деталей. Для того, чтобы найти им применение предлагаю к сборке незатейливый транзисторный усилитель мощности, сборку которого осилит даже начинающий.

Схема

(cкачиваний: 686)

Сборка усилителя

Настройка и испытания усилителя

Предлагаемый вашему драгоценному вниманию усилитель прост в сборке, ужасно прост в настройке (он её фактически не требует), не содержит особо дефицитных компонентов и при всем при этом имеет весьма недурные характеристики и запросто тянет на так называемый hi-fi, столь нежно любимый большинством граждан. Усилитель может работать на нагрузку 4 и 8 Ом, может быть использован в мостовом включении на нагрузку 8 Ом, при этом он отдаст в нагрузку 200 Вт.

Основные характеристики:

Напряжение питания, В………………………………………………………. ±35
Потребляемый ток в режиме молчания, мА………………………….. 100
Входное сопротивление, кОм…………………………….. …………………. 24
Чувствительность (100 Вт, 8 Ом), В………………………………………. 1,2
Выходная мощность (КГ=0,04%), Вт………………………………………. 80
Диапазон воспроизводимых частот, Гц……………………….. 10 — 30000
Отношение сигнал/шум (не взвешенное), дБ………………………… -73

Усилитель полностью на дискретных элементах, без всяких ОУ и прочих хитростей. При работе на нагрузку 4 Ома и питании 35 В усилитель развивает мощность до 100 Вт. Если есть потребность подключить нагрузку 8 Ом питание можно увеличить до +/-42 В, в этом случае, мы получим те же самые 100 Вт. Очень сильно не рекомендуется увеличивать напряжение питания более 42 В, иначе можно остаться без выходных транзисторов. При работе в мостовом режиме должна использоваться 8-ми омная нагрузка, иначе, опять-таки, лишаемся всякой надежды на выживание выходных транзисторов. Кстати, надо учесть, что защиты от КЗ в нагрузке не предусмотрено, так что надо быть поосторожней. Для использования усилителя в мостовом режиме необходимо вход МТ прикрутить к выходу другого усилителя, на вход которого и подается сигнал. Оставшийся вход замыкается на общий провод. Резистор R11 служит для установки тока покоя выходных транзисторов. Конденсатор C4 определяет верхнюю границу усиления и уменьшать его не стоит — получите самовозбуждение на высоких частотах.
Все резисторы — 0,25 Вт за исключением R18, R12, R13, R16, R17. Первые три — 0,5 Вт, последние два — по 5 Вт. Светодиод HL1 служит не для красоты, поэтому не надо втыкать в схему сверхъяркий диод и выводить его на переднюю панель. Диод должен быть самый обычный зелёного цвета — это важно, поскольку светодиоды других цветов имеют другое падение напряжения. Если вдруг кому-то не повезло и он не смог достать выходные транзисторы MJL4281 и MJL4302, их можно заменить на MJL21193 и MJL21194 соответственно. Переменный резистор R11 лучше всего взять многооборотный, хотя подойдет и обычный. Ничего критичного тут нет — просто удобнее устанавливать ток покоя.

Читатели! Запомните ник этого автора и никогда не повторяйте его схемы.
Модераторы! Прежде чем меня забанить за оскорбления, подумайте, что Вы «подпустили к микрофону» обыкновенного гопника, которого даже близко нельзя подпускать к радиотехнике и, тем более, к обучению начинающих.

Во-первых, при такой схеме включения, через транзистор и динамик пойдет большой постоянный ток, даже если переменный резистор будет в нужном положении, то есть будет слышно музыку. А при большом токе повреждается динамик, то есть, рано или поздно, он сгорит.

Во-вторых, в этой схеме обязательно должен быть ограничитель тока, то есть постоянный резистор, хотя бы на 1 КОм, включенный последовательно с переменным. Любой самоделкин повернет регулятор переменного резистора до упора, у него станет нулевое сопротивление и на базу транзистора пойдет большой ток. В результате сгорит транзистор или динамик.

Переменный конденсатор на входе нужен для защиты источника звука (это должен обьяснить автор, ибо сразу же нашелся читатель, который убрал его просто так, считая себя умнее автора). Без него будут нормально работать только те плееры, в которых на выходе уже стоит подобная защита. А если ее там нет, то выход плеера может повредиться, особенно, как я сказал выше, если выкрутить переменный резистор «в ноль». При этом на выход дорогого ноутбука подастся напряжение с источника питания этой копеечной безделушки и он может сгореть. Самоделкины, очень любят убирать защитные резисторы и конденсаторы, потому-что «работает же!» В результате, с одним источником звука схема может работать, а с другим нет, да еще и может повредиться дорогой телефон или ноутбук.

Переменный резистор, в данной схеме должен быть только подстроечным, то есть регулироваться один раз и закрываться в корпусе, а не выводиться наружу с удобной ручкой. Это не регулятор громкости, а регулятор искажений, то есть им подбирается режим работы транзистора, чтобы были минимальные искажения и чтобы из динамика не шел дым. Поэтому он ни в коем случае не должен быть доступен снаружи. Регулировать громкость, путем изменения режима НЕЛЬЗЯ. За это нужно «убивать». Если очень хочется регулировать громкость, проще включить еще один переменный резистор последовательно с конденсатором и вот его уже можно выводить на корпус усилителя.

Вообще, для простейших схем — и чтобы заработало сразу и чтобы ничего не повредить, нужно покупать микросхему типа TDA (например TDA7052, TDA7056… примеров в интернете множество) , а автор взял случайный транзистор, который завалялся у него в столе. В результате доверчивые любители будут искать именно такой транзистор, хотя коэффициент усиления у него всего 15, а допустимый ток аж 8 ампер (сожгет любой динамик даже не заметив).

Схема простого аудиоусилителя на одном транзисторе

Содержание

Введение

Иногда мы не понимаем важности мелочей, пока не осознаем их. Например, представьте, что вы включаете телевизор, а затем обнаруживаете, что его динамик не работает из-за повреждения усилителя. Или предположим, что вы собираетесь выступать на сцене, и ваш микрофон перестал работать, потому что схема внутри него перестала работать, или визуализируйте себя в театре, полном людей, куда вы пришли посмотреть спектакль, но у них плохой звук. системы, потому что они не использовали надлежащий аудиоусилитель для своей системы. Если вы энтузиаст электроники, вы, должно быть, пришли к выводу об этих проблемах ранее, что эти сложности могут возникнуть в их простой схеме аудиоусилителя, которую мы собираемся обсудить в этой статье.

Что такое аудиоусилитель?

Чтобы узнать аудиоусилитель, во-первых, вы должны знать схему усилителя. Как следует из названия, это усиливает или усиливает поступающий сигнал любой формы. Однако аудиоусилитель усиливает поступающий на вход аудиосигнал и выдает его на выходе. Существует так много типов аудиоусилителей, но в этой статье будет обсуждаться очень простая и простая схема аудиоусилителя с использованием bc547.

Необходимые компоненты

S No	Components	Value	Quantity
1.	Breadboard/ Vero board/ PCb board	–	1
2.	Resistors	2k, 2.2k, 10k	1, 1, 1
3.	capacitors	1uf/16V	1
4.	Transistor	BC547	1
5.	Battery	9V	1
6.	Speaker	8 ohm	1
7.	Connecting wires	–	As required

Принципиальная схема

Теперь вопрос в том, как сделать простую схему усилителя звука? Итак, перед нами простая схема усилителя звука с использованием bc547. Приводим принципиальную схему ниже:

Схема подключения

Схема печатной платы

Обзор основных компонентов

Ключевым компонентом этой схемы является транзистор BC547. Поскольку BC547 является основным компонентом нашей схемы, важно сначала кратко узнать об этом.

BC547 Транзистор

BC547 — это трехконтактный транзистор, включающий эмиттер, базу и коллектор (распиновку мы обсудим в следующем разделе). Этот транзистор представляет собой NPN, который управляется своим базовым выводом. Итак, когда вы подаете питание на его базу, ток течет от вывода коллектора к выводу эмиттера. Транзистор может работать в двух разных режимах. Либо как коммутатор, либо как усилитель. Эта схема аудиоусилителя действует как усилитель. Существует три конфигурации транзистора bc547 для работы в качестве усилителя; общая база, общий коллектор и общий эмиттер. Эта схема использует Конфигурация с общим эмиттером.

Конфигурация контакта BC547 Transistor

Technical Specifications of BC547 Transistor

• Transistor Type:  NPN
• Maximum Collector Current (I _C ):  100mA
• Its Maximum Collector-Emitter Voltage (V _CE ) равно 45 В
• Максимальное напряжение коллектор-база (V _CB ): 50 В
• Максимальное напряжение эмиттер-база (VEBO) равно 6 В
• 00011 500 мВт
• Максимальная частота перехода (fT):  300 МГц
• Минимальное и максимальное усиление постоянного тока (h _FE ):  110–800 Рабочая и максимальная температура
1 
• до +150 по Цельсию
• Низкий уровень шума:  2–10 дБ

Как работает схема простого аудиоусилителя?

Теперь перейдем к ключевому вопросу: как работает простой аудиоусилитель? Итак, если вы рассмотрите диаграмму выше, понять ее работу не очень сложно. Поскольку мы обсуждали ранее, что мы используем конфигурацию с общим эмиттером, поэтому эмиттер заземлен, и мы подаем сигнал на базу транзистора.

При подаче питания 9В на схему и подаче слабого входного звукового сигнала на базу транзистора с помощью конденсатора С1 и входного спаренного резистора R1 через базу протекает ток. Таким образом, транзистор выполняет свою внутреннюю работу и обеспечивает усиление звука на стороне коллектора, которая в этой конфигурации работает как сторона выхода. В результате мы получаем усиленный звук с акустического провода на коллекторе в качестве нагрузки.

Применение усилителя звука

Аудиоэлектронные устройства

Различные электронные устройства нуждаются в схеме усилителя. Например, аудиогарнитура, которую мы используем ежедневно, имеет внутри схему аудиоусилителя.

Детские игрушки

Существует так много игрушек для детей, в которых используется схема аудиоусилителя, например, поющие куклы, игрушечные микрофоны, забавные мультиголосовые чейнджеры, игрушечные гитары и т. д.

Другое применение

• Для радио вещание.
• Цепи, которым требуется более высокий коэффициент усиления.
• В микрофонных звуковых системах.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

• Могу ли я использовать любой транзистор для усилителя звука?

Для этой схемы усилителя с одним транзистором, кроме транзистора BC547, вы также можете использовать любой другой транзистор NPN, например 2N6292, 2N4401, 2N222.

• Какой транзистор лучше всего подходит для усилителя звука?

во-первых, знайте, что не только транзистор делает лучший аудиоусилитель. Вы можете использовать любые транзисторы, которые лучше всего подходят для усиления звука, такие как BC547, 2N222 и т. д. Однако разница заключается в их конфигурации и схеме, а схема с общим эмиттером является лучшей конфигурацией для усиления звука.

Как сделать простую схему усилителя без ИС

Сегодня в этой статье мы собираемся обсудить, как сделать схему усилителя высокой мощности на транзисторе 13007.

Вы можете найти все компоненты от старых поврежденных блоков питания. Таким образом, вы также можете утилизировать старую электронику.

Также здесь я дал ссылки на покупку.

Необходимые компоненты:

• 13007: https://www.utsource.net/itm/p/4011846.html
• Светодиод 5 мм: https://www.utsource.net/itm/p/6831354.html
• Резистор 10 кОм: https://www.utsource.net/itm/p/8328095.html
• Потенциометр 100 кОм: https://www.utsource.net/itm/p/8038958.html

Необходимые инструменты:

• Паяльник: https://www.utsource.net/itm/p/8423764.html
• Железная подставка: https://www.utsource.net/itm/p/7722853.html
• Носовые плоскогубцы: https://www.utsource.net/itm/p/7671655.html
Поток
• : https://www.utsource.net/itm/p/8423764.html

Как работает схема усилителя 13007?

Это простая схема на транзисторе NPN. База транзистора принимает низкий звуковой сигнал, а затем усиливает его. К Высшей амплитуде. Более высокая амплитуда означает большую громкость.

Сейчас Если вы подключите динамик 🔊, он запустит его.

Здесь я использовал конденсатор на 1000 мкФ для поглощения высоких частот. Теперь транзистор даст отличный результат.

Здесь я использовал резистор 1k для удаления более низких частот. Это повысит качество звука динамика.

Когда база транзисторов попадает в сигнал малой амплитуды, база становится активной в этом состоянии. По этой причине транзистор стал проводящим коллектором к эмиттеру. Таким образом, спикер бежит.

Смотреть видео на Youtube:

Шаги по созданию простого усилителя с транзистором 13007:

. Залудить провода Транзистора 13007. Оловянный процесс упрощает процесс пайки.

Шаг 2:

Затем возьмите резистор 1 кОм и соедините его с контактами базы и коллектора.

Шаг 3:

Теперь возьмите конденсатор на 1000 мкФ. А теперь соедините его с транзистором. В частности, вы должны соединить конденсатор +ve с базой транзистора.

Шаг 4:

Теперь давайте подключим провода 3,5 мм. С цепью. Разъем 3,5 мм предназначен для отправки аудиосигнала на усилитель. Вы также можете напрямую подключить аудиосигнал к цепи. Но в моем случае я использую свой телефон для вывода аудиосигнала. Итак, я использую это.

В разъеме 3,5 мм есть 3 провода. Один белый/серый, а два других красный и синий. Бело-серый провод является общим проводом GND. Не красный, а белый провод предназначен для выхода стереофонического левого и правого каналов.

Это тестовая схема. Здесь я использовал 1-канальную схему. Для тестирования я использовал один общий провод, т. е. белый провод, и любой канальный провод. Из провода красного и синего каналов я использую провод синего канала. Это как личное предпочтение. Вы также можете использовать другую проволоку. Оба будут отлично работать.

Шаг 5:

Настало время подключить динамик к цепи. Динамик, который я использую здесь, старый, но отлично работает для меня. Параметры динамика 🔊 10Вт, 8 Ом. Итак, это будет работать нормально.

Подключите динамик -ve к контакту коллектора транзистора 13007. Для Speaker + ve мы должны подключить его на следующем шаге.

Шаг 6:

Подключение источника питания: эта схема может работать с любым напряжением от 5 до 12 В. Для тестирования я использую старый компьютерный блок питания. Блок питания в порядке.

Если вам нужен хороший выходной ток от блока питания, я приложил ссылки на несколько хороших блоков питания.

Кстати, подключим питание 12В к схеме. -ve или GND wir2 источника питания будет подключен к выводу эмиттера транзистора 13007. Теперь провод +ve от блока питания будет подключен к +ve динамика.

Шаг 7: 

Тестирование: Эй, ребята, давайте сейчас протестируем схему. Сначала я включил питание. Затем я подключил свой телефон к цепи. Я искал бесплатную музыку на YouTube, а затем воспроизвел ее. Вы можете посмотреть видео и проверить качество звука.

Удерживая самые низкие компоненты, вы можете видеть, что звук от усилителя абсолютно безумен. В схеме используется минимальное количество компонентов.

Вывод:

Итак, это простая схема усилителя, состоящая из 13007 транзисторов. Качество звука действительно громкое от усилителя. Это всего лишь трехкомпонентный усилитель.

Отлично подходит для личного использования.

Если у вас есть старый блок питания, вы можете легко достать все компоненты оттуда. Конструкция довольно проста. Кто-нибудь около

Все компоненты доступны в официальном магазине UTSOURCE. Вы можете получить некоторые хорошие предложения от этого магазина. Иногда они предлагают вам экспресс-доставку бесплатно, что, на мой взгляд, действительно здорово.

Вы также можете посетить нашу статью Amother здесь.

СВЯЗАННЫЕ СТАТЬИ

Простой транзисторный двухтактный динамик

Последнее обновление пятница, 07 января 2022 г. | Радиолюбитель 03-1967

Рис. 20- Этот дополнительный усилитель обеспечивает выходную мощность до 220 мВт с частотной характеристикой от 9от 0 Гц до 12,5 кГц. Хотя для Q2 и Q3t не требуются согласованные транзисторы, они доступны как 2N2707.

в предусилителе. Резистивные площадки можно использовать для увеличения входного импеданса, но они значительно снижают коэффициент усиления каскада и увеличивают проблемы с отношением сигнал/шум.

В усилителе, показанном на рис. 19, выравнивание достигается путем частотно-селективной обратной связи между коллектором и базой QL. Стабилизация на постоянном токе обеспечивается прямой связью между Q1 и Q2 и цепью обратной связи по току через резистор 10 Ом в база Ql* Кроме того, более отрицательная обратная связь обеспечивается незашунтированным эмиттерным резистором во втором каскаде.

Дополнительные усилители мощности

Небольшой дополнительный бестрансформаторный усилитель, показанный на рис. 20, обеспечивает выходную мощность 220 мВт при входном токе всего 40 микроампер. Транзисторы в несимметричном выходном каскаде класса B используются в конфигурации с общим коллектором и смещаются резистивным делителем напряжения и схемой транзистора драйвера. Эмиттерные резисторы в выходном каскаде обеспечивают достаточную температурную стабильность и устанавливаются методом проб и ошибок, но значение 2,7 Ом кажется хорошим компромиссом. выходной транзистор порядка 2,5 нА; это обеспечит минимум кроссоверных искажений. При правильной настройке этот усилитель будет показывать ±i

16 OR ZZ Ом

Рис. 22. С помощью этой простой схемы можно получить аудиоусилитель мощности с двухтактным выходом, использующим один транзистор в заключительном каскаде. От этого усилителя доступно только около 50 мВт, но коэффициент усиления не меняется вплоть до 30 кГц. И QI, и Q2 должны быть германиевыми аудиотранзисторами, такими как

, 2N2I5, 2N404, 2N2953, SK3004 или HEP-253, частотная характеристика clB от 90 Гц до 12,5 кГц и искажения 4% при входной мощности 120 мВт и 10% при 220 вход мВт.

Другой дополнительный аудиоусилитель показан на рис. 21. Этот силовой каскад обеспечивает выходную мощность 470 мВт и использует разъемы питания переменного и постоянного тока для минимизации искажений и расширения частотной характеристики. Хотя для правильной работы этого усилителя не требуются несогласованные транзисторы, доступен набор согласованных транзисторов под названием 2N2707; стоимость подобранной пары всего на несколько центов больше общей стоимости 2N2706 и 2N2430 по отдельности. Этот очень полезный усилитель имеет ровную амплитуду ±3 дБ в диапазоне частот от 15 Гц до 130 кГц, имеет входное сопротивление 750 Ом и дает менее 2% искажений при выходной мощности 470 мВт.

Однотранзисторный двухтактный

Усилители, показанные на рисунках 22 и 23, иллюстрируют, как можно получить квази-двухтактный выходной сигнал от одного транзистора.

Рис. 21. Этот дополнительный аудиоусилитель мощностью 470 мВт демонстрирует менее 2% искажений и стабилизируется в пределах 3 дБ в диапазоне частот от 15 Гц до 130 кГц.

Рис. 23. Здесь показан вариант целевой мощности двухтактной схемы с одним транзистором, показанной на рис. 22. Рабочие характеристики аналогичны схеме мощностью 50 мВт, за исключением того, что можно получить приблизительно 1 Вт. Транзисторы pi и Q 2 — 2N2I5, 2N404, 2N2953, SK3004 или HEP-253; Q3 — 2N554, 2NI032, 2NI666, SK3009 или HEP-232, f

вход

Рис. 5E4002, SK3020 или HEP-54; Q2 — это 2N3916 или SE7005.

вход

Рис. 24. Этот линейный аудиоусилитель мощности обеспечивает выходную мощность около 500 мВт при входном сигнале 80 милливольт. Q2 это 2Н3916 или SE7005.

Эти усилители подключены к постоянному току, благодаря чему исключается множество компонентов, и в то же время обеспечивается превосходная низкочастотная характеристика.

В схеме на рис. 22 первый транзистор служит как драйвером переменного тока, так и частью системы смещения постоянного тока. Хотя значения, показанные на схеме, были выбраны для достижения оптимальных результатов, резистор смещения 6800 Ом (Rl) следует отрегулировать экспериментально, чтобы получить равные напряжения на нагрузках коллектора и эмиттера, как показано на схеме.

Частотную характеристику этого усилителя можно отрегулировать, изменив значение конденсатора 0,05 мкФ (CI). Когда этот конденсатор полностью исключен из цепи, сильная отрицательная обратная связь вокруг цепи обеспечивает является ровным от постоянного тока (с закороченным входным конденсатором) до 30 кГц. Однако в этих условиях усиление составляет всего около 35 дБ. Максимальная выходная мощность, доступная от жестяной схемы, составляет порядка 50 м\В; выше этого уровня возникает сильное ограничение с заметными слышимыми искажениями.

Схема с более высокой мощностью, обладающая практически такими же характеристиками, показана на рис. 23. С транзисторами с надлежащим теплоотводом этот блок обеспечивает полезную выходную мощность до одного ватта. Как и в схеме с меньшей мощностью, резистор смещения (Rl) должен быть отрегулирован так, чтобы обеспечить равные напряжения на эмиттерной и коллекторной нагрузках, как показано на схеме.

Входной импеданс обеих этих схем порядка нескольких тысяч Ом, поэтому они могут легко управляться другими транзисторными схемами. Несмотря на то, что в качестве выходной нагрузки показаны два отдельных динамика, нагрузка вполне может быть двумя отдельными обмотками трансформатора.

Усилители от сети

Усилитель мощностью 1 Вт от сети на рис. 24 обеспечивает выходную мощность около 500 мВт при входном сигнале 80 мВ. Использование транзисторов с высоким номинальным напряжением между коллектором и эмиттером позволяет использовать бестрансформаторный источник питания, работающий непосредственно от сети переменного тока 115 В. Чтобы предотвратить повреждение транзистора Q2 в случае скачков переходного напряжения на линии, резистор, зависящий от напряжения (VDR), такой как тиристор Genera Electric 1 или тиристор Motorola, должен быть подключен к первичной обмотке выходного трансформатора.

Другой усилитель мощности с питанием от сети показан на рис. 25- Этот усилитель t IOO v

ot 2NE92S, ENSiSt, QZ-2HZ9Z*, ZHZ?tZ, 2NJ393 03-2N232}, q4-zn4054

Рис. 25 , С этим линейным усилителем мощности звука достигается высокая производительность при низкой стоимости, поскольку дорогие электролитические конденсаторы устраняются за счет прямой связи между каскадами. Эта схема подает 1 Вт на динамик с входной мощностью 3 мВт.

г2 2нм04. 5e60gi

ZS2Q&&, 2N3HQ, ZN39Одиночный аудиоусилитель, управляющий двухтактным силовым каскадом класса li через небольшой трансформатор. Для модуляции коллектора небольшого передатчика просто подайте напряжение на коллектор через вторичную обмотку преобразователя частоты, в данном случае аудиотрансформатор стоимостью 5 кОм: 200 Ом —

5-ваттный модулятор, показанный на рис. 27 мая он использовал для модуляции передатчиков с lij) до 10 Вт на входе. Использование недорогих кремниевых транзисторов с высоким коэффициентом усиления и эффективной трансформаторной связи значительно снижает сложность схемы. Обычно требуется намного больше транзисторов, чтобы получить пять ватт звука с микрофонного входа. Хотя этот модулятор был разработан для керамического или кристаллического микрофона, его можно использовать с динамическими микрофонами с немного меньшим коэффициентом усиления. Эта схема демонстрирует чрезвычайно низкие характеристики искажений, а при использовании коллекторной модуляции транзисторного передатчика мощностью 10 Вт обеспечивает исключительно чистый и четкий звук.

Транзисторный модулятор мощностью 25 Вт, показанный на рис.* 28, мало чем отличается от других описанных типов, но с тремя трансформаторами он несколько эффективнее, чем большинство других трансформаторов. Трансформаторы представляют собой легкодоступные коммерческие модели, которые можно приобрести у большинства поставщиков. Однако трансформатор 12 должен иметь центральный отвод на вторичной обмотке; это легко достигается путем разматывания 46 витков внешней обмотки, извлечения центрального отвода в этой точке и повторной намотки.